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诺贝尔奖是对当代世界上重大科技成果比较公正、最具权威的评价和最高金额的奖赏。获得诺贝尔奖是一个国家科技发展的象征,也是一个国家具有知识创新能力的重要标志。中国要对人类做出更大的贡献,中国需要诺贝尔奖,需要诺贝尔奖的科学精神。尤其是目前,我国政府已把“科教兴国”定作国策和本届政府的最大任务,科学技术在中国经济的可持续发展中承担起更重要的责任。中国也需要诺贝尔奖的科技成果推动经济持续稳定地增长。因此,人们比以往任何时候都关注诺贝尔奖。令人兴奋的是,中国的科学家在改革开放20年的科学春天里,找准了自己的位置,焕发出前所未有的科学热情,正在向诺贝尔奖冲击”〔1〕!
诺贝尔奖颁发至今近一个世纪,已有700 多人在科学前沿重大突破中获奖。当然,其中也包括6位美籍华人, 但没有一位是中国籍的中国人。这不能不使每个中国人进行全面而深刻的反思,诺贝尔科学奖的内涵是什么?中国科学为何与诺贝尔奖无缘?中国科学冲击诺贝尔奖的前景如何?虽然这些问题,作者很难论述全面、深刻,但我们应唤起获得诺贝尔奖的意识,营造良好的科学氛围,创造持续而又稳定的科学大环境,建立坚实的科学基础,提高全民的科学技术素质,实现中国人诺贝尔奖“零的突破”。
虽然诺贝尔奖是可遇难求的,但摘取诺贝尔奖桂冠,是炎黄子孙孜孜以求的梦想。梦未解,心不甘。在新世纪即将来临之际,中国科学如何实现诺贝尔奖零的突破,是摆在中国人面前虽难却必解之题。
1 诺贝尔与诺贝尔奖
1833年10月21日,阿尔弗雷德.B.诺贝尔出生于瑞典斯德哥尔摩一个贫寒的工程师家庭。幼年随父亲侨居俄国,15岁起先后到意大利、英国、法国和美国求学。回到瑞典后,诺贝尔开始研究炸药,取得了巨大的成就,被誉为“炸药大王”。1896年12月10日诺贝尔因突发脑溢血,在意大利北部海港城市圣利摩去世。诺贝尔一生献身科学事业,大胆革新,获得了355项发明专利,聚积万贯家财,把920万美元捐献给人类的文明事业,创造出“前无古人、后无来者”的光辉业绩。
1900年,瑞典的有关方面根据诺贝尔的遗嘱和法律的确认,成立了“诺贝尔基金会”。1901年在诺贝尔逝世5周年之际, 首届诺贝尔奖在瑞典的斯德哥尔摩颁发。当时每个单项奖金为15万8百瑞典克郎。 此后,诺贝尔奖金不断升值,到现在,单项奖金已高达740万瑞典克郎, 约合100万美元,人民币900万元。
最初的诺贝尔奖,有5项(物理学、化学、生理或医学、文学、 和平卫士奖),1968年又设立了诺贝尔经济学奖。现在诺贝尔奖共有6 项。瑞典皇家科学院(物理学、化学、经济学)、斯德哥尔摩的卡罗林斯卡医学院的诺贝尔大会(生理或医学)、瑞典文学院(文学)、挪威诺贝尔委员会(和平卫士)被认定为诺贝尔奖的4个评奖机构。
每年10月,诺贝尔委员会都要向全世界公布当年诺贝尔奖得主的名单,颁奖仪式在每年的12月10日举行。诺贝尔奖自1901年至今已经历了98个年头,颁奖92次,有700多人走上了斯德哥尔摩的领奖台。
2 诺贝尔奖的内涵
(1)诺贝尔奖是人类原始性创新的重要标志
回顾历届诺贝尔奖的奖项,重大基础性的理论创新,诺贝尔科学奖几乎全部获奖。而且在20世纪中,科技创新的大格局也无不受到诺贝尔奖的引导。象普郎克的量子论、德波罗依的电子波动性、海森堡的测不准原理、狄拉克的相对论波动方程、泡利的不相容原理、李政道、杨振宁的宇称不守恒原理、库柏等人的超导理论、波尔的核子集体运动理论、格拉肖的弱电统一理论、威尔逊的相变临界理论等,都是基础性的理论创新,都以获得诺贝尔奖而名垂青史。据不完全统计,1901年—1982年期间,在物理学授奖的成果中,开创性成果占73%;化学奖的开创性成果占59%;生理—医学奖的开创性成果占55%。1997年诺贝尔物理学奖得主美籍华人朱棣文用光子使原子减速,让原子“慢些走”;1998年诺贝尔物理学奖得主美籍华人崔琦却在世界上第一次把电子集中起来变成了一种特殊的“液体”。这两项成果都表现出独特的思维方式和创新意识。可见,诺贝尔科学奖所弘扬的创新精神是不可否认的。
(2)诺贝尔奖是科技力量的重要标志 诺贝尔奖近一个世纪, 那些曾获得诺贝尔奖的科学成就,名副其实地推动了社会生产和人类文明在本世纪的巨大进步。在诺贝尔奖激励下所产生的重大科学成果,已经引发了本世纪全世界重大的技术革命,科学技术真正成为了第一生产力,并深刻地改变着人们的生产方式、生活方式和产业结构,改变着人类社会的面貌。譬如核能、半导体、合成物质和药物、DNA、基因组、 神经科学等。从经济上看,这些成果大多不能立即或直接产生经济效益,但由这些成果转化而来的科技力量是无法估量的,也是无法用经济价值所衡量的。如,1998年诺贝尔物理学奖成果不仅对许多人体现象的研究开辟了新路,还会对物理学的许多分支产生影响;1998年诺贝尔医学奖的成果不仅弄清了硝酸甘油扩张心脏血管的机理,而且开辟了“氧化氮作为信息分子在循环系统中的作用”研究的新领域,过去5 年里总共有18000多篇论文与它有关,仅1998年就发表了1500篇这方面的科学论文,对这一领域的研究产生了巨大的影响。还有伦琴的X射线、 巴丁的三极管、赖尔的综合孔径射电望远镜、泽尔尼克的消色差显微镜、迪尔斯的双烯合成法、柯马克和洪斯菲尔德的X—CT等。 这些成果都推动了人类科技事业巨大的进步,并带来了无穷的经济价值。
(3)诺贝尔奖是科学发展软硬环境建设的重要标志
科技投入是硬环境。获得诺贝尔奖的研究往往需要很大的投入和非常昂贵的仪器、设施。因此,获得诺贝尔科学奖的多少就成为一个国家科技投入、尤其是基础研究投入环境好坏的标志。据1901年—1990年诺贝尔物理学奖的统计,90年来一共授过84次奖(1916年第一次世界大战,1931年和1934年世界经济大萧条,1940年~1942年第二次世界大战,共6 年未颁奖),一共有140位物理学家获奖,获奖最多的国有是美国,共有60 人(其中三分之一是美籍外裔科学家),约占总人数的43%;西欧共有67人获奖,约占48%。前苏联有7人,日本3人,加拿大1人。 发展中国家印度和巴基斯坦各1人获奖。获诺贝尔奖物理学奖的科学家90 %以上在经济发达的国家。这些国家有钱,他们用高投入,高薪金,刺激科研,吸引众多的科学家,创造世界科学技术的奇迹,获诺贝尔奖人数高具榜首。当然,诺贝尔科学奖不是用钱“堆”出来的,但没有高投入和先进的仪器设备要想获得诺贝尔科学奖是很困难的。
教育是软环境。获得诺贝奖尔需要有雄厚的知识积累和科技储备,需要有很好的教育。目前,不少国家已经把诺贝尔科学奖获奖人数的多少,作为衡量一个国家、一个学校和一个科研机构科学水平高低的指标。有的国家则把诺贝尔科学奖获奖人数的变化,当成验证科技、教育政策成败的标志。象世界上最负盛誉的名牌大学之一,美国最古老的高等学府哈佛大学,300多年来为美国培养了无数的政治家、科学家、作家、 学者、迄今为止,有6位总统出自哈佛,还有34 位诺贝尔奖得主从这里走出。美国普林斯顿大学的崔琦是第24位诺贝尔获奖者。4 位公认为中国近代物理学研究的先驱者胡刚复、饶毓泰、叶企孙和吴有训,也分别是哈佛大学、普林斯顿大学的博士。可以说,名牌大学的教育功能得到了淋漓尽致的展现。
(4)诺贝尔奖是科学精神的集中体现
诺贝尔奖的科学精神是“最高意义”上的科学精神,是“创新—求产—献身”三位一体的科学意识〔2〕。它同奥林匹克精神一样乃是一种挑战意识, 前者是向人类大脑智力的挑战,后者则是向人类自身体力的挑战,前者的奋斗精神是指向“大自然”,后者的奋斗精神则是指向“小自然”。
诺贝尔奖的这种“三位一体”的科学精神和挑战意识,在历届诺贝尔奖中都得到了体现。上述的“重大基础创新成果,诺贝尔科学奖几乎未放过”。且诺贝尔奖精神崇尚求实,科学研究是一种高度创造性的劳动,科研新成果是否具有科学性,必须经过实验的检验。所以,诺贝尔奖的颁发,一般都在科学发现之后十几年,为让科学实验有足够的时间,去检验科学创新的成果。从另一视角看,诺贝尔奖精神提倡献身。科学家没有献身精神,就无所作为,为提炼“镭”,居里夫人不顾个人安危;为科学波义耳终身不娶,开普勒终身受穷;为测量了午线长度,法国科学家米兴牺牲在战火中;等等,诚如马克思所言,在科学的入口处,犹如置于地狱之口。科学家不奋斗则自毁。作为一种公平竞争的社会活动,诺贝尔奖巨大的荣誉感,把全世界的科学才子,不分国别,不分种族,不分宗教信仰,统统团结在“为理想而献身”的旗帜下,为人类的物质文明和精神文明而献身。
3 中国科学为何与诺贝尔奖无缘
影响中国科学获得诺贝尔奖的原因很多,很复杂。比如诺贝尔科学奖评奖程度和规则上的落后性,诺贝尔非科学奖的不公正性和阶级偏见以及评奖过程中有过这样和那样的“失误”等等〔2〕。 但“洗垢不能把小儿泼”;“脸脏怨不得镜子”。我们应该面对现实,深刻领悟和反思。
(1)中国中庸之道的传统文化缺乏走创新的科学精神
中庸之道的思维观在把握事物上往往采取模棱两可、适可而止的态度,缺乏大胆创新的精神。其实,许多科学大师都具有创新精神。如:克劳修斯表述的热力学第二定律(自然界中绝对不可能自发地把热量从低温物体传到高温物体)、爱因斯坦的相对原理(任何物体的速度不可能超过光速)等。正是这种勇于创新的思维方式以及义无反顾、坚持到底的科学精神,在科学发展中起了重要的作用,并使科学家在科研中走上成功之路,达到光辉的顶点。再如,1898年12 月居里夫妇发现了比铀的放射性强200倍的新元素“镭”,轰动了物理学界。但还有些化学家怀疑:“没有原子量就没有镭!镭在那里?拿镭出来给我们看看!”为了把镭分离出来,测出它的原子量,居里夫妇开始了艰苦的实验工作。45个月的时间, 8吨重的沥青铺矿原料,5677次的试验,458次的分离失败, 加上极为艰苦的原始试验条件,在居里夫妇的顽强努力下,结果是1克的纯镭。 居里夫妇“拿”8 吨沥青铺矿中的八百万分之一的“镭”登上诺贝尔科学奖的殿堂。还有,伦琴因发现X射线在1901 年获得首届诺贝尔物理学奖。后来,数十位科学家追根究底,研究X 射线的性质和应用也都拿到了诺贝尔奖。其中,沃森和克里克为了解析活细胞和DNA构型, 通过对晶体DNA进行X线衍射图谱的分析得出晶体DNA的双螺旋结构, 进而把这结构推到所有DNA。
(2 )儒家文化的经世致用的实用主义价值观妨碍了中国人的思维 长期以来,人们一提科学就总是想到它的应用价值。当然, 从根本上说,科学研究是为了应用,但并非每一项研究都能直接或立即与应用联结起来。科学同时也是一种精神的追求,一种纯粹的精神满足。有位著名的科学家说得明白,科学研究“纯粹是一种游戏”〔3〕, 科学研究工作的一个主要特点是智力的进取心,要有在解决宇宙奥秘的问题中去了解和锻炼自己智力的愿望。法国科学家彭加勒说得更好:“科学家并不是因为大自然有用才去研究它,他研究大自然是因为他感到了乐趣,而他对大自然感到乐趣是因为它的美丽,如果大自然不美,那它就不值得认识”。因此,科学研究切忌急功近利和迫不急待,而应是以从容闲适的心情,静静地去玩味它、欣赏它、体会它、把握它,从中获得一种特殊的快感和灵感,揭开未知的奥秘。而我们在科研上有点投入恨不得明天就要回报,左一个评估,右一个评估,科研人员在一种巨大的功利主义的压力下,恐难有大的作为。而且中国青年科学家也难以摆脱现实的压力,他们必须经常不断地搞出一些小成果去应付舆论,去获得职称,却很难静下心来去追求“未知”,探索“未知”,认识“未知”,把握“未知”,研究大课题,出大成果。
(3)10年的“文革”使中国丧失了宝贵的时间 60 年代的“文革”中断了中国科学技术发展的进程。而这段时间,正是半导体、集成电路、计算机、激光、分子生物学、高能物理、计算机数学等学科迅速发展的时期。在这关键的时期,我们却在那里批斗学术权威,焚烧科研成果,毁坏仪器设备;一大批科学家被打成“臭老九”,下放劳动。所以“文革”使中国丧失了几代科学家,丧失了10年以上的宝贵光阴。10年的停顿造成了至少20年的落后,延误了中国获得诺贝尔奖的时间。
4 中国科学冲击诺贝尔奖的基本对策
中国科学要向诺贝尔奖冲击,还有许多工作要做,还有一段相当长的路要走。
(1)教育是基础 百年大计,教育为本, 教育是推进科技进步的基础和源泉。一个国家、一个民族的素质是由其受教育的程度决定的。美国总统上台提出保持美国在世界领导地位的一个重要战略,就是“保证美国18岁至23岁大学年龄段的青年人全部进入大学。日本靠发展教育起家,大学入学率长期保持在本世纪内35%以上。而目前我国大学入学率只有6%,远远赶不上发展的需要。所以, 要培养跨世纪的尖端人才,必须下大力气发展教育、办出几所世界一流的大学,办出自己的牛津、剑桥、哈佛、普林斯顿!
邓小平说“计算机从娃娃抓起”,冲击诺贝尔奖也应从娃娃抓起,让他们从小就了解诺贝尔奖,从小就树立起拿诺贝尔奖的信念;激发创新精神,培养创造型人才。创新,需要一种全新的教育思想。所以,我们必须转变教育思想,更新教育观念,变应试教育为素质教育,变模式教育为开化教育,注重挫折教育,建立创造性教育的机制。精心培养学生致力于探求知识、富有批评性的追根究底的精神。使学生在专业领域内更善于思考,更具创造性;并以尊重的态度欢迎对方,以充沛的活力追求开放的思路,自由地探索以及真诚的交流,去寻找新的知识点。我们的学生不应是四平八稳,不求有功但求无过的小绵羊;他们应有自己独特的idea(思想),要敢于怀疑问题,敢于提出问题,勇于探索未知,勇于到“诺贝尔”门前“班门弄斧”。对拿诺贝尔奖充满信心,充满自信,不因暂时挫折而灰心,坚持不懈,只有这样才能逐步培养出拿诺贝尔奖的科技英才。
(2)创新是关键 江泽民说“迎接未来科学技术的挑战, 最重要的是坚持创新,勇于创新,创新是一个民族的灵魂,一个国家兴旺发达的不竭动力”〔4〕。当今世界科学技术发展的事实印证了这一思想, 前几年提出了“信息高速公路”,随后又提出“知识经济”,最近美国副总统戈尔又提出了“数字地球”的概念。尤其是21世纪科学技术将突飞猛进,科学理论和发明的物化和被应用的时间越来越短。18世纪的蒸汽机花了不到100年,19世纪的电动机和电话机花了50年, 电子管也花了30年;而20世纪以来的雷达、电视机、晶体管、原子能和激光仅分别花了15、12、5、3和1年。科学出版物过去约10年增长一倍, 现在全世界每天发表科技论文6000—8000篇,一年半就增长一倍。因此,中国科学技术的发展,社会各项事业的进步,都要靠创新,不创新就落后,就不能在世界上占有一席之地。
(3)管理是保证 获得诺贝尔奖是一项大工程, 需要有比别人更聪明的人和管理帅才群来组织、管理和协调;合理调配资源,优势互补,使杰出的中国科学家配备上相应的科学环境,作出获得诺贝尔奖的科学成就;倡导团队精神、协作精神,靠集体的智慧占领至高点;吸引和凝聚一流的创新队伍,增加知识和科技储备,建立起遴选诺贝尔奖人才的机制。
首先,应当大力扶持、资助有希望的青年科学家。韦伯尔分布(即历史上重大科学成果获得者即时年龄在年龄谱上的分布规律)表明,历史上重大科学发现和重大科学成果的发明者大都是年龄在25—45岁,概率峰值是37岁。6位中国血统的诺贝尔奖得主获奖的年龄李政道31岁、 杨振宁35岁,丁肇中40岁,李远哲50岁,朱棣文49岁,崔琦59岁。杨振宁教授说:“中国科学有无希望,就在于中国的中青年科学家有没有发言权”。因此,鼓励处于最佳年龄段的科技人员发挥创造力,早日成才,对我国获得诺贝尔科学奖至关重要。
其次,重大的科学发现既有暴发式的飞跃又有很大的偶然性,国家应该把获得诺贝尔奖作为一个研究项目,创造一个良好的氛围和一个公平竞争的科研环境,鼓励科学家去冲击。就像淘金一样,我们不能只有看到金子才去淘沙,这样我们可能永远都见不到金子。相反,我们必须先淘沙,才能找到金子。孔子也早就告诫过:毋欲速,毋见小利;欲速则不达,见小利则大事不成。
(4)交流是桥梁
加强与名人的交流和名师对青年科学家的指点至关重要。让中国的中青年科学家走出去,把名人请进来,坚持双向交流,加强培养,必有成效。美国经济学家保罗·塞缪尔森在1970年获得诺贝尔经济学奖的演讲时说:“我可以告诉你们怎样获得诺贝尔奖金,决窍之一就是要有名师指点”。名师出高徒,事实也是如此。从诺贝尔科学获奖者的名单中发现,有师徒关系的比例高达40%以上。比如,卢瑟福手下有12人获奖:N.玻尔手下有8人获奖。居里一家两代4口人, 3度荣膺诺贝尔科学奖。应该说,在这一点上我们有很好的条件。美籍华人杨振宁、李政道、丁肇中、李远哲、朱棣文先后获诺贝尔奖。他们都曾在不同场合表示过要为祖国培养科技人才,并已付诸行动。我们所要做的就是更进一步地挖掘这种有利条件,加强与这些著名华裔科学家的交流、合作,毕竟“血浓于水”。
另外,居里夫人强烈的爱国之情,无私的奉献之心,坚定不移的奋斗目标,百折不挠的坚韧毅力,锲而不舍的顽强精神,一丝不苟的求是作风,加上两次获得诺贝尔奖金的辉煌业绩,不但具有永恒的垂范作用,而且在中国科学向诺贝尔奖冲击的今天,在我国,在教育界也具有极为重大的现实意义。
5 中国科学冲击诺贝尔奖的乐观前景
到目前为止,中国虽然还没有获得诺贝尔奖。但是,我们国家的老一辈的科学家已经具备了或早已有了冲击诺贝尔奖的实力和能力,只是因为各方面的原因致使诺贝尔奖与我们失之交臂。
中科院院士赵忠尧先生1930年在美国第一个捕捉到正电子,成为第一位发现第一种反物质的科学明星,他本应在本世纪30年代获得诺贝尔奖。但继赵先生之后,又有俩人做出了与他不同的独立实验,一个没有重复出赵先生的结果,一个没有观察到赵先生实验中的软伽玛射线。后来证明了,在两个相反的实验中,一个是做错了,一个是仪器的灵敏度不够。赵先生的数据是正确的。别人的数据混淆了是非,使诺贝尔奖与赵忠尧先生失之交臂〔5〕。
中科院院士邹承鲁60年代人工合成牛胰岛素,受到世界的重视,本该走进领取诺贝尔奖的殿堂。1966年底,瑞典皇家科学院诺贝尔奖评审委员会化学组主席Tiselius访问中国,对胰岛素的人工合成评价很高。当时人们很自然地把他的来访,与物色诺贝尔奖候选人联系起来。但由于“文革”开始,中国不鼓励知识分子的名利思想,拒绝了Tiselius对中国科学家参加诺贝尔奖评选的邀请。文革后期,杨振宁旧话重提,向诺贝尔奖评审委员会推荐人工合成胰岛素,瑞典方面愿意考虑杨先生的提议。这一次,中国没有拒绝,但为了照顾各个方面,我们推荐了4 个人,而诺贝尔奖的评审规则明确规定,诺贝尔单项科学奖一次授予最多不超过3人。我们最终还是与诺贝尔奖擦肩而过〔6〕。
我国著名遗传学家谈家桢教授和他的学生王身立,1983年、1984年、1988年,在《自然杂志》发表文章〔7〕,3次预测诺贝尔生理、医学奖的得主,三发三中。反映了预测者广泛而深厚的基础知识和极为活跃的科学思想。
迄今已有6位华裔科学家获得诺贝尔奖的殊荣, 表现了中华民族的聪明和才智。尤其是半个世纪前,中国共产党领导全国人民,用热血和生命建立了独立自主的新中国,并有了自己的“两弹一星”;20年前,我们党高举“改革开放”和“解放思想”的大旗,引导中国走向了空前的昌盛和繁荣。几乎是和改革开放同步,20年前邓小平同志指出“科学技术是第一生产力”,把中国的科学技术推向了高潮,教育、科研、改革的硕果累累。现在我国政府又把“科教兴国”作为主要任务,创建“211工程”,开展“知识创新工程”,建设国家创新体系, 弘扬伟大的抗洪精神,为中国科学冲击诺贝尔奖积蓄了强大的力量。而且,过去中国的科学家就有很强的冲击力,今天,在我国经济实力比任何时候都强大的时候,我们更可以自信地说,冲击诺贝尔奖不是纸上谈兵,而是经过一段时间的努力完全可以做到的。
有人说以中国科学现在这样的发展趋势,获得诺贝尔奖大约需要30年〔1〕。也有人说中国争取诺贝尔奖的零的突破肯定是在医学界〔8〕。不管怎么说,中国科学获得诺贝尔奖是呼之欲出,指日可待。但未来必须从今天起!
本文诚请泰山医学院党委书记贾崇瑞教授指导和审阅,作者在此深表谢意。