本文系中國(guó)科協(xié)原主席周光召院士在中國(guó)科協(xié)首屆學(xué)術(shù)年會(huì)開幕式上所作的學(xué)術(shù)報(bào)告。

導(dǎo)讀：

二十世紀(jì)最富創(chuàng)新力的科學(xué)發(fā)現(xiàn)是相對(duì)論、量子力學(xué)和基因雙螺旋結(jié)構(gòu)，最有社會(huì)影響和帶動(dòng)力的科學(xué)工程是制造核武器的曼哈頓工程和阿波羅登月工程。中國(guó)在被封鎖的條件下，也成功地研制了兩彈一星，振奮了國(guó)威軍威，提高了中國(guó)的國(guó)際地位和中國(guó)人的自信。我們應(yīng)當(dāng)分析這些成功的經(jīng)驗(yàn)，從中得到啟迪，創(chuàng)造重大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)得以產(chǎn)生的環(huán)境和條件。

壹

世界科學(xué)中心的轉(zhuǎn)移

1

英國(guó)是最早的世界科學(xué)中心

直到十九世紀(jì)末，英國(guó)作為世界上率先完成工業(yè)革命和占有大量殖民地的國(guó)家，在科學(xué)發(fā)展上起著帶頭作用。英國(guó)是力學(xué)、電磁場(chǎng)理論和進(jìn)化論的創(chuàng)始地。英國(guó)人首先發(fā)現(xiàn)電子和原子結(jié)構(gòu)，所以直到二十世紀(jì)初，英國(guó)仍是當(dāng)時(shí)世界科學(xué)的中心。這是和英國(guó)當(dāng)時(shí)的經(jīng)濟(jì)和政治地位相稱的，這也說(shuō)明，有了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會(huì)對(duì)科學(xué)的支持，這個(gè)地區(qū)或國(guó)家，就有條件成為發(fā)展世界科學(xué)的中心。

科學(xué)沒有國(guó)界，是人類共同發(fā)展共同享有的成果。在英國(guó)成為世界科學(xué)中心的同時(shí)，歐洲各大國(guó)都對(duì)科學(xué)發(fā)展作出了重要的貢獻(xiàn)。十八和十九世紀(jì)，英國(guó)人焦?fàn)柡偷聡?guó)人赫爾姆斯創(chuàng)立了能量守恒的熱力學(xué)第一定律，法國(guó)人卡諾發(fā)現(xiàn)了熱力學(xué)第二定律。英國(guó)人道爾頓提出了原子論，俄羅斯人門捷列夫發(fā)現(xiàn)了元素周期表,德國(guó)人開創(chuàng)了有機(jī)化學(xué),他們都對(duì)化學(xué)的發(fā)展作出了貢獻(xiàn)。分析動(dòng)力學(xué)是法國(guó)人拉格朗日、愛爾蘭人漢密爾頓和德國(guó)人賈寇比共同發(fā)展起來(lái)的。

同時(shí)，歐洲一直注重?cái)?shù)學(xué)的發(fā)展。數(shù)學(xué)的發(fā)展不需要很多經(jīng)費(fèi)，而是需要?jiǎng)?chuàng)造性的環(huán)境和思維。早在十七世紀(jì)和牛頓同時(shí)代，就有德國(guó)的菜伯尼茲，獨(dú)立地發(fā)現(xiàn)了微積分。到十九世紀(jì)，盡管英國(guó)當(dāng)時(shí)的經(jīng)濟(jì)是最發(fā)達(dá)的，歐洲大陸的數(shù)學(xué)已經(jīng)超過(guò)英國(guó)，出現(xiàn)了 Gauss、 Riemann、 Laplace、 Poincare等杰出的數(shù)學(xué)家。

牛頓

在十九世紀(jì)末，出現(xiàn)了物理學(xué)的危機(jī)。人們?cè)?jīng)認(rèn)為，到十九世紀(jì)下半世紀(jì)，力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)的理論都已成熟，能夠解釋所有有關(guān)的物理現(xiàn)象。這種樂(lè)觀的看法很快就遭到了新的挑戰(zhàn)。

在上世紀(jì)末，由于法國(guó)人發(fā)現(xiàn)放射性物質(zhì),德國(guó)人研究了黑體輻射頻率分布，美國(guó)人發(fā)現(xiàn)光速不隨地球相對(duì)于太空的運(yùn)動(dòng)而改變等等現(xiàn)象，這些現(xiàn)象都不能夠用已發(fā)展出來(lái)的原有的理論來(lái)解釋。在這種危機(jī)下，出現(xiàn)了相對(duì)論和量子力學(xué)。

二十世紀(jì)初期的三十年，最重要的理論發(fā)現(xiàn)有相對(duì)論和量子力學(xué)，對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)深入到原子的層次。1905年德國(guó)人愛因斯坦在研究運(yùn)動(dòng)物體的電動(dòng)力學(xué)時(shí)，提出了相對(duì)論和光速不變?cè)?，確立了質(zhì)量能量等價(jià)和時(shí)間空間變換關(guān)系，完全改變了牛頓力學(xué)的世界觀。1915年愛因斯坦提出了關(guān)于重力的廣義相對(duì)論。

愛因斯坦

在二十世紀(jì)的重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)中，相對(duì)論比較特殊,因?yàn)樗旧鲜怯蓯垡蛩固挂粋€(gè)人完成的。無(wú)疑，愛因斯坦的個(gè)人天才在這里邊起到?jīng)Q定性的作用，這和其他科學(xué)發(fā)現(xiàn)的環(huán)境條件不同，是可遇不可求的。

值得指出的是，愛因斯坦發(fā)明狹義相對(duì)論和成功解釋光電效應(yīng)時(shí)，只是一個(gè)專利局的職員，沒有受到大學(xué)或研究機(jī)構(gòu)的重視。當(dāng)時(shí)他想在大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)申請(qǐng)一個(gè)職位都沒有得到，處于一種不得志的狀況，這是很值得我們注意的一件事。

關(guān)于量子力學(xué)的發(fā)現(xiàn)，經(jīng)歷了這樣一個(gè)過(guò)程。1900年德國(guó)人普蘭克首先提出光的量子論。1905年德國(guó)人愛因斯坦用光量子論解釋了光電現(xiàn)象。1913年丹麥人玻爾提出電子軌道的量子化，用它解釋了原子結(jié)構(gòu)和原子光譜。1916年俄國(guó)人索默菲得(A Somerfeld)改進(jìn)了玻爾模型，計(jì)算了電子的橢圓軌道。1923年法國(guó)人德布洛衣提出電子也是一種波動(dòng)。1925年德國(guó)人海森堡引進(jìn)矩陣作為力學(xué)量，德國(guó)人波恩、約當(dāng)和海森堡建立起量子矩陣力學(xué)體系。1926年德國(guó)人薛丁格提出量子波動(dòng)力學(xué)，證明波動(dòng)力學(xué)和矩陣力學(xué)等價(jià)。同年，波恩提出了波函數(shù)的統(tǒng)計(jì)解釋。1927年德國(guó)人約當(dāng)和英國(guó)人狄拉克證明了普遍的變換定理，海森堡提出測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系，從而量子力學(xué)理論的構(gòu)建就完成了，并迅速成功地應(yīng)用于原子、分子和固體結(jié)構(gòu)的研究，得到了很多重要的結(jié)果。

量子力學(xué)發(fā)展的速度雖然很快，卻是在激烈的學(xué)術(shù)爭(zhēng)論中展開的。薛丁格和愛因斯坦長(zhǎng)期不同意海森堡的理論和波恩的統(tǒng)計(jì)解釋。愛因斯坦甚至終身都不認(rèn)為量子力學(xué)是一個(gè)完備的理論。

2

德國(guó)在二十世紀(jì)初成為世界科學(xué)的中心

相對(duì)論和量子力學(xué)是二十世紀(jì)最偉大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，從上面列舉的情況看，各個(gè)歐洲國(guó)家都有參與，主要部分則是德國(guó)人完成的。這就說(shuō)明，世界科學(xué)中心在二十世紀(jì)初由英國(guó)轉(zhuǎn)移到歐洲大陸，主要是到了德國(guó)。

德國(guó)為什么在二十世紀(jì)初能成為世界科學(xué)的中心?德國(guó)在當(dāng)時(shí)并不是經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)的國(guó)家。量子力學(xué)發(fā)現(xiàn)時(shí)，就是1925年左右，德國(guó)正經(jīng)歷第一次世界大戰(zhàn)失敗后經(jīng)濟(jì)特別困難的時(shí)期。正是這種經(jīng)濟(jì)形勢(shì)導(dǎo)致了三十年代法西斯的上臺(tái)。當(dāng)時(shí)，德國(guó)科學(xué)家的生活和工作條件都是很差的。可見，在條件不夠好的地方也可以產(chǎn)生最重要的科學(xué)發(fā)現(xiàn)。

當(dāng)時(shí)德國(guó)為什么能夠做到這一點(diǎn)，因?yàn)樗袑W(xué)術(shù)傳統(tǒng)和優(yōu)勢(shì)。德國(guó)有長(zhǎng)期尊重知識(shí)、尊重科學(xué)的傳統(tǒng)。德國(guó)洪堡大學(xué)最早設(shè)立專門從事研究的實(shí)驗(yàn)室，成為其他國(guó)家大學(xué)效仿的樣板。同時(shí)，德國(guó)率先成立了馬克斯·普蘭克研究所和若干大學(xué)的研究中心：如柏林大學(xué)、哥廷根大學(xué)、慕尼黑大學(xué)、萊布尼茲大學(xué)等。集中人才資金，同時(shí)也形成了很好的學(xué)術(shù)傳統(tǒng)。

德國(guó)有開放和吸引人才的傳統(tǒng)。德國(guó)在希特勒上臺(tái)以前，大學(xué)采取開放流動(dòng)的政策，吸引了大批猶太族的科學(xué)家去德國(guó)定居和學(xué)習(xí)。愛因斯坦、波恩等都是猶太族人。同時(shí)，德國(guó)鼓勵(lì)國(guó)際的學(xué)術(shù)交流，人員的流動(dòng)，吸引大批的外國(guó)留學(xué)生。美國(guó)的原子彈之父奧本海默，氫彈之父特勒、著名的匈牙利科學(xué)家馮諾曼、魏格勒，著名的俄羅斯科學(xué)家朗道等，年輕的時(shí)候都曾在德國(guó)留學(xué)過(guò)。

羅伯特 · 奧本海默

同時(shí)，德國(guó)當(dāng)時(shí)積極培養(yǎng)和選拔青年。我們?nèi)砸院Ｉ槔?。?920年入慕尼黑大學(xué)，師從名教授俄國(guó)人索默菲得(ASomerfeld)，1923年即獲得博士學(xué)位，其間(1922∽1923年)由索默菲得推薦，轉(zhuǎn)至哥廷根大學(xué)，師從著名的波恩(M. Born)教授。海森堡在哥廷根大學(xué)畢業(yè)后即獲得資助去丹麥哥本哈根，在原子結(jié)構(gòu)量子論的創(chuàng)始人玻爾(N. Bohr)教授處工作了一年，至1924年回到德國(guó)。海森堡自己說(shuō)，他從慕尼黑學(xué)到不怕困難的樂(lè)觀主義，從哥廷根學(xué)到數(shù)學(xué)(因?yàn)楫?dāng)時(shí)數(shù)學(xué)的最主要的大師都在哥廷根)，從哥本哈根學(xué)到物理(因?yàn)椴ǘ魇窃咏Y(jié)構(gòu)的創(chuàng)始人)。這為他在1925年發(fā)現(xiàn)量子力學(xué)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。他發(fā)現(xiàn)量子力學(xué)時(shí)年僅24歲。

哲學(xué)的突破和指導(dǎo)作用。在相對(duì)論和量子力學(xué)突破的過(guò)程中, 應(yīng)該說(shuō)哲學(xué)起了很重要的作用。牛頓力學(xué)出來(lái)以后，機(jī)械論和絕對(duì)論在科學(xué)界成為了一種統(tǒng)治思想。德國(guó)在哲學(xué)上率先脫離了這個(gè)束縛，發(fā)展辯證法和唯物論。德國(guó)從康德開始，一直到黑格爾等，在哲學(xué)上率先脫離機(jī)械論和絕對(duì)論的束縛。科學(xué)家都有很高的哲學(xué)素養(yǎng)。在發(fā)明相對(duì)論和量子力學(xué)的過(guò)程中都涉及對(duì)認(rèn)識(shí)論的哲學(xué)討論。

理論聯(lián)系實(shí)際。相對(duì)論和量子力學(xué)都是理論上的發(fā)現(xiàn)。但是德國(guó)理論物理學(xué)家重視理論和實(shí)驗(yàn)的結(jié)合，對(duì)當(dāng)時(shí)物理實(shí)驗(yàn)的前沿------原子光譜作了詳盡的分析。如海森堡在發(fā)明量子矩陣力學(xué)以前從事了大量光譜的分析工作，正是在分析光譜強(qiáng)度中尋求如何解釋光譜強(qiáng)度的時(shí)候，找到了物理量不對(duì)稱這一量子矩陣力學(xué)的關(guān)鍵。

數(shù)學(xué)領(lǐng)先。德國(guó)在十九世紀(jì)末，數(shù)學(xué)已成為領(lǐng)先的國(guó)家，產(chǎn)生了世界超一流的數(shù)學(xué)家高斯和黎曼等。二十世紀(jì)初，最著名的數(shù)學(xué)家是在德國(guó)哥廷根大學(xué)的希伯特教授，他提出的數(shù)學(xué)要解決的難題有些一直到今天還在困擾著數(shù)學(xué)家。當(dāng)時(shí)，定居德國(guó)的理論物理學(xué)家中，有一批人如索默菲得和波恩在物理和數(shù)學(xué)兩方面都具有很高的素養(yǎng)。量子力學(xué)的發(fā)現(xiàn)與一批物理學(xué)家掌握了當(dāng)時(shí)最前沿的數(shù)學(xué)發(fā)展，如算子和希伯特空間有很大關(guān)系。

優(yōu)良的學(xué)術(shù)傳統(tǒng)。哲學(xué)思想的指導(dǎo)和數(shù)學(xué)的領(lǐng)先、理論與實(shí)驗(yàn)的緊密結(jié)合、學(xué)術(shù)思想的活躍和創(chuàng)新、研究機(jī)構(gòu)的開放流動(dòng)、頻繁的學(xué)術(shù)交流和激烈的學(xué)術(shù)爭(zhēng)論、對(duì)年輕人才的吸引、集聚和破格選拔，這些是德國(guó)當(dāng)時(shí)成為世界科學(xué)中心的重要條件。它不僅造就了海森堡一人，而是為發(fā)展世界科學(xué)造就了一大批人。

3

二次世界大戰(zhàn)以后科學(xué)中心轉(zhuǎn)移到美國(guó)

二次世界大戰(zhàn)后，世界科學(xué)中心轉(zhuǎn)移到美國(guó)。美國(guó)利用未受戰(zhàn)爭(zhēng)破壞的強(qiáng)大經(jīng)濟(jì)實(shí)力，從戰(zhàn)爭(zhēng)年代開始就大量吸引歐洲和世界的人才，開展軍事科研。戰(zhàn)后，擴(kuò)大研究規(guī)模，建立了許多國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和國(guó)家科學(xué)基金會(huì)，以軍事研究帶動(dòng)尖端技術(shù)，形成世界最強(qiáng)大的研究開發(fā)力量和世界的科學(xué)中心。

在戰(zhàn)爭(zhēng)年代，美國(guó)大量吸引了歐洲的人才，特別是猶太人，開展了曼哈頓的計(jì)劃，即在美國(guó)制造原子彈。曼哈頓計(jì)劃開創(chuàng)了科學(xué)大工程的先河。雖然美國(guó)是世界上最富的國(guó)家，經(jīng)費(fèi)也非常之充裕，但是曼哈頓計(jì)劃因?yàn)樵臃派湫院蛙娛卤Ｃ艿囊蠖急仨氝h(yuǎn)離城市，要在高山和荒漠的地區(qū)進(jìn)行。所以，開始時(shí)，科學(xué)家在那里的工作也是非常艱苦的。

同樣，在中國(guó)后來(lái)研制兩彈一星，更是在艱難困苦的條件下完成的。很多同志都知道，在青海的高原，在新疆的沙漠中間，而且是在國(guó)家經(jīng)濟(jì)困難的時(shí)期，把這樣重要的工作完成了。這些大工程計(jì)劃成功的條件是什么?使得這些計(jì)劃成功的基本條件是：

第一，是科學(xué)家和參與工作的全體人員的愛國(guó)心、使命感和由此而來(lái)的獻(xiàn)身精神和高度的責(zé)任心。這一點(diǎn)，中國(guó)科學(xué)家完全是問(wèn)心無(wú)愧的。我想，即使是美國(guó)在實(shí)行曼哈頓計(jì)劃搶先制造出原子彈的時(shí)候，那些科學(xué)家也是為了反對(duì)德國(guó)法西斯而情愿拋棄原來(lái)自己的研究方向，投身到這件工作中來(lái)。第二，是實(shí)行大力協(xié)同和強(qiáng)大有力的組織協(xié)調(diào)。這些大工程都是非常之復(fù)雜，需要各方面工作的協(xié)調(diào)才能把它做好。一個(gè)導(dǎo)彈，最小的部件發(fā)生問(wèn)題，整個(gè)導(dǎo)彈就要出事。所以，每一項(xiàng)工作都必須有條不紊、完全按計(jì)劃進(jìn)行，并且要按質(zhì)、按量、按時(shí)地完成，需要強(qiáng)大有力的組織協(xié)調(diào)工作。第三，是人力、物力、財(cái)力的高度集中和統(tǒng)一指揮。在中國(guó)，當(dāng)時(shí)是調(diào)集了各個(gè)學(xué)校和研究所的有關(guān)專家集中去搞兩彈一星，國(guó)家在盡可能的條件下，集中了物力和財(cái)力，實(shí)行統(tǒng)一的指揮。在周總理、聶帥統(tǒng)一組織下，協(xié)調(diào)了全國(guó)各個(gè)工業(yè)部門、科研院所、解放軍十萬(wàn)人以上的隊(duì)伍，共同完成任務(wù)。

電影《橫空出世》劇照

4

基因雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)

美國(guó)雖然經(jīng)濟(jì)和科研實(shí)力雄厚，在戰(zhàn)后也是世界的科學(xué)中心，這是其它國(guó)家在戰(zhàn)后無(wú)法與之比擬的。但是戰(zhàn)后最偉大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)------基因的雙螺旋結(jié)構(gòu)，卻不是在美國(guó)出現(xiàn)，而是在遭受戰(zhàn)爭(zhēng)嚴(yán)重破壞的英國(guó)卡文迪什實(shí)驗(yàn)室出現(xiàn)的。這個(gè)實(shí)驗(yàn)室在戰(zhàn)后開創(chuàng)了分子生物學(xué)和射電天文學(xué)兩個(gè)新領(lǐng)域，取得了震驚世界的科研成果，再一次說(shuō)明單靠物質(zhì)條件好并不一定能最快產(chǎn)生最好的科研成果。

早在十九世紀(jì)中葉，英國(guó)生物學(xué)家達(dá)爾文提出了生物進(jìn)化學(xué)說(shuō)，奧地利生物學(xué)家孟得爾提出了遺傳基因的假說(shuō)，而在二十世紀(jì)初，美國(guó)生物學(xué)家摩根發(fā)展了基因的假說(shuō)，明確提出，基因存在于染色體上面?；虻碾p螺旋結(jié)構(gòu)是在二次大戰(zhàn)后，歐洲還在醫(yī)治戰(zhàn)爭(zhēng)創(chuàng)傷的1953年，由英國(guó)劍橋大學(xué)卡文迪什實(shí)驗(yàn)室的物理學(xué)家克里克和生物學(xué)家華生在觀看了另兩位英國(guó)物理學(xué)家對(duì)DNA結(jié)構(gòu)的X光分析照片后發(fā)現(xiàn)的，當(dāng)年華生只有25歲。

為什么基因的雙螺旋結(jié)構(gòu)是由物理學(xué)家參與而不是單由生物科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的?為什么它不在當(dāng)時(shí)最強(qiáng)盛、條件最好、有深厚基因研究傳統(tǒng)的美國(guó)產(chǎn)生?英國(guó)劍橋大學(xué)的卡文迪什實(shí)驗(yàn)室為何能在戰(zhàn)后經(jīng)費(fèi)困難的時(shí)期，連續(xù)作出了優(yōu)異的科研成果?英國(guó)卡文迪什實(shí)驗(yàn)室是物理學(xué)實(shí)驗(yàn)室，有長(zhǎng)期科研的傳統(tǒng)，歷任主任都是當(dāng)時(shí)最知名的物理學(xué)家，二戰(zhàn)前由發(fā)現(xiàn)電子的湯姆生和發(fā)現(xiàn)原子結(jié)構(gòu)的盧瑟福擔(dān)任主任，長(zhǎng)期從事原子結(jié)構(gòu)和原子核物理的研究，在這兩方面的發(fā)展上作出過(guò)重要貢獻(xiàn)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)室也產(chǎn)生過(guò)多位諾貝爾獎(jiǎng)獲得者。

大戰(zhàn)期間，多數(shù)科學(xué)家放棄了原來(lái)從事的研究工作，加入到為國(guó)防服務(wù)的行列，特別是參與發(fā)展核武器和雷達(dá)的工作。二戰(zhàn)后，原子能與核武器的發(fā)展，由于規(guī)模大，保密要求高，不能繼續(xù)在大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，各國(guó)都決定成立新的獨(dú)立研究機(jī)構(gòu)。英國(guó)核物理研究工作由卡文迪什實(shí)驗(yàn)室分離出去，卡文迪什實(shí)驗(yàn)室經(jīng)費(fèi)減少，面臨科研方向的重新選擇和確定。

戰(zhàn)后，新任卡文迪什實(shí)驗(yàn)室的主任布拉格從實(shí)驗(yàn)室和英國(guó)的國(guó)情出發(fā)，果斷地決定將實(shí)驗(yàn)室原有的科研積累加以發(fā)展，開辟新的研究領(lǐng)域。一是利用 X光衍射進(jìn)行礦物晶體結(jié)構(gòu)的分析技術(shù)轉(zhuǎn)來(lái)進(jìn)行生物大分子的結(jié)構(gòu)分析，力圖從分子的角度了解生物的遺傳和生命現(xiàn)象的本質(zhì)。二是利用在二戰(zhàn)中發(fā)展起來(lái)的雷達(dá)技術(shù)，進(jìn)行天文的觀測(cè)和研究。

由一個(gè)以物理學(xué)前沿為主要研究方向的世界知名實(shí)驗(yàn)室,改為利用物理學(xué)發(fā)展出的儀器和物理學(xué)家的思維方法，重點(diǎn)從事天文和生物的研究，這個(gè)決定后來(lái)被證明是非常正確和極有遠(yuǎn)見的。經(jīng)過(guò)幾年的努力，卡文迪什實(shí)驗(yàn)室在這兩個(gè)新研究方向上都取得了劃時(shí)代的研究成果，開辟了射電天文學(xué)和分子生物學(xué)嶄新領(lǐng)域。

戰(zhàn)后一段時(shí)間卡文迪什實(shí)驗(yàn)室的主要成就是：在天文上發(fā)現(xiàn)了類星體和脈沖星，Pyle和 Hewish因而獲得了1974年的諾貝爾物理獎(jiǎng)。在分子生物上發(fā)現(xiàn)了DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)，Grick和Watson獲得了1962年的生物和醫(yī)學(xué)諾貝爾獎(jiǎng)。在卡文迪什實(shí)驗(yàn)室分子生物學(xué)方向上工作過(guò)的科學(xué)家中，還有好幾位獲得諾貝爾獎(jiǎng)。這就使得在戰(zhàn)后困難的條件下，卡文迪什實(shí)驗(yàn)室重新成為世界最重要的科學(xué)中心之一。

貳

重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生的條件

1

科學(xué)中心領(lǐng)導(dǎo)核心的關(guān)鍵作用

卡文迪什實(shí)驗(yàn)室主任布拉格從學(xué)科交叉中發(fā)現(xiàn)了新學(xué)科生長(zhǎng)點(diǎn)，充分調(diào)動(dòng)了實(shí)驗(yàn)室原有的技術(shù)力量，以很少的經(jīng)費(fèi)，在困難的條件下開創(chuàng)了嶄新的局面。英國(guó)開創(chuàng)了分子生物學(xué)和射電天文學(xué)，以后在這兩個(gè)領(lǐng)域又長(zhǎng)期領(lǐng)先于世界，布拉格有很大的功勞。這說(shuō)明，科學(xué)中心領(lǐng)導(dǎo)核心的學(xué)術(shù)水平和戰(zhàn)略部署，對(duì)中心的科學(xué)發(fā)現(xiàn)起關(guān)鍵作用。

2

既要只爭(zhēng)朝夕，又不能急于求成

從1946年開始到1953年發(fā)現(xiàn)DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)，經(jīng)歷了七年時(shí)間。對(duì)一個(gè)沒有人進(jìn)入過(guò)的嶄新研究領(lǐng)域，只有信心堅(jiān)定又不能急于求成的領(lǐng)導(dǎo)人，才能始終不渝地給以支持，不斷地創(chuàng)造條件，開展學(xué)術(shù)研討，尋找突破點(diǎn)。這樣，才有可能在不斷進(jìn)行科學(xué)積累，不斷吸引和發(fā)現(xiàn)人才的基礎(chǔ)上，作出突破性的科學(xué)發(fā)現(xiàn)。

同時(shí)，在重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)的客觀條件已經(jīng)成熟時(shí)，就要抓住時(shí)機(jī)，以只爭(zhēng)朝夕的精神盡快地完成，取得應(yīng)有的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。我國(guó)氫彈在原子彈爆炸后以世界最快的速度，兩年另八個(gè)月的時(shí)間研制成功，搶在法國(guó)人前面，在世界產(chǎn)生了很大影響，為國(guó)爭(zhēng)了光。

于敏

3

產(chǎn)生重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)的因素

以上的例子充分說(shuō)明，物質(zhì)條件在重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)和重大科學(xué)工程的實(shí)現(xiàn)上都只是必要條件，而非充分條件。二十世紀(jì)最重要的科學(xué)發(fā)現(xiàn)并不是在條件最好的國(guó)家和實(shí)驗(yàn)室中產(chǎn)生的。在有了基本工作條件后，提出明確目標(biāo)和戰(zhàn)略，在科學(xué)家群體中形成使命感和凝聚力，創(chuàng)造促使創(chuàng)新思維產(chǎn)生的學(xué)術(shù)環(huán)境，吸引優(yōu)秀人才和選擇學(xué)術(shù)帶頭人將起更關(guān)鍵的作用。

4

以弱勝?gòu)?qiáng)，后來(lái)居上

我國(guó)是人口眾多的發(fā)展中國(guó)家，在經(jīng)濟(jì)實(shí)力上不僅現(xiàn)在不及發(fā)達(dá)國(guó)家，在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)也不可能趕上。因此，不能期望科研經(jīng)費(fèi)能和發(fā)達(dá)國(guó)家相比。我們也不能說(shuō)，因?yàn)榭蒲薪?jīng)費(fèi)低于發(fā)達(dá)國(guó)家，就不能做出世界一流的科學(xué)貢獻(xiàn)。在創(chuàng)造了必要的物質(zhì)條件以后，能不能重大創(chuàng)新，就完全取決于主觀能動(dòng)性的發(fā)揮。我們必需從二十世紀(jì)科學(xué)研究歷史中那些以弱勝?gòu)?qiáng)的范例里吸取經(jīng)驗(yàn)，建立信心，充分調(diào)動(dòng)中國(guó)人的智慧、組織力量和協(xié)作精神，完成歷史賦予的使命。

5

科學(xué)發(fā)現(xiàn)的偶然性和必然性

產(chǎn)生重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)當(dāng)然有一定困難，因?yàn)橹卮蟮目茖W(xué)發(fā)現(xiàn)，一般是在學(xué)科交叉的生長(zhǎng)點(diǎn)上出現(xiàn)。它不是按照常規(guī)計(jì)劃，在可預(yù)見結(jié)果的情況下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和邏輯推理能夠得到的。計(jì)劃只能在原有的科學(xué)原理框架內(nèi)制訂，科學(xué)家個(gè)人又受到知識(shí)面狹窄和學(xué)科傳統(tǒng)觀念的限制，多數(shù)人很難有觀念上的突破。通常在探索過(guò)程中要出現(xiàn)多次的失敗，在失敗中可能發(fā)生偶然出現(xiàn)的現(xiàn)象，其中包含啟發(fā)新思想的萌芽。只有不怕失敗，觀察敏銳的人才能在單調(diào)重復(fù)的試驗(yàn)中注意到新的現(xiàn)象或思想的萌芽，并將之發(fā)展下去。

科學(xué)發(fā)現(xiàn)的時(shí)機(jī)一旦成熟，發(fā)現(xiàn)就成為必然的，在世界上由哪一位科學(xué)家發(fā)現(xiàn)則是偶然的。只有那些及時(shí)抓住機(jī)遇的科學(xué)家，才能成為最初的發(fā)現(xiàn)人。大家知道，科學(xué)發(fā)現(xiàn)必須成為最初發(fā)現(xiàn)人，成為第二位就沒有什么太大的價(jià)值。在科學(xué)上只有第一，沒有第二。

6

有創(chuàng)新力的科學(xué)家必備的素質(zhì)

首先包袱要少，失敗不怕人笑話。不受原有思維方式和原有理論的束縛，敢想敢干，對(duì)新事物非常敏感，有強(qiáng)烈的好奇心。身體要相對(duì)健康，精力要充沛，工作要非常努力。我們可以看到，世界上一些作出杰出貢獻(xiàn)的科學(xué)家，每一天的工作時(shí)間都超過(guò)16小時(shí)以上。

不要受各種社會(huì)和家庭事務(wù)的干擾，腦子高度集中，日夜處于創(chuàng)新的臨界狀態(tài)，從而容易作出重要成果。

7

自信、善于學(xué)習(xí)和做好戰(zhàn)略選擇

是有所發(fā)現(xiàn)的基本條件

我們要有嚴(yán)格的科學(xué)態(tài)度，掌握先進(jìn)的科學(xué)方法，在此基礎(chǔ)上建立起充分的自信。自信不足，不敢碰難問(wèn)題，滿足于跟蹤模仿是巨大的思想障礙。在我們科技界中間，現(xiàn)在仍然缺乏自信。我們可以看到，很多課題，基本上是國(guó)外提出來(lái)的,國(guó)內(nèi)只有很少的人有充分的自信，敢于提出國(guó)外沒有提出來(lái)的問(wèn)題。

要善于學(xué)習(xí)，既要能站在巨人的肩膀上前進(jìn)，不因?yàn)闊o(wú)知去重復(fù)人家已經(jīng)做過(guò)的工作，但是又不盲從權(quán)威人士的意見。如對(duì)克隆動(dòng)物，過(guò)去的權(quán)威人士就一致認(rèn)為成年動(dòng)物的體細(xì)胞是不可能克隆的，很多人就相信，根本不去試探，直到英國(guó)人做出來(lái)以后，現(xiàn)在克隆才成為世界重要的研究方向。

要從自身的實(shí)際條件出發(fā),做好課題方向的戰(zhàn)略性選擇。要揚(yáng)長(zhǎng)避短，著力發(fā)現(xiàn)學(xué)科的新生長(zhǎng)點(diǎn)和突破點(diǎn)，集中力量，堅(jiān)持不懈，才有收獲。比如，我們的經(jīng)費(fèi)沒有像國(guó)外多，就要像布拉格那樣找經(jīng)費(fèi)需要比較少，但是有巨大前景的科研方向。在這方面，有經(jīng)驗(yàn)的學(xué)科帶頭人會(huì)起到重要的作用。

8

要有創(chuàng)新的學(xué)術(shù)集體

最后，要在開放流動(dòng)的環(huán)境下，建立能夠不斷創(chuàng)新的學(xué)術(shù)集體。要有追求真理、實(shí)事求是、崇尚道德的精神?？蒲腥藛T來(lái)往要頻繁，學(xué)術(shù)爭(zhēng)論氣氛要熱烈。通過(guò)各種學(xué)術(shù)觀點(diǎn)的激烈競(jìng)爭(zhēng)，單個(gè)學(xué)科的深入開拓，不同學(xué)科的交叉融合，才能形成良好的科學(xué)生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)科學(xué)系統(tǒng)的協(xié)同進(jìn)化，科學(xué)家個(gè)人也才能在這個(gè)環(huán)境中激發(fā)出創(chuàng)造力和新思維

叁

重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)的社會(huì)和學(xué)術(shù)環(huán)境

1

哲學(xué)和科學(xué)方法論的作用

當(dāng)前，科學(xué)前沿研究的對(duì)象多半是復(fù)雜的系統(tǒng)，很多對(duì)象具有無(wú)窮多自由度，過(guò)去常用的科學(xué)方法和思維方式都是對(duì)簡(jiǎn)單對(duì)象的，很可能是不夠用的，必需進(jìn)一步發(fā)展，才能處理復(fù)雜系統(tǒng)，因此要加強(qiáng)對(duì)哲學(xué)特別是認(rèn)識(shí)論的研討，加強(qiáng)科學(xué)方法論、數(shù)學(xué)及計(jì)算方法的研究。觀測(cè)儀器是發(fā)明新現(xiàn)象的先導(dǎo)，要重視新儀器和實(shí)驗(yàn)手段研制。

2

逆境促人奮進(jìn)

許多人在還沒有獲得建樹時(shí)，渴望得到社會(huì)的承認(rèn)，得到社會(huì)穩(wěn)定的職業(yè)和社會(huì)地位，有一股拼勁。但是一旦拿到永久職位和職稱，就不再努力，缺少內(nèi)在的動(dòng)力去攀登科學(xué)的頂峰。逆境常能促使人奮發(fā)圖強(qiáng)，條件過(guò)于優(yōu)越，反而可能使人懈怠?，F(xiàn)在還沒有得到社會(huì)承認(rèn)，沒有進(jìn)入重點(diǎn)課題和項(xiàng)目的科技工作者不要灰心，很可能將來(lái)出現(xiàn)重大創(chuàng)新的部分科學(xué)家是那些身在內(nèi)地，沒有得到國(guó)家重點(diǎn)資助的科學(xué)家。也希望那些得到國(guó)家重點(diǎn)資助的科學(xué)家要特別的努力，不然就對(duì)不起社會(huì)、對(duì)不起國(guó)家。

肆

青年如何才能成為科研的主力軍

1

青年要成為科研的主力軍

青年最有條件具備上面所說(shuō)的素質(zhì)和條件，因?yàn)樗麄儼ず苌?，敢想敢干，因而可能有?chuàng)新活力。但是，青年要想有所發(fā)現(xiàn)，就必需刻苦學(xué)習(xí)和鍛煉?？茖W(xué)研究沒有捷徑可走，要不斷地嘗試、失敗、再嘗試、再失敗，經(jīng)過(guò)千錘百煉，直到最后取得成功。只有從心理、身體、知識(shí)和能力準(zhǔn)備好的青年，才能在一個(gè)關(guān)鍵的時(shí)刻抓住機(jī)遇，實(shí)現(xiàn)理想，作出重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)的成果。

2

搞好老中青三結(jié)合

一個(gè)好的科研集體中，老、中、青科學(xué)家各有各的作用。他們互相支持，共同協(xié)作，才能形成思想活躍，干勁十足，經(jīng)驗(yàn)得到繼承，技術(shù)不斷發(fā)展，科研方向始終處于前沿的集體。當(dāng)前，在著力培養(yǎng)和選拔年輕科技干部的同時(shí)，要充分發(fā)揮中年科技工作者的骨干作用和老年科技工作者的指導(dǎo)作用。

3

發(fā)揮中年科技工作者的骨干作用

有造詣的中年科學(xué)家已經(jīng)得到社會(huì)的承認(rèn)，現(xiàn)在承擔(dān)了很多重要科研項(xiàng)目的領(lǐng)導(dǎo)任務(wù)，是多數(shù)科研題目的負(fù)責(zé)人。在沒有經(jīng)過(guò)識(shí)別，也沒有更好識(shí)別機(jī)制的情況下，社會(huì)應(yīng)當(dāng)將這些主要職責(zé)交給中年一代，而暫時(shí)還不應(yīng)交給品質(zhì)和能力尚未充分顯現(xiàn)的青年。

4

老師的作用

很多時(shí)候，年青人作出的工作還不完善，需要有經(jīng)驗(yàn)的科學(xué)家給以加工。如量子力學(xué)的完整理論，就是在海森堡的老師波恩帶領(lǐng)下完成的。常常，年青人的才華要由有經(jīng)驗(yàn)的科學(xué)家來(lái)識(shí)別，加以培養(yǎng)和鼓勵(lì)，才能得到發(fā)揮的機(jī)會(huì)。一個(gè)成功的年青科學(xué)家身后，都有一些值得稱道的老師。很多科學(xué)大師，如玻爾、波恩、布拉克、費(fèi)米等，在他們生命的后期都帶出了一大批杰出的青年科學(xué)家。

伍

由此得出的結(jié)論

在科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過(guò)程中以弱勝?gòu)?qiáng)，后來(lái)居上是可能的。關(guān)鍵是要充分發(fā)揮科研單位和科學(xué)家個(gè)人的主觀能動(dòng)性，主動(dòng)、自覺地克服各種各樣的困難，尋求突破的新途徑。要緊緊抓住人才、戰(zhàn)略和學(xué)術(shù)環(huán)境三個(gè)環(huán)節(jié)。

1

人才

要著力選拔有戰(zhàn)略眼光和管理能力的領(lǐng)導(dǎo)班子和學(xué)術(shù)帶頭人。特別要注意選拔青年科技人才進(jìn)入領(lǐng)導(dǎo)班子和成為學(xué)術(shù)帶頭人。要注重學(xué)科綜合交叉，形成相關(guān)學(xué)科人才的臨界數(shù)量和質(zhì)量。

人才應(yīng)從全國(guó)和全世界選拔，進(jìn)行公開招聘，逐步打破目前由本單位人員中提拔教授和研究員的作法，實(shí)現(xiàn)完全的開放流動(dòng)。要在給科研重?fù)?dān)和開放流動(dòng)的環(huán)境下，加強(qiáng)對(duì)年青科學(xué)家的識(shí)別、培養(yǎng)、選拔和使用。

2

戰(zhàn)略

根據(jù)科學(xué)前沿發(fā)展趨勢(shì)和國(guó)情，在學(xué)科交叉的生長(zhǎng)點(diǎn)上，揚(yáng)長(zhǎng)避短，以超越為目標(biāo)，有選擇地制訂獨(dú)特的發(fā)展戰(zhàn)略。不能跟在別人后面以跟蹤為目標(biāo)，必需瞄準(zhǔn)新生長(zhǎng)點(diǎn)，探索新的研究方向和實(shí)現(xiàn)途徑。

不要急于求成，拔苗助長(zhǎng)或施加過(guò)大的行政壓力。要強(qiáng)調(diào)科學(xué)研究集體內(nèi)部的壓力和動(dòng)力。在加強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)的同時(shí)，要保持相對(duì)寬松的學(xué)術(shù)氛圍。

3

學(xué)術(shù)環(huán)境

建立創(chuàng)新思維得以萌發(fā)和實(shí)現(xiàn)的學(xué)術(shù)集體。集聚優(yōu)勢(shì)人才，展開學(xué)術(shù)爭(zhēng)論，加強(qiáng)學(xué)科交叉和跨學(xué)科協(xié)作，提倡科研道德和優(yōu)良學(xué)風(fēng)。處理好競(jìng)爭(zhēng)與協(xié)同、個(gè)人與集體、學(xué)術(shù)帶頭人與助理工作者、戰(zhàn)略的嚴(yán)肅性和戰(zhàn)術(shù)的靈活性、單科深入與多科交叉、學(xué)科發(fā)展與國(guó)家任務(wù)、規(guī)定項(xiàng)目和自由探索、老中青三結(jié)合、穩(wěn)定和流動(dòng)、理論和實(shí)驗(yàn)、科學(xué)和哲學(xué)、科學(xué)和技術(shù)、學(xué)術(shù)水平和市場(chǎng)價(jià)值等等關(guān)系。

陸

結(jié)束語(yǔ)

二十一世紀(jì)初中國(guó)正處于經(jīng)濟(jì)起飛的前夕，處于實(shí)現(xiàn)國(guó)家現(xiàn)代化的關(guān)鍵時(shí)期，社會(huì)對(duì)科技已有強(qiáng)大的需要。這種需求，正如恩格斯所說(shuō)，將比十所大學(xué)更有力地推動(dòng)科學(xué)的發(fā)展。這是一個(gè)需要在中國(guó)大地上出現(xiàn)偉大科學(xué)家，也一定能出現(xiàn)偉大科學(xué)家的時(shí)代，是有使命感和責(zé)任心的中國(guó)青年科學(xué)家建功立業(yè)的大好時(shí)機(jī)。只要充分發(fā)揮我們的智慧和主觀能動(dòng)性，選好發(fā)展戰(zhàn)略和領(lǐng)頭人，團(tuán)結(jié)協(xié)作，艱苦奮斗，做到以弱勝?gòu)?qiáng)，后來(lái)居上是完全可能的。讓我們?yōu)榇硕餐Α?/strong>

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