科学研究の重心が移りつつある
中国は、論文の発表数だけでなく、誰が科学研究を主導しているかに焦点を当てた指標で、研究の主導権をめぐり米国に肩を並べつつある。約600万本の論文を対象とした大規模調査によると、米中共著論文のうち中国を拠点とする研究者が主導した割合は、2010年の30％から2023年には45％に上昇した。現在の傾向が続けば、両国の主導的役割は2027年か2028年ごろにほぼ均衡すると予測される。この分析では、機械学習を用いて研究への貢献に関する記述と著者情報を読み取り、どの研究者がプロジェクトを主導したかを推定した。論文数や注目度の高い論文の被引用数だけでは捉えられない影響力を示すものだ。
目次
主導権が重要なのは、誰が研究課題を設定し、手法を設計し、資金を確保し、共同研究を導くかを示すためだ。この結果は、中国が科学的成果を生み出すだけでなく、世界の研究活動を組織する役割も強めていることを示唆する。こうした変化は、資金をめぐる対立や採用凍結、断続的な人員削減によって信頼が損なわれ、海外機関による人材獲得を招いている米国の研究体制の混乱と時期が重なる。人工知能から半導体、先端材料まで、多くの重要分野で、調査のモデル分析は中国が2030年までに米国と主導権で肩を並べる可能性を示している。
同じモデル分析では、米中の科学的な結びつきがさらに弱まった場合の影響も検討した。デカップリングのシナリオでは、中国の世界全体における主導的立場の割合が高まる。中国の研究者は、米国の研究者と組む場合より、欧州などのパートナーとの共同研究を主導する可能性が高いためだ。中国政府は「一帯一路」構想の下で国際教育の拡大にも多額の資金を投じ、研究連携につながるネットワークを強化してきた。2012年以降、主にアフリカと南アジアからの留学生の教育に約333億元を充てた。2018年までに、中国にいる留学生のほぼ半数をこれらの地域の出身者が占め、中国の研究者は現在、多くの一帯一路参加国との共同研究を主導している。
研究における主導権の実態
著者の慣例は分野によって異なるが、主導権はしばしば責任著者や上級著者といった重要な役割に表れる。また、実験の着想、モデルの構築、データ収集の指揮を誰が担ったかを明記する貢献記述にも示される。この調査では、機械学習を使ってこうした情報を精査し、各プロジェクトを誰が主導した可能性が高いかを判定した。大規模な研究コンソーシアムや小規模な研究成果の積み重ねによって論文数が膨らむことがある一方、主導権は知的な方向性や研究課題の設定を捉えやすいため、この手法は有用だ。
複数の独立した指標も、影響力の大きい研究における中国の急速な台頭を示している。世界で最も引用された論文の割合を追うものなど、さまざまなランキング手法で中国は急速に順位を上げており、指標によっては複数のSTEM分野で影響力がすでに米国を上回る。中国の特許出願も急増し、2021年には米国の特許件数のおよそ2倍に達した。これらの指標ですべての質を測れるわけではないが、共同論文で確認された主導権の動向とは一致している。
共同研究から競争へ：米中の動向
米中共著論文に占める中国の主導割合は、2010年の30％から2023年には45％に上昇した。この傾向を延長すると、数年以内に両国の割合は交差する。こうした変化は、米国が基礎研究の基盤や一流の研究所で依然として他にない強みを持つ一方、中国が着想を生み出し、複雑なプロジェクトに資金を投じ、機関をまたぐチームをまとめる能力を高めていることを反映している。
米中のつながりが減る世界をモデル化したところ、中国の世界全体における主導割合は低下するのではなく上昇した。中国の研究チームはすでに欧州やアジア各地との多くのプロジェクトを主導しているため、部分的なデカップリングは研究活動を止めるのではなく、別の方向へ移す。中国政府は教育を通じて将来の共同研究の基盤も築いている。一帯一路構想の下で奨学金、共同学位、客員研究員制度に資金を投じたことで、南アジアからアフリカまでの大学と中国の研究所を結ぶ人材育成のルートができた。こうしたネットワークは論文データにも表れており、中国が多くの参加国との共同研究を主導している。
人材の流動と頭脳の逆流
数十年にわたり、米国は海外で教育を受けた科学者、特に中国出身の研究者を継続的に受け入れ、その恩恵を受けてきた。だが、その優位性は揺らいでいる。2010年から2021年にかけて、米国でキャリアを始めた中国系科学者は約2万人が他国に移り、その数は2010年の900人から2021年には2,621人に増えた。2018年に「チャイナ・イニシアチブ」が始まった後、こうした離職は約75％増加し、2021年には移住した研究者の約3分の2が中国での職を選んだ。調査対象となった科学者は、共同研究や助成金申請をめぐる不安を訴え、多くが学術研究者としての安全性が低下したと感じていると答えた。
こうした動向を査読付きで分析した論文の著者らは、米国科学アカデミー紀要で、現在の状況が米国の優秀な人材を引きつけ、引き留める能力を損なう恐れがあると警告した。
米国は長年、移民科学者、とりわけ中国出身者の貢献から恩恵を受けてきた。こうした動きは、米国が優秀な科学人材を引き留め、獲得する能力を脅かし、科学技術分野における世界的な主導権を損なう可能性がある。
米国科学アカデミーのマーシャ・マクナット会長も、研究投資と成果における中国の成長率が米国を上回っていると警告してきた。懸念を率直な言葉で表している。
一連の動向を見て、非常に憂慮すべき傾向があると感じています。
中国が先行している分野
主導権の移行が最も目立つのは、各国政府が戦略的とみなす技術分野だ。米国の指標と結び付けた重要技術の調査によると、米国立科学財団が指定する11の優先分野のうち8分野で、中国の研究者は2030年までに米国と主導権で肩を並べる見通しだ。これは中国があらゆる商業市場を支配するという意味ではないが、研究課題の設定や影響力の大きい論文の発表で強みを持つことを示している。
AIと半導体
中国は、機械学習のアーキテクチャーからコンピュータービジョン、自然言語処理まで、AIの中核研究で存在感を高めている。こうした論文の多くは、大規模な学際的チームや計算資源を大量に必要とする実験を伴う。半導体では、中国は最先端の製造技術や一部の装置へのアクセスに制約を抱える一方、将来の世代の半導体を支える材料、デバイス物理、設計手法の研究で多くの成果を上げている。論文で主導権を握ることが製造面での優位を保証するわけではないが、新たな半導体を可能にする科学の方向性に影響を与える。
量子技術
中国は量子技術を国家的な優先分野と位置付け、約150億米ドルに上る多額の公的資金を投じている。同国は世界最大の量子通信網を運用しており、約1万2,000キロに及ぶほか、「墨子号」などの量子衛星によって宇宙空間にも展開している。中国の研究グループは毎年、他のどの国よりも多くの量子関連論文を発表している。量子コンピューティングの特許や民間部門の開発では米国が一部優位を保つものの、中国は量子通信インフラで大きく先行し、公的研究機関と国有企業を連携させて実用システムを導入している。
米国の産業界のリーダーは、競争力を保つには継続的な投資と統合された研究エコシステムが欠かせないと主張する。著名な関係者の一人は、端的にこう述べた。
米国の主導権を維持するには、基礎研究への継続的な投資が必要です。
バイオテクノロジーと健康科学
中国は、潤沢な公的資金、上海などの都市を中心とした研究集積、受託研究、バイオ製造、医薬品有効成分の分野における強い能力に支えられ、幅広いバイオテクノロジー基盤を築いてきた。中国の研究所は、ゲノミクス、細胞治療、合成生物学で影響力の大きい研究を増やしている。政府当局は遺伝情報を戦略的資源とみなし、国外からのアクセスを制限する一方、AIを活用した分析を支える国内データセットを拡充している。中国企業の多くは先端製品について、依然として海外の提携先や市場に依存し、国内の価格政策によって収益が抑えられることもある。それでも研究基盤は強く、地政学的な競争が激化する中でも海外からの投資や提携を呼び込んでいる。
公衆衛生と医学研究は「健康シルクロード」を通じて外交とも交わる。これは疾病監視、ゲノミクス、臨床試験に関するプロジェクトを包括する枠組みで、新興地域における中国の科学的な存在感を広げている。軍、民間、学界、企業の関係者を結び、長期的な能力の構築を目指す包括的な取り組みだ。
エネルギーと材料
中国の研究者は、電池化学、水素やアンモニアの触媒、より軽く強い構造を実現する先端複合材料など、材料科学の幅広い分野で論文を発表している。エネルギー貯蔵や新たなエネルギー生成における成長は、長年にわたる継続的な投資と、環境技術に対する国内需要の拡大を反映している。研究室の成果を世界市場向けの製品に移すには、サプライチェーン、規格、資金へのアクセスが重要であり、各国の政策判断が影響する。
資金、大学、規模の効果
資金の規模と人材育成のルートは、主導権を左右する重要な要素だ。2021年、米国は研究開発に約8,060億米ドルを支出し、中国は約6,680億米ドルを投じた。中国の成長率は米国のおよそ2倍で、現在はSTEM分野の博士号取得者を米国よりはるかに多く輩出している。2025年には、中国の大学が年間約7万7,000人にSTEM分野の博士号を授与する見通しで、米国の約4万人を上回る。中国の研究者数は、米国と欧州連合（EU）の合計を超える。こうした数字が、論文数や主導権の指標にも反映される。
質の高い論文データベースを見ると、中国は一部の有力学術誌への貢献で差を広げている。2024年のデータでは中国が大差で首位となり、米国の割合は特に化学や物理科学の一部で低下した。米国は健康科学でなお優位にあり、生物科学でも首位を保つが、中国の成果が急増するにつれて差は縮小している。
中国の大学制度は規模と質の両面で急速に拡大している。2025年の主要な世界大学ランキングでは、初めて米国より中国の大学が多く掲載された。論文の影響力を重視する他の複数の世界ランキングでも、中国は大学数で首位に立つ。清華大学や北京大学などの一流大学は最上位層に入り、さらに幅広い地方大学がAI、量子技術、バイオテクノロジー、新エネルギー技術、環境科学に注力している。この厚い基盤が、多数の大学院生やポスドクを育て、国立研究所や産業界に送り出している。
米国の研究は依然として深みと革新性を備えているが、予算の不確実性が逆風になっている。国立衛生研究所の大幅削減を含む連邦科学機関への削減案は、民間の慈善資金だけでは完全に補えそうにない研究資金の逼迫に対する懸念を生んでいる。政策をめぐる対立や大学運営規則の変更も、一部の大学を外国人留学生や教員にとって魅力の乏しい場にしている。国境を越えた共同研究への監視強化と相まって、こうした要因は、何世代にもわたり米国の主導権を支えてきた人材面の優位性を損なう恐れがある。
デカップリング時代の共同研究
先端半導体などの輸出規制や機微な研究分野への制限を受け、研究所は共同研究のネットワークを見直している。欧州各国政府は一部分野で審査を強化する一方、別の分野では開放性を維持しようとしている。中国も指定された戦略分野で独自の輸出規制や国際共有の制限を導入した。共同研究は終わるのではなく、別の経路へと移っている。新たな調査の主導権モデルは、米中の関係がさらに弱まった場合でも、中国の研究チームが欧州、南アジアなどの地域のパートナーとの共同研究をより多く主導するため、世界全体のプロジェクトに占める中国の主導割合は上昇し続けることを示唆している。
教育外交も役割を果たす。2012年以降、中国は大規模な留学生の受け入れに資金を投じ、特にアフリカと南アジアから多くの学生を受け入れてきた。2018年までに中国の留学生のほぼ半数がこれらの地域の出身者となり、現在の論文データでは、一帯一路参加国の多くとの共同研究を中国が主導している。こうした関係は相互理解や共通の訓練、継続的な提携を生み、数年後には主導権の指標にも表れる。
規格や規範の策定も、新たな競争の舞台となりつつある。中国は量子通信網の拡大と国際連携を進める一方、西側諸国の政府は信頼できるサプライチェーンや同盟国間の共通プロトコルに重点を置く。エコシステムの分断は知識の普及を遅らせ、互換性の欠如を招く可能性がある。価値観を共有する国々の強固な科学的関係はそのリスクを軽減できるが、国境を越えた共同研究が長期にわたって減れば、規模と多様な専門知識が重要な分野の進展が鈍るだろう。
今後の行方を左右する要因
政策判断は、米中双方の行方を左右する。米国が主導権を保つには、いくつかの対策が有効だ。特にAI、量子技術、クリーンエネルギー、先端材料などの分野では、基礎研究と応用を見据えた研究に対する、継続的で予測可能な資金が欠かせない。地域コミュニティーカレッジや徒弟制度から博士課程まで、人材育成の全段階に目を配る必要がある。科学者を歓迎し、ビザ取得の負担を減らす現代的な移民政策は、人材を引きつける力を取り戻す助けとなる。助成金の手続きは、不必要な複雑さを減らし、共同研究や申請をためらわせる不安を和らげるよう見直せる。正当な共同研究への開放性を保ちながら研究の安全を守れば、現実的なリスクに対処しつつ、世界の人材が米国を離れる事態を防げる。
同盟国との協力は、個々の国だけでは足りない規模を補える。共用の実証施設、相互運用可能な規格、協調した投資は、量子技術、バイオテクノロジー、クリーンエネルギーの研究成果を商用システムへ移す取り組みを改善できる。信頼醸成の仕組み、機微な研究に関する透明性の高い安全策、リスクの低い分野での相互的なデータアクセス協定は、オープンサイエンスの恩恵を保つ助けとなる。
中国にとって、影響力の大きい研究で勢いを保つことは、世界市場を支配することと同じではない。商業的な成功は、信頼できるサプライチェーン、知的財産の保護、海外の顧客や投資家へのアクセスにかかっている。国内の価格政策や保険償還政策は、医療分野のリスクの高いイノベーションに回せる資金に影響する。戦略分野では明確なルールを保ちつつ、リスクの低い分野での開かれた協力を支える政策判断は、障壁を減らし、中国の研究成果が世界で活用される速度を高めるだろう。
要点
- 米中共同研究論文のうち中国が主導した割合は、2010年の30％から2023年には45％に上昇し、2027年か2028年までに米国とほぼ均衡すると予測される。
- 主導権の指標では機械学習を使い、研究への貢献記述と著者の役割から、誰が研究を指揮したかを特定する。
- モデル分析によると、米中科学研究のデカップリングが進めば、中国の世界全体における主導割合は高まる。中国の研究者が米国外のパートナーとの共同研究を主導する機会が増えるためだ。
- 中国は、米国立科学財団が追跡する11の重要技術分野のうち8分野で、2030年までに米国と主導権で肩を並べると見込まれる。
- 中国はAI、半導体研究、量子通信、材料科学で成果と影響力を高めている。
- 中国の量子技術への公的投資は約150億米ドルに上り、量子衛星に支えられた全長1万2,000キロの量子通信網を運用している。
- 中国のバイオテクノロジー分野の強みには、受託研究、医薬品有効成分、ゲノミクスや細胞治療の能力向上が含まれるが、先端製品の商業化はなお海外市場に依存している。
- 2021年の米国の研究開発費は約8,060億米ドル、中国は約6,680億米ドルで、中国の成長率は米国のおよそ2倍だった。
- 中国は一部の有力学術誌への貢献で差を広げている一方、米国は健康科学でなお優位にあり、生物科学でも強みを保っている。
- 米国を離れた中国系科学者は2018年以降約75％増加し、多くが共同研究や助成金の手続きをめぐる不安を理由に挙げている。
- 中国は2012年以降、主にアフリカと南アジアからの留学生の教育に約333億元を投じ、中国主導の共同研究を支える研究ネットワークを強化してきた。
- 米国が主導権を安定させるには、継続的な資金、人材に配慮した移民政策、簡素な助成金規則、そしてリスクの低い共同研究への開放性を保ちながら研究の安全を強化することが有効だ。
