马克思有句名言:“在科学上没有平坦的大道,只有不畏劳苦,沿着陡峭山路攀登的人,才有希望达到光辉的顶点。”然而马先生并没有指出科学山路是何等陡峭。笔者体认到,从科学高峰的山脚登上巅峰,要付出毕生精力,沿着陡峭山路攀登七个层级,困难程度远远超过攀岩运动。
站在科学高峰第一层级即山脚的是科学生。近代以来全世界学习科学的学生人数,难以准确统计。笔者估计约1000万至5000万,应该不太离谱。多数科学生毕业后教书或去企业,只有约十分之一能攀上第二层级。
攀上科学高峰第二层级的是科学工作者,他们获得了硕士、博士学位,全世界累计约100万至500万。其中美国培养的物理学博士累计15.3万,生物学博士16.7万(截止1999年)。这个层次多数人的创新能力还不强,只能在资深科学家的指导下积累数据。多数科学工作者止步于第二层级,只有约十分之一能攀上第三层级。
攀上科学高峰第三层级的是一般科学家,总数约10万至50万。他们的创新能力一般,能对前人的研究作小修小补。例如前人在小鼠身上发现某种现象,他们就改用大鼠或豚鼠,这类重复研究的水平当然不高。多数的一般科学家止步于第三层级,只有约十分之一能攀上第四层级。
攀上科学高峰第四层级的是优秀科学家(excellent scientist),数量约1万至5万。他们是科学研究的中坚力量,具有较强的创新能力。优秀科学家能在某个科学分支修正现有理论、完善现有模型、改进现有方法。多数优秀科学家止步于第四层级,只有约十分之一能攀上第五层级。
行文至此,有必要介绍学科分级。与诺贝尔科学奖有关的物理、化学、医学、生物学都是一级学科。每门一级学科包含若干二级学科,例如化学包含无机化学、分析化学、有机化学、物理化学、高分子化学等二级学科。生物学包含的二级学科更多,如植物学、动物学、生理学、微生物学、神经生物学、遗传学、生物化学与分子生物学等。每门二级学科又可细分为若干三级学科,例如二级学科生理学包含了心血管生理学、呼吸生理学、消化生理学、泌尿生理学、内分泌生理学等20个三级学科。因此,每门一级学科包含了几十甚至上百个三级学科。
攀上科学高峰第五层级的是杰出科学家(outstanding scientist),总数约1000至5000。诺贝尔科学奖多半就颁给这个层级的科学家。杰出科学家为三级学科的创立和发展作出了突出贡献,如发现新现象、提出新理论、确立新模型、建立新方法,其研究成果往往被载入教科书。只有约十分之一的杰出科学家,能再接再厉攀上第六层级。
攀上科学高峰第六层级的是卓越科学家(exceptional scientist),约100至500人。卓越科学家为一级学科的发展或二级学科的创立作出了巨大贡献。作为第六层级科学家的代表,门捷列夫提出化学元素周期律,极大地推动了化学的发展。居里夫人发现镭和钋两种放射性元素,推动了原子核研究,据此先后获得诺贝尔物理学奖与化学奖。
攀上科学高峰第七层级即马先生所说光辉顶点的,是伟大科学家(great scientist),在历史上只有约10至20人,如哥白尼、伽利略、牛顿、达尔文、爱因斯坦等。伟大科学家对一级学科乃至整个科学具有方向性、革命性、历史性的影响,其贡献具有划时代意义。哥白尼创立日心学说,推翻了统治一千多年的地心说,这不但是天文学的伟大革命,而且引起人类宇宙观的重大革新。达尔文确立物种进化论,用大量事实说明物种和人类起源的真相,在生物学完成了一场伟大革命。爱因斯坦创立狭义相对论,推动了理论物理学革命;他创立的广义相对论,被公认为人类思想史最伟大的成就之一。
如上所述,得到诺贝尔科学奖并不等于攀上了科学高峰的顶点。多数得主位于科学高峰的第五层级,为三级学科的创立或发展作出了突出贡献。那么诺贝尔科学奖得主如何养成呢?笔者认为离不开两个必要条件。
第一个必要条件是具有突出的人格特质。马先生指出必须“不畏劳苦”,但仅此不够。成功的科学家必须具有独立精神与自由思想、具有对未知事物的强烈兴趣、具有非凡的创新能力、甘于清贫献身科学。具有这些人格特质,才有希望攀上科学高峰。
第二个必要条件是良好的社会环境。获得诺贝尔科学奖的研究成果,绝大多数出自开放社会。没有宽松、宽容、宽厚的社会环境,绝难培养出杰出科学人才。社会应当支持、而不是限制科学家的独立精神与自由思想。在这方面中国大陆有过惨痛教训,1950年代许多学者被打成右派,1960年代更多学者被打成反动学术权威。最荒唐的是大学11年不招生,连科学生与研究生都没有了,何来高层级的科学人才?此一倒行逆施造成整整一代的人才断层,其对中国科学事业的灾难性影响,至今仍未完全消除。
诺贝尔科学奖得主迄今不过573人,而有实力获奖的第五层级杰出科学家则数以千计。这说明获奖与否,实力固然是第一位的,但机遇也相当重要。诺贝尔奖评委会为了避免错误颁奖,往往倾向于对研究成果多观察几年。在此期间去世的学者,就与诺贝尔奖无缘。再者,评委会要考虑学科之间的平衡,不太可能连续颁奖给同一门二级学科,更不可能连续颁奖给同一门三级学科。“风水轮流转”的结果,也使许多学者与诺贝尔奖失之交臂。
依据以上分析,笔者作出两点判断。判断之一:随着经济实力与科研投入的增长,中国培养出大量理科硕士、博士,学习西方先进科学的留学生也大批海归。他们是中国科学的新生力量,正沿着陡峭山路一个层级、一个层级地攀登。其中少数人已攀上第五层级,有实力冲击诺贝尔科学奖了。
判断之二:有人预测10年后,中国大陆获得诺贝尔科学奖将成为“家常便饭”。此预测过於乐观,笔者不敢苟同。其一,中国社会严重的功利化导致科学研究功利化。评价科学家的水平高低,只看论文篇数和影响因子,而不看是否攻克了重要的科学难题。许多科学家因而趋于浮躁,无心做周期较长的重要研究,而是为多发表论文作“短平快”式研究。其二,中国科学家的整体水平,离诺贝尔科学奖的门槛尚远。中国科学院代表着中国科学的最高水平,现有的726位院士,其中没有攀上第六层级的卓越科学家,更没有攀上巅峰的伟大科学家。少部分院士位于第五层级,多数院士则位于第四层级。要提高中国科学家的整体水平,必需从科学生抓起,作长期的不懈努力。
由此看来,中国在近期实现常态化的年年获奖,不容乐观。中国要赶上日本(获奖19次)、法国(34次)、德国(70次)和英国(78次)已属不易,要达到美国(254次)的水平,更是任重道远。
(图片取自网络)
欣赏好文。天才可遇不可求,最重要的是学术土壤,怎么也要一两百年的积淀才行。
我看了您的博文,知道了您是一位70后,我大约比您虚长一辈。我对科学研究的态度,请参看我在文学城的第一篇博文《母校的星空》。
我倒是赞同您的三篇博文的。让我们求同存异吧。
I guess you are not engaged in this career. Therefore, you have some imagination about it. Just like other careers, it is not worse, not better.