尽管有少数诺贝尔奖所颁发的科学工作有争议，但整体上仍旧可以肯定地说，大家公认，诺贝尔奖成果代表了科学上的重大突破。把这些重大突破看做是科学奇迹应该没有多少疑义，那么这些奇迹是如何产生的呢？对此我们不妨对支撑科学产出的常规模式的构成要件逐一做分析，看看我们在科研产出的拼图上到底缺什么？这种简单分解还原的方法有助于我们从对比中找到影响科研产出的真正问题。重大突破级成果只占众多科研产出中的极少部分，它的出现对于支撑条件的要求相当苛刻。

已有的研究已经充分证明，科学产出对支撑条件是高度敏感的，当基础支撑条件不具备的时候是很难有好的科学表现，更遑论有科学奇迹的产生。纵观人类历史上的重大科学发现都是在条件相对丰裕的地方做出来的，几乎没有例外。与其临渊慕鱼，不如退而结网。基于对科技发展史的考察，我们可以把支撑科研产出模式的要件分解为五大模块，即资源（人、财、物）、积累、传统、文化与自由度。以往我们对科技产出的分析大多集中在对可见的资源要素的投入-产出分析上，如有多少R&D研究人员、有多少科研投入，有多少先进仪器设备等，这些也是科技管理部门与政策制定者们最乐意践行的量化指标，这点当然非常重要，但仅有资源投入对于科学奇迹的产生来说还是远远不够的，否则那些富裕的中东石油国家早就是世界科学中心了，在笔者看来，支撑科研奇迹发生背后的那些隐而不显的要件才是当下中国最需要重视与解决的，而且，这五种模块的不同排列组合，也塑造了当今世界上主要科技大国的不同科技发展模式与路径。

知识积累程度决定了科技产出的最低基准线。一个国家或地区的知识积累量越丰富，越容易得到历史积累的馈赠，那么这个地方的人们的认知水准就会比较高，其创造力也就会更强。笔者经常用古希腊文化的丰富性来解释近代科学在欧洲兴起的原因，比如牛顿在提出万有引力定律时遇到的超距作用难题时，为了解决万有引力在空间中是如何传递的，他借用了亚里士多德的以太学说，认为宇宙空间充满了无色透明的以太，万有引力就是通过这个以太传递的。虽然后来科学家们证明以太并不存在，但是这个本体论假设就如同几何学中为了解决问题所画的虚线一样，虽然不存在但很好地帮助牛顿解决了那个划时代难题。

由此可知，知识积累越丰富，越有利于知识产出，反之亦然。人们常常聊到日本的诺奖计划：未来50年产生30个诺奖，时间刚过半而任务则完成了三分之二，之所以有这个奇迹，是因为日本的知识积累比我们丰富，日本经过明治维新（1868年）以后，全盘接受西方模式，晚清在洋务运动中则采用中体西用的限制型知识积累模式，导致在知识积累速度与质量方面都比日本表现差，而且这种模式一直延续到现在，所以日本的科技表现比我们的要好很多。改革开放以来，尤其是新世纪以来，中国极大地加快了知识的积累速度，然而历史欠账太多，非一朝一夕就能彻底完成知识积累的华丽转身，总体而言，中国在科学知识的积累上还有待进一步提高，这种隐性差距在我们参与国际竞争中就逐渐显露出来。如今年诺贝尔物理学奖与化学奖的获奖工作，都与人工智能有关，而标志人工智能领域最高成就的图灵奖，截至2023年底共有77名获奖者，其中美国有55名科学家获得图灵奖，占比高达七成多，再加上几乎所有重要的人工智能大公司都在美国，美国在这个领域领先也就是水到渠成的事情。由此可见，知识积累对于创新具有重要作用。

作为默认的伦理框架，传统具有对人的行为有强规范与引导作用。拥有科学传统的地区，能够很容易达成对于科研议题的共识，一切只需按部就班运行就可以，不会被瞎指挥等荒腔走板行为所误导，传统的力量就在于它是过往经验的总结，一旦形成就具有稳定性与抵抗社会因素干扰的功能。久而久之，科研传统明确与清晰的地区，学习成本比较低，成熟的规范也能极大地降低科研行为中的不确定性，这些规范优势最终促成该地成为科研产出的富饶之地。遗憾的是，我们的科学传统历史并不久远，很多东西还需要学习与沉淀，导致我们比发达国家在这方面要付出更多的试错成本，进而总体上影响了我们的科研产出数量与质量，如科研不端行为时有发生就是这种情况的极端表现。

文化构成了科研生态环境的底层逻辑。科学社会学家默顿曾指出，十七世纪英国的清教主义所传递的精神气质与伦理规范直接促成了英国科学革命的爆发，科学奇迹频繁涌现。而且后来有越来越多的研究证明，大凡信奉清教/新教的国家的总体科研表现要比信奉天主教的国家要好。这是文化促进科学发展的经典案例，相反，如果一国的传统文化中缺少与科学相适应的精神气质与伦理规范，直接把生活层面的庸俗实用主义精神气质套用到科技领域，其内在的缺陷自然就会带到科技领域，导致对科学中的无用研究（远离生活的研究）被无情忽视，这也是当前国内学者们积极推进科学文化建设的原因所在。

自由是所有创新行为的灵魂。自由度高的地区创新能力就比较强，反之亦然，纵览世界科技发展史，概莫能外。之所以如此，是因为自由与科学探索的核心旨趣高度一致，众所周知，科学探索是追求真理的过程，而真理与人的存在状态息息相关，这也是20世纪哲学的一个伟大发现：真理标志着存在者的自由。换言之，只有自由的人才能发现并热爱真理，而不自由的人是没有能力发现真理的。自由从哪里来？自由是制度安排的产物，这就要求制度捍卫它的美德，营造一种自由宽松的环境，为创新扫清障碍。物理学奖无疑是诺奖中最硬核的一类，历史上曾有六位华人科学家获得该奖，无一例外，他们做出重要学术成果时都处在一种宽松自由的环境下。

短期来看，尽快给科研人员松绑，让科研人员回归主业，从各种繁杂的文山会海中解放出来，毕竟知识生产是时间的函数。有研究显示中国科研人员的有效时间被杂事占用比例远高于国外科学家，这就无形中导致中国科学家必须用额外的时间来把这个亏空补上，这不仅造成中国科学家比国外科学家更辛苦，而且还造成整个社会精力的浪费。繁杂的文山会海不但占用有效时间，还会导致个人自由的损失。

综上，在中国知识生产的拼图上，我们的最大优势在于资源投入，其次，由于中国科技体量与规模超级庞大，只要静下心来，在知识积累方面我们具有别的国家所不具有的优势，这块短板很快就会赶上。新世纪以来，我们的科研传统也在快速构建与迭代，文化模块也在持续更新中，相对而言自由度缺少的短板应该下大力气去尽快补齐，释放制度红利。从这个意义上说，中国科技只要把这几块偏弱的拼图进一步完善，假以时日，科学奇迹在我们这里频繁涌现也就是意料之中的事情。毕竟今年物理学和生理学的诺奖成果都是上个世纪80、90年代做出来的，滞后30余年，如果我们能尽快把科技拼图拼好，也用三十年时间作为标尺，那么从新世纪初到2035年将是我们检验拼图结果的时候。