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诺贝尔自然科学奖与创新型国家

2011-01-14陈其荣

关键词:诺贝尔创新型国家

陈其荣

(复旦大学 哲学学院,上海 200433)

一、世界各国诺贝尔自然科学奖获得者人数统计分析

把诺贝尔奖得主确定为哪个国家的,并不是一件简单的事。人们通常按照“获奖者获奖时所持有的国籍”来统计某个国家的诺贝尔奖获得者的人数。在发布获奖人的国籍时,诺贝尔基金会也以该获奖人当时属于哪国公民为标准。其实,所谓“国籍”,是指称一个人属于某一个国家的国民或公民的法律资格,由于国与国之间的人才交流,国籍的变更,并不是所有的诺贝尔奖获得者做出获奖研究工作的国家都与其获奖时所持有的国籍相一致的。I·豪尔吉陶伊就曾指出:“在承认一个科学家时,他的国籍要考虑在内——尽管偶尔也有来自‘异国’的科学家得到了诺贝尔奖。但通常的情况是,这些科学家已经在得奖前很多年就离开了自己的国家,并且已经在‘圈内的’某个国家里工作了很长一段时间。”[1]比如,1957年杨振宁、李政道获得诺贝尔物理学奖时,他们都没有加入美国籍,持有的是“中华民国护照”,因此注明他们的国籍是中国(China)。然而,众所周知,他们共同合作的获奖研究工作(提出弱相互作用下宇称不守恒原理),却不是在中国本土做出的,而是他俩于1956年在美国完成的。获奖后,李政道于1964年、杨振宁于1965年才加入美国国籍。在诺贝尔自然科学奖获得者中,获奖的研究工作不在其获奖时所持国籍的国家做出的情况并非仅此一例。

按“获奖者获奖时所持有的国籍”来统计各国诺贝尔奖获奖者人数,除因有些获奖者的获奖研究工作与其获奖时所持有的国籍不相一致而显得不合理之外,还会因获奖者持有双重国籍而出现统计的不确定性问题。D·H·休伯尔(1981年生理学或医学奖得主)具有美国与加拿大双重国籍,他在提交给诺贝尔基金会网站的《自传》中谈到自己的这一迷茫:“当我获奖时我不知道是这两个国家应该各得一半还是都获得全部的荣誉。”在诺贝尔自然科学奖获得者中,像D·H·休伯尔一样拥有双重国籍的还有:2003年物理学奖获得者A·A·阿布里科索夫拥有俄罗斯、英国双重国籍,A·J·莱格特拥有英国、美国双重国籍,2010年物理学奖获得者K·诺沃肖洛夫拥有俄罗斯、英国双重国籍,1999年化学奖获得者A·H·泽维尔拥有埃及、美国双重国籍,1951年生理学或医学奖获得者M·蒂勒具有南非与瑞士双重国籍,1986年生理学或医学奖获得者R·莱维-蒙塔尔契尼拥有美国、意大利双重国籍。

鉴于本文的主题旨在阐释作为诺贝尔自然科学奖获得者的科学精英进行获奖研究工作的社会支持系统,对于一位诺贝尔奖获得者的国家身份之归属,重要的恐怕不是依据其所持的国籍,而是看他的获奖研究工作是在哪一个国家做出的。因此,每当我们把诺贝尔获奖得者说成是属于这个或那个国家的时候,我们指的是他们在那儿从事他们的获奖研究工作的国家。从而,为了更合理地统计各国诺贝尔自然科学奖获得者的人数,我们尝试采用“获奖者做出获奖研究工作的所在国家”的标准,亦即获奖者的获奖研究工作在哪个国家做出来的,就计入哪个国家。①亦有个别获奖者的获奖研究工作是在两个国家做出的。如G·赫兹伯格因运用光谱学阐明多种分子的电子结构与运动而获得1971年诺贝尔化学奖,其部分获奖研究工作是在美国芝加哥大学任职期间做出的,但最有价值的研究工作是20世纪60年代末在加拿大国家研究会做出的;R·A·格拉尼特因发现眼睛的基本生理学和化学性视觉过程而获得1967年诺贝尔生理学或医学奖,其最初的获奖研究工作是1934年在芬兰赫尔辛基大学做出的,而最终的主要的获奖研究工作是1945年在瑞典卡罗琳医学院完成的;N·K·杰尼因提出三个免疫学说、建立细胞免疫学说而获得1984年诺贝尔生理学或医学奖,其中首个免疫学说——抗体形成的自然选择理论是1955年在美国加州理工学院工作期间提出的,而后两个免疫学说——抗体多样性发生学说和免疫系统网络学说是1971年和1974年在瑞士巴塞尔免疫学研究所工作期间提出的。在这种情况下,获奖者应归属于他主要完成获奖研究工作的所在国家。举例来说,1954年诺贝尔物理学奖获得者M·玻恩被官方列入英国,但是由于他在移居英国13年以前在哥丁根大学取得其获奖研究成果的,按照我们的计算方法,他被列入德国。表1显示了诺贝尔自然科学奖获奖人数与比例的国别分布(1901—2010年)。

表1详细列举了1901—2010年间,拥有诺贝尔自然科学奖获得者的24个国家及其获奖人数的排名。截止2010年,美国有诺贝尔自然科学奖得主251人,占整个诺贝尔自然科学奖获奖人数的46.1%,遥遥领先于其他国家,高居世界榜首;英国和德国名列第二与第三,分别有80人、64人,各占14.7%、11.7%;法国位于美、英、德三国之后,名列第四,有33人,占6.1%;排名第五至第十位的,是瑞士、瑞典、俄罗斯、日本、荷兰、丹麦、奥地利,分别有23 人、16 人、12 人、11 人、9 人、8 人、8 人,各占 4.2%、2.9%、2.2%、2.0%、1.7%、1.5%、1.5%;处于第十二至十六名的,是加拿大、澳大利亚、意大利、比利时、阿根廷,分别有7 人、6 人、4 人、3 人、2 人,各占1.3%、1.1%、0.9%、0.6%、0.4%;并列第十七名的,是芬兰、挪威、以色利、西班牙、葡萄牙、匈牙利、印度、捷克,各有1人,都只占0.2%。

引人注目的是,表1凸显了诺贝尔自然科学奖获得者大多集中于以科技创新为基本战略、大幅度提高科技创新能力、形成强大竞争优势的创新型国家。在表1所列的拥有诺贝尔自然科学奖获得者的国家中,美国、英国、德国、法国、瑞士、瑞典、日本、荷兰、丹麦、奥地利、加拿大、澳大利亚、意大利、比利时、芬兰、挪威、以色列、西班牙,都属于世界上公认的创新型国家。其中名列前15名的美国、英国、德国、法国、瑞士、瑞典、日本、荷兰、丹麦、奥地利、加拿大、澳大利亚、意大利、比利时等主要创新型国家的获奖人数达到了523人,占诺贝尔自然科学奖获奖总人数的比例高达96.0%。

表1也表明,就诺贝尔自然科学奖包括的三个学术奖项来说,各国的诺贝尔奖获奖人数与比例也不相等。美国在物理学、化学、生理学或医学三个学术奖项都占居首位,拥有获奖人数分别达到87人、68人、96人,比例分别为46.0%、42.5%、49%、;英国在物理学方面居于第二位(26 人、13.8%),接着是德国(19 人,10.1%)、法国(13 人,6.9%)、俄罗斯(10 人,5.3%)、瑞士(9 人,4.8%)等;德国在化学方面居于第二位(29 人,18.1%),随后是英国(23 人,14.4%)、法国(8 人,5.0%)、瑞士(7 人,4.4%)、瑞典(5 人,31%)、日本(5人,3.1%)等;英国在生理学或医学方面居于第二位(31人,15.8%),之后是德国(16人,8.2%)、法国(12 人,6.1%)、瑞士(7 人,3.6%)、瑞典(7 人,3.6%)、澳大利亚(6 人,3.1%)等。

表1 诺贝尔自然科学奖获奖人数与比例的国别分布(1901—2010年)

二、诺贝尔自然科学奖获得者为何高度集中于创新型国家

自然科学的发展不仅由于其固有的内在逻辑而受制于自身的矛盾运动,而且因其本质上是一种社会活动而有赖于良好的社会经济和文化环境。美、英、德、法等创新型国家拥有较多的诺贝尔自然科学奖,决不是偶然的。究其原因,这主要得益于创新型国家具有以追求原始性科技创新为国家发展的基本战略取向、独特而富有活力的国家创新体系,拥有培养和造就科学精英的世界一流大学、强大的科研经费投入以及开放、宽松、自由的学术环境。

(一)以追求原始性科技创新为国家发展的基本战略取向

走过一个多世纪的诺贝尔自然科学奖,一直都贯彻和实践这样一种崇高的宗旨:表彰和奖励作出对人类思想观念、科学技术、经济和社会发展具有重大影响的原始性创新性成果的科学家。从诺贝尔颁奖的第一年(1901年),W·C·伦琴因发现X射线而获得物理学奖,J·H·范特霍夫因发现化学动力学和溶液渗透压的相关定律而获得化学奖,E·A·贝林因发明血清免疫疗法并用于防治白喉病而获得生理学或医学奖;到颁奖的第110年(2010年),A·盖姆和K·诺沃肖洛夫因在二维材料石墨烯的突破性实验而获得物理学奖,R·赫克、根岸英一、铃木章因在有机合成领域中“钯催化交叉偶联反应”方面的卓越研究而获得化学奖,R·G·爱德华兹因创立人类体外受精技术而获得生理学或医学奖。这些既有科学发现、理论创新,又有技术创新以及实验方法等方面的发明,都是对人类文明、社会进步都有重大作用的基础性、原创性的科学研究成果。因而,拥有诺贝尔自然科学奖获得者的人数,也就成为衡量一个国家的科技原始性创新能力的主要指标。毫无疑问,拥有较多的诺贝尔自然科学奖获得者,是以科技创新为基本战略取向的创新型国家的重要标志之一。

在创新型国家中,以追求原始性科技创新为国家发展的基本战略取向的,日本即是一个典型。自第二次世界大战以来,走过了从“贸易立国”到“技术立国”、从“技术立国”到“科学技术立国”、再到“科技创新立国”的发展道路。其中,引人关注的是日本政府于2001年在《科学技术基本计划》中提出的“科技创新立国”的基本国策,着力提高国家的原始性创新能力。在这一科技发展规划中,还包含了一个“诺贝尔奖计划”,即要在今后50年内获得30个诺贝尔奖。能否获得诺贝尔奖是难以预料的,日本之所以设定这个计划,是为了唤起科学家获诺贝尔奖的意识,使他们有一个更崇高的目标。事实也正是:自1949年汤川秀树问鼎诺贝尔物理学奖,直到20世纪末,只有朝永振一郎和江崎玲于奈2人获物理学奖,福井谦一1人获化学奖;而在21世纪的第一个十年,就有小柴昌俊、益川敏英、小林诚等3人获物理学奖,白川英树、野依良治、田中耕一、铃木章等4人获化学奖,致使日本在世界各国诺贝尔自然科学奖获奖人数排行榜上跃居第8位。日本之所以一举成为引人注目的“获奖大国”,这无疑是得益于其以追求原始性科技创新为国家发展的基本战略取向这一国策。

(二)具有独特且富有活力的国家创新体系

虽然作为在国家层面上保障科学技术社会运行的国家创新体系早已存在,但直到1987年英国学者C·弗里曼才最先提出“国家创新体系”(National Innovation Systen,NIS)的概念。他将之界定为:“国家创新体系是由公共部门和私营部门中各种机构组成的网络,这些机构的活动和相互影响促进了新技术的开发、引进、改进和扩散。”[2]1993年,英国经济学家R·R·纳尔逊在其主编的《国家创新体系:比较分析》一书中指出,现代国家创新体系既包括各种制度因素、技术创新因素,也包括致力于研究公共技术知识的大学以及提供基金、规划的政府等机构,它们既相互竞争,也彼此合作,共同促进了本国经济的高度发展。[3]1997年,经济合作与发展组织(OECD)给出的国家创新体系的定义是:“政府、企业、大学、研究院所、中介机构等为了一系列共同的社会和经济目标,通过建设性地相互作用而构成的机构网络,其主要活动是开发、引进、改造和传播新技术,创新是这个体系变化和发展的根本动力。”[4]在我国,一般认为国家创新体系是以政府为主导、充分发挥市场配置资源的基础性作用、各类科技创新主体紧密联系和有效互动的社会系统。它是一个网络系统,是一个由知识创新、技术创新、知识传播、知识应用和制度创新等子系统相互联系、相互作用所构成的一个运行有序、统一开放的有机整体。它是一个动态的演变系统,不同国家的创新体系,都要与本国的经济社会、科技发展阶段和水平相适应。

大凡创新型国家都有其独特而富有活力的国家创新体系。如美国作为科技创新的强国,其国家创新体系主要体现了基础研究见长、研究与开发两位一体的特色;日本的国家创新体系则体现了二次创新和集成创新的特色;德国的国家创新体系的最大特色则是政府、企业和人的统一:科研人员出成果,企业出资本,国家出政策并且负责在企业界和科技界之间进行沟通。[5]美、英、德、法等创新型国家之所以拥有人数较多的诺贝尔自然科学奖获得者,其深层次的原因就在于这些国家都有自己独特而富有活力的国家创新体系。就以美国而论,自第二次世界大战以来,它从以市场竞争配置创新资源到20世纪70年代强调依靠大学和国家实验室发展基础研究,再从80年代科技发展的制度创新到90年代注重创新网络的构建,逐步建立了由研究型与创业型大学、科研机构和工业企业为主体、高度发育成熟的市场竞争与政府调控相互配合的国家创新体系。2003年,美国进一步提出了“创新生态系统”的思想,即将创新体系视为一个动态的、复杂的生态系统,在这个系统中,经济和社会的诸多方面存在连续不断的多种多样的相互作用。特别是“各个创新主体之间的交流和互动、科学家在前沿的自由探索、私营企业的开发逐利策略、政府的长期战略目标和研究型创业型高校之间的良性竞争,使得相关创新各方能够有机结合和高效互动,有力地推动创新体系的演进”。[6]其结果是极大地提升了美国的原始性创新能力,使其不断创造出了领导世界科学潮流的一流科研成果并成就诸多世界一流的科学家。美国“盛产”诺贝尔自然科学奖得主的大国地位由此确立。

(三)拥有培养、造就科学精英的世界一流大学

拥有一定数量的世界一流大学,是创新型国家高度发达的高等教育的重要标志。历年来,在世界大学排名前100名中,主要创新型国家占到了80%以上。如不久前揭晓的英国《泰晤士报》与英国高等教育机构QS联合进行的2010年世界大学评估(THE-QS2010年世界大排名)的前100名中,美国的大学有32所,英国有19所,澳大利亚有7所,德国和日本各有5所,加拿大有4所,瑞士和荷兰各有3所,法国、瑞典、丹麦各有2所,俄罗斯、比利时、挪威、芬兰各有1所,这些创新型国家总共有88所,占88%。其中,“盛产”诺贝尔自然科学奖获得者的英国剑桥大学、伦敦大学、牛津大学、曼彻斯特大学,美国的哈佛大学、哥伦比亚大学、加利福尼亚大学、芝加哥大学、麻省理工学院、加利福尼亚理工大学、普林斯顿大学、斯坦福大学、耶鲁大学、威斯康星大学、约翰·霍普金斯大学、宾夕法尼亚大学、康奈尔大学、华盛顿大学、密歇根大学、明尼苏达大学、纽约大学、伊利诺伊大学,德国的海德堡大学、慕尼黑大学、弗赖堡大学、慕尼黑理工大学,法国的巴黎理工大学、巴黎高等师范学校,瑞士的苏黎世联邦理工大学,瑞典的乌普萨拉大学,丹麦的哥本哈根大学,荷兰的莱顿大学、乌特勒支大学,加拿大的麦吉尔大学、多伦多大学,日本的京都大学,都榜上有名。正如我们在《诺贝尔自然科学奖与世界一流大学》一文中分析所指出的,由于这些世界一流大学具有培养和造就创新人才的独特模式与机制,因而成为培养诺贝尔获得者的苗圃和成就未来的诺贝尔奖获得者从事获奖研究工作取得获奖成果的摇篮。[7]25

(四)有着强大的科研经费投入

自然科学的发展离不开强大的经济支持。创新型国家对科学技术发展的直接经济投入即科研经费,都在国内生产总值(GDP)中占有很大的比重。这主要体现在R&D投入强度(研究与试验发展经费投入占国内生产总值的比重,即“R&D/GDP”)和基础研究经费占R&D的比重两个方面。

科学研究与试验发展,即R&D,是指在科学技术领域,为增知识总量以及运用这些知识去创造新的应用而进行的系统的、创造性的活动,包括基础研究、应用研究和试验发展三类活动。R&D投入强度反映了一个国家在新知识的产生、扩散和开发方面的支持力度,是衡量一个国家的科技发展水平以及对科技重视程度的重要指标。

由经济合作与发展组织《主要科学技术指标》发布的各国R&D经费数据可知,世界上主要创新型国家的R&D投入强度一般都在2%以上。其中,以色列高达4%以上,瑞典、日本、芬兰超过了3.5%,美国、德国、瑞士、丹麦、奥地利超过了2.5%,法国、加拿大、比利进、澳大利亚达到2%左右。在主要创新型国家中,英国的R&D投入强度相对较低一些,尚未达到2%,但该国在2004年7月发布的《英国10年(2004—2014)科学与创新投入框架》中,提出了于2014年使研发投入所占GDP的比重提高到2.5%的目标。

基础研究是为获得关于现象和可观察事实的基本原理的新知识而进行的实验性或理论性研究,它是新知识产生的源泉和新发明创造的先导。几乎所有创新型国家都非常重视基础研究,有的甚至在财政紧缩的情况下也会不遗余力地加强基础研究的投入,使基础研究经费在本国R&D经费支出中占有较大的比重。近年来,经济合作与发展组织《主要科学技术指标》公布的各国基础研究经费的数据表明,创新型国家投入的基础研究经费占R&D经费的比重普遍高于12%,美国、丹麦、挪威、以色列、西班牙等国的投入强度超过15%,法国、澳大利亚等国高达25%左右,瑞士、意大利则趋近30%。

(五)具有开放、宽松、自由的学术氛围与环境

原始性创新科研成果往往形成于开放、宽松、自由的学术氛围与环境之中。

我们以闻名遐尔的丹麦哥本哈根大学理论物理所为例予以说明。该所所长N·玻尔曾因提出原子结构的量子理论而获得1922年诺贝尔物理学奖,他不仅是一个伟大的物理学家,而且是一位卓越的科研工作组织者。他从1921年起任所长,在一段不太长的时间里就为这个研究所创造出一个以他为核心的学术生态环境,并由此带动了一个学科、一个学派的发展。它向世界各国学者开放,特别欢迎年轻的科学家来交流学术思想;它提供不受限制地交流一切学术成果和意见的自由,鼓励独立思考,不受权威和传统理论与信条的束缚,在大约每周一次不拘形式的讨论会上,每个人(包括在读研究生)都能直率地表达自己的观点和主张;它贯彻一种宽容的精神,以宽容的心态来包容不同的思想和观点,任何人决不会因为发表了违背权威与常规的理论观点而遭受奚落、嘲笑或贬低。玻尔理论物理研究所具有的这种独特的学术氛围,后来构成了著名的“哥本哈根精神”的重要组成部分。它被人们描述为“完全自由的判断和讨论的美德”,“高度的智力追求、大胆的涉险精神、深奥的研究内容和快乐的乐天主义的结合”,“玻尔给人的鼓舞和指导,与他周围年轻物理学家的天才和个人才干的协同一致,一种领导与群众之间的互补性”,“玻尔以高度的洞察力和想像力,点然了理想的火炬,由此激发起周围的年轻物理学家的聪明才智”。[8]这样,哥本哈根大学理论物理研究所便成为众望所归的世界上最活跃的学术中心之一。它吸引了世界各地许多有才华、有天赋、有远见的年轻人前来深造、交流和研究。仅在研究所成立后的最初10年里,就有17个国家的63位学者在此做过访问学者或从事过研究工作。其声名显赫的科学家中包括了后来获得诺贝尔自然科学奖的有J·夫兰克(1925年物理学奖)、W·K·海森伯(1932年物理学奖)、P·A·M·狄拉克(1933年物理学奖)、H·C·尤里(1934年化学奖)、G·C·德·赫维西(1943年化学奖)、I·I·拉比(1944年物理学奖)、W·E·泡利(1945年物理学奖)、F·布洛赫(1952年物理学奖)、L·C·鲍林(1954年物理学奖)、L·D·朗道(1962年物理学奖)、M·德尔布吕克(1969年生理学奖或医学奖)、N·F·莫特(1977年物理学奖)等人。

三、中国离创新型国家有多远

(一)中国向创新型国家的迈进

中国向创新型国家迈进的脚步始于21世纪初叶。2006年1月9日,国家主席胡锦涛在具有里程碑意义的全国科学技术大会上所作的题为“坚持走中国特色自主创新道路,为建设创新型国家而努力奋斗”的讲话中明确提出,中国未来15年科学技术发展的目标是2020年建成创新型国家,使科技发展成为经济社会发展的有力支撑。同年,国务院正式发布了《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020年)》(以下简称《科技规划纲要》),提出要“把科技进步作为经济社会发展的首要推动力量,把提高自主创新能力作为调整经济结构、转变增长方式、提高国家竞争力的中心环节,把建设创新型国家作为面向未来的重大战略”;并确定了中国科学技术发展的“自主创新、重点跨越、支撑发展、引领未来”的指导方针,阐述了我国科学技术发展的总体目标:到2020年,自主创新能力显著增强,科技促进经济社会发展和保障国家安全的能力显著增强,为全面建设小康社会提供强有力的支撑;基础科学和前沿技术研究综合实力显著增强,取得一批在世界具有重大影响的科学技术成果,进入创新型国家行列,为在本世纪中叶成为世界科技强国奠定基础。还明晰了我国建设创新型国家的具体目标,到2020年,全社会研究开发投入占国内生产总值的比重提高到2.5%以上,科技进步贡献率达到60%以上,对外技术依存度降低到30%以下,本国人发明专利年度授权量和国际论文被引用数均进入世界前5位。为确保“科技规划纲要”的实施,国家还制定了科技投入、税收激励、金融支持等配套政策。

随着“科技规划纲要”的实施与推进,我国的创造型国家建设取得了举世瞩目的巨大成就。一批原始创新和重大创新取得了突破,自主创新能力和科技实力显著增强。航天技术实现了“神舟”系列飞船的发射、空间出舱活动以及空间科学试验等一系列重大突破,使中国成为世界上第三个有能力将人送入太空的国家。嫦娥探月工程突破了众多关键技术,使中国成为世界上少数几个成功发射探月卫星的国家。首台千万亿次高效能计算机系统“天河一号”研制成功,使中国成为继美国之后世界上第二个能够研制千万亿次超级计算机的国家。超级杂交水稻研究位居世界前列,分子标记育种处于国际领先水平。据世界经济论坛发布的《2010—2011年全球竞争力报告》,中国国际竞争力已跻身世界前30名之列。目前,中国科技人力资源总量达到4200万人,R&D活动人员达到229.1万人年(居世界第一位),R&D研究人员达到115.2万人年(居世界第二位)。科技投入规模不断增长,投入强度持续提高,已经成为全球研发投入的一支重要力量。2010年,全社会科技支出经费总额10496亿元,全社会研究与试验发展经费投入6980亿元,居世界第3位;研究与试验发展投入强度达到1.75%。2009年,全国共发表科技论文47.2万篇,其中SCIE、EI、ISTP收录28万余篇,占全世界总量的12.3%,已成为仅次于美国的世界第二大科技论文产出国。根据2010年世界知识产权组织发布的数据,中国的专利申请量已跻身于世界前列,仅次于日本和美国,位居世界第三位。这些成就为中国的经济社会提供了有力的支撑。尤其是,国民经济迈上了新台阶,2010年国内生产总值达到39.8万亿元(按当时汇率换算为58791亿美元),超越了日本,成为仅次于美国的世界第二大经济体。

(二)与创新型国家相比,中国存在的主要差距

自2006年实施建设创新型国家的伟大战略以来,中国科学技术界创造了上述鲜亮闪耀的数字记录,令国人振奋。同时,我们也必须清醒地认识到当下中国虽然是一个科学技术大国,但还不是一个科学技术强国;中国虽然是一个经济大国,但还不是一个经济强国。我国的创造型国家建设仍然面临诸多问题的挑战,离创新型国家还有巨大的差距。

1.国家创新体系不够健全

国家创新体系建设是创新型国家建设的关键。在近年来的理论研究与实践中,我国的国家创新体系建设取得了重大的进展,大体上具备了能够支撑我国科技和经济可持续发展的国家创新能力。但是,我国的国家创新体系还不够健全,主要有表现在两个方面:一是有待进一步完善以企业为主体、产学研相结合的技术创新系统、科学研究与高等教育有机结合的知识创新系统、军民结合和寓军于民的国防科学技术创新系统、各具特色和优势的区域创新系统、社会化和网络化的科学技术中介服务系统等5个子系统的建设。就其中的技术创新系统的建设而言,大多数企业还难以担当创新主体的角色或创新主体的角色不明显,也未能形成企业、高等院校与研究机构的产学研究三位一体的特点,因而我国当下企业的技术创新能力依然不足。二是按照系统的观点,系统是由相互联系及相互作用的若干要素(子系统)组成的具有特定结构和功能的有机整体;整体不是部分之和,系统各要素的性质简单加和,并不是系统的整体性质。只是将各领域、各地区的创新系统简单地加在一起,还谈不上完整意义上的国家创新体系。在科技运行机制方面,目前我国的科技体系条块分割的状况依然严重,中科院系统、高等院校系统、国防军工系统、各部委、各地区等自成一体的局面没有根本改变。我国科技创新的整体绩效之所以不高,就在于我国至今还没有完成作为一个有机整体的国家创新体系的建设。

2.大学培养与造就拔尖创新人才及产生高水平原创性成果的机制尚未形成

建设创新型国家,根本靠科技,基础在教育,关键是人才。而拥有一定数量的世界一流大学,是创新型国家的高度发达的高等教育的主要标志之一。应当肯定,自从1999年实施“211工程”和“985工程”以来,以北京大学、清华大学等为代表的中国名牌大学在创建世界一流大学的进程中取得了极为重要的阶段性成果,积极推行了通识教育的人才培养模式,快速积聚了一批优秀人才,充实了师资队伍,提高了高层次创造性人才的培养质量,调整和优化了学科结构与学科方向,取得了一批接近或达到世界先进水平的研究成果。但是,中国的名牌大学与世界一流大学仍存在较大的差距。这种差距不仅表现在一些国际公认的可比性指标上,如拥有诺贝尔奖获得者数(至今尚无一人获得诺贝尔奖)、年均在《自然》、《科学》等权威杂志上发表的论文数、科研经费数、教师拥有博士学位的比例、研究生中留学生比例等方面,还表现在教师中享誉国际的一流学者和学术大师极少,特色和优势学科不够鲜明,高水平的原创性科研成果相当缺乏以及培养的学生难以适应经济社会发展的需要等方面,更突出地反映在学校的办学理念的缺失、办学自主权的缺乏和管理的行政化等方面。我国大学培养、吸引和汇聚优秀拔尖创新人才以及产出高水平的原创性成果的机制尚有待进一步形成与完善。

3.人才队伍结构不尽合理,高层次创新人才相当匮乏

目前,我国的科技人才队伍总体规模已达4200万,R&D活动人员达到229.1万人年(居世界第一位),R&D研究人员为115.2万年人年(居世界第二位),但无论是在数量与质量上,还是在结构上,都不能满足建设创新型国家的需要。

科学界是存在着明显的社会分层现象的。早在1977年,H·朱克曼就曾在《科学界的精英——美国的诺贝尔奖获得者》一书中描绘了美国科学界分层现象中的金字塔结构:居于金字塔顶端的是人数少于科学院院士的诺贝尔奖获得者;对应于美国的一个诺贝尔奖获得者,有13名美国科学院院士,2400名获有博士学位的科学家,2600名小有成就的科学家,4300名国家基金会认定的科学家和6800名在全国人口普查时自称的科学工作者。[9]这实际上说明了只有具备相当数量的高水平的人才梯队和合理的人才结构,才能足以支持或涌现一位杰出的科学家获得诺贝尔奖。

与此相比,我国的科技人才队伍非但显得结构不尽合理,而且高层次人才也相当匮乏。自1901—2010年,美国已有251位科学家获得诺贝尔奖,占世界获诺贝尔自然科学奖总人数的46%以上;而中国如所周知的,尽管有不少华人获得诺贝尔奖,但是至今都没有一位本土科学家摘得诺贝尔奖桂冠。根据中国科学技术部《高层次创新型科技人才队伍建设专题研究报告》(2008年),虽然我国的科技人才队伍规模很大,但高层次科技创新人才仅1万名左右,高层次自主创业人才在全部创业人才中仅占20%。我国入选Top10科学家的数量仅相当于美国的十分之一。能跻身国际前沿且参与国际战略竞争的科学家更是凤毛麟角。在158个国际一级学科组织及其1566个主要二级学科组织中,参与领导层的科学家为206人,仅占总数的2.26%;其中在一级科学组织担任主席的仅1名,占0.4%,在二级学科组织担任主席的仅24人,占1.1%。

4.科技经费投入不足及投入结构不合理

根据中国科学技术部公布的数据所编制的1991—2010年全国R&D经费支出及其与GDP的比值,我国的R&D经费近20年来一直快速增长,从1991年的150.8亿元增长到2010年的6980.0亿元,按汇率计算达到1026.5亿美元,超过英国、法国和德国而跃升世界第三位。但是,我国的R&D投入强度仍在2%以下。20世纪90年代,我国R&D投入强度一直徘徊在0.7%左右;2000年以后开始迅速递增,至2010年,我国的R&D投入强度达到1.75%,虽然在发展中国家居于首位,但与世界上创新型国家R&D经费与GDP的比值普遍高于2%相比,有着不小的差距。我们并没有如期完成《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020年)》规定的在2010年我国R&D投入强度达到2%的目标,而要实现这一纲要确定的到2020年R&D投入强度达到2.5%以上的目标,看来难度较大,既要采取强有力的政策措施,又要努力加大财政投入,充分吸引社会资源投资研发。

R&D经费支出只有一部分用于基础研究。表2显示,我国基础研究经费总量近年来一直持续快速增长,从2000年的46.7亿人民币增加到2010年的328.1亿人民币,这已与世界上创新型国家投入的基础研究经费大体相当。但问题是,我国的基础研究经费在投入强度上始终徘徊在5%左右,远远低于国际上创新型国家普遍处于12%以上的水平。

由表2可知,2004年我国的基础研究经费投入强度达到了6.0%,然而之后逐年下降,至2010年降低到了4.7%。令人不可思议的是,国民经济发展水平极大地提升了,而基础研究投入强度却不升反降。

表2 全国基础研究经费支出及其与R&D的比值(2000—2010年)

表3的统计数据客观地反映出我国与国际上创新型国家之间的差距,不仅在于基础研究经费投入在研究与发展活动中的比重明显偏低,而且还在于R&D经费投入结构不够合理。通过与部分创新型国家研究与发展活动的研究类型按经费分配比例的比较,可知我国在基础研究、应用研究、试验发展这三项经费支出的比例基本上维持在5%、15%、80%左右,而国际上创新型国家在R&D经费配置比较注重基础研究的投入,三类研究活动经费支配大体上形成了1∶1∶3、2∶3∶3、2∶3∶2、1∶2∶5 等几种比例,基础研究经费的比例一般在15%—25%之间。

显然,一段时期以来,在经济建设必须依靠科学技术、科学技术工作必须面向经济建设的战略方针(简称“依靠、面向”方针)的主导下,我国的应用研究和试验发展得到了更多的重视和相应的发展,而经济效益不能立竿见影的、却是新知识产生源泉和新发明创造先导的基础研究未能得到足够的重视与发展。当前,我们的国家已处在经济、科学技术发展达到一定水平的关键时期,若不及时调整R&D经费投入结构,使基础研究的投入力度有较快的增长,在基础科学研究领域迎头赶上,将难以支撑我国迈入创新型国家的行列。

表3 中国与部分创新型国家研究与发展活动的研究类型按经费分配比例的国际比较

5.原始性创新比较缺乏

建国60余年特别是改革开放以来,我国的科技创新能力得到了极大的提高。据“世界经济论坛”的研究报告,2010—2011年中国科技创新能力在57个主要国家中居于第27位,已处于中等水平。但是,从我国整个科学技术发展的状况来看,正处于从以跟踪模仿为主向以自主创新为主的转变过程中,原始性创新能力依然比较弱。这主要表现在如下两方面:

首先,在基础研究领域,缺乏重大的原始性新成果,尤其是缺少引领国际科学潮流开拓全新领域的一流成果。我国的基础研究领域产生具有重大科学价值并得到国内外公认的重大成果非常鲜见。就以最能体现我国原始性创新能力的国家自然科学一等奖而言,自1998年至2010年,仅2002年、2003年、2006年和2009年四次产生,其他年份均无人问鼎,出现空缺。国内尚评不出顶尖的原创性基础研究成果,又如何到世界最高的科学舞台上去夺冠呢?

其次,在高技术领域,关键技术研发比例低,缺乏世界一流的重大技术发明成果。半个多世纪以来,除了几项屈指可数、在世界上有重要影响的重大发明之外,其他获得国家技术发明奖的项目无论从技术的独创性,或是其应用价值方面,都显得比较小。我国专利制度实施以来的情况表明,从1985年起至2007年,全国获得专利授权的项目总量为1536697件,但技术发明专利只有117567件,仅占总量的7.65%,且这些发明专利大多数集中于中医药等传统领域,高新技术领域的专利比例不足10%,这与国外在中国申请的专利情况成反比。尽管近几年国内发明专利的申请量和授权量有大幅度增长,但关键技术和核心技术仍然较少。前不久,我国科学技术部发布的2010年科技进步统计监测报告也指出存在的两个问题:一是从国外收入的专利使用费和特许费下降十分明显,反映出我国技术成果的国际竞争力弱;二是高技术产业增长速度持续低于工业增长速度,高技术产业增加值占工业增加值比重连续6年呈下降态势。

四、中国为何与诺贝尔自然科学奖无缘

显然,这是我们从上文讨论“中国离创新型国家有多远”中引出的一个不能回避的热点话题。诺贝尔自然科学奖获得者高度集中于国际上少数创新型国家,而中国至今尚无一人摘得诺贝尔自然科学奖桂冠,这从一个侧面反映了中国与国际上创新型国家之间差距。

下面,我们将从历史与现实的结合上对“中国为何与诺贝尔自然科学奖无缘”这一问题作一试探性的解析,深入揭示造成中国与国际上创新型国家之差距的主要原因。

(一)诺贝尔自然科学奖授予那些在物理学、化学、生理学或医学领域“为人类做出杰出贡献的人”,而这种形态的自然科学是在西方而不在中国文明之中产生与发展的

众所周知,中国是享誉世界的文明古国,在科学技术方面也曾绽放出灿烂的光辉,照耀全人类。除了世人瞩目的“四大发明”之外,还有其他数以百计的领先于世界的科学发现和技术发明。美国著名学者罗伯特·K·G·坦普尔(Robert K·G·Temple)通过比较研究,惊奇地得出这样一个结论:“‘近代世界’赖以建立的种种基本发明与发现,可能有一半以上源于中国。”[10]据传,他还说过,如果诺贝尔奖在中国的古代已经设立,各项奖金的得主,就会毫无争议地大多属于中国人。

然而,在17世纪中叶之后,中国古代的科学技术并没有发展成如今人们所理解的近代自然科学,这种形态的自然科学是以实验为基础、以数学和逻辑为推理工具而建立起来的严密的理论体系。这究竟是什么原因呢?1915年,任鸿隽在《科学》杂志创刊号上著文“说中国无科学之原因”,由此揭开了中国学者讨论这一问题的序幕。1964年,李约瑟在《东西方的科学与社会》一文中提出:“自17世纪伽利略时代以来的近代科学为什么没有在中国(或印度)文明之中产生,而只是在欧洲文明之中发展?”[11]进而引发了众多的中外学者对此经久不衰的关注与讨论。晚近的本杰明·纳尔逊(Benjamin Nelson)将这一问题称之为“李约瑟难题”。[12]因而,关于“中国为何与诺贝尔自然科学奖无缘”的问题,也可以说是当代的“李约瑟难题”。

在我们看来,中国为何与诺贝尔自然科学无缘的问题或当代的“李约瑟难题”的合理答案,应该从不同的文明社会的经济结构和文化背景中去寻找。

其一,实证的近代自然科学是随着16-17世纪新兴的资本主义在欧洲兴起而产生的。近代自然科学的发生和发展一开始就是由资本主义的生产方式决定的。在资本主义社会,“资本造成了与自己相适应的生产方式”。[13]“只有资本主义生产方式才第一次使自然科学为直接的生产过程服务,同时,生产的发展反过来又为从理论上征服自然提供了手段。”[14]570资本主义生产的巨大发展,产生了很多物理学、化学以及生物学上的新事实,这些事实不但提供了大量可观察的材料,而且也提供了和已往完全不同的实验手段,并使真正有系统的实验科学成为可能。而近代科学的生产与发展是以两个伟大成就为基础的,即古希腊哲学的形式逻辑体系和现代实验科学方法。不仅如此,也正是“在这种生产方式下,才第一次生产了只有用科学方法才能解决的实际问题”,“实验和观察以及生产过程本身的迫切需要——才第一次达到使科学的应用成为可能和必要的那样一种规模”。[14]572中国为什么未能产生近代科学的问题,实质上也就是在中国历史上为什么资本主义生产方式未能产生的问题。显然,这是由于长期以来大一统的高度集权的封建统治以及小农经济和“重农抑商”的经济政策,严重地束缚了生产力的发展,使资本主义生产方式难以在中国形成。

其二,近代科学只在欧洲诞生而没有在中国出现,其先决条件是它们具有各自不同的文化背景。早在20世纪30年代,鲁迅先生就曾尖锐地指出:“外国用火药制造子弹御敌,中国却用它做爆竹敬神;外国用罗盘针航海,中国却用它看风水;外国用鸦片医病,中国却拿来当饭吃。同是一种东西,而中国用法之不同有如此。”这实质上说明了不同文化的价值观念、行为规范对科学技术有着不同的制约与作用。多年来众多学者的研究表明,西方文化传统的本质特征是理性知识重于直觉智慧,微观分解重于整体综合,定量分析重于定性把握,个人独立重于群体共存,求异重于求同,对自然的开发和利用重于与自然和谐等,而中国文化传统的本质特征则是直觉智慧重于理性知识,整体综合重于微观分解,定性把握重于定量分析,群体共存重于个体独立,求同重于求异,与自然和谐重于对自然的开发和利用等。

由于近代科学所特有的理性主义与经验主义相结合的思想以及对可理解的自然秩序的信仰,同西方传统文化具有一种绝非偶然的一致性,因而近代科学得以在西方文明之中诞生。与此相对,由于中国文化传统完全不同于西方文化传统,因而中国也就未能成功地孕育出近代科学。

不仅近代自然科学诞生的源头在西方,而且它的主流也一直在西方延伸和发展。这种延伸和发展主要反映在自近代自然科学诞生以来,世界科学的活动中心是以如下轨迹作历史转移的:意大利(1540—1610年)→英国(1660—1750年)→法国(1760—1840年)→德国(1840—1910 年)→美国(1920 年至今)。[15]

以中国现代科学技术体制的进程观之,虽然早在明清之际的“西学东渐”中,西方近代自然科学就开始向中国传播,但直到1928年当时的国民政府中央研究院建立和1949年新中国科学院成立,中国才真正拥有这种形态的自然科学,并成为诞生于16-17世纪欧洲的自然科学世界化的一部分。

新中国建立初期,由于中央政府发出“向科学进军”的号召,制定和执行了《1956-1967年科学技术发展远景规划纲要》,我国的科学技术得到了很大的发展,产生了诸如人工合成牛胰岛素、“两弹一星”、陆相生油理论与实践、核反应堆和加速器、大型电子计算机等一批重要的科学技术成果。但是,随之而来的十年“文革”动乱,国家科学技术委员会被撤销,我国的科学技术体制遭到了严重的打击,科学研究工作几乎全面停顿。此间,世界正在悄悄地发生着第三次科学技术革命,中国的科学技术再次被边缘化而远离了世界自然科学发展的主流。1978年中国实行改革开放,才迎来了国人期盼已久的“科学的春天”。毕竟,中国科学的快速发展不过三十余年,至今还少有开拓新领域和与国际同行并驾齐驱的原创性工作,特别是缺乏基础科学研究的重大的原始性创新成果。

当人们认识到自1901年以来诺贝尔自然科学奖是授予那些在物理学、化学、生理学或医学领域“为人类做出杰出贡献的人”,洞悉这种形态的自然科学正是在西方而不是在中国文明之中产生与发展的上述事实和根源,那么对于诺贝尔自然科学奖获得者高度集中于美、英、德、法等少数创新型国家,而中国只能从几位获得诺贝尔奖的美籍华人身上得到一丝慰藉,也就变得不怎么惊奇了。

(二)诺贝尔自然科学奖青睐在基础研究方面取得重大原始性创新成果的科学精英,而我国恰恰在基础研究方面始终难有重大突破

1.诺贝尔自然科学奖主要授予在基础研究方面取得原始性创新成果的科学精英

从一百多年来诺贝尔自然科学奖获奖成果的类型来看,大体上可分为属于基础研究的科学发现与属于应用研究和试验发展的技术发明两大类。属于基础研究的科学发现如:1908年化学奖得主E·卢瑟福提出的放射性元素蜕变理论;1933年生理学或医学奖得主T·H·摩尔根创立的染色体遗传理论;1957年物理学奖得主杨振宁和李政道提出的弱相互作用下宇称不守恒定律;1977年化学奖得主I·普里戈金提出的耗散结构理论;1983年生理学或医学奖得主B·麦克林托克提出的“可移动的遗传基因”;1992年化学奖得主R·A·马库斯提出的化学体系电子转移反应理论;2006年J·C·马瑟和G·F·斯穆特关于宇宙背景辐射的黑体形式与各向异性的发现等。属于应用研究和试验发展的技术发明如:1944年物理学奖得主I·I·拉比发明的磁共振技术;1979年生理学或医学奖得主G·N·豪斯菲尔德发明的X射线断层扫描仪;1993年化学奖得主K·B·穆利斯发明的高效复制DNA片断的聚合酶链式反应(PCR)技术;2000年物理学奖得主Z·I·阿尔费罗夫和H·克勒默开发的晶体管技术;2000年物理学奖得主J·S·基尔比发明的集成电路;2003年生理学或医学奖得主P·C·劳特布尔和P·曼斯菲尔德发明的核磁共振成像技术;2009年物理学奖得主W·S·博伊尔和G·E·史密斯发明的半导体电路成像器等。

作为国际上最具权威的奖项,诺贝尔自然科学奖看重的是科学家对自然科学领域长期的、有革命意义的贡献,所奖励的是重大的原始性创新成果,即科学家在基础研究领域和高技术领域做出的前所未有的重大科学发现与技术发明。需要指出的是,在诺贝尔自然科学奖的获奖成果中,大部分具有原始技术创新的技术发明都来自于应用基础研究领域,是建立在新的科学原理基础之上且对以后相关技术发展有着关键性作用的技术。像上述提及的核磁共振技术、X射线扫描技术、聚合酶链式反应(PCR)技术、晶体管技术、集成电路技术、半导体电路成像技术等,这些技术都是关键技术或核心技术。

表4统计了1901—2010年诺贝尔自然科学奖中重大科学发现与技术发明的获奖人数及其所占的比例。其结果显示,属于基础研究的重大科学发现的物理学奖获奖人数为165人,占该奖项获奖总人数的87.3%;化学奖获奖人数为119人,占该奖项获奖总人数的74.4%;生理学或医学奖获奖人数为162人,占该奖项获奖总人数的82.7%。属于应用研究和试验发展的重大技术发明的物理学奖获奖人数有24人,占该奖项获奖总人数的12.7%;化学奖获奖人数有41人,占该奖项获奖总人数的25.6%;生理学或医学奖获奖人数有34人,占该奖项获奖总人数的17.3%。而在全部自然科学奖中,属于基础研究的重大科学发现的获奖人数达446人,占全部获奖人数的81.8%;属于应用研究和试验发展的重大技术发明的获奖人数有99人,占全部获奖人数的18.2%。

表4 1901—2010年诺贝尔自然科学奖中重大科学发现与技术发明获奖人数与比例

上述的统计说明了诺贝尔自然科学奖往往青睐那些在基础研究方面取得重大原始性创新成果的科学精英。事实亦表明,诺贝尔自然科学奖经常不是授予发明具有直接应用价值的某种技术或产品的科学家,而是授予了为该项技术或产品的诞生奠定了科学理论或技术基础的科学家。比如,1952年,美国微生物学家J·E·索尔克(Jonas Edwald Salk)研制出第一支注射的预防小儿麻痹症(脊髓灰质炎)疫苗。此后,美国病毒学家A·萨宾(Albert Sabin)又研制成功目前儿童普遍服用的预防小儿麻痹症活疫苗。但是1954年的诺贝尔生理学或医学奖却没有颁发给J·E·索尔克和A·萨宾,而是授予了美国医学家J·F·恩德斯、F·C·罗宾斯和T·H·韦勒。因为以前人们认为,神经以外的组织不能繁殖小儿麻痹症病毒,J·F·恩德斯等人打破了这种传统看法。他们发现,在人胚非神经组织中(如皮肤、肌肉、肠、肝、肾、睾丸等)也可以培养病毒。他们发明了在试管中培养小儿麻痹症病毒的简易方法。这对病毒学的研究,如病毒分离、鉴定、变异、疫苗等方面,都做出了贡献。并且也正是由于他们首次在非神经组织中培养出了脊髓灰质炎病毒,才使J·E·索尔克、A·萨宾的成功和疫苗的大规模生产成为可能。

2.为什么我国的基础研究始终难有重大突破

前已说明,我国的基础研究始终难有重大突破,这已是一个不争的事实。既然诺贝尔自然科学奖是授予在基础研究方面取得重大原始性创新成果的科学家,而我国恰恰在基础研究方面始终难有重大建树,那么屡屡与诺贝尔自然科学奖无缘也就在情理之中了。

诺贝尔自然科学奖是创新型国家在推动原始性创新中处于领先地位的标志之一。为什么美国获得诺贝尔自然科学的总数和各个单项奖均远远超过其他国家?这是由于美国在推动基础研究取得重大突破方面采取了卓有成效的措施,如历来重视基础研究,营造相应的原始性创新环境,提供充裕的研究经费和优越的研究条件,积极吸引和凝聚世界优秀创新人才等。相比之下,中国在这方面所采取的措施相当乏力。

我们认为,从深层次的文化和价值观念来看,下述相互关联的三大因素是制约和妨碍我国基础研究取得重大突破的原因所在。

一是对基础研究认知上的误区。整个社会并没有真正认识到基础研究的重大意义。尽管自然科学的历史与现实屡屡表明,基础研究是原始性创新的根源,是新知识产生的源泉和新发明创造的先导,它所实现的理论创新、原理创新和方法创新往往被吸收和应用到社会文化各个领域中去,并成为整个人类文化最重要的组成部分。但是,许多人仍然持这样的认知,基础研究不能像应用研究那要能迅速地为社会现实服务,适应市场和社会现实需要,而别国的基础研究成果是可以拿来共同分享的,鉴于我国经济发展的紧迫需要,应该跳过基础研究而直接做应用研究。正是这种对基础研究认知上存在的误区,使得全社会都很愿意给力应用研究,踊跃往应用研究领域投入经费,造成了这些年来应用研究普遍发展很快,规模扩张很大,基础研究却越来越得不到重视了。

由于全社会缺少对基础研究的热情与关注,中国的研究开发经费占国民生产总值(GDP)的比例,在20世纪最后十年一直在0.5—0.7%之间徘徊,尤其是基础研究的投入只占研究开发经费的5%左右,为世界最低水平之一。低水平的基础研究投入,使得资助项目的申请变得越来越困难,人们往往选择短、平、快的课题攻关,而不愿从事高、精、尖的基础研究,以致出现了基础研究的“无人区”。一个现实的例子是2002年的诺贝尔生理学或医学奖,获奖的H·R·霍维茨、S·布雷纳和J·E·苏尔斯顿有一个共同点:他们都用线虫(一种只有1毫米的低等多细胞生物)研究器官发育在程序性细胞死亡过程中的遗传调控机制。由于他们及其同事的工作,使线虫成为现代生物学研究的主要生物模式之一。这个模式由S·布雷纳于20世纪60年代中期开创,经70年代J·苏尔斯顿和H·R·霍维茨继承与发展,到80年代成为生命科学界的热点研究,欧美的许多大学和科研院所都有了自己的线虫实验室,日本和中国台湾地区等地也有。然而,在中国大陆却没有一个实验室从事线虫的研究。既然如此,那么中国没有得到偏爱基础研究的诺贝尔奖的垂青,也就是很自然的了。

二是缺乏求真务实、开拓创新的科学精神。科学精神的基本内涵是求真务实、开拓创新,是近四百年来自然科学发展所形成的一系列优良传统,是科学作为文化形态的重要组成部分。这种精神在我国的文化传统中是先天不足的,从而需要大力培植和弘扬。然而,由于科学与技术的界限在中国被混淆了,忽视了它们各自的特点,即把以抽象的知识和深邃的智慧为特点的科学,混同于以实用性和功利性为特点的技术,使纯粹的科学研究染上了功利主义色彩,给基础研究带来了负面的影响,其中最为突出的就是导致了科学精神的缺失。

诺贝尔自然科学奖是科学精神的凝炼与体现,而科学精神是贯穿并深藏于科技创新活动之中的内在驱动力和灵魂。一个科学家要想在基础领域作出重要的发现、发明,并从世界上数以千计的科学家集合体中脱颖而出,最终摘得一年一度的世界科学奖励中的王冠——诺贝尔自然科学奖,必须具备执着的求真务实、开拓创新的科学精神。例如,因“发现朊蛋白——一种新型感染的生物学原理”而获得1997年诺贝尔生理学或医学奖的美国医生S·B·普鲁西纳,就是本着这种精神从事获奖研究工作的。S·B·普鲁西纳在《自传》中提到,在1972年,当他成为加州大学旧金山分校的一名神经科医生时,就开始研究一种与痴呆症有关的神经系统退行性疾病。由于这种疾病经常出现的病理变化是脑组织出现大量针状孔洞并伴有星形细胞胶质化,故亦称“海绵状脑病”。他通过对上千只小鼠和仓鼠的实验,鉴别出了这种疾病的感染因子并非是含有核酸的病毒、细菌、真菌、寄生虫等,而是蛋白质,但不含有核酸。S·B·普鲁西纳给这种传染性蛋白质颗粒命名为“Prion”(朊蛋白),这是英文词组“proteinaceous infectious particle”(“蛋白性感染颗粒”)的缩写。他发现了“海绵状脑病”是由一种既具有传染性又缺乏核酸的非病毒性致病因子朊蛋白所致。

然而,当1982年S·B·普鲁西纳将这一突破性的研究成果在《科学》杂志上发表时,却遭到了严厉的批评。因为“Prion”能在没有遗传物质的情况下自我复制,并引起疾病,这种假设与原有的传统观念相悖。病毒学家们坚信感染因子不可能不含有核酸,认为这样一种核酸一旦被发现,那么“Prion”就会消失。

可是,S·B·普鲁西纳毫不动摇,他以锲而不舍的求真务实、开拓创新的科学精神继续着艰辛的研究。他持之以恒地做了一系列动物实验,查来查去,仍然是原有的教条经不起实验的推敲。最后,他做了这样的试验,在每次试验中,要使慢病毒从羊身上转染到老鼠身上,需要耐心等待二、三百天,看它是不是还得了“朊蛋白”。最后他鉴定出了是蛋白质构象的异常改变影响了朊蛋白的病原性,发现了由特异基因突变导致了致病朊蛋白的形成这一科学现象。20世纪90年代,随着大量数据的积累,S·B·普鲁西纳关于变异蛋白可以传播疾病的理论得到越来越多的支持。S·B·普鲁西纳的这一开拓性的研究为现代医学了解和掌握与痴呆症有关的疾病的生物学机制提供了基础,终于在1997年获得了诺贝尔生理学或医学奖。

反观中国,正如丘成桐院士所指出的,“中国目前缺少真正具有科学精神的尖端人才,学者不是‘为学问做学问’,十分急功近利”,“得诺贝尔奖要作出有很大创新性的贡献,中国创新人才还差得很远”。[16]

三是缺乏宽松、自由的学术环境。重大的原始性创新成果往往孕育、诞生于宽松、自由的学术环境之中。为什么著名的剑桥大学分子生物实验室能成为12名诺贝尔自然科奖得主的诞生地?这个实验室之所以成为全球拥有诺贝尔自然科学奖得主最多的研究机构,主要应归功于它在营造宽松、自由的学术环境方面采取了下述的做法:(1)面向世界广纳人才,兼容并蓄。在实验室里既有H·赫胥黎这样科学世家后代,也有M·F·佩鲁兹、A·克鲁格和S·布雷纳那样的犹太人,还有J·D·沃森那样的急性子的美国人以及C·米尔斯坦那样逃离政治迫害的避难者;(2)重视科学家的工作,而不在乎他们的性格和研究风格。这里既有J·D·沃森、F·H·C克里克、S·布雷纳等人才华溢于言表者,也有M·F·佩鲁兹、F·桑格等性格随和与低调者,他们都风格迥异而互补;(3)既不在意发表论文的数量,也不在乎在什么杂志上发表,而看重扎扎实实、有长期深远或重大意义的研究。科学家们并不急于发表多少论文,如S·布雷纳于1963年开始线虫研究,到1974年才发表了第一篇有关发现线虫中控制细胞死亡的关键基因的论文;J·E·苏尔斯顿喜欢按照自己的方式做研究,不发表很多文章,也不追求论文发表到特别显眼的杂志,在他近四十年的科学生涯中发表的三十多篇论文,主要刊登于《发育生物学》、《遗传学》这样的专业杂志;(4)研究经费主要由实验室主任申请,研究人员无需为经费发愁,可以把全部精力集中于科学研究。正是在如此良好的学术氛围中孕育出了一大批具有诺贝尔奖级的创新性成果和诺贝尔奖得主。

相比之下,由于我国科技体制上存在的某些弊端,在人才选拔、项目申请、资源分配、工作考核、成果评估与奖励等方面还未营造成适宜于科学研究特别是基础研究的宽松、自由的学术环境。比如我们的项目申请,急于要求在三至五年内就得取得成果;项目立项后,左一个检查,右一个考核,科研人员忙于写总结,递报告,很难静下心来集中精力做科研;并且只允许成功,不允许失败。倘若在一段较长的时间内研究没什么进展或者失败,就会遭到冷落,同时也不再可能申请别的项目。实际上,真正的科研特别是探索性的基础研究,常常需要几年乃至数十年的潜心积累,其间甚至是一无所出的。又如,我们的评估体系较为单一,只注重数量而忽视质量,仅以每年或三至五年内发表多少论文等量化指标来评判科研人员的学术水平。有些单位甚至对每个研究人员一年必须完成多少篇论文、发表在哪类刊物等都有很机械的规定。很难想像,这样的单位会让一个几年不出论文的人评上职称或让他继续工作下去。此种苛刻的做法,导致了不少年轻的科研人员为写论文而搞科研,为发表论文而着急和苦恼。这不仅滋长了他们急功近利的浮躁情绪,而且造成他们在科研中无法投注充足的时间和激情。确实,“中国人本身并不缺少获得诺贝尔奖的基因,缺少的是将这种基因培育和激发出来的土壤和环境”。

我们的中国——一个有着五千年文明史和13亿人口的泱泱大国,她需要获得诺贝尔自然科学奖。这不仅仅是因为该奖项在世界科学界具有至高无尚的地位,也不只是为了表达我们的强烈的民族自尊心,而在于它代表着一个国家的基础科学研究水平,是创新型国家在推动原始性创新中处于领先地位的重要标志之一。对于中国这样一个经济实力不断提升的大国而言,她理应在基础科学研究,在原始性创新科技,在科技造福于人类等方面,有着更大的贡献。正因为如此,我们要正视现实,揭示当下存在的问题;我们必须清醒地认识到中国的发展成就虽然辉煌,差距也堪称巨大;我们不能急于求成,只有踏实、切实地解决一个又一个问题,中国获得诺贝尔自然科学奖才将不会是一个梦,中国也必将能够成为世界上创新型国家的一颗冉冉升起的新星!

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[15]赵红州.科学史数理分析[M].石家庄:河北教育出版社,2001:27.

[16]本报记者.中国为何还没有获得诺贝尔奖:海内外专家共同把脉[N].南方日报,2010-07-27(2).

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