과학의 무게중심이 이동하고 있다
중국이 연구 주도권을 누가 쥐고 있는지에 초점을 맞춘 지표에서 미국과 대등한 수준에 다가서고 있다. 논문 수가 아니라 과학 연구를 이끄는 주체를 살펴본 대규모 연구에 따르면, 2023년 미중 공동 논문의 45%를 중국에 기반을 둔 과학자들이 주도했다. 2010년의 30%에서 상승한 수치다. 현재 추세가 이어지면 양국은 2027년 또는 2028년께 연구 주도권을 균등하게 나눠 가질 것으로 전망된다. 연구진은 머신러닝으로 기여도 설명과 저자 정보를 분석해 프로젝트를 이끈 연구자를 추정했다. 이를 통해 단순 논문 수나 화제성 높은 인용 횟수를 넘어 연구 영향력을 살펴봤다.
목차
주도권이 중요한 이유는 누가 연구 질문을 정하고, 방법을 설계하며, 자원을 확보하고, 공동 연구를 이끄는지를 보여주기 때문이다. 중국이 단순히 연구 성과를 내는 데 그치지 않고 국제 연구 활동을 점점 더 조직하고 있음을 시사한다. 이러한 변화는 미국 연구 체계 내부의 불안정성이 커지는 시기와 맞물려 있다. 연구비를 둘러싼 갈등과 채용 동결, 간헐적인 해고가 신뢰를 약화하고 해외 기관의 인재 영입을 부추겼다. 인공지능부터 반도체, 첨단 소재에 이르기까지 여러 핵심 분야에서 연구진의 모델링은 중국이 2030년 전에 미국과 연구 주도권을 대등하게 맞출 수 있음을 보여준다.
같은 모델링으로 미중 과학 협력 관계가 더 약화할 경우도 살펴봤다. 양국이 결별하는 시나리오에서는 중국 과학자들이 미국 연구자보다 유럽 등 다른 지역 연구자들과의 협업을 더 자주 주도하기 때문에 중국의 세계 연구 주도 비중이 높아진다. 중국 정부는 일대일로 구상 아래 국제 교육을 확대하는 데도 막대한 투자를 해 연구 협력으로 이어지는 네트워크를 강화했다. 2012년 이후 외국인 학생 교육에 약 333억 위안을 배정했으며, 주로 아프리카와 남아시아 출신 학생들이 대상이었다. 2018년에는 중국 유학생의 거의 절반이 이 지역 출신이었고, 현재 중국 연구자들은 여러 일대일로 참여국과의 공동 연구 대부분을 주도하고 있다.
연구 주도권의 실제 의미
저자 표기 관행은 학문 분야마다 다르지만, 교신저자나 선임저자 같은 핵심 역할에서 연구 주도권이 드러나는 경우가 많다. 실험을 구상하고 모델을 구축하거나 데이터 수집을 지휘한 사람이 누구인지 밝히는 기여도 설명도 단서가 된다. 이번 연구의 머신러닝 분석은 이런 신호를 훑어 각 프로젝트를 누가 주도했는지 판별했다. 대규모 연구 컨소시엄이나 반복적인 점진적 연구로 논문 수가 부풀려질 수 있는 반면, 주도권은 지적 방향 설정과 연구 의제 결정 능력을 보여준다는 점에서 이 방법은 유용하다.
여러 독립 지표도 중국이 영향력 높은 연구 분야에서 빠르게 부상하고 있음을 보여준다. 세계에서 가장 많이 인용된 논문의 비중을 추적하는 지표를 포함한 다양한 순위 방식에서 중국은 빠르게 성장했으며, 일부 측정에서는 여러 과학·기술·공학·수학(STEM) 분야의 영향력에서 이미 미국을 앞선다. 중국의 특허 출원도 급증해 2021년에는 미국의 특허 건수를 대략 두 배 웃돌았다. 이런 지표가 연구의 질을 모두 담아내는 것은 아니지만, 공동 논문에서 관찰된 주도권 신호와 맥을 같이한다.
협력에서 경쟁으로: 미중 추세선
미중 공동 저술 논문에서 중국이 주도한 비중은 2010년 30%에서 2023년 45%로 상승했다. 추세를 연장하면 몇 년 안에 두 나라의 선이 만난다. 이는 아이디어를 내고 복잡한 프로젝트에 자금을 대며 기관 간 연구팀을 조율하는 중국의 역량이 커진 결과다. 미국은 여전히 기초 연구 인프라와 최고 수준의 연구실에서 독보적인 강점을 갖고 있다.
연구진이 미중 협력이 줄어든 세계를 모델링했을 때 중국의 세계 연구 주도 비중은 줄지 않고 오히려 늘었다. 중국 연구팀은 이미 유럽과 아시아 전역의 여러 프로젝트를 주도하고 있어 부분적인 협력 단절은 연구 활동을 멈추기보다 다른 곳으로 이동시킨다. 중국 정부는 교육을 통해 미래의 공동 연구 기반도 다지고 있다. 일대일로 구상 아래 장학금, 공동 학위, 방문 연구자 프로그램에 투입한 자금은 중국 연구실과 남아시아에서 아프리카까지 여러 지역 대학을 잇는 인재 양성 경로를 만들었다. 논문 데이터에서도 중국이 여러 해당 국가와의 공동 연구를 주도하는 모습이 확인된다.
인재 이동과 역두뇌유출
수십 년 동안 미국은 해외에서 교육받은 과학자, 특히 중국 출신 과학자들이 꾸준히 유입되면서 이득을 봤다. 그러나 이런 이점이 압박을 받고 있다. 2010년부터 2021년 사이 미국에서 경력을 시작한 중국계 과학자 약 2만 명이 다른 나라로 옮겼다. 이주 인원은 2010년 900명에서 2021년 2,621명으로 늘었다. 2018년 중국 이니셔티브가 시작된 뒤 이탈 인원은 약 75% 증가했고, 2021년에는 이주 연구자의 약 3분의 2가 중국 내 일자리를 택했다. 설문에 응한 과학자들은 공동 연구와 연구비 신청을 둘러싼 불안을 호소했으며, 학계 연구자로서 안전하다고 느끼지 못한다는 응답도 많았다.
이 같은 추세를 검토한 동료 심사 논문에서 저자들은 미국국립과학원회보에 실린 분석을 통해 이러한 분위기가 미국의 우수 인재 유치·유지 역량을 약화할 수 있다고 경고했다.
미국은 오랫동안 이민자 과학자들, 특히 중국 출신 과학자들의 기여로 혜택을 누려왔다. 이러한 변화는 미국이 최고의 과학 인재를 유치하고 붙잡아 둘 역량을 위협해 과학기술 분야의 세계적 주도권을 약화할 수 있다.
미국 국립과학원 원장인 마샤 맥넛도 중국의 연구 투자와 성과 증가율이 미국을 앞지르고 있다고 경고했다. 그는 우려를 다음과 같이 간명하게 표현했다.
이 모든 것이 매우 우려스러운 추세를 보여준다고 생각합니다.
중국이 먼저 앞서가는 분야
연구 주도권의 이동은 각국 정부가 전략 분야로 보는 기술 영역에서 가장 뚜렷하다. 미국의 핵심 기술 지표와 연계된 연구에 따르면, 미국 국립과학재단이 지정한 11개 우선 분야 중 8개에서 중국 연구자들이 2030년 전에 미국과 연구 주도권을 대등하게 맞출 전망이다. 그렇다고 중국이 모든 상업 시장을 장악한다는 뜻은 아니다. 연구 의제를 설정하고 영향력 높은 연구를 발표하는 역량이 강해지고 있음을 보여준다.
AI와 반도체
중국은 머신러닝 구조부터 컴퓨터 비전과 자연어 처리에 이르기까지 핵심 AI 연구에서 입지를 넓혔다. 이들 논문 가운데 상당수는 대규모 학제 간 연구팀과 컴퓨팅 집약적 실험을 바탕으로 한다. 반도체 분야에서 중국은 첨단 제조와 일부 장비 접근에 제약을 받고 있지만, 미래 세대 칩의 기반이 되는 소재, 소자 물리학, 설계 기법을 연구하는 중국 연구실은 활발한 성과를 내고 있다. 논문 주도권이 제조업 주도권을 보장하지는 않지만, 신형 칩을 가능하게 하는 과학의 방향에 영향을 준다.
양자기술
중국은 양자기술을 국가 우선 과제로 보고 약 150억 달러의 공공 자원을 투입했다. 중국은 약 1만2,000km에 이르고 묵자호 등 양자위성으로 우주까지 확장된 세계 최대 규모의 양자통신망을 운영하고 있다. 중국 연구진은 매년 다른 어떤 나라보다 많은 양자 관련 논문을 발표한다. 미국이 일부 양자컴퓨팅 특허와 민간 부문 개발에서 우위를 유지하고 있지만, 양자통신 인프라에서는 중국이 크게 앞서 있으며, 공공 연구기관과 국영기업을 연계해 실제 시스템을 구축해 왔다.
미국 업계 지도자들은 경쟁력을 유지하려면 지속적인 투자와 통합된 연구 생태계가 필수라고 주장한다. 한 저명한 인사는 이를 간결하게 표현했다.
미국의 주도권을 유지하려면 기초 연구에 대한 지속적인 투자가 필요합니다.
생명공학과 보건과학
중국은 넉넉한 공공 자금 지원과 상하이 같은 도시를 중심으로 한 연구 집적지, 계약 연구·바이오 제조·원료의약품 분야의 탄탄한 역량을 바탕으로 폭넓은 생명공학 기반을 구축했다. 중국 연구실은 유전체학, 세포 치료, 합성생물학 분야에서 영향력 높은 연구를 더 많이 내고 있다. 당국은 유전 데이터를 전략적 자원으로 간주해 외부 접근을 제한하는 한편, AI 기반 분석에 활용할 국내 데이터베이스를 확대하고 있다. 많은 중국 기업은 여전히 첨단 제품을 위해 해외 파트너와 시장에 의존하며, 국내 가격 정책으로 수익이 제한될 수 있다. 그러나 지정학적 경쟁이 심화하는 가운데서도 연구 역량은 탄탄해 해외 투자와 협력자를 끌어들이고 있다.
공중보건과 의학 연구는 질병 감시, 유전체학, 임상시험 프로젝트를 포괄하는 헬스 실크로드를 통해 외교와 맞닿아 있다. 이들 사업은 신흥 지역에서 중국의 과학적 존재감을 확대한다. 군사·민간·학계·상업 부문 주체를 아우르며 장기적인 역량을 쌓는 종합적 접근이다.
에너지와 소재
중국 연구자들은 배터리 화학, 수소·암모니아 촉매, 더 가볍고 튼튼한 구조물에 쓰이는 첨단 복합재 등 소재과학 분야에서 폭넓은 연구 성과를 내고 있다. 에너지 저장과 신에너지 생산 분야의 성장세는 수년간 이어진 꾸준한 투자와 친환경 기술에 대한 국내 수요 증가를 반영한다. 연구실 성과를 세계 시장 제품으로 발전시키려면 공급망과 표준, 자본 접근성이 중요하며, 이 분야에서는 각국의 정책 선택이 영향을 미친다.
자금, 대학, 규모의 효과
연구 주도권의 핵심은 투자 규모와 인재 양성 경로다. 2021년 미국의 연구개발 지출은 약 8,060억 달러였고 중국은 약 6,680억 달러를 투자했다. 중국의 증가율은 미국의 대략 두 배였으며, 현재 중국은 매년 미국보다 훨씬 많은 STEM 박사 학위자를 배출한다. 2025년에는 중국 대학들이 연간 약 7만7,000명의 STEM 박사 학위자를 배출할 것으로 예상된다. 미국은 약 4만 명이다. 중국의 연구자 수도 미국과 유럽연합을 합친 것보다 많다. 이러한 수치는 논문 및 연구 주도권 지표에도 반영된다.
양질의 논문 데이터베이스를 보면 중국은 일부 최고 학술지에 대한 기여도에서 격차를 벌리고 있다. 2024년 자료에서 중국은 큰 차이로 1위를 차지한 반면, 미국의 비중은 특히 화학과 물리과학 일부 분야에서 하락했다. 미국은 여전히 보건과학을 이끌고 생물과학에서도 1위를 지키고 있지만, 중국의 해당 분야 성과가 빠르게 늘면서 격차가 좁혀졌다.
중국의 대학 체계는 규모와 질 양면에서 빠르게 확장됐다. 2025년 주요 세계 대학 순위 중 하나에서는 처음으로 미국보다 많은 중국 대학이 이름을 올렸다. 논문 영향력을 중시하는 다른 여러 세계 순위에서도 중국은 대학 수 기준으로 앞서 있다. 칭화대와 베이징대 같은 명문 대학은 최상위권에 진입했고, 더 넓은 지역 대학들이 AI, 양자기술, 생명공학, 신에너지 기술, 환경과학에 집중하고 있다. 이처럼 폭넓은 기반은 국립 연구소와 산업계로 이어지는 대학원 연구자 및 박사후 연구원 인력을 대규모로 배출한다.
미국 연구 체계는 여전히 깊이와 혁신성을 갖췄지만, 예산 불확실성이 걸림돌이 되고 있다. 국립보건원에 대한 대규모 감축을 포함해 연방 과학 기관의 예산 삭감안이 나오면서 연구비 부족 우려가 커졌다. 민간 자선 기부만으로는 이를 온전히 메우기 어려울 것으로 보인다. 정책 갈등과 대학 운영 규정의 변화도 일부 대학을 외국인 학생과 교수진에게 덜 매력적인 곳으로 만들었다. 국경을 넘는 공동 연구에 대한 감시 강화까지 더해지면서, 여러 세대에 걸쳐 미국의 주도권을 뒷받침해 온 인재 우위가 약화할 위험이 있다.
협력 단절 시대의 공동 연구
첨단 반도체와 기타 기술에 대한 수출 통제, 민감한 연구 분야에 대한 제한으로 각국 연구실은 협력 네트워크를 재검토하고 있다. 유럽 정부들은 일부 분야의 심사를 강화하는 한편 다른 분야에서는 개방성을 유지하려 하고 있다. 중국도 지정된 전략 분야에서 자체 수출 통제와 국제 정보 공유 제한을 시행했다. 협력이 끝나는 것이 아니라 다른 경로로 옮겨가고 있다. 새 연구의 연구 주도권 모델링에 따르면 미중 관계가 더 악화해도 중국 연구팀이 유럽, 남아시아 등 다른 지역 파트너와 더 자주 공동 연구를 주도하기 때문에 세계 프로젝트에서 중국의 주도 비중은 계속 높아질 것으로 보인다.
교육 외교도 역할을 한다. 2012년 이후 중국은 특히 아프리카와 남아시아 출신의 대규모 유학생 집단에 자금을 지원했다. 2018년에는 중국 유학생의 절반에 가까운 비율이 이들 지역 출신이었고, 논문 데이터에서는 중국이 여러 일대일로 국가와의 공동 연구를 주도하는 것으로 나타났다. 이런 관계는 상호 이해와 공동 교육, 반복적인 협력 기반을 만들며, 몇 년 뒤 연구 주도권 지표에도 반영된다.
표준과 규범을 정하는 일도 새로운 경쟁 무대가 되고 있다. 중국은 양자통신망을 확장하고 국제 협력을 추진하는 한편, 서방 정부들은 신뢰할 수 있는 공급망과 동맹국 간 공통 규약에 주력하고 있다. 생태계가 분열되면 아이디어 확산이 늦어지고 호환성 문제가 생길 수 있다. 뜻을 같이하는 국가 간 긴밀한 과학 협력은 이런 위험을 줄일 수 있지만, 국경을 넘는 공동 연구가 지속적으로 감소하면 규모와 다양한 전문성이 중요한 분야의 발전이 늦어질 가능성이 크다.
추세를 바꿀 수 있는 요인
양측의 정책 선택은 결과를 좌우할 수 있다. 미국은 주도권을 지키기 위해 몇 가지 조치를 취할 수 있다. 특히 AI, 양자기술, 청정에너지, 첨단 소재 분야에서 기초 연구와 응용 중심 연구에 지속적이고 예측 가능한 자금을 지원하는 것이 필수적이다. 전문대학과 견습 과정을 거쳐 박사 교육에 이르기까지 인재 양성의 전 과정을 살펴야 한다. 과학자를 환영하고 비자 발급의 걸림돌을 줄이는 현대적인 이민 정책은 인재를 끌어들이는 역량을 회복할 수 있다. 불필요하게 복잡한 절차를 줄이고 공동 연구나 연구비 신청을 주저하게 만드는 우려를 완화하도록 연구비 심사 절차를 개선할 수 있다. 정당한 협력에 대한 개방성을 유지하면서 연구 안보를 지키면 세계 인재를 잃지 않고 실질적인 위험에 대응할 수 있다.
동맹국 간 협력은 개별 국가의 한계를 넘어 규모를 키울 수 있다. 공동 시험 시설과 상호 운용 가능한 표준, 조율된 투자는 양자기술·생명공학·청정에너지 분야에서 연구실 성과를 상용 시스템으로 발전시키는 데 도움이 된다. 신뢰 구축 장치와 민감한 연구를 위한 투명한 안전장치, 위험이 낮은 분야에서의 상호 데이터 접근 협약은 개방형 과학의 이점을 지키는 데 기여할 수 있다.
중국의 경우 영향력 높은 연구에서 성장세를 이어가는 것이 세계 시장을 장악하는 것과 같지는 않다. 상업적 성공에는 신뢰할 수 있는 공급망과 지식재산권 보호, 해외 고객 및 투자자에 대한 접근이 필요하다. 국내 가격 및 급여 정책은 보건의료 분야의 위험 부담이 큰 혁신에 투입할 수 있는 자본에 영향을 준다. 전략 분야에는 명확한 규칙을 유지하되 위험이 낮은 분야에서 개방형 협력을 지원하는 정책 결정을 내리면 마찰을 줄이고 중국 연구 성과의 세계적 채택을 앞당길 수 있다.
핵심 내용
- 중국은 2023년 미중 공동 논문의 45%를 주도했다. 2010년의 30%에서 상승한 수치로, 2027년 또는 2028년께 미국과 대등한 수준에 도달할 것으로 전망된다.
- 이 연구 주도권 지표는 기여도 설명과 저자 역할을 머신러닝으로 분석해 연구를 이끈 주체를 판별한다.
- 모델링에 따르면 미중 과학 협력이 단절되면 중국의 세계 연구 주도 비중이 커진다. 중국 연구자들이 미국 밖 파트너와의 공동 연구를 더 자주 주도하기 때문이다.
- 중국은 미국 국립과학재단이 추적하는 11개 핵심 기술 분야 중 8개에서 2030년 전에 미국과 연구 주도권을 대등하게 맞출 것으로 예상된다.
- 중국은 AI, 반도체 연구, 양자통신, 소재과학 분야에서 연구 성과와 영향력을 높여 왔다.
- 중국의 양자기술 공공 투자액은 약 150억 달러이며, 양자위성이 뒷받침하는 1만2,000km 규모의 양자통신망을 운영한다.
- 중국 생명공학의 강점에는 계약 연구, 원료의약품, 유전체학 및 세포 치료 역량의 성장이 포함된다. 다만 첨단 기술의 상용화는 여전히 해외 시장에 크게 의존한다.
- 2021년 미국의 연구개발 지출은 약 8,060억 달러, 중국은 6,680억 달러였다. 중국의 증가율은 미국의 대략 두 배다.
- 중국은 일부 최고 학술지에 대한 기여도에서 우위를 벌리고 있다. 미국은 여전히 보건과학을 이끌고 생물과학 분야에서도 강점을 유지한다.
- 2018년 이후 미국을 떠난 중국계 과학자는 약 75% 증가했으며, 많은 과학자가 공동 연구와 연구비 신청 절차에 대한 불안을 이유로 들었다.
- 중국은 2012년 이후 주로 아프리카와 남아시아 출신 외국인 학생 교육에 약 333억 위안을 투자해 중국 주도 공동 연구를 뒷받침하는 연구 네트워크를 강화했다.
- 미국이 연구 주도권을 안정적으로 유지하려면 지속적인 연구비 지원, 인재 친화적 이민 정책, 간소화된 연구비 규정, 위험이 낮은 공동 연구에 개방성을 유지하는 강력한 연구 안보가 필요하다.
