諾貝爾自然科學獎獲獎成因探析與啟示

劉曼玲

（中南大學 信息科學與工程學院，湖南 長沙410075）

1 引言

在諾貝爾獎項中，一般把諾貝爾物理、化學、生理或醫學獎稱為諾貝爾自然科學獎（簡稱諾貝爾科學獎）。該獎于1901年首次頒發以來，歷經百余年，記載了三百多份人類的首次創造與發明。目前，已有五百多位科學家獲得諾貝爾科學獎的殊榮，他（她）們不怕艱苦、勇于創新的精神鼓舞著后來人追求理想、不斷探索。諾貝爾獎成果的運用，也大大地推動了全球的科技進步與經濟繁榮，豐富了人類的物資寶庫。世界各國已把諾貝爾獲獎人數的多少看成是衡量一個國家、民族、科研機構與大學科學水平高低的重要指標之一，因此對諾貝爾獎的獲獎成因進行研究，具有十分重要的現實意義。

諾貝爾獎是一個國家科技、傳統與政策的綜合反映。從國家的分布來看，諾貝爾獎獲得者主要集中在技術發達、經濟繁榮的美、英、德、法等國，而人口只有一千多萬人的猶太民族，卻產生了一百多名諾貝爾科學獎得主[1]。這些國家的共性是具有獨特的科技創新體系與思想，具有自由開放、嚴謹求實的學術氛圍，具有培養精英的世界一流大學，具有優秀的科研團隊和充裕的科研經費。

2 科技創新體系與思想

具有活力的科技創新體系與思想是美、英、德、法等國家擁有較多的諾貝爾自然科學獎獲得者的主要原因之一。第二次世界大戰后，美國采取了一系列措施來吸引和凝聚優秀人才，德國、意大利等各國的科學家大量流入美國定居，不同文化傳統、學派之間的思想交流與碰撞，促進了科學研究的創新，許多移民科學家獲獎，為美國帶來了繁榮的“大科學時代”—數學、化學、核物理學和原子物理學等學科迅速發展。美國作為科技創新的強國，自20世紀70年代以來，逐步建立了以大學、科研機構和工業企業為主體的市場競爭與政府調控相配合的國家創新體系。2003年，美國提出了動態的、復雜的生態系統—“創新生態系統”的理念，政府、高校、科學家、企業等各個創新主體之間的交流和互動，不斷提升國家原始性創新能力，出現了許多世界一流的科學家，產生了諸多科研成果，美國也成為全球獲得諾貝爾獎最多的國家[2]。

1987年英國學者C.Freeman首先提出“國家創新體系”（The national innovation system，NIS）的概念，他將其定義為：“國家創新體系是由公共部門和私營部門中各種機構組成的網絡，這些機構的活動和相互影響促進了新技術的開發、引進、改進和擴散”[3]。英國的創新體系與思想使英國成為獲得諾貝爾獎數第二的國家。德國的國家創新體系的特色則是政府、企業和人之間和諧統一:國家出政策、企業出資金、科研人員出成果，三者之間相互溝通與合作。

諾貝爾獎委員會一個非常重要的評判標準就是知識的原創性和對人類所做的貢獻。如美國科學家大衛·維因蘭德（David Wineland）與法國科學家塞爾日·阿羅什（Serge Haroche）因“獨立地發明并發展了在保持量子力學特性的條件下測量和控制單個粒子的方法，在此之前這被認為是不可能實現的”而獲得2012年諾貝爾物理學獎。諾貝爾物理學獎評委會主席、瑞典皇家科學院院士比約恩·瓊森（Bjorn Jonson）致頒獎詞:“他們利用巧妙設計的實驗成功地實現了在不破壞量子特性的條件下操控和測量一個獨立量子系統，打開了一扇觀測最基礎量子世界的大門。”[4]其應用是可以建立起一種新型的、基于量子物理學的超快計算機和比今天所使用的銫原子鐘高出數百倍的有超高精度的鐘表，這無疑會帶來網絡、通信技術的新飛躍！

3 自由開放的學術氛圍

少數世界一流大學和科研機構成為諾貝爾獎獲獎者的苗圃和搖籃，這與其具有自由開放、嚴謹求實的學術環境是密不可分的。

世界一流大學非常重視本科生和研究生的創新培養教育，諾貝爾自然科學獎獲得者中90%具有博士學位。在發達國家，高校課堂教學時數少，教學內容更新快。教師注重開發學生的自身潛力，鼓勵質疑、大膽探求。教師常常會在課堂上介紹科技發展的新動態與新成果，會設計與最新科技發展相關的小課題和專題，對學生進行學術研究訓練。課程學習中的小組作業由全組人員合作完成，旨在培養學生的團隊精神和創造能力。實驗室中學生與老師相互學習與討論。為了使理論與實踐更好地結合，大學常與企業、公司等部門聯合培養研究生，讓研究生到工廠參觀學習或短期實習，研究和解決實際中的技術難題。學校的各種學生團體、俱樂部以及講座、報告會等大大地豐富了學生的業余與學術活動，促進了師生之間的思想交流和智慧碰撞。這些都給未來獲得諾貝爾獲獎打下了堅實的基礎。

一些著名的科研機構非常重視基礎研究，鼓勵原始創新。如英國劍橋大學的卡文迪什實驗室就是全球最負盛名的科研機構之一，140多年來以在凝聚態物理和射電天文學方面的成就著稱，有“物理之邦”的美譽。卡文迪什實驗室擁有自由民主的學風，注重吸引人才和學科交叉，營造平等相處的學術氛圍。卡文迪什實驗室主任J.J.湯姆森（J.J.Thomson）任職時年僅28歲，他于1906年榮獲諾貝爾物理學獎，并培養出多個諾貝爾獎獲得者和皇家學會會員。他思想開放，最先設立了面向全球、從國外招收研究生和對女學生開放的制度，卡文迪什實驗室除了本身的科研骨干班子外，還廣納幾倍至十倍的流動研究隊伍，吸引一代又一代的優秀學者來到劍橋。正是因為這種“海納百川”的胸懷和多種文化的碰撞，卡文迪什實驗室培育出了29位諾貝爾獎獲得者[5]。物理學家F.H.C.克里克（F.H.C.Crick）和生物學家J·D·沃森（J.D.Watson）合作發現了DNA分子的雙螺旋結構模型，獲1962年諾貝爾生理學或醫學獎，被譽為20世紀最偉大的發現，也是卡文迪什實驗室進行跨學科研究最成功的典范之一。

4 世界一流大學

擁有一定數量的世界一流大學已成為培養出諾貝爾獎獲得者的重要條件，因為只有提升高等教育的質量，才能培養出高素養的科技人才，獲得諾貝爾獎的可能性也才會大大提高。諾貝爾獎獲得者排名前十的世界一流大學為：劍橋大學、哈佛大學、哥倫比亞大學、加利福尼亞大學（伯克利）、麻省理工學院、巴黎大學、芝加哥大學、慕尼黑大學、哥廷根大學、柏林大學[6]。

劍橋大學是由一批為躲避與牛津當地居民的毆斗、從牛津大學逃離出來的學者于1209年建立的，是世界上誕生最多諾貝爾獎得主的高等學府，800多年來，共培養出了80多位諾貝爾獎獲得者。劍橋校園鳥語花香、綠草如茵、環境幽美，劍河（又名康河）穿梭于這座大學城。徐志摩一首浪漫而充滿詩意的《再別康橋》，讓無數中國人對英國劍橋大學的劍河心馳神往，也吸引了全世界莘莘學子和學者的目光。劍橋大學現有31個學院，包括3個女子學院與兩個專門的研究生院，其中最著名的學院有三一學院（牛頓畢業的學院）、圣約翰學院和國王學院，三一學院培養出了30多位諾貝爾獎獲得者。劍橋大學鼓勵學生創新，倡導原創性研究，在科學技術方面成就顯著、人才輩出，涌現出了一大批對人類的科技進步產生重大影響的杰出科學家：牛頓、達爾文、培根、霍金、盧瑟福、麥克斯韋、瑞利、湯姆遜、狄拉克、圖靈、沃森和克里克[7]。創新思想是劍橋大學的魅力所在，也是劍橋能誕生如此多諾貝爾獎獲得者的重要因素。1970年，由劍橋大學三一學院發起建立的科學園成為了產、學、研一體化的高新技術研究中心。

世界一流大學包攬多數諾貝爾獎的情況也說明：學生進入名校學習，能擁有優越的學習環境與資源，包括文化氛圍、科研傳統、一流大師和先進設施等，傳承與創新構成了一個優勢不斷累積的良性循環，為斐然成就的產生提供良好的條件。

5 優秀的科研團隊

科學家的辛勤耕耘離不開人才培養的肥沃土壤，一棵大樹只有長在森林里才會更加枝繁葉茂，學術團體漸漸成為諾貝爾獎獲獎主力，如英國劍橋大學的卡文迪什實驗室、美國的貝爾實驗室、美國加州大學的勞倫斯實驗室等，均培養出了多名諾貝爾自然科學獎獲得者。這些名牌大學和實驗室伯樂聚集、名師薈萃、高徒滿堂。權威作用、榜樣作用盡顯其中，團體的互助和競爭作用也得到了充分的發揮。眾多諾貝爾獎獲得者的學術團體中典型的有：盧瑟福學派、玻爾學派、費米學派等。“名師出高徒”，盧瑟福帶出了3名諾貝爾獎得主，玻爾造就了7名諾貝爾獎得主，費米培養了6位獲獎者（包括李政道、楊振寧）。據統計，美國92位諾貝爾獲獎者中有48人曾在前輩諾貝爾獲獎者手下當過學生或做過晚輩合作者[8]。因此，學術沉淀、知識積累與大師級的專家是科學精英和和優秀團隊產生的源泉。

6 充裕的科研經費

一個國家科學技術的發展必須要有強大的經濟支持作后盾，國外高校與科研院所的科研經費主要來源于各級政府撥款、校友資助或通過簽訂合同方式提供，政府科研經費比例比較高。歐美等發達國家對科研的投入在國內生產總值（GDP）中占有較大的比重，特別重視基礎研究經費的投入，因為基礎研究是創造發明和產生新知識的先導。如以色列、瑞典、日本、芬蘭、美國、德國、瑞士、丹麥、奧地利、法國、加拿大、比利時、澳大利亞、英國就投入了大量的財力進行科學研究，其中以色列居第一。一百多年來，在諾貝爾獎獲得者中，近200個是猶太人，創造了令世人感嘆的奇跡！一個重要原因就是這個民族崇尚智慧、重視教育，這是他們獲得成功的奧妙所在。

7 結論

改革開放以來，我國的科學技術和自主創新能力取得了偉大的成就與進步，中國在某些研究領域已走在世界前列，蛟龍下海與嫦娥奔月令國人引以為豪，神舟系列飛船與空間出艙、40K以上鐵基高溫超導體、超級雜交水稻和千萬億次高效能計算機系統“天河一號”等名列全球前茅。2012年，莫言獲得諾貝爾文學獎，實現了中國諾貝爾獎零的突破，但要想打破諾貝爾自然科學獎的零現象，還需學習和借鑒世界一流大學和科研機構的教育理念與創新方法，培養優秀的科技人才，營造自由開放的學術氛圍，加大對科研經費的投入與監控等。相信我國在不久的將來，一定能成為世界級的一流科技強國，培育出更多的諾貝爾科學獎獲得者。

[1]何艷娜.諾貝爾科學獎中的“猶太現象”研究[D].鄭州：鄭州大學，2011.

[2]陳其榮.諾貝爾自然科學獎與創新型國家[J].上海大學學報（社會科學版），2011，18（6）:1-21.

[3]C·Freeman.Technology Policy and Economic Performance:Lessons form Japan[M].Locdon:Printer Publishers,1987:98.

[4]張剛.解讀2012年諾貝爾獎[J].科學中國人，2013，（2）：10-19.

[5]陳艾華，鄒曉東.英國研究型大學提升跨學科科研生產力的實踐創新[J].自然辯證法研究，2012，28（8）:54-58

[6]陳其榮.諾貝爾自然科學獎與世界一流大學[J].上海大學學報（社會科學版），2010，17（6）:17-38.

[7]王書文.劍橋大學諾貝爾獎獲獎情況研究[J].臨沂師范學院學報，2006，28（2）：127-129.

[8]劉俊婉.從諾貝爾獎現象看科學創造的特征[J].科學學研究，2009，27（9）:1289-1297.