日本的科技战略与诺贝尔奖课件

1、日本的科技战略与诺贝尔奖李仲生 内容摘要 日本长期以来把“技术立国”和“科技立国”战略作为基本国策，重视基础科学研究和开发技术的研究，并加大了培养人才的力度，使日本的科学研究迅速发展。日本的科技战略是独特的，为了尽快追赶世界先进水平，日本采取了“从开发研究着手，再向应用研究溯源，最后再深入到基础研究层面”的策略，并取得了显著成效，由此产生了许多获得诺贝尔奖的科学家。显而易见，日本频出诺贝尔奖与日本长期以来重视基础科学研究和积极培养高端人才是密切相关的。一、日本的科技战略与人才培养 日本自20世纪50年代提出了长期的模仿型“技术立国”战略，即积极引进和消化国外先进技术、自身努力开发应用技术，使日

2、本的科学研究迅速发展。1995年，日本政府明确提出将“科学技术创造立国”战略作为基本国策，开始重视基础科学研究、开发基础技术。可以说，日本近年来频出诺贝尔奖与日本长期以来重视基础科学研究和积极培养高端人才是密切相关的。 早在20世纪70年代，随着日本经济的高速增长，一些日本科学家提出“科技立国”，但没有得到重视，日本仍处于“技术立国”阶段。自80年代开始，日本政府专门设置科学技术厅，组建国家基础研究中心，建立产业和研究一体化的科研体制，鼓励企业设立研究机构，自主开发新产品。通产省还出台优惠政策，对各公司推出的创新产品，可以得到研究费用25%的减税待遇。应该说，这些新的科技政策，为日本科技的发展

3、注入了新的活力。到80年代末，日本的技术出口比10年前增加了9.6倍，其中尖端技术产品所占比重1989年达到32.1%，超过欧美所有发达国家。90年代初，日本每年获专利34万件，占全世界的1/4，成为名符其实的专利大国。 20世纪90年代中期以后，日本开始实施“科技立国”政策，1994年正式提出“科学技术创造立国”的战略，强调日本要摆脱“模仿与改良的时代”，创造性地开发领先于世界的高技术，努力充实作为“全人类的宝贵资产”的科学技术知识；大力开发研究人员的创造性，力求达到基础研究、应用研究和开发研究的均衡发展；积极推进产业、政府研究机构及大学的密切合作，加强人文社会科学与自然科学的相结合等。 改

4、革研发体制的主要内容是：加强产学研合作；在大学或研究机构的技术种子或创意的基础上，促进新风险企业的创办；大幅增加博士后奖学金名额，加大对年轻研究人员的支持；提高研究人员的流动性；增加竞争性研究资金，更加集中地使用研究资金；增加政府研发资源。 与此同时，日本政府提出了培养未来科技人才的方针，除了培养人才外，还决心为人才提供良好的研究条件，主要措施是：为人才提供更多的发挥才能与参加交流的机会；加强研究设施建设与研究后勤保障；为每位研究者配备具有通信功能的计算机，提高国内主干网络的通信速度；开展“万名博士后支援计划”；振兴有关科学技术的学校教育与社会教育等等。在改善科研者的研究条件与待遇的同时，采取

5、各种措施将竞争机制引入科研工作之中，以更好地激发研究者的创造精神。 图1 世界主要国家研究与发展经费支出占国内生产总值比重与人均国民生产总值 伴随着科技立国，日本的科研人员也不断增长，到2002年达到72.8万人，仅次于美国居世界第二位，每百万人口中从事研究与开发的研究人员数居世界第一位。另据世界银行2005年世界发展指标的统计，2002年，日本每百万中从事研究与开发的研究人员平均每年达到5085人。 图2是的横轴和纵轴分别是世界主要国家2005年的人均国民生产总值和2002年每百万人口中从事研究与开发的研究人员数。从该图可以看到：每百万人口中从事研究与开发的研究人员越多的国家其经济发展水平也

6、越高，两者呈正相关关系 。 日本每百万人口中从事研究与开发的研究人员在回归线的右上方，明显超过了世界各国的水平，居世界第一位，可以说在一定程度上对日本的经济发展起到促进作用。在许多高科技领域日本已超过美国和其他一些发达国家居世界领先水平。 21世纪初期以来，在经济全球化不断深化、信息技术革命席卷全球的背景下，日本对其科技发展战略又不断进行调整。2001年制定了20012005年的第二期科学技术基本计划（2001-2005）。这一计划进一步明确了体制改革议程，主要目标是把日本建成为具有世界一流科技水平的国家，能够创造知识并灵活运用知识，使日本对世界的科技发展能够做出重大的贡献，具有强有力的国际竞

7、争力。 其次，作为科技立国政策的重要内容之一，日本政府加大了培养人才的力度，并出台了一系列人才培养计划。日本政府加大了培养人才的力度，并出台了一系列高端人才培养计划。例如，“240万科技人才开发综合推进计划”，目标是到2006年，培养240万精通信息技术、环境、生物、纳米材料等学科的尖端科技人才，从根本上改变大学教育体制；“21世纪卓越研究基地计划”，目的是建立一流的人才培养基地，在取得重大国际领先科研成果的同时，使一批世界顶尖级人才脱颖而出；“科学技术人才培养综合计划”，目标是培养富有创造性的世界顶尖级研究人员、培养社会产业所需人才等。 2001年6月，日本政府又提出要建立所“世界顶尖级大学

8、计划”；2002年10月日本学术振兴会宣布启动“21世纪重点科研基地工程”，选择50所大学113个项目进行重点资助。 此外，日本还加强科研投入；积极改革僵化、分割的旧科研体制，如把文部省和科技厅合并；重点发展生命科学、信息技术、环境和纳米技术等；支持企业科研，为了促进成果产业化，还设立专门的技术转让机构；以可持续发展为目标，立法确定科研方向；在自己创造有世界水平的成果同时，开展国际合作等。日本还积极采用各种措施培养本国的人才资源，成立各种学术交流机构，促进各类人才的横向联系。日本科技厅为加强不同领域专业人才的信息交流，定期举办“新领域论坛”会，通过各方面的信息交流，更好地发挥其潜在的人才资源优

9、势。二、日本的科技战略与诺贝尔奖 日本的科技战略是独特的，其模式与美国和欧洲大部分发达国家是不同的。一般来说，科学技术要转变为生产力必须经过“从基础研究，到应用研究，再到开发研究”的漫长过程，像美国、前苏联和欧洲的发达国家，都是从这种模式走向科技强国的。但是，日本曾是相对科技后发国家，为了尽快追赶世界先进水平，它反其道而行之，采取了“从开发研究着手，再向应用研究溯源，最后再深入到基础研究层面”的策略，并取得了显著成效，由此产生了许多获得诺贝尔奖的科学家。 从表1可以看出，自1949年汤川秀树获得诺贝尔物理学奖以来，日本共获得18个诺贝尔奖，其中物理学奖7人，除了江崎玲於奈年发明的新型半导体直接

10、应用于生产之外，其他6人都是在理论物理学领域颇有建树。表1 获得各领域诺贝尔奖的日本科学家获奖类型获奖者获奖年龄时间 获奖理由物理学奖汤川秀树朝永振一郎江崎玲于奈小紫昌俊小林诚益川敏英南部阳一郎426348766468671949196519732002200820082008提出原子核结合力的介子理论并预言介子的存在在量子电动力学方面取得对粒子物理学具有深刻影响的基础性研究发现半导体中的“隧道效应”在探测宇宙中微子和发现宇宙X射线源发现有关对称性破缺的起源发现有关对称性破缺的起源发现次原子物理的对称性自发破缺机制化学奖福井谦一白川英树野村良治田中耕一下村修根岸英一铃木章73646343807

11、5801981200020012002200820102010提出化学反应前线轨道理论,成为解释、探索化学反应的有力工具开发了具有导电性的聚合塑料在“手性催化氢化反应” 领域所作出的贡献在生物大分子研究领域的贡献绿色荧光蛋白(GFP)的最初发现和有关它使用的一系列重要进展，这使它成为生物科学的标签工具在研发“有机合成中的钯催化的交叉偶联” 作出的贡献在研发“有机合成中的钯催化的交叉偶联” 作出的贡献生理学或医学奖利根川进 481987发现和阐明产生抗体多样性的遗传学原理文学奖川端康成大江健三郎695919681994高超的叙事性作品，以非凡的敏锐表现了日本人精神特质通过诗的想象力，创造出一个把

12、现实与神话紧密凝缩在一起的想象世界，描绘现代的芸芸众生相，给人们带来冲击和平奖佐藤荣作 731974他是和解政策的主要代表之一，这种政策已大大有助于稳定太平洋地区的情况小林诚、益川敏英和南部阳一郎家的研究对象也是基础粒子。日本在基础粒子研究领域实力超群。这些都说明日本在理论物理学领域一直保持着世界领先水平。 2008年诺贝尔物理学奖 南部阳一郎(Yoichiro Nambu）已加入美国国籍 小林诚(Makoto Kobayashi） 益川敏英(Toshihide Maskawa ) 江崎玲於奈则研究关于半导体、1973年度诺贝尔物理学奖 超导体隧道式效果，发明了隧道二极管。虽然技术能直接给社会

13、和企业带来利益和实惠，但日本政府没有急功近利地一味强调技术开发，它对基础研究也给予了相当的重视。如在理论物理学领域，政府为物理学家提供了数百亿日元的加速器等实验设备。像小柴的中微子探测器就投入了几亿日元，所以小柴一获奖就首先感谢政府对基础研究的重视。野村良治主要从事催化重要 2001年度诺贝尔化学奖 反应的分子研究，并开发出 了性能更为优异的用于氢化 反应的手性催化剂，这种研究 成果已经应用于人工合成薄荷 脑生产技术，成为解决天然薄 荷脑产量不足的重要补充手段；野依良治田中耕一发明了对“生物大分子的质谱分析法”，其蛋白质结构研究成果已实际应用于开发蛋白质分析装置，应用于生物技术和医学研究等；而

14、下村修绿色荧光蛋白(GFP)的最初发现和有关它使用的一系列重要进展，这使它成为生物科学的标签工具。2002年度诺贝尔化学奖 2008年度诺贝尔化学奖田中耕一 下村修 而根岸英一和铃木章就有机合成中的钯催化交叉偶联反应的研究而言，在多个基础科学研究领域和工业应用技术中得到了广泛应用，深刻地影响着科学大发展和人们现今的生活。 铃木章2010年度诺贝尔化学奖根岸英一2010年度诺贝尔化学奖 从日本的基础研究看，日本科学家取得引人注目的成就绝非偶然。1998年，日本科学家发现中微子有静止质量；2001年，日本科学家找到了宇宙中存在“宇称不守恒”现象的有力证据；克隆牛技术基本达到实用化水平；正在研制世界

15、最快的超级计算机“宇宙模拟器”。此外，日本在纳米和新材料技术等领域都位于世界前列。在生物技术、生命科学、信息通信、航空航天、机械、环境、材料和能源技术等领域也取得了丰硕成果。 正因为如此，日本自战后以来频出诺贝尔奖大师可以说是水到渠成。其主要原因之一是日本科学家视野开阔，注重国际国际交流。例如1987年诺贝尔生理学或医学奖得主利根川进是美国麻省理工 1987年诺贝尔生理学或医学奖得主 学院的教授，他的科学成 就都是在美国的实验室中 取得的；2000年诺贝尔化 学奖得主白川英树和2001 年化学奖得主野依良治都 曾在美国大学进修，均了 利根川进 解各自领域最新的研究动向 。 而一流的实验条件为日

16、本科学家提供了坚实的保障。特别是对像物理学、化学、生命科学等非常强调实验的学科来说，一流的实验条件显得尤为重要，有时候甚至是决定性的。2001年野依良治获奖后，日本政府拨专款7000万美元为他建立实验设备先进的研究中心。日本正是凭借其精湛的加工工艺和雄厚的产业基础，为科学家进行创新研究提供了世界一流的工作条件。 其次，日本的传承精神是有目共睹的，这个传统从明治维新时代就开始相承下来。从日本诺贝尔获奖者的背景来看，不难看出他们之间的代际传承精神。日本科学家的独立、执著来自老师们一代代的传承，这些老师也独具慧眼，发现和培养出众的高端科技人才。2002年获得诺贝尔物理学奖的小柴昌俊得到了1965年获

17、得诺贝尔物理学奖的朝永振一郎的推荐而到美国纽约罗切斯特大学留学；2008年获得物理学诺贝尔奖的小林诚和益川敏英都是“二战”以后奠定微粒子学研究基石的坂田昌一教授的弟子；2002年获得物理学诺贝尔奖的小柴昌俊的指导教授是2008年获得诺贝尔物理学奖的南部阳一郎，而南部阳一郎的导师是朝永振一郎； 朝永振一郎、小林诚、益川敏英教授都是凭借在日本首位获得诺贝尔物理学奖的汤川秀树教授1946年创刊的科学杂志上发表的论文而获奖；而2010年获得诺贝尔化学奖的根岸英一在攻读美国普度大学博士后学位期间师从已故的1979年诺贝尔化学奖获得者美国的赫伯特布朗教授。日本诺贝尔获奖者的传承精神验证了“名师出高徒”的说

18、法，这种师徒关系的延续，发挥了名师的优势，既带来了科学的积累与发展，还形成了“马太效应”的人才链。这种代际传承精神的产生，正是日本的“基础科学底力”和“智力储蓄”的佐证。 而日本科学家始终如一的勤奋刻苦、坚韧不拔的工作精神是他们能在很多领域迅速追赶欧美发达国家甚至保持世界领先地位的一个重要因素。日本科学家勤奋刻苦精神的突出表现是，研究人员能够不辞辛苦地在大学、科研部门或企业的研究机构不断开发新领域的科学技术研究或创新性的科研成果。 日本科学家持之以恒重视长线研究的科学精神也是值得注目的，研究一个课题达30年之久的教师或研究人员在日本很普遍，但在中国由于大学里的竞争机制，要求12年内尽快出成果的

19、科研评价制相比较很难让研究人员从事长线基础研究，而往往一些成果都是需要长期深入的研究、几代传承才能够得到的，这种现象被称为“深挖井”。 要做到这种长期潜心研究，允许一个科学家10年不出成果的重视长线研究的科研评价体制是必要的，不仅需要给予科学研究充分的容忍度，还需要有自由、平等而独立的研究环境。日本首位诺贝尔奖获得者汤川秀树教授在大学工作后5年的时间未发表过一篇文章，随后在导师重压下在日本数学和物理学杂志上发表了一篇划时代的论文，尽管这篇论文还不够全面，但其重要的新思想极富创造性，对未来物理学的发展有深刻的影响。后来这篇论文获得了物理学诺贝尔奖。 而日本研究人员自由独立研究也是研究领域不断出成

20、果的关键。日本的大学教授和研究所人员申报课题的渠道和形式，实际上是课题注册制，不必层层审批，一定份额的经费就很快拨下来，保障其数年的研究。数年如一日，可以自始至终、扎扎实实的科学研究，不必特别公关和费心的经费申请渠道，不受外界的干扰，比较充足的科研经费和良好的科研环境为独立自由开展科学研究提供了制度性保障。换句话说，独立自由和不受干扰是日本科学家频频获得诺贝尔奖的主要原因。而日本大学多半是研究型大学，以科研带动教学，而不是教学型学校，这也是日本频出高质量科研成果的重要原因。 日本科学家还注重团队精神。就一些疑难研究问题往往各抒己见，互相学习，取长补短，发挥集体优势的整体力量。在学术研究方面，往

21、往一些德高望重的科学家提出某项研究课题，制定初步的研究计划，然后与一些学者或研究人员集思广益，博采众长制定最终的研究方案，密切分工合作，这也是日本频出高质量科研成果的重要因素。 在指导研究生论文时，日本导师也注重密切配合。我在日本读博士课程时，指导教授佐佐木阳一郎教授、阿布清司教授和稻叶弘道教授共同指导我的博士论文中国的人口变动与经济发展，在写作的过程中，野村芳正教授、宫崎隆次教授等也提出了不同的修改意见，正是由于他们的协作精神和共同的努力，使我完成了这篇学术论文的写作。 此外，日本科学家的职业威望高、工资待遇丰厚、时间充分也为他们全心致力于教学、研究提供了有利条件。根据日本权威的“日本社会阶

22、层与社会移动”的1995年调查结果显示，在日本187种职业中，大学教师的职业威望的得分为83.5，仅次于法官、律师的87.3分，位居第二位，远远高于大企业高级管理的73.3分、高级公务员的70.5 分以及演员的58.2分等等。在经济收入方面，日本厚生劳动省“工资结构基本统计调查”结果显示，2008年日本大学教授的平均工资约为1122万日元（约合人民币89.06万元，按2010年12月16日外汇价格计算），而国家公务员仅为663万日元（约合人民币52.63万元），大学教授的平均工资为公务员的1.7倍。 而且日本科学家基本上能计划和支配自己的工作、研究时间，有相对的独立空间，值得借鉴的是日本的各大学院系没有各种上级部门和本单位行政部门组织的总结、表彰、考核、评比、评聘、学习和会议等活动，尊重科学家的情感，给他们以充分的时间和空间，可以集中精力进行科学研究和教学。 进入21世纪初期以后，日本继续强化“科学技术创造立国”战略，将生命科学、信息通信、环境和纳米技术和材料作为国家研究开发投资的重点战略领域。这一计划围绕“鼓励创造，发展科学”主题，提出国家振兴科学技术的最优先课题是：推进科学技术体