17年17人诺奖日本科学为何“井喷”

17年17人诺奖：日本科学为何“井喷”？编者按：2000年来的17年间，日本共有17位科学家获得诺贝尔自然科学奖，平均每年一位，令世人惊叹。日本何以取得“井喷”式成就？北大哲学系暨科学与社会研究中心科技史教授周程从宏观、中观、微观三个层面分析其文化、体制等多方面因素发现，日本科学“井喷”最不可忽视的原因是，该国在经济快速发展时持续加大科研投入，在经济形势严峻时依然不吝于科研投入，并把坚持原始性科技创新作为改观日本前途的必由之路。“他山之石，可以攻玉”，剖析邻国的科研、教育体制，也许可以在人才培养、科技强国方面给予我们一些启迪。《知识分子》将陆续刊文探讨这一现象。撰文|周程(北京大学科学与社会研究中心教授)秦皖梅（北京大学科学与社会研究中心硕士研究生）责编|程莉●●●北京时间10月3日傍晚，2016年诺贝尔生理学或医学奖揭晓，日本东京工业大学名誉教授大隅良典（YoshinoriOhsumi，1945-）因“发现了细胞自噬机制”而独享这一殊荣。至此，日本已有22人荣获诺贝尔自然科学奖（含两名日裔美籍物理学奖得主）。除汤川秀树、朝永振一郎、江崎玲于奈、福井谦一、利根川进5人外，其他17人都是在进入新世纪后获奖的。此前，日本曾于2000年至2002年连续三年摘得诺贝尔自然科学奖桂冠。这次，日本又连续三年摘得诺贝尔自然科学奖桂冠，而且这三年一举获得6枚诺贝尔自然科学奖奖牌（含获奖业绩在日本作出的日裔美籍学者中村修二），比本世纪初的那次还要多2枚！日本在迈入21世纪的最初17年里，平均每年获得1枚诺贝尔自然科学奖奖牌，将过去的诺贝尔奖强国——英国、德国、法国远远甩在身后，令国际社会惊叹不已。人们不禁要问，日本何以在21世纪初期出现诺贝尔奖井喷现象？以下，拟从宏观、中观和微观三个视角尝试考察一下导致日本在21世纪初期出现诺贝尔奖井喷现象的可能原因。1二战后日本的经济、科研和教育统计表明，2000年以后的日本诺奖获得者的获奖研究成果大都是在上个世纪70、80年代前后取得的，比他们的获诺奖时间要早二、三十年。参加祝贺荣获诺奖仪式时的大隅良典大隅良典的获奖研究成果实际上也是上个世纪80年代末90年代初在东京大学执教期间取得的，距今已有二十多年。因此，如果要从宏观视角探寻导致21世纪初期日本诺贝尔奖出现井喷现象的原因，有必要将视线投向上世纪的七、八十年代，乃至六十年代。当时的日本社会一定发生了某种巨大的变化，使得当时的科学家有条件取得足以获诺贝尔奖的研究突破。1.1战后经济的飞速发展经济的发展无疑对科技的发展起着重要的促进作用。科技的发展需要足够的优秀人才、先进的实验仪器设备和充裕的研究经费，这些要素无不需要坚实的经济基础。实际上，日本上个世纪六、七十年代的经济发展就提供了这样的一个后盾。在上个世纪60年代，日本政府制定了著名的“国民收入倍增计划”，推动经济以近于10%的年平均增长率持续高速增长。从表1中可以看出，日本六十年代大多数年份的经济增长率都十分可观，许多年份甚至达到了两位数。结果，日本经济的增长远远超过了“国民收入倍增计划”所定下的“在今后10年中计划将国民生产总值提高两倍以上，尤其是1961年后的三年间要将平均经济增长率维持在9%”这一目标。和汤川秀树有深交的，京都大学名誉教授佐藤文隆在接受日经社采访时就提到了经济要素对科技发展的作用：“70年代之后日本科学十分具有活力。伴随着经济发展，日本的理论研究和实验都达到了世界顶尖水平。汤川秀树点燃了火种，而助长火势的就是经济发展。”1.2科研经费投入持续增长1960年，日本在制订“国民收入倍增计划”的同时，还制定了与此目标相呼应的“振兴科学技术的综合基本政策”，提出要力争将国民收入的2%用于科研。下图揭示了这一时期日本研发费投入占国民收入及国内生产总值之比的实际增长情况。该图显示，2%的数值目标进入七十年代后不久即告达成，也就是说，日本上个世纪七十年代初的研发投入强度就接近达到了我国今天的水准。日本经济高速增长期研发费投入占国民收入及GNP之比20世纪70年代两次石油危机对世界经济造成很大的冲击，但日本国民生产总值仍然增长了1.8倍。在科研资金的投入方面，1971年提出的目标是，将国民收入的3%用于科研。由于国际经济发展的影响，这一目标在实践当中受到影响，研发经费的增长低于60年代，但到1975年，日本的研发经费总额还是达到2.62万亿日元，占国民收入的2.11%，超过了法、英两国的研发经费总额，步入科技大国的行列。主要国家研发费投入占国内生产总值之比的推移从上图中可以看出，20世纪最后的20年里，除去泡沫经济破裂之初的三、四年，日本的研发费投入占国内生产总值之比基本上处于不断攀升的态势。事实上，即使在泡沫经济崩溃之后面对着严峻的经济形势，日本政府也依然不吝啬于科研投入。由2015年诺贝尔物理学奖得主梶田隆章主持的超级神冈探测器便建于1991年，耗资约104亿日元。可以说，如果没有这台领先世界的仪器，梶田想要作出诺奖级研究几乎是不可能的。前已述及，2000年以后的日本诺贝尔奖得主的获奖研究成果大都是在20世纪七、八十年代前后取得的。换言之，日本21世纪初期的诺贝尔奖获奖者大多数是在日本将研发费投入占国民收入之比提高到2%之后才取得重大科技突破的。这一点非常重要！从图中还可以发现，德国、法国，尤其是韩国近年来的研发费占国内生产总值之比也相当之高，但却没有像日本一样培育出众多诺贝尔奖得主。由此看来，加大研发费的投入只是取得诺奖级科技突破的必要条件，并非充分条件。因此，有必要进一步考察其他因素。1.3第二次教育改革卓有成效本世纪日本诺贝尔奖获得者接受义务教育和高等教育的年代大多集中于上个世纪五、六十年代，而当时日本的教育正经历着一场深刻的变革。学界一般认为日本经历了三次教育改革，第一次改革从明治维新开始到第二次世界大战结束为止（1868-1945）。这一时期的教育体制与西方启蒙运动以来的教育理念相悖，目的是让个人服从于国家。大日本帝国明治天皇《教育敕语》，于1890年颁布，是这个教育体制的最高纲领可想而知，如此僵硬的体制必然会退出历史舞台，1947年颁布的《教育基本法》提供了一种新的选择，即用和平主义和民主主义教育取代以往的国家主义和军国主义教育，对教育理念、学校制度、课程教学等多方面进行了改革。例如许多国际知名的文学作品被写进教科书，而这些作品无不洋溢着科学精神，包含尊重人权与个性、世界的合作与和谐等要素。战后开始的这场改革被称作为第二次教育改革。日本的第三次教育改革从七十年代开始，直至今日仍在继续。《教育基本法》?御署名原本。来源：国立公文书馆从时间上看，与诺奖井喷关系最为密切的是第二次教育改革。以1960-1970年间的十年为例，为了使大学培养出能够为社会所用的人才，日本中央教育审议会先后就义务教育、医学教育、特殊教育、私立学校教育、教科书制度、短期大学制度、教师培养制度等诸多问题向文部省提出了多份咨询报告。1963年1月中央教育审查会议向文部省提出了题为“关于改善大学教育”的第19份咨询报告。这份报告提出的诸如扩大教育规模、增设理科类的高等教育机构、充分保障大学的财政状况等建议，对后来的日本大学教育产生了深远的影响。在上述报告以及相应的政策计划的指导下，日本大学教育在经济高速成长期得到了很大的发展。首先，大学数量明显增加。1960年至1970年间，日本高等教育机构的总数从525所增加到921所，增加了75%。相对应的，大学生数量大幅增加，1970年的在校生数量（168.5万）是1960年（71万）的2.4倍。日本的大学教育在六十年代中期俨然进入了“大众化阶段”。这为大幅度提高公民科学素养奠定了基础。这一时期，日本大学的学科结构也发生了显著变化。经济的高速增长加大了对理工类人才的需求，工程类学生的比例从1960年的15.4%上升到1970年的21.1%，人文学科类学生的比例则从1960年的15.4%下降到了1970年的12.7%。教育经费的增长也成为这一时期的一个明显特征。日本教育经费占国民收入的比例从六十年代起一直处于上升趋势，到1977年这一比例已经达到了8.02%。同时，高等教育经费占教育经费的比例也稳步上升，从1960年的13.4%上升到了1970年的16.9%，中间有些年份甚至超过了18%。第二次教育改革不仅使日本的大学教师获得了更多研究自由和稳定的经费支撑，而且还使学生获得了更多参与科学研究的机会，得到了更多科学研究训练。这些无疑会对日本学者的科学研究产生积极影响。根据汤森路透的数据，1982年日本在五个科学领域中发表的论文数量为12534篇，仅次于发表数量为33744篇的美国，位列世界第二，而当年世界总论文发表数量仅为121739篇。要而言之，日本经济从上个世纪六十年代开始进入高速增长期，历经十余年一跃成为世界经济强国。伴随着经济的发展，日本的研发经费投入总额和研发经费投入强度也在不断增大，这为科技发展奠定了坚实的物质基础。经济的发展需要补充大批高质量的专门人才，特别是理工科人才，这就要求大学扩大教育规模、调整学科结构，增加经费投入，提高办学质量，改善治理方式。这些因素综合起来，给日本的诺奖得主们创造了一个得天独厚的教育环境和研究氛围。2日本的国立综合大学：以名古屋大学为例下图揭示了日本高校培育21世纪诺贝尔奖得主的情况。该图采用的计分方式为：获奖科学家在某大学读完本科课程，则给该大学计1分；在某大学读完硕士课程，也给该大学计1分；同理，在某大学读完博士课程，也给其计1分。日本高校培育21世纪诺贝尔奖得主情况从图中可以得出以下两点信息：第一，日本的诺贝尔奖得主们大多在名古屋大学、东京大学、京都大学等国立综合大学接受了教育。这也从一个侧面说明日本本土的高等学府，特别是国立综合大学已经具备培育出众多诺贝尔奖得主的条件。第二，名古屋大学和东京大学在这一方面表现尤为突出。进入21世纪后，名古屋大学出身的下村修、益川敏英、小林诚、天野浩等先后摘得诺贝尔奖桂冠，使得名古屋大学的积分攀升至13分，占据明显优势。因此可以说，名古屋大学是日本高等学府的典型代表之一，对其进行适当考察大有必要。名大（NagoyaUniversity）校碑名大地标，丰田讲堂名大博物馆，设有“名古屋大学诺贝尔奖研究Corner”2.1学风开明、自由二战结束之前，日本在本土内一共设立了七所帝国大学：东京帝国大学、京都帝国大学、东北帝国大学、九州帝国大学、北海道帝国大学、大阪帝国大学、名古屋帝国大学。这七所帝国大学二战后被改造成了以研究为主的国立综合大学。作为一所研究型大学，名古屋大学教师中“科研至上”的观念可谓根深蒂固。1992年、2007年的卡内基大学教师国际调查显示，七成左右的日本大学教师在教育与研究中更重视后者。在国立综合大学中，这种倾向更为严重。尽管在学生趋于多元的高等教育后大众化阶段，这种研究至上的办学模式已经引起日本民众越来越多的非议，但它在研究人才的挖掘和培养上确实存在诸多优势。而且，名古屋大学还是日本最年轻的帝国大学，它的创立要比第一所帝国大学——东京大学晚六十多年。为了同老牌帝国大学竞争，名古屋大学教师的晋升相对比较快，以致该校教授和副教授大都比较年轻，学术风气也更为开明、自由与民主。名古屋大学副校长渡边芳人在2009年接受记者采访时指出：“名古屋大学的校训是‘做有勇气的知识分子’，其含义不仅仅是培养获取已有知识的人才，而且是有勇气抱着怀疑精神进行研究的人……并且，导师的开明可以说是一个重要因素……”名古屋大学的开明、自由与民主还体现在不拘一格地选拔人才上。2001年诺贝尔化学奖得主野依良治原本毕业于京都大学，硕士毕业后留校担任助教。在他决定离开京都大学、但尚未找到去处之际，两位名古屋大学的教授热情地将其邀请到自己所在大学担任有机化学讲座的副教授并任讲座负责人。当时野依在学术界并不出名，刊发其不对称合成研究成果的杂志影响力也不高。但是名古屋大学依然肯定了他对待学术的态度和能力，并破格录用了他。绿色荧光蛋白的发现者下村修1960年被名古屋大学破格授予理学博士学位，但他当时只是名古屋大学理学