我們離諾貝爾獎有多遠？

王綬 ，天文學家、科普教育工作者，中國科學院資深院士，中國天文學會名譽理事長，中國科學院北京天文臺名譽臺長。開創了中國的射電天文學觀測研究領域并予以推進，也是中國現代天體物理學的早期創建者之一。1998年開始主要從事青少年科普教育工作，先后創辦中學生“科研實踐”、“校園科普”等實驗性活動。1996年被評為全國先進科普工作者。1993年中國科學院紫金山天文臺將3171號小行星命名為王綬星。

“我們離諾貝爾獎有多遠？”近年來關心我國科學進步的人常會這么問。我們也常聽到各種答案。我也有一個答案，即：“遠雖是遠，但說近卻也很近?！?/p>

從全局看，在100多年的諾貝爾獎歷史中，還沒有一項獎項出自中華大地。然而，諾貝爾獎獲得者并非鳳毛麟角。自然科學方面獲獎者每十年不下六七十人。其中有一些曠世奇才，但大部分則是一般的優秀學者；有一部分科研工作依靠昂貴的精良設備，但也有不少科研工作選擇或設計了適用而且相對低廉的設備來完成。因此，要問今天我們離諾貝爾獎的遠近，就要看選擇什么為參照。下面我先就這個話題講一個諾貝爾獎的故事。

“脈沖星”的發現

1967年，喬瑟琳·貝爾，英國劍橋大學的一位研究生，她用導師安東尼·休伊什設計的一種測量“行星際閃爍”的射電望遠鏡，意外地發現了后來被稱之“脈沖星”的奇異天體，脈沖星很快便被認定為30年前根據恒星演化理論預言的“中子星”。

中子星理論的提出超前于脈沖星的發現30余年，脈沖星的發現為它提供了一個決定性的驗證，并由此確立了恒星演化模型作為當代天文學一大理論支柱的地位。與此同時，它還引發了極端致密物體——中子星、黑洞的探討，為當代天體物理學（和物理學）的研究開辟了一個富有挑戰性的嶄新領域。由于這一成就，休伊奇被授予1974年度諾貝爾物理學獎，而天文學界把這看做他們師生兩人共享的榮譽，因為其中喬瑟琳作出了同等的貢獻。

這個諾貝爾獎故事中的科學成就無疑是巨大的，但是這個成就中的“巧遇”在科學研究上并不罕見，往往是一種“必然的偶然”。比如休伊什當時研究的“行星際閃爍”，在學術水平上和優秀科學刊物中日常發表的優秀文章沒有太大差別，而在獲得諾貝爾獎之前，無論是喬瑟琳還是她的導師休伊什，在學術界都尚未成名?？梢哉f，在我們國家今天的科學團隊中，這樣層次的人才和研究工作并不罕見。由此看來，諾貝爾獎離我們未必太遠。但我國為什么這樣的人才還沒有脫穎而出？

根據這種情況，現在我們來比較不同國家獲得諾貝爾科學獎成就的概率。如果假定國與國之間國民的勤奮本質沒有什么差別，人口中賦有潛在科學稟賦的比例也沒有什么差別，那么總成就的高低就唯一地取決于種種機遇：1.國民最基本的謀生和受教育的機遇——“宏觀機遇”；2.不同的人走進科學之前被發現和受引導的機遇——“入門機遇”；3.所有人進入科學之后自由探索、激勵“火花”的機遇——“學術機遇”。

于是，回答諾貝爾科學獎離我們多近或多遠的問題，便轉化成為對各種機遇的研究和分析。

關于“宏觀機遇”

我曾在一篇文中提到：“考慮大環境的‘宏觀機遇’：愛因斯坦和陳獨秀是同齡人。在他們的青少年時期，災難深重而正臨民族覺醒的中國大環境，相對于當時的西歐，有更多的機會產生杰出的革命家，而出現杰出科學家的機會則要少得多。這并不是因為那一年代的中國少年中值得造就的‘科學苗子’比人家少，而是因為缺少適于‘科學苗子’生長的土壤。”

現在，比起以往，許多大城市和富裕小城市已進入“小康”，接受良好科學教育的人口前所未有地增多，大環境似乎已經向著諾貝爾獎的機遇靠近了一大截。

關于“入門機遇”

相對于“宏觀機遇”，“入門機遇”屬個人小環境。首先，這樣的機遇應當為誰而創？

看一下杰出科學家做出杰出貢獻時的年齡段：根據統計，20世紀的100年中諾貝爾物理學獎獲得者共159人次，他們做出自己的代表性工作的年齡分布為：30歲以下的占29%，40歲以下的占67%，這是一個很能說明問題的例子。說明了近30%的杰出人才的成就高潮發生在30歲以前，而由于學科條件不一，40歲時取得大成就的人多半也不是“大器晚成”，而是在20幾歲時就已經脫穎而出。

比如從牛頓說起，1665年他23歲，當年他發現了萬有引力定律。同一時期他通過實驗還發現了光的分光性質，非?？赡芤彩窃谶@一時期他還發明了微積分。愛因斯坦的狹義相對論發表于1905年，同年他還發表了光電效應和布朗運動理論，這時他26歲。

牛頓和愛因斯坦的成就是無以倫比的，但他們都不是神童。而科學史上20來歲進入成就高潮的事例并不罕見。達爾文是在22#12316;27歲的五年時間里進行他的環球考察的。在20世紀量子力學形成期，玻爾提出他原子模型時是28歲，海森堡在25歲時提出測不準原理，包利25歲發現不相容法則，狄拉克28歲提出反物質理論，李政道(和楊振寧一道) 發現宇稱不守恒時是30歲，沃森(和克里克一道)提出DNA雙螺旋結構時是25歲#8943;#8943;

以上現象是帶有規律性的?，F在設想一個科學家在20幾歲時作出了世界性的杰出貢獻，但在這之前他會需要幾年的奮斗時間?？梢匀菀椎赝扑愠觯哼@個奮斗時間應當開始于十六七歲，正是處在高中時期。

這就是說，“明日的杰出科學人才” 非?？赡墚a生在“今日有志于科學的優秀高中學生” 中。高中時期由于學業負擔加重，對于志趣已明、稟賦已顯、常規課程已難滿足要求的學生，非常有必要普遍地為他們創造“入科學之門”的機遇，以提高人才被發現和得到造就的概率。為了做到這一點，一個自然的(也是可取的)想法是接納這些學生進入到第一線上的科學環境中去接觸科研、求師交友。

把這種想法具體化，一項已經做了幾年試驗的方案是：一方面組織各個學校有志于科學的優秀高中學生，另一方面聯絡各個科研院所的第一線的優秀團組，每年安排每個團組接納一到幾個學生在寒暑假和課余時間進入實驗室，進行時間跨度為一年左右的“接觸科研、求師交友”的活動 ?；顒拥姆绞绞?“以科會友”，主要是學生在研究人員指導下完成一項 “真刀真槍”但又適于中學生的科研課題。

課題的設置和執行需要精心策劃，做到足以使學生體驗科學思想和科學方法、發掘他們的科學潛質，同時又可以借以考察和發現可能的“科學苗子”。為了區別于“科學實習”，我們把這種方式稱為“科研實踐活動”。“科研實踐活動”應嚴格與“應賽教育”相區別。

與此同時，設置了一套相應的評審方法，對學生的科學素質做出有效的評估，以檢驗“科研實踐活動”的效果，并借以對可能成為杰出的科學家的人才(通常所謂“科學苗子”)的判斷提供科學依據。

這種“科研實踐活動”方案目前已有一系列試驗結果可供探究。以下是目前考慮到了的兩個方面：

首先是影響問題：這個活動的效果如果得到人們認可，那么由于可以接納的人數遠遠不能滿足要求，將會不可避免地引進某種選拔過程。我們非常希望這種情況不要演變成為新的“應試”或“應賽”的要求，給學生施加新的壓力。

更現實的是效果問題：假設全國有一萬個科研課題組自愿參加“科研實踐活動”，如果一個課題組平均每三年接受一次中學生(平均三個人一組)來實驗室工作，那么每年全國可以有一萬個有志于科學的高中學生參加這一活動。設想這一萬人中日后有2000人從事科學研究，倘其中有200人比較出色，當可望出一二十個“尖子”，包括一兩個諾貝爾獎級人物(這樣的話，也許每歷三五屆就會出幾個諾貝爾獎候選人)。

可以看出，這種估算條件相當寬。目前我國單是國家自然科學基金委員會每年資助的課題項目就數以萬計，如果把中學生“科研實踐活動”作為一種社會義務提給每個項目，則受益的中學生范圍還可以擴大很多。這樣做，雖然依然覆蓋不到大部分中學生，但總體來說，哪怕實際參加的課題組只達到預計的十分之一，這樣我們離諾貝爾獎還是會近了很多。

關于“學術機遇”

在自然科學領域，具有優秀科學素質的人才能不能發揮他的才智，與“學術機遇”密切相關。影響這種機遇的因素，除經費、裝備等“硬條件”外，科研體制、學術風氣等“軟條件”同樣十分重要。近一二十年，隨著經濟能力的增長，我國自然科學研究的“硬條件”有了很大的改善，這顯著提高了我們的科學實力。

然而，國際上的發展速度同樣很快，縮短與他們之間的差距仍然是一個重大的策略性課題，這當放在其他場合討論。這里我們將著重就“軟條件”的影響說幾點看法。

對于已經成名的科學家，倘要“擇木而棲”，“硬條件”的吸引力會起很大作用，這無須贅說。而對于一個未成名的、可能成為杰出科學家的人，特別是20來歲的青年，能導致他“脫穎而出”的“軟條件”則更為重要。

“軟條件”往往不是絕對的。一個優秀的科學家能不能發揮他的洞察力和創造性以取得成功，就如格羅特·雷伯(射電天文學的創始者之一)所說的：“需要合適的人在合適的地方和合適的時間做合適的事?！?這里我們討論的合適的人是與前面故事里所說的那些科學家同樣優秀的人；主觀上，他可以做到的合適的事應當是與那些科學家做的同等水平的事，而他所需要的合適的時間和合適的地方則是一種帶給他“學術機遇”的工作環境和管理政策，其標志為：自由與寬容。

解釋一下“自由”：自然科學家面對未知世界，要運用洞察力以判明探索的方向、運用創造性以追求探索的目標。而“運用之妙，存乎一心”，所以必須有一個自由發揮的空間；再說說“寬容”：探索含有“試錯”的性質，必須有一個寬容的環境。

自由和寬容都是相對的。對于任何人或任何事都有一個適度的“相對于約束的自由”和“相對于問責的寬容”。為了適度，對于新手(為了后面的討論，姑且稱為“學生級”的人才)，會多關照一些、傳幫帶，多約束一些；對于學術水平高的(“同事級”的人才)，就會比較放手，按計劃，看結果；對于杰出科學家（“老師級”人才），自由度就更大。

這種按學術水平、或“學術可信賴度”區別對待是必要的。對不同的事也一樣，也要區別對待。比如一項周密計劃好的任務，就必須卡內容、卡進度，而對于自由探索就不能這樣。

于是，問題就轉成為對于不同學術等級的人才應掌握的自由和寬容的分寸。這當然是“仁者見仁、智者見智”，需要更多的討論，希望感興趣的讀者能夠都參與。