從19位日本諾貝爾科學獎獲獎者人生經歷看人才培養

靳 露

（蘭州大學 高等教育研究院，甘肅 蘭州 730000）

自1949年日本人湯川秀樹首次為日本獲得諾貝爾獎以來，至今已有27 位日本人摘得諾貝爾獎章。其中，自然科學獎共有23人獲獎（南部陽一郎和中村修二為美籍日裔，以下統稱“日本人”），分別是物理學獎11人、化學獎7人、生理或醫學獎5人[1]，其中19人是在2000年及以后獲獎，這一數字僅次于美國，領先于英、徳、法等歐洲國家。同時，19 位獲獎者全部在日本國內完成本科階段的學習，僅兩人在美國完成研究生階段學習。與美國獲獎者多為移民不同，日本獲獎者的高等教育完全“靠自己”。當初日本在2001年提出“諾貝爾計劃”即“50年產生30位諾貝爾獎獲獎者”[2]時，無論是日本國內，還是國際社會，對該計劃的可實施性都持觀望態度，如今看來，日本正向著這一目標穩步前進。面對“諾貝爾科學獎的日本現象”，我們不禁思考，為什么我國如此大的人口基數，本土學者僅屠呦呦一人摘得諾貝爾自然科學獎？日本何以產生如此多的科技成果？這些富有創造力的人才是怎樣成長起來的？帶著這些疑問，筆者對19 位(見表一)日本諾貝爾科學獎獲獎者的資料做了文本分析，希望能夠從中分析總結出拔尖人才成長所具備的共通素質，以及社會應該為其成長做哪些努力，以期對我國拔尖人才的培養有所啟示。

表1 2000年之后日本諾貝爾科學家獲得者基本信息

本文主要研究19位科學家做出諾貝爾科學獎獲獎成果之前的人生經歷，現將他們的經歷大致分為三個階段：一是基礎教育階段，包括幼兒期、童年和中小學時期。這一時期是知識啟蒙和確立興趣點的重要階段，此時家庭教育和社會教育起著主要作用；二是大學和研究生學習階段。這是19位科學家系統接受理論知識學習和科研訓練的時間，此時學校教育發揮著巨大作用，高等教育階段的學習，為今后確定職業方向打下牢固基礎，是個人成長的重要節點；三是大學畢業之后到取得獲獎成果。這段時間是科學家們真正獨立從事科學研究的階段，他們在科研活動中，如何解決專業難題，如何與他人合作國家的政策制度又給了他們怎樣的幫助等等，這些問題都值得我們深入研究。

一、基礎教育階段-親近自然創造力的萌芽

通過研究發現，這一時期，獲獎科學家大多在良好的家庭氛圍和學校氛圍的影響下，對科學產生了濃厚的興趣。比如2000 獲獎者白川英樹直言，是小時候燃起的對自然科學的興趣，使自己最終獲得了諾貝爾獎[3]。他小時候最喜歡的事情就是在河里游泳和在山野奔跑，自稱是個“享受每個自然界中小發現”的少年，經常會思考“為什么會有云彩？”“這種植物為什么只有這個地方有？”這種問題。令他記憶猶新的是，他在用柴火燒水的過程中發現，把蘸有鹽水的報紙放在火里燒，會看到火焰的顏色產生變化，這一現象讓他驚喜不已，也由此對化學產生了濃厚的興趣，中學時也寫過“我的夢想是發明更好用的塑料”這樣的作文，后來也一直在化學專業學習。另一位獲獎者中村修二在自傳中也提到，童年時的愛好對他后來人生道路的發展產生了很大的影響。當時他對漫畫產生了極大的興趣，喜歡看漫畫雜志，《鐵壁阿童木》對他影響很大，尤其崇拜創造出阿童木的茶水博士，自己也夢想成為一名科學家[5]。而且，受父親的影響，他很喜歡數學，也由于數學和理科有相通之處，他很擅長學習理科，尤其是數學這種只需要記一個公式就能自己推演出結果的科目，雖然當時他的成績并不突出，但是他很愛獨立思考，已經形成了一定的理科思維。另一位從小就喜歡實驗的獲獎者是田中耕一，他曾回憶自己中學時的一段往事，當時物理老師經常用小實驗喚起同學的好奇心。有一次在做“磁力”相關的實驗時，本想先在水底沉入一塊磁鐵，再將插有標志的貼針放于水面，希望大家能夠慢慢觀察兩者相互吸引的過程，但是貼針總是瞬間被吸上，后來田中建議將水換成油，實驗果然順利進行。2014年獲獎者赤崎勇在回憶年少時光時也提及，最喜歡到山野和海邊玩耍，在樹叢里捉蟲、礁石里捕魚都是難忘的回憶，因為爸爸某天帶了很多礦物標本回來，赤崎一下子就被迷住了，礦石的形態、特性令他著迷不已，多年以后他仍然保持著參觀礦物博物館或者去跳蚤市場淘礦石的習慣，自傳中他也說道，“這些年少時被礦物標本所吸引的經歷，現在會想起來，不經意間暗示了我此后的人生”[6]。

從以上事例可以看出，在獲獎者進入大學前，都有著愉快的少年時代，大都能夠保持自由探索的天性。不管是學校教育還是家庭教育，都能夠引導和呵護孩子的好奇心，能夠提供給他們活動實踐的機會。對比目前我國教育中，過分重視學生課業成績，甚至部分家長仍然抱有學習就應該“兩耳不聞窗外事，一心只讀圣賢書”的觀念，這一階段是孩子探索欲和求知心最旺盛的時期，如果我們過早地用應試教育壓迫他們，用單一的分數來評價他們，培養出來的，也僅僅是會做試題的機器而已，卻扼殺了他們創造力的種子。如果在基礎教育階段就讓學生喪失對學習的興趣，把學習看做一種負擔，那么之后高等教育階段再怎么努力也無濟于事。

二、高等教育階段-名師出高徒

在進入高等教育階段，日本教育非常注重研究內容的師承延續。重大項目或者前沿科技都是以團隊形式或者幾代師承持續研究。以諾貝爾物理學獎獲獎者為例（見圖1），仁科芳雄被稱為日本物理之父，是日本近代物理學的開拓者，他師從波爾（Niels Henrik David Bohr），和愛因斯坦關系密切，有長達8年的海外留學經歷，回國后，他將目標瞄準原子物理領域，創辦了仁科實驗室，這個實驗室后來成為日本原子物理人才的搖籃。實驗室采取理論和實驗雙管齊下的原則，倡導團隊合作共同推進研究，并取得了一系列豐碩的成果。當時，朝永振一郎和坂田昌一都在該實驗室里與仁科進行理論物理方面的合作。而且，作為朝永和湯川的老師，仁科在實驗室內部也形成了以他們為中心的介子討論小組，從實質上推動了湯川和朝永的介子理論研究。值得一提的是，湯川和朝永本身就是高中和大學的同班同學，也是十分要好的朋友。

朝永振一郎也有兩位知名的學生，分別是小柴昌俊和朝永振一郎。其中，小柴昌俊能夠去美國留學多虧了這位恩師的推薦信。而南部陽一郎也是受老師的推薦，才留在普林斯頓大學，并且使自己的才能得以發揮。當時，南部陽一郎在普林斯頓大學的研究經費就是當年朝永留下的。

坂田昌一是湯川秀樹的高徒也是早期合作者，他在1942年首先提出了兩種介子理論，并于1947年在實驗中發現了其預言的π介子。他繼承了湯川的開放包容的精神，并將這種精神帶到了名古屋大學而且感染了學生益川敏英和小林誠，正是得益于此，益川敏英和小林誠才能自由地進行關于夸克的研究，最終提出“卡比博-小林-益川矩陣”也是受到了“坂田模型”的啟發。雖然坂田昌一最終沒有獲得諾貝爾獎，但是他為后來很多獲獎者提供過指導，南部陽一郎就是其中一位。同時，他從理論上論證了如果中微子有重量就會產生振動。這一成果為后來梶田隆章的研究打下了良好的基礎。而南部陽一郎與益川敏英和小林誠也有交集，他也對后者進行過指導，并對其研究產生重大影響。

小柴昌俊、戶塚洋二和梶田隆章師徒三人的研究都是圍繞超級神岡探測器展開的。梶田隆章還是研究生時就進入了小柴昌俊實驗室，當時被稱作“小柴組”，彼時已經是知名教授的小柴昌俊對于梶田隆章來說是“大神”級的存在，但實驗室的研究氛圍十分自由開放。無論是學生還是老師都不會被外界身份所束縛，大家都只是研究者而已，超級神岡探測器的實驗數據對所有人開放，每個人都可以用于自己的研究。這種寬松的氛圍給了梶田隆章極大的成長空間，為他最終獲得獎章打下堅實的基礎。恩師小柴昌俊的兩句教誨他一直銘記于心，一句是“請把握住自己研究的基本②”，另一句是“我們的研究用的是民眾的辛苦納稅錢③”[7]。

戶塚洋二當時是助理教授，也是直接指導梶田隆章的老師之一，兩人都發現中微子有質量，但戶塚洋二在2008年去世，因此諾貝爾獎由梶田隆章和亞瑟·麥克唐納分享。梶田隆章在后來的采訪中特意提到，戶塚洋二原本也應該能夠拿諾貝爾獎的。

赤崎勇和天野浩是日本歷史上第一次師徒同時獲獎。赤崎勇從京都大學理學院畢業后，入職了由“神戶工業大學”之稱的神戶工業公司，1973年諾貝爾物理學獎獲得者江崎玲于奈也是在這個公司從事研究，受后者影響，赤崎勇也開始研究半導體，在離開神戶工業公司進入名古屋大學后，和他的研究生天野浩一起，研制出了高效的藍光二極管。天野浩說過，老師的指導十分細致，論文都是逐字逐句幫學生修改，有時甚至要修改50遍以上，這種事事力求完美、嚴謹的態度給了天野浩很大的鼓舞，后期他在做關于藍色LED 開發的實驗時，三年時間失敗了1500次以上，但是仍然能夠保持樂觀，從失敗中找原因謀取最后的勝利，絕不中途放棄，這是他的信條[7](P52)。

圖1 日本諾貝爾物理學獎獲得者關系譜

三、青年期-穩定的工作環境和創造力的高峰期

本文通過梳理19 位獲獎者的科研履歷后發現，多數研究者從青年時期就已經開始從事與獲獎成就相關的工作了（見表2）。例如，在小林誠和益川敏英兩人在東京大學做助手時，分別只有29 歲和33 歲，就已經提出了“小林-益川”理論，這個成果也最終為他們贏回了諾貝爾獎章。天野浩博士在讀期間，就和導師赤崎勇一起利用新發明的低溫沉積緩沖層技術MOCVD①法，在世界上首次制造出了高質量、高純度的GaN 晶體；中村修二從德島大學畢業后就進入了日亞公司，當時年僅25歲，也已經開始從事半導體的研究工作。雖然當時研究環境十分苛刻，經費、人力方面有諸多限制，但是他卻能夠從零出發，苦中作樂，自己動手做實驗器材。唯一一位以學士學歷獲獎的日本人田中耕一，在進入島津制作所的第二年，即1984年，25 歲時就發現了最終給他帶來諾貝爾化學獎的成果-分子質量分析，他開發出了“軟激光解媳婦粒子化法（Soft Laser Desorption,SLD）”,這是這種技術讓他成功地第一次測量了蛋白質的大分子質量。

除了與獲獎成果直接相關的研究外，還有很多獲獎者在年輕時從事的研究為今后的獲獎奠定了堅實的基礎。例如下村修，在名古屋大學研修期間，從事生物發光領域的研究，后來發現了葉綠素和綠色熒光蛋白(GFP)，從而進一步開始了關于螢火蟲發光物質的熒光素的研究，并最終獲得了諾貝爾化學獎。1963年，28歲的大村智擔任山梨大學研究室助手，當時實驗室的研究課題是當地的一種特產酒的發酵生產研究。由于酒是由微生物酵母發酵而成，也因此使他注意到微生物領域巨大的發展潛力，并潛心研究。可以說，他的諾貝爾之路就是從山梨大學的研究室、從關注微生物開始的。

表2 獲獎前19位獲獎者研究經歷

由上表可以看出，青年時期是一位科學研究者最富有創造力、最能做出成果的時期，雖然諾貝爾獎需要對研究成果進行一定時間的檢驗，獲獎者往往是在數十年后才能等來獎項，但是，日本多位科學家在30歲之前就已經開始了自己與獲獎成果相關的研究。這啟發我們在科學隊伍的建設中，不僅要關注那些已經取得矚目成就的學科帶頭人或者少數“大牛”，也不應該忽視對青年科學人才的培養，對他們的研究前景抱有信心，多多鼓勵年輕人實踐自己的想法。

同時，由獲獎者的任職可以看出，在他們從事研究時都有一個穩定的崗位，能夠為他們的科研提供良好的環境保障，這是他們能夠安心從事研究的前提和基礎。今天我們在談人才培養時，經常只提精神層面的鼓勵或引導，但對于現實的就業或待遇問題一般避而不談，這是一種錯誤的傾向。對于科研工作者，更應該為他們提供穩定的就職環境，為其解決后顧之憂。如果連一份穩定的工作都沒有，要出科研成果就更是無稽之談了。

四、留學等國際經驗的重要性

本文研究后發現，19 位獲獎者中，僅小林誠、益川敏英、赤崎勇、天野浩、梶田隆章、吉野彰6 人完全沒有海外背景，其余12 人均有各種形式出國交流經驗。其中，南部陽一郎、白川英樹、野依良治、下村修、鈴木章、山中伸彌、大村智、大隅良典8 人是在取得博士學位之后去海外留學或進行研究。田中耕一、根岸英一、中村修二3 人是在進入企業之后再去留學的（見表3）。

表3 部分獲獎者留學經驗介紹

通過上表可以看出，多數科學家的海外背景都對他們后來的研究產生了積極的影響，而且如白川英樹、山中伸彌、大隅良典等人的海外交流與后來的獲獎成果有直接關系。山中伸彌在1993-1996年美國格拉斯通研究所留學期間，最初的目的是弄清楚APOBEC1 在脂質代謝中所起的作用，但是在后來的小鼠實驗中發現，ApoBEC1通過表達后，雖然降低了低密度脂蛋白，但是高密度脂蛋白卻升高了，而且還使實驗鼠患上了肝癌。雖然這次實驗結果不符合預期，但是使山中伸彌開始關注癌癥研究，在確認致癌源可能是新基因NAT1 (Novel APOBEC1 target #1)之后，他開始思考如何清除NAT1 基因，也由此開始了關于干細胞的研究，這些前期工作與后來發現iPS細胞密不可分。山中伸彌曾在文章中回憶道，留學的3年是至今為止人生中最充實的時間。除了轉基因小鼠外，他在研究所還學習了微型陣列、大腸桿菌人工染色體、EST 數據庫等很多先進技術。回到日本一看，這些技術都還沒有被推廣[8]。

由此可見，海外背景可以使研究者更多地接觸新技術，尤其是在自然科學方面，以美國為首的西方國家在多領域的發展仍領先于其他地區，海外背景能夠促進科研人員間的交流，使他們能夠接觸到最前沿的研究成果，帶回先進的科學技術，更重要的是推動這些新技術在國內的發展，國際化已成為科研人才培養的不可逆轉的趨勢之一。

五、總結

從對日本19位諾貝爾獎獲得者的人生經歷梳理來看，我們可以得出以下幾點結論。首先，基礎階段的教育對培養學生的科學興趣十分重要。多數諾貝爾科學獎獲得者在小時候，或通過閱讀書籍，或通過課堂學習，已經確立對理科的興趣。同時，很多獲獎者都是受前輩科學家的鼓舞，也立志從事科研工作；其次，高等教育階段，基礎學科的師承關系明顯，重大項目多由師徒幾代人合作完成；再次，穩定的工作環境有助于科研工作者排除干擾，專注于研究。同時，多位獲獎者在青年階段（30 歲左右）已經開始進行獲獎的相關研究。最后，絕大部分獲獎者有海外學習背景，并且這些經歷很大程度上促進了他們科研的進展。

今后我國在建設精英人才培養體系時，也可以從以上幾方面入手，把人才培養看做一個統一的系統，重視基礎階段的教育的啟發性，提高高等教育階段的教育質量，并努力創設穩定的就業環境，解決科研人員的后顧之憂，最后，推動精英人才“走出去”，并且“回得來”。

注釋：

①MOCVD：Metal Organic Chemical Vapor Deposition Vapor Deposition，有機金屬化學氣相成長法。在高溫的基盤上噴撒氣態的物質，使其蒸鍍，使結晶生長的方法。

②日文原文為“自分の研究の卵を持っていなさい”。

③日文原文為“我々の研究は國民の血稅で行っているんだ”。