第五讲中国科学家与诺贝尔科学奖.doc

第五讲 中国科学家与诺贝尔科学奖第五讲 中国科学家与诺贝尔科学奖诺贝尔奖对20世纪科学发展起了极为重要的作用，正如李政道所说：“诺贝尔奖把人类文明提高到一个新的高度”。从1901年诺贝尔奖创立到2000年，全部六个奖项已有700人获奖；其中3项科学奖获奖总人数469人，占总获奖人数的67。但是在获奖者中只有6位华裔，仅占获奖人数的0.86%，与华人在世界人口中所占比例极不相称，而且他们的工作没有一项是在中国做的。为什么中国不能在本土产生一个诺贝尔奖得主？第一节 诺贝尔科学奖与中国科学家诺贝尔科学奖是诺贝尔物理学奖、化学奖和生理或医学奖的总称。和平年代，人类在体力与智力两个方面进行的大角逐中，最引人关注的莫过于奥运会金牌的争夺战和诺贝尔科学奖的颁发。1984年，当奥运会进行到第79个年头，也就是新中国成立后的第35年，中国在洛杉矶奥运会上实现了金牌零的突破。现在，诺贝尔奖已经走过了100年历程，新中国科学界已奋斗了50年，可是中国仍与诺贝尔科学奖无缘。没有人认为，唯有获得诺贝尔奖才是科学家追求的最终目标和从事科学研究目的，才是国家科学追求的最高目标。但获得诺贝尔奖是一种标志，是一个国家鼓励原始创新、在科学发现中处于领先地位的标志。因为诺贝尔奖所奖励的原始性创新科技，对人类整个文明、社会进步都起了重大作用。一、获得诺贝尔科学奖前十名的国家按公布的国籍统计，诺贝尔奖获得者已分布到近50个国家。一个拥有13亿人口的大国却不能占有一席之地，不得不引起我们的深思。表13列出了获得诺贝尔奖前10名的国家。获奖前10名的国家或者是科技、经济发达的国家如美国、英国和德国，或者是具有创新文化传统的国家如丹麦。表1、19012000年获得诺贝尔物理学奖人数前10位的国家排序位次1234579国家（人数）美国（72）德国（21）英国（19）法国（10）原苏联（8）、荷兰（8）瑞典（4）、瑞士（4）丹麦（3）、日本（3）、奥地利（3）表2、19012000年获得诺贝尔化学学奖人数前10位的国家排序位次12345679国家（人数）美国（46）德国（26）英国（24）法国（7）瑞士（5）瑞典（4）荷兰（3）、加拿大（3）日本（2）、意大利（2）表3、19012000年获得诺贝尔生理医学奖人数前10位的国家排序位次123468国家(人数)美国（82）英国（22）德国（17）法国（7）瑞典（7）瑞士（6）丹麦（6）荷兰（3）、澳大利亚（3）比利时（3）、奥地利（3）二、华人科学家六次获奖中国未能获奖，但海外华人科学家却梅开六度获此殊荣。他们是：杨振宁，1949年与费米教授一起提出基本粒子的结构模型即费米杨模型，1954年与李政道合作提出了宇称不守恒定律，1957年与李政道同获诺贝尔物理学奖。李政道，1954年与杨振宁合作提出了宇称不守恒定律。1957年与杨振宁携手走上诺贝尔奖台，当时年仅31岁，成为诺贝尔奖历史上次年轻的4位得主之一。丁肇中，1974年8月发现一个新粒子即“J粒子”。1976年与斯坦福大学的里克特（B.Richet,1931-）教授分享诺贝尔物理学奖。李远哲，1986年因在化学动态学的交叉分子束法研究的成就与哈佛大学赫希巴奇（D.R.Herschbach,1932）、加拿大多伦多大学波利亚尼(J.C.Polanyi,1929-)教授同获诺贝尔化学奖。朱棣文，1997年与美国标准与技术研究所的菲利普斯(W.D.Fillips,1948-)和法国学者科昂塔努吉(C.Cohen-Tannoudj,1933-)共同获得诺贝尔物理学奖，他们因开发了超低温冷冻气体方法而获奖。1998年，崔琦因发现分数量子霍尔现象荣获诺贝尔物理学奖。尽管诺贝尔科学奖被认为是最公正和公平的，但仍不时传出争议。诺贝尔科学奖的争议热点多在一些已获奖成果的被遗漏者上，因为本世纪伟大的科学家基本上都榜上有名。在华人角逐诺贝尔奖的比赛中，除上面6位华人获奖者外，还有3位美籍华人被公认是遗憾的“被疏漏者”。美籍华裔科学家李政道、杨振宁首先对物理学的经典理论宇称守衡定律提出了质疑，并从理论上推导出了推翻这一定律的相反定律宇称不守衡，认为至少在基本粒子弱相互作用的领域内是不守衡的。但理论总是灰色的，至多不过是一种假说，还得由事实来说话。用实验来证明这一理论的是旅美华人女物理学家吴健雄，这一成果轰动了全球。但是在1957年的诺贝尔获奖者中却只有李政道、杨振宁，没有吴健雄。1987年，物理学奖授予“在发现陶瓷材料的超导性方面的重大突破”的两位合作者德国的乔治贝诺兹和瑞士的亚历山大缪勒，而美籍华人朱经武却被评奖机构因科学以外的原因忽视了。贝诺兹和缪勒是超导现象的最初突破者，于1986年初发现了绝对温度30K的超导陶瓷材料，使传统的超导理论受到严重冲击；1986年底朱经武领导的研究小组却合成了绝对温度90K以上的超导陶瓷材料，则给了传统理论致命一击。许多人都认为朱经武至少应成为第三得主，但公布名单时朱经武却名落孙山。可能的原因是，在朱经武发表消息的前后，另有一中国小组和一日本小组公布了类似的结果，评奖机构为避免国家荣誉纠纷，只好忍痛割爱，朱经武遂成为不幸的被遗漏者。1993年10月，美英两生物化学家罗伯兹(R.J.Roberts,1943-)和夏普(P.A.Sharp,1944-)由于发现分离基因的卓越贡献获诺贝尔医学奖。10月底，美籍生物化学家周芷夫妇致信瑞典皇家科学院，说明分离基因是自己首先发现的，引发一场“分离基因发现权”的争议。因为当年在纽约冷泉港实验室，周芷夫妇主持电子显微镜分析小组，罗伯兹主持核糖酸的剪接实验。罗伯兹的获奖论文刊登在细胞杂志上，论文作者中周芷的工作无人能取代，但结果却未能改变，周芷被诺贝尔评奖机构挡在了领奖台之外。三、中国科学家痛失的几次获奖机会中国科学家具有诺贝尔奖水平的研究甚至可追溯到建国前。1923年美国科学家康普顿提出X射线量子散射理论，1924年与中国科学家吴有训合写论文。1926年吴有训发表在康普效应中变线与不变线的强度比率等论文，进一步证明了康普顿效应。康普顿因此获取1927年诺贝尔物理学奖，而物理学史上的“康吴效应”的吴有训却与诺贝尔奖无缘。1930年，美国科学家狄拉克根据量子力学的研究结果预言了反物质的存在。同年，赵忠尧(后为新中国高能物理所奠基人之一)发表硬射线在物质中的吸收系数和硬射线的散射等论文，发现了射线通过量子物质时的“反常吸收”，即正负电子对湮灭现象。他当时的研究居于国际领先地位。由于种种原因，赵忠尧在这一领域的研究中断了，而继续研究的日本学者后来获得了诺贝尔奖。1946至1947年，钱三强与何泽慧夫妇合作发现铀核裂变的三分裂现象。在约里奥.居里夫妇的指导下，钱三强写出长篇论文，在实验和理论两个方面，有理有据地对原子核三分裂现象作了全面详细的介绍。但他的发现直到60年代才被大量重复实验进一步证实。1941年王淦昌设想出用观察原子K俘获过程中的核反冲方法来验证中微子存在的实验方案并写成论文，投寄到美国的物理学评论杂志，于1942年1月发表。同年美国科学家艾伦根据王淦昌的设想，在实验室里证实了中微子的存在。后来美国科学家莱因斯(F.Reins,1918-)在王淦昌设想的启发下，用核反应堆做实验比较精确地测定出中微子物质的存在，并因此与别人分享了1995年的诺贝尔物理奖，而实验的最初设计者王淦昌却被遗忘。1960年王淦昌在前苏联杜布拉国家原子能研究所工作的时候，发现了一个新的带负电超子 “反西格马负超子”。当时这是世界上第一个在实验室发现的带负电的超子，这一发现至今仍被列为杜布拉国家原子能研究所建所以来最重要的发现之一。可惜随着中苏两国关系的恶化，王淦昌再次失去了一次冲击诺贝尔奖的机会。新中国至少有一次能获诺贝尔医学奖，也是中国科学家最有希望的一次，那是因为1965年中国在世界上首次人工合成牛胰岛素。1965年9月17日，经过7年的刻苦拼搏和协作攻关，完成了结晶牛胰岛素的人工合成。其结构、生物活力、理化性质、结晶形状等都和天然的牛胰岛素完全一样，成为世界上第一个人工合成的蛋白质。首次人工合成有生命活力的结晶蛋白质，使人类在认识生命的奥秘的道路上又迈进了一步。自然，世界不会忽略中国科学家的贡献，70年代起开始有人提名为牛胰岛素研制者得诺贝尔医学奖。因为胰岛素的合成涉及的单位和人较多，国内为上报名单争论得相当厉害。最后，达成了一个令人啼笑皆非的一致意见：“要上一块上，要不都别上”。结果报给诺贝尔主次机构的名单达14人之多。诺贝尔的评奖原则是只奖给作出主要贡献的两三个人，最多不超过3人。可是当时中国讲集体主义，不能突出个人，诺贝尔评奖机构又无法确定谁是真正的主持研制人，虽到80年代初还有人为中国提名，因为中国的科研制度问题，也因为诺贝尔奖评选规则，但我们最终痛失了机会。机会失去了，就没有再来。第二节 未能获奖的原因一、不能获奖的原因分析中国人在美国能获奖在大陆本土的科学家却与诺贝尔奖无缘，值得我们深思。一些中国人有酸葡萄心理：开始认为诺贝尔奖是资产阶级的东西，我们不稀罕；后来想得却又得不到，便抱怨人家有偏见。无可否认的是，任何一个奖项的评选都会有瑕疵，如在长长的获奖者名单中，没有化学元素周期律的发现者门捷列夫、化学热力学创立者之一的吉布斯、开尔文温标创立者威廉汤姆生、口服避孕药发明者杰拉西等伟大的科学家。所以，这并表明诺贝尔评奖机构对中国有偏见，因为诺贝尔奖只对个人，不对国家和民族，否则就无法解释一直受欧洲人排斥的犹太人会有那么多获奖者，也不能解释为什么巴基斯坦、委内瑞拉等国也有人获奖。关于中国科学家为什么不能获奖，根本一点是科学水平没有达到应有的高度。因此，分析为什么没能获奖，实质上是分析为什么我国的基础研究水平比较低。赵红州、胡乐真等人最先做过分析。赵红州认为我国与诺贝尔科学奖无缘的4点原因：其一、科学知识积累不够；其二、科学研究时间不足；其三、缺乏科学家群落；其四、缺乏科学人才识别和遴选机制。 胡乐真认为我国科学家不能获奖，也有体制方面的原因：我国的科学研究在相当长的一段时间里处于封闭与半封闭的状态，缺乏国际间的交流与合作。即使在国内，各部门各地区之间，也依然处于条块分割各自为战的封闭状态。在相对长的一段时间里，科技人员的社会地位低下，收入微薄，处境艰难。本来为提高科技人员待遇的职称评定，也往往被各级官员捷足先登，结果不仅使在职的科研人员感到寒心，也造成大量科技精英外流。中国存在比较严重的“论资排辈”倾向，青年科学家难于脱颖而出。例如，重大项目一般都由资深甚至年迈的科学家主持，在职务评定、工资级别上，即使是有才干的青年科技人员也必须耐心等待，结果是在极富创造力的最佳年龄阶段得不到施展才华的机会。在机构建制上，基本上是官办科研机构一统天下。按其所从事的RD活动的层次，不论基础研究、应用研究和技术开发，按其所从事活动的领域，不论公共领域或者市场领域，都由政府兴办或政府出资支持。在科技发展战略上，在过去相当长的一段时间里，脱离我国国情片面只求全面发展，其结果是面面俱到，平分兵力，重点不突出，有限的人才、资源得不到合理使用。二、 科学精神失落科学精神是科学传统的一部分，是人类在从事科学活动时所体现的精神，是理想主义科学观的体现。亚时士多德认为，求知是人类的本性，为求知而从事学术，并无任何实用目的，即不为任何其它利益而寻求智慧，这是求知的最高境界。他认为高级学术并不是一门“制造学术”，“古今来人们开始哲理探索，都应起于对自然万物的惊异；他们先是惊异于种种迷惑的现象，逐渐积累一点一滴的解释，对一些较重大的问题，例如日月与星辰的运行以及宇宙之创生，做出说明”。在他的思想影响下，产生了为知识而知识，为真理而学术的理想主义科学观。这种“爱智”精神的本质是非实用、非功利的，它显示了科学的本质，是科学文化的核心和灵魂。古希腊哲人倡导的这种精神通过文艺复兴在欧洲复苏而绵延数百年，至今仍是西方理解科学的主导观点，其精髓就是对宇宙万物之“发生”的惊讶心态和由纯粹好奇心所驱动的探究精神。我国与诺贝尔奖科学奖无缘除上述原因外更重要的原因是缺乏科学精神。中国古代是一个缺乏科学精神的国度，应用科技发达，思辨与逻辑落后。儒家文化中“天人合一”、“”物我交融“的思想严重制约了科学家的理性思维，他们缺乏以物为本的精神，主、客体不分，普遍相信天人感应理论，因而从根本上怀疑深层自然规律的存在与稳定。我国古代教育主要是道德教育，“学”的目的不是把握客观事物本质，而是人的教化。儒家教育哲学认为通过教育，可以使受教育者知识增进，道德完善，但在求真与成德关系中，强调以成德为目的，求真只是手段，严重忽袖了科学知识教育和向外开拓进取。胡适认为东方文明抛弃、拒绝了求知欲，是一种畏难的懒惰，是自暴自弃的不思不虑。扬振宁指出，儒家文化的保守性是中国三个世纪中抗拒吸收西方科学思想的最大原因。中国近代科学是伴随西方列强的坚船利炮“打”进中国的，并非传统文化的自然产物。中国传统人文文化实用理性发达，理论理性薄弱，难以酝酿出现代科学。近代以来，中国人学习科学并非自觉自愿，而是受外部环境逼迫，与救亡图存、富国强兵的历史主题相关联的，缺乏科学理性精神的铺垫和引导；对科学的理解也是从“器”与“技”开始的，学习西方技术的目的是“师夷长技以制夷”，主张“中学为本，西学为用”，导致中国学习现代科学的不正常心态。中国人学习任何知识，必须能立见其用，否则一概拒绝，这种心态是滋生功利主义科学观的沃土。隋末唐初以后，我国学校教育一直实行科学制度，它把学校与政治紧密联系在一起，“学而优则仕”，读书做官是学习的唯一目的，这一制度沿袭到清朝，已积弊很深，科学精神在中国未得到很好地培育，科举制度要负主要责任。教育与政治结合科学精神便难以形成，教育只有摆脱政治羁绊，超越党派利益，才能对社会、对民族发挥巨大作用。1922年蔡元培发表教育独立议，阐明教育只有摆脱政党控制，才能完全实现教育的全部目的，即使受教育者全面发展其潜能，造就自由人格。教育与政治不可调和的矛盾在于政党常常为了自己的利益而制造一种特殊的群性，抹杀个性；它只求近功，不顾远利，违背教育是百年大计的根本。政权更迭，教育方针随之改变，教育“成果”便化为乌有。中国政治不仅影响教育，还终身束缚科学家的思想自由。中国古代本不存在真正的科学传统，只存在科学萌芽及几千年的“注经式”学术传统，近代隐约可见的一点科学精神也是由早期欧美留学生从西方引进的。建国后，仅具雏形的科学传统又遭受政治因素影响，对知识分子进行的历次思想改造运动，是两千多年前“以吏为师”的现代翻版，导致科学精神的失落。我国现代教育是一种典型的应试教育，学生知识结构单一，不能融会贯通，身心得不到全面发展，好奇心、想象力和创造力都受到压制。大学科学教育单纯重视科学知识传授而忽视科学精神培养。课堂教学偏重讲解科学原理和概念；实验教学注重按照规范的实验程序验证已有的定律和现象；学业考核侧重知识的再认和重现。贝尔纳曾经指出，科学教育有两个目的：一是向学生提供系统的知识基础，二是有效地传授过去和将来用于探索及检验知识的方法。第二方面恰好是我国科学教育最大的失败。我国学校教育强调效率和整齐划一，导致对学生个性发展的忽视，这与科学精神的培养是背道而驰的。由于上述原因，科学精神在中国一直难以生根，致使科学文化的灵魂在现实中时常飘逝。三、功利主义因素中国科学基本是循依功利主义科学观发展起来的。功利主度是一种很强的工具主义科学观，它注重科学的工具价值、技术价值和功利价值，并以科学的实用来评价科学。因此，“这种观点从根本上说是把科学看作一种实现目标的手段，而不是获得知识”。功利主义科学观由来已久，17世纪初，“培根已经在他的知识就是力量和知识的基本目的是增进人类财富这些格言中唱出了功利主义的调子”。但是，培根的功利主义科学观是着力于长远的，他认为从长远看，科学作为一个整体将会、也应当会大大造福于人类。他不宣扬任何目光短浅的观点，例如那种认为每项科学研究无论开始或结束时都应当根据其实际效果来评价的观点。相反，他告诫世人，这种目光短浅的功利主义只会败坏自己，正像阿塔兰塔在赛跑中由于停下来拾金苹果而失败一样。由于科学在社会各领域的广泛应用，特别是对经济发展所起的决定性作用，功利主义科学观在当今社会传播非常广泛并居于支配地位。功利主义科学观的局限性在于它有可能导致科学的片面发展，例如只重视应用科学的研究和开发，而忽视基础科学的深层探索与发展，以致最终妨碍科学的前进。极端功利主义科学观狭义地解释功利规范，对科学强加限制认为只有当科学直接可获利时才是可取的。有用性一旦变成科学成就的唯一标准，具有内在科学重要性的大量问题就会遭到排斥。因此，功利规范限制了科学潜在生长的可能方向，威胁了科学研究作为一种有价值的社会活动的稳定性和连续性。萨顿认为，科学的主要目的和它的主要报酬是有趣的发现，而科学已经产生的和正在产生的无穷无尽的财富只不过是它的副产品而已。将科学的价值仅仅归结为功利价值，正如将艺术价值仅仅归结为商品价值一样，是相当肤浅的。科学最宝贵的价值是科学精神，它比科学给人类带来的物质利益更加宝贵，是科学的生命。科学是一种高品位的学术活动，有其相对独立性和自身发展的逻辑，外部因素对科学的影响往往是间接的，而不是直接的，正如默顿所说：“特定的发现和发明属于内部科学史的范围，并且大量地独立于非科学的因素。”科学作为一种探求知识和有趣的认识活动，在本质上是非功利的，因为科学活动的核心是提出科学思想或科学理论。首先，科学思想或科学理论往往并不能同社会对技术的需要直接挂钩，它们同实际应用往往存在很大距离；其次，科学理论往往具有超前性，即在眼前看来不一定是“有用的”，只是在几代人之后才有可能导致某种实用结果；再次，有些科学理论的提出和证明其意义甚至只是理论上、认识上或智力上的，也许永远不可能“有用”，因此不能用功利主义观点来评价它们的意义。所以，过分强调科学的功利性，必然导致对科学思想和科学理论研究的忽视，从而影响科学的健康发展。中国科学发展奉行的实用主义策略将功利主义科学观推至极端，它所倡导的“致用”并非现代意义上的应用，更多的是政治功利性和整个社会所追求的急功近利。中国不关心科研成果实际用途的例子比比皆是，但这并不意味着中国的纯科学研究项目很多，而是这些束之楼阁的科研成果其“用途”就是为了烘托教授、学者和名目繁多的奖项，真正的应用价值并不在考虑之列。我国现代高等教育生于内忧外患之时，兴于改革开放之际，其整修发展过程都因肩负“强国”使命而具有工具理性色彩，在“博学穷理”与“学以致用”之间后者是当然之选，因而高等教育的主要力量便放在专业教育和应用开发研究上，这不仅使高等教育近乎专业训练，其至出现了实用性凌驾学术性的不良倾向。中国科教界的功利主义非常严重，从政府资助科研项目的政策到科研人员从事研究的心态，从学校制定的学科与教育发展规划到学生选择专业的倾向，无不带有浓厚的功利主义色彩，“量利而行”、“惟利是图”已成为普遍的行为取向。这种对待科学与教育的功利性态度，不仅使我国重大基础研究成果少、科研后备力量薄弱、科研水平低下等，还彻底侵蚀了科教界应有学术品格与精神。中国学术重“术”轻“学”，只从科学的物质成就去了解科学，从根本上远离了科学精神。功利主义科学观固然有其重要意义，但如不缺乏功利主义，强大的外部动力足以促使科学研究主体朝这个方向发展，可是外部动力却很难惠及基础科学研究，公众和社会集团意识不到纯科学的意义，他们只需要现成的技术和产品，很少关心技术的源，因此，在中国大力培育科学精神并不会丧失科学的功利价值。四、 剑桥大学和哈佛大学的启示二十世纪剑桥大学和哈佛大学分别获得56和36项诺贝尔奖，名列全球之冠。分析这两所大学的成功经验发现，科学精神在其中起到了关键作用。剑桥大学的学术渊源是古希腊强调理性训练和人格塑造的自由教育思想，其核心内容是强调获取知识发展智慧是教育的唯一和最高目的，反对教育有其它功利主义目的和为某种职业做准备。具体表现为：在教学目标上，强调发展智力重于获得知识；在课程和专业设置上，强调教育目的的内在关怀，追求知识本身的价值，反对教育外在的功利目的，重视学术性专业与课程；在教学内容上，以培养知识面宽的博学家而不是某一领域的专门人才作为确定内容的标准；在教育目的上，强调理发原则，鼓励学生独立思考、大胆质疑，重视批判性和创造性思考能力的培养等。在这种办学理念引导下剑桥大学形成了注重学术与自由、重视知识内在价值，强调发挥个人才智和潜力的传统。自由教育思想及由此而形成的剑桥学术传统熏陶了历代剑桥学子，使他们学术功底深厚，各种能力，尤其是质疑创新能力出类拔萃。作为美国的“剑桥学院”-哈佛大学不仅保留了剑桥自由教育思想的传统，而且美国自由、宽松与务实的环境使其教育更具融通性。哈佛大学的历任校长坚持理性主义与功利主义相融合的办学思想，对哈佛大学的发展产生了很大的影响。他们承认大学的职责是报效养育自己的社会，但同时也坚持外部环境不应迫使大学牺牲其独立性而做一些有损于学术公开性和自由的事情，因为公开性和自由是学习和研究必不可少的特性。1991年就任的哈佛校长陆登庭指出：“大学的研究固然应该为经济发展做出重要的贡献，大学教育也应当帮助学生从事有益并令人满意的工作。最佳教育不仅应有助于我们在专业领域内更具创造性，它还应该使我们变得更善于深思熟虑，更有追求的理想和洞察力，成为更完美、更成功的人大学更应该注重基础研究。并且不是怀着实用的心态，而是在对自然、人性深刻理解的基础上进行深入探索。”可见，大学要想获得重大成就，产生出杰出的学术大师，必须具有一种超然物外的求知精神，只追求科学而不问其实际功利的氛围与品格以及多种学科广泛会通与交叉的知识底蕴。剑桥大学和哈佛大学之所以成为诺贝尔奖摇篮，其根源就在于它们历来不为外部环境所左右，不以功利心态取舍知识，始终如一地保持自己独特的自由教育传统，从而使不同学科能够按照内在的逻辑发展相互融通、结合和渗透，逐渐在校内形成了博大恢弘、兼容并蓄、视野广阔、富于综合创新的精神。诺贝尔奖并不青睐功利主义者，只有具备科学精神的人才有可能获此殊荣。纵观100年来诺贝尔科学奖获奖名单发现，诺贝尔奖通常不奖励应用技术或产品的发明家，90以上的奖项都被授予在基础科学方面取得突出成就的科学家。公众一般对实用技术类科学成果有切身感受，而基础科学领域的发现与理论由于与经济和日常生活距离较远，往往不能引起人们重视，但它们却是技术的基础和源头，对于保持技术的不断创新和经济的可持续发展至关重要。诺贝尔科学奖偏爱基础科学成果的传统,对于激励科学家从事基础科学研究、使全社会关注和支持基础科学研究无疑起了十分积极的作用。科学家的创造活动深受科学传统和社会背景的影响，我国现在要做不是在口头上追求诺贝尔奖，而是要培育良好的学术传统和创新意识，营造自由的学术氛围。总之，诺贝尔奖是人类探索未知世界杰出成果的体现，科学精神在每位获奖者身上都得到集中反映，我国要想实现诺贝尔奖零的突破，必须从遏制功利思想、铸造科学精神开始。第三节 中国科学家挑战诺贝尔奖的努力方向一、挑战诺贝尔奖的10大标准条件中国科学院院长、中国科学院院士路甬祥分析了百年来诺贝尔获奖情况后，提出了10个讨论的问题，可以算作是对诺贝尔获奖者的一个评价，可以称为中国科学家要获得诺贝尔奖的“10大标准条件”。自然科学的重大理论突破，需要善于发现已有理论与实际的矛盾，需要勇于挑战传统理论的自信与勇气；重大理论的创建和形成，往往经历长时间的争论以至非难，在得到反复验证后才被承认。原始性重大发现多源于对实验事实敏锐的观察和独具创意的实验。新的科学仪器和装置的发明，往往打开一扇新的科学之门。重大科学发现和技术与方法的发明，往往对人类健康、社会与经济的进步产生巨大的推动作用和深远的影响。良好的科学基础和前沿性、交叉性的研究也可能偶发重大的科学发现，偶然中寓必然。数学与计算机工具创造性的应用，也可能带来自然科学、工程技术、经济与管理科学方法与理论的突破。对已有知识的科学整理与发掘，也可能有新的重大发现与理论创新。良好的创新氛围和高水平的创新基地是产生高水平的创新成果的温床。创新意识、原始性创新思想与创新战略比经费与设备更具有决定意义。科技创新突破及其推广应用，需要相应的创新体制和科学管理机制作为保证。二、冲击诺贝尔奖的10大行动纲领原中国科学院院长、我国著名的科学家周光召在一篇文章里比较详细地介绍我国产生重大的科学发现的条件和对策，可以称为我国要获得诺贝尔奖的“10大行动纲领”。正视产生重大科学发现的困难。重大科学发现一般是在学科交叉的生长点上出现，而不是按照常规计划，在可预见结果的情况下进行实验和逻辑推理就能得到的。因为计划只能在原有的科学原理框架内制订，科学家个人又受到知识面狭窄和学科传统观念的限制，多数人很难有观念上的突破。这种局限和困难必须努力克服。充分认识科学发现的偶然性和必然性。通常在科研探索过程中要出现多次的失败，但在失败中可能发生偶然出现的现象，其中包含启发新思想的萌芽。只有不怕失败，观察敏锐的人才能在单调重复的试探中注意到新的现象或思想的萌芽，并将其发展下去。而科学发现的时机一旦成熟，发现就成为必然；至于由哪一位科学家发现则是偶然的。历史已经证明，只有那些及时抓住机遇的科学家才能成为最初的发现人。有创新力的科学家必备的素质。例如，包袱少，失败后不怕人笑话，对新事物非常敏感，有强烈的好奇心，不受原有思维方式和原有理论的束缚，敢想敢干；身体相对健康，精力充沛，工作非常努力；受各种社会和家庭事务的干扰，脑子高度集中，日夜处于创新的临界状态，从而容易作出重要的成果。自信、善于学习和做好战略选择是有所发现的基本条件。要有严格的科学态度，掌握先进的科学方法，在此基础上建立起充分的自信。自信不足，不敢碰难问题，仅仅满足于跟踪模仿，是巨大的思想障碍。要善于学习，既能站在巨人的肩膀上前进，又不盲从权威人士的意见。要从自身的实际条件出发，做好课题方向的战略性选择。要扬长避短，着力发现学科的新生长点和突破点，集中力量，坚持不懈，才有收获。在这方面，有经验的学科带头人会起到重要的作用。要形成创新的学术集体和良好的科学生态环境。要在开放流动的环境下建立能不断创新的学术集体；要有追求真理、实事求是、崇尚科研道德的精神。科研人员来往要频繁，学术争论气氛要热烈。通过各种学术观点的激烈交锋、单个学科的深入开拓、不同学科的交叉融合，才能形成良好的科学生态环境，实现科学系统的协同进化，科学家个人也才能在这个环境中激发出创造力和新思维。充分发挥哲学和科学方法论的作用。当前，科学前沿研究的对象多是复杂的系统，很多对象具有无穷多自由度，过去常用的科学方法和思维方式很可能不够需要，必须进一步发展才能处理复杂系统。因此，要加强对哲学的研讨，加强科学方法论、数学及计算方法的研究。另外，观测仪器是发现新现象的先导，要重视新仪器的研制和实验手段的开发。攀登顶峰永不停歇，处于逆境更应奋进。许多人在还没有建树时，渴望得到社会的承认、得到社会稳定的职业和社会地位，有一股拼劲；但一旦拿到永久职位和职称，就不再努力，缺少内在的动力去攀登科学的顶峰。显然，条件过于优越，可能使人懈怠，而逆境却常能促使人奋发图强。现在还没有得到社会承认、没有列入重点支持的科技工作者不要灰心，很可能将来出现重大创新的部分科学家是那些身在内地、没有得到国家重大资助的科学家。青年要成为科研的主力军。青年最有条件具备上面所说的素质和条件，因而可能最有创新的活力。青年要想有所发现，就必须刻苦学习和锻炼。科学研究没有捷径可走，尝试、失败；再尝试、再失败，只有经过千锤百炼，直到最后才可能取得成功。只有从心理、身体、知识和能力诸方面做好准备的青年，才能抓住难得的机遇，实现理想，作出重大的科学发现。搞好老中青三结合，发挥中年科技工作者的骨干作用。一个好的科研集体中，老、中、青科学家各有各的作用，他们互相支持、共同协作，才能形成思想活跃、干劲十足、经验得到继承、技术不断发展、科研方向始终处于前沿的集体。当前，在着力培养和选拔年轻科技人员的同时，要充分发挥中年科技工作者的骨干作用和老年科技工作者的指导作用。有造诣的中年科学家已经得到社会的承认，承担了许多重要科研项目的领导任务，是多数科研课题的负责人。在没有经过识别，也没有更好识别机制的情况下，社会应当也只能将这些职责主要交给中年的一代，而不会交给品质和能力尚未充分显现的青年。尊重和发挥老师的作用。很多时候年青人作出的工作还不完善，需要有经验的科学家给以指导和加工。如量子力学的完整理论是在海森堡的老师玻恩带领下完成的。年青人的才华常常要由有经验的科学家来识别，给以培养和鼓励，才能得到发挥的机会。一个成功的年青科学家身后必定都有一些值得称道的老师。很多科学大师，如玻尔、波恩、布拉格、费米等在他们生命的后期都带出了一大批杰出的青年科学家。典型案例：爱国科学家侯德榜侯德榜，著名科学家，杰出的化工专家，我国重化学工业的开拓者。他于20年代突破氨碱法制碱技术的奥秘，主持建成亚洲第一座纯碱厂；30年代领导建成了我国第一座兼产合成氨、硝酸、硫酸和硫酸铵的联合企业；四五十年代又发明了连续生产纯碱与氯化铵的联合制碱新工艺，以及碳化法合成氨流程制碳酸氢铵化肥新工艺，并使之在60年代实现了工业化和大面积推广。他还积极传播交流科学技术，培育了很多科技人才，为发展科学技术和化学工业做出了卓越贡献。侯德榜，名启荣，号致本，1890年8月9日生于福建省闽侯县一个普通农家。自幼半耕半读，勤奋好学，有“挂车攻读”美名。19031906年，得姑妈资助在福州英华书院学习。他目睹外国工头蛮横欺凌我码头工人，耳闻美国的旧金山种族主义者大规模迫害华侨、驱逐华工等令人发指的消息，使之产生了强烈的爱国心。他曾积极参加反帝爱国的罢课示威。19071910年，就读于上海闽皖铁路学院。毕业后，在英资津浦铁路当实习生。这期间，侯德榜进一步感受到帝国主义者凭技术经济优势对贫穷落后的中国和人民进行残酷剥削与压迫，立志要掌握科学技术，用科学和工业来拯救苦难的中国。1911年，侯德榜考入北平清华留美预备学堂，以10门功课1000分的优异成绩誉满清华园，1913年被保送人美国麻省理工学院化工科学习。1917年毕业，获学士学位，再入普拉特专科学院学习制革，次年获制革化学师文凭。1918年又入哥伦比亚大学研究院研究制革，1919年获硕士学位，1921年获博士学位。由于学习成绩优异，侯德榜被接纳为美国Sigmaxi科学会会员和美国PhiLambdaUpsilon化学会会员。侯德榜的博士论文铁盐鞣革，围绕铁盐的特性以大量数据深入论述了铁盐鞣制品易出现不耐温、粗糙、粒面发脆、易腐、易吸潮和起盐斑等缺点的主要原因和对策，很有创见。美国制革化学师协会会刊特予连载，全文发表，成为制革界至今广为引用的经典文献之一。1921年，侯德榜接受永利制碱公司总经理范旭东的邀聘，离美回国，承担起续建碱厂的技术重任。在制碱技术和市场被外国公司严密垄断下，侯德榜带领广大职工长期艰苦努力，解决了一系列技术难题，于1926年取得成功，正常生产出优质纯碱。在总结亲身实践的基础上，侯德榜用英文撰写了纯碱制造（Manu-facture of Soda）一书，1933年在纽约出版，在学术界和工业界产生了深远影响。1934年，永利公司为了“再展化工一翼”和生产化肥，决定建设兼产合成氨、硝酸、硫酸、硫酸铵的南京铔厂，任命侯德榜为厂长兼技师长（即总工程师），全面负责筹建。侯德榜深知筹建这个联合企业的复杂性，且生产中涉及高温高压、易燃易爆、强腐蚀、催化反应等高难度技术，是当时化工高新技术之最；而国内基础薄弱，公司财力有限，工作难度极大。他很耽心“万一功亏一篑，使国人从此不敢再谈化学工业，则吾等成为中国之罪人矣！”但抱着“只知责任所在，拼命为之而已”的决心，知难而上。他按照“优质、快速、廉价、爱国”的原则，决定从国外引进关键技术，招标委托部分重要的设计，选购设备，选聘外国专家结果，仅用30个月，就于1937年月建成了这座化工联合企业，一次试车成功，正常投产，技术上达到了当时的国际水平。它给以后引进技术多快好省地建设工厂提供了好经验。这个厂，连同永利碱厂一起，奠定了我国基本化学工业的基础，也培养出了一大批化工科技人才。但不久，发生“七七事变”，日本侵略军逐渐逼向南京，曾先后3次以“工厂安全”相要挟，提出“合作”管理南京铔厂的要求。侯德榜和同仁们大义凛然，坚持“宁举丧，不受奠仪”，拒绝“合作”；同时，积极响应抗战，利用工厂设施，转产硝酸铵炸药和地雷壳等物资，支援前线。工厂被日本飞机3次轰炸，无法生产之后，侯德榜又组织职工紧急拆迁设备，并将人员和资料一同送往内地。1938年，永利公司在川西五通桥筹建永利川厂，范旭东任命侯德榜为厂长兼总工程师。在十分困难的条件下，侯德榜带领职工，生产自助，维持公司人川员工生计；同时，着手筹办四川碱厂。由于四川的条件不适于沿用氨碱法，侯德榜特于1939年率队赴德国考察，准备购买察安法专利。在对方提出辱国的条件下，侯德榜中止谈判，发愤自行研究新的制碱方法。他领导一大批科研设计人员经过艰苦努力，于1941年研究出融合察安法与苏尔维法两种方法、制碱流程与合成氨流程两种流程于一炉，联产纯碱与氯化铵化肥的新工艺。1943年完成半工业装置试验，但由于战争和政局混乱，没有条件继续实现工业化而中断。1945年8月，日本侵略者投降不久，范旭东逝世，侯德榜继任总经理，全面领导永利化学工业公司的工作。他立即组织恢复永利沽厂与南京铔厂的生产。铔厂的硝酸设备在战争中被日本侵略者运往日本，经侯德榜和李烛尘等人一再向有关方面严正交涉，他亲赴东京找盟军总司令部等有关方面据理力争，才于1948年全部归还，恢复硝酸生产，至今仍在运行。1947年，侯德榜受聘兼任印度塔塔公司顾问总工程师，先后5次赴印度指导改进该公司碱厂的设备和技术，使这个碱厂正常运转，生产出优质纯碱。对此，后来尼赫鲁总理访华时也大加赞扬，引以为中印两国人民友谊的典范。1949年，侯德榜第5次赴印期间，得知中共中央领导人很关心永利的事业，并希望与他共商国家大计，使之十分激动，力克重重阻碍，绕道泰国、香港、韩国赶回北京。聂荣臻元帅亲自到车站迎接。毛泽东主席在接见他时说：“革命是我们的事业，工业建设要看你们的了！希望共同努力建设一个繁荣富强的新中国。”周恩来总理亲自到永利驻京办事处探望他，祝贺他胜利返国，赞扬他的爱国主义精神，邀请他参加中国人民政治协商会议，“共商国事，设计建设新中国的蓝图”。侯德榜受到极大鼓舞，决心加倍努力工作，报效祖国。之后，他相继当选为中国人民政治协商会议全国委员会首届委员，第二、三、四届常委；全国人民代表大会第一、二、三届代表；先后被任命为中央财经委员会委员，政务院重工业部技术顾问，化学工业部副部长；受聘为中国科学院技术科学部委员等等。1953年，他参加了民主建国会，并当选为第一、二届中央常委。同时，他更加勤奋于科学技术工作，为发展化学工业日夜操劳。他先后向中央领导人介绍过“永利公司建设十大化工企业的设想”，提出过“对复兴工业的意见”等多项建议。他参与了全国化学工业和科技事业的许多重要决策，领导了化工行业许多重大科技活动。在他的建议和指导下，对联合制碱新工艺继续进行补充试验和中间试验，1962年实现了工业化，成为我国生产纯碱和化肥的主要方法之一。1958年，他又提出了碳化法合成氨流程制碳酸氢铵化肥新工艺的设想，亲自领导示范厂的设计、施工、试验和改进，1965年获得成功。在各级政府大力支持和广大职工共同努力下，陆续推广建厂1000多座，其产量长期占全国氮肥总产量一半以上，对我国农业的发展作出了不可磨灭的贡献。此外，侯德榜在发展磷肥、农药、聚氯乙烯、化工机械等工业和化工防腐技术，以及传播交流科学技术，培育科技人才等方面，也作出了许多贡献。1972年以后，侯德榜日渐病重，行动不便，仍多次要求下厂视察，帮助解决技术问题，还多次邀请科技人员到家里开会，讨论小联碱技术的完善与发展等问题，呕心沥血，直至生命的最后一息。 侯德榜毕生的科学技术实践，为后人留下了宝贵的精神财富和物质财富。突破氨碱法制造纯碱的奥秘 纯碱，学名碳酸钠，是生产玻璃、搪瓷、纸张等许多工业品、食品和日常生活不可缺少的基本化工原料。1861年比利时人苏尔维发明的氨碱法，即用食盐、氨和二氧化碳反应制造纯碱的方法，适于大工业生产，产品质量高，成本低，远优于早期用芒硝经硫化钠制纯碱的吕布兰法。但这种生产方法长期被几大公司控制着，封锁技术，垄断纯碱市场。1917年，第一次世界大战爆发后，卜内门公司在我国乘机抬高碱价七八倍，甚至有行无市，致使不少以碱为原料的工厂纷纷倒闭。爱国实业家范旭东为此十分痛心，特集资开办永利制碱公司。经多方努力从美国买来一套东拼西凑的碱厂图纸和一些设备，1919年开始在天津塘沽建厂。施工中，设计图纸和设备出了许多问题，氨碱法制碱技术的复杂性和难度逐渐被受到重视。连续化的制碱流程从化盐、烧灰、吸氨、碳化、煅烧、蒸氨到动力，一环扣一环，连成整体，均需配套协调动作，才能正常生产；任何局部故障或失调，都会牵动全厂，造成事故。范旭东认识到：要搞好这样的现代化化工厂，没有可靠的专家来主持技术工作，肯定不行。经陈调甫热诚推荐，范旭东选中了在美国攻读博士的侯德榜。1921年初，他写信并派专人送到美国，坦诚书怀，邀请侯德榜“学成回国，共同创办中国的制碱工业”。纯碱工业的重要性、问题的紧迫性以及范旭东工业救国的抱负、胆识和热诚，深深打动了侯德榜。他把邀请视为报效祖国的良机，毅然相许。一到永利碱厂，侯德榜就全身心扑在了工作上。当时，碱厂设备安装已全面展开，侯德榜从边干边学入手，逐步熟悉情况，探索问题，解决问题。试车过程中，陆续出现问题和事故好几百起，彼伏此起，延续几年。其中包括蒸氨堵塔、巨震、碳化塔液泛、结疤，煅烧炉结疤、咬刀、烧裂，产品带色等重大技术问题。他通过深入现场，亲自观察、检测、操作，掌握第一手材料；他依靠广大职工，听取意见和建议，组织指导他们查阅书刊资料，搞试验研究，搞处理方案，逐一解决这些问题。在解决蒸氨工序结疤堵塔问题中，侯德榜和他的同事们经过反复探索，找出了硫酸铵、炼焦氨水等不同氨源对结疤的不同影响，以及它们对氨气浓度和氨盐水质量的不同影响，从而得出了各自不同的适宜操作条件。对于碳化工序，他们通过计算、测定、试验等，深入研究了反应热、溶解热、四元体系相图等从理论到实践的广泛问题，对碳化塔及换热器的型式、结构、尺寸、配伍、操作条件、碳化清洗倒塔制度、异常状况等都找到了合适的参数与措施。关于煅烧工序，他们研究弄清了碱灰湿度对结疤的影响，找出了适量硫化物对确保白色纯碱的作用机理与操作办法；通过研究煅烧过程温度分解速度的变化进程、热腐蚀与煅烧炉的材质与结构等问题，自行设计、委托制造，用上了先进的回转式煅烧炉。到1926年6月，侯德榜和他的同事们陆续解决了各工序的问题，彻底掌握了氨碱法制碱的全部技术秘密，而且比苏尔维法有所创造，有所改进，从而使这座亚洲第一碱厂生产出了红三角牌优质纯碱。8月，这种纯碱在美国费城“万国博览会”上获得了金质奖章，并被誉为“中国工业进步的象征”。永利制碱公司曾长期遭受别人垄断技术、独霸市场的折磨，多次濒临天折，侯德榜对此感受很深，在碱厂生产成功之后，他不愿看到后来人再受箝制。他坚守老师杰克逊（D.D.Jackson）的铭言：“科学技术是属于全人类的，它应该造福于人类”，他说：“我们决不做第二个苏尔维，第二个卜内门”，决心把自己多年实践获得的制碱技术经验公布于世。范旭东对此大为赞赏、支持。1933年，侯德榜用英文撰写了纯碱制造（Manufacture of soda）一书，作为美国化学会丛书之一，在纽约出版。在该书前言中，侯德榜写道：“本著作可说是对存心严加保密长达世纪之久的氨碱工艺的一个突破。书中叙述了氨碱制造方法。对其细节尽可能叙述详尽，并以做到切实可行为本书的特点。书中内容是作者在厂十多年从直接参加操作中所获的经验、记录以及观察、心得等自然发展而形成的总的来说，制造厂已得到本工业独特要求的充分保护，而其细节只能通过多年实际操作亲身体现方可获得，至于工厂的特殊环节可以说任何一个好的设计师通过一些试验都能得到好的解决方法，所以无必要为本工业对外保密在物理化学这一领域中处理大量气体与液体的经验及数据应当公诸于世界，为其他化学工业所利用。这是出版此书的基本动机。”这段前言，恰如其分地概括了这本书的宗旨和性质。这本书的出版，结束了氨碱法制碱技术被垄断、封锁的历史，在学术界和工业界受到高度重视，被公认为制碱工业技术的权威著作。美国著名化学家威尔逊教授称赞这是“中国化学家对世界文明所作出的重大贡献”。它相继被译成多种文字出版，对世界制碱工业的发展起了重要作用。为了表彰侯德榜突破氨碱法制碱技术奥密的功绩，1930年哥伦比亚大学授予他一级奖章；1933年中国工程师协会授予他荣誉金牌；1943年英国皇家学会聘他为名誉会员，是当时全世界仅有的12位名誉会员之一。发明联合制碱新工艺联产纯碱和氯化铵的连续法联合制碱新工艺，是纯碱生产技术发展历程中继吕布兰法、氨碱法之后的第三次飞跃。它的出现，正如侯德榜后来在制碱化学一书中指出的那样，是由于氨碱法消耗原料（食盐）多，不经济；废液量甚大，要占用大片土地来堆积且污染水源。为了克服这些缺点，1931年，察安公司首先用碳酸氢铵处理盐卤的方法在捷克建了一座日产纯碱和氯化铵各10吨的工厂，其食盐利用率可达9095。1938年在筹建永利川厂纯碱装置之初，由于四川井盐昂贵，耕地少等缺点，侯德榜等人认为不能沿用氨碱法，因此侯德榜乃率队到德国洽购察安法专利。在德意日已结成法西斯轴心的政治背景下，他们一行在旅途和工作中遭遇困难重重。谈判中，对手先以高价勒索，后又提出：“用察安法生产的产品，不准向满州国出售。”公然否定东三省是我国领土。对这种损权辱国的条件，侯德榜十分气愤，当即据理批驳，中止谈判，撤离德国。之后，侯德榜利用他的丰富经验和渊博知识，组织指导永利公司大批技术骨干开展了新法制碱的研究。第一步，先摸索仿试察安法。当年就在川西五通桥开始试验。当时，四川科研器材、试剂、资料十分匮乏，举步维艰。次年春，侯德榜安排科研人员将试验迁到香港进行，他自己在纽约函电联系指导。通过500多次试验，分析2000多个样品，侯德榜和几位技术骨干基本掌握了察安法。第二步，侯德榜决定研究碳酸氢铵水溶液与食盐粉直接复分解的方法。1940年初，试验获得了初步结论，随即在上