诺贝尔自然科学奖获奖成因探析与启示

刘曼玲

（中南大学 信息科学与工程学院，湖南 长沙410075）

1 引言

在诺贝尔奖项中，一般把诺贝尔物理、化学、生理或医学奖称为诺贝尔自然科学奖（简称诺贝尔科学奖）。该奖于1901年首次颁发以来，历经百余年，记载了三百多份人类的首次创造与发明。目前，已有五百多位科学家获得诺贝尔科学奖的殊荣，他（她）们不怕艰苦、勇于创新的精神鼓舞着后来人追求理想、不断探索。诺贝尔奖成果的运用，也大大地推动了全球的科技进步与经济繁荣，丰富了人类的物资宝库。世界各国已把诺贝尔获奖人数的多少看成是衡量一个国家、民族、科研机构与大学科学水平高低的重要指标之一，因此对诺贝尔奖的获奖成因进行研究，具有十分重要的现实意义。

诺贝尔奖是一个国家科技、传统与政策的综合反映。从国家的分布来看，诺贝尔奖获得者主要集中在技术发达、经济繁荣的美、英、德、法等国，而人口只有一千多万人的犹太民族，却产生了一百多名诺贝尔科学奖得主[1]。这些国家的共性是具有独特的科技创新体系与思想，具有自由开放、严谨求实的学术氛围，具有培养精英的世界一流大学，具有优秀的科研团队和充裕的科研经费。

2 科技创新体系与思想

具有活力的科技创新体系与思想是美、英、德、法等国家拥有较多的诺贝尔自然科学奖获得者的主要原因之一。第二次世界大战后，美国采取了一系列措施来吸引和凝聚优秀人才，德国、意大利等各国的科学家大量流入美国定居，不同文化传统、学派之间的思想交流与碰撞，促进了科学研究的创新，许多移民科学家获奖，为美国带来了繁荣的“大科学时代”—数学、化学、核物理学和原子物理学等学科迅速发展。美国作为科技创新的强国，自20世纪70年代以来，逐步建立了以大学、科研机构和工业企业为主体的市场竞争与政府调控相配合的国家创新体系。2003年，美国提出了动态的、复杂的生态系统—“创新生态系统”的理念，政府、高校、科学家、企业等各个创新主体之间的交流和互动，不断提升国家原始性创新能力，出现了许多世界一流的科学家，产生了诸多科研成果，美国也成为全球获得诺贝尔奖最多的国家[2]。

1987年英国学者C.Freeman首先提出“国家创新体系”（The national innovation system，NIS）的概念，他将其定义为：“国家创新体系是由公共部门和私营部门中各种机构组成的网络，这些机构的活动和相互影响促进了新技术的开发、引进、改进和扩散”[3]。英国的创新体系与思想使英国成为获得诺贝尔奖数第二的国家。德国的国家创新体系的特色则是政府、企业和人之间和谐统一:国家出政策、企业出资金、科研人员出成果，三者之间相互沟通与合作。

诺贝尔奖委员会一个非常重要的评判标准就是知识的原创性和对人类所做的贡献。如美国科学家大卫·维因兰德（David Wineland）与法国科学家塞尔日·阿罗什（Serge Haroche）因“独立地发明并发展了在保持量子力学特性的条件下测量和控制单个粒子的方法，在此之前这被认为是不可能实现的”而获得2012年诺贝尔物理学奖。诺贝尔物理学奖评委会主席、瑞典皇家科学院院士比约恩·琼森（Bjorn Jonson）致颁奖词:“他们利用巧妙设计的实验成功地实现了在不破坏量子特性的条件下操控和测量一个独立量子系统，打开了一扇观测最基础量子世界的大门。”[4]其应用是可以建立起一种新型的、基于量子物理学的超快计算机和比今天所使用的铯原子钟高出数百倍的有超高精度的钟表，这无疑会带来网络、通信技术的新飞跃！

3 自由开放的学术氛围

少数世界一流大学和科研机构成为诺贝尔奖获奖者的苗圃和摇篮，这与其具有自由开放、严谨求实的学术环境是密不可分的。

世界一流大学非常重视本科生和研究生的创新培养教育，诺贝尔自然科学奖获得者中90%具有博士学位。在发达国家，高校课堂教学时数少，教学内容更新快。教师注重开发学生的自身潜力，鼓励质疑、大胆探求。教师常常会在课堂上介绍科技发展的新动态与新成果，会设计与最新科技发展相关的小课题和专题，对学生进行学术研究训练。课程学习中的小组作业由全组人员合作完成，旨在培养学生的团队精神和创造能力。实验室中学生与老师相互学习与讨论。为了使理论与实践更好地结合，大学常与企业、公司等部门联合培养研究生，让研究生到工厂参观学习或短期实习，研究和解决实际中的技术难题。学校的各种学生团体、俱乐部以及讲座、报告会等大大地丰富了学生的业余与学术活动，促进了师生之间的思想交流和智慧碰撞。这些都给未来获得诺贝尔获奖打下了坚实的基础。

一些著名的科研机构非常重视基础研究，鼓励原始创新。如英国剑桥大学的卡文迪什实验室就是全球最负盛名的科研机构之一，140多年来以在凝聚态物理和射电天文学方面的成就著称，有“物理之邦”的美誉。卡文迪什实验室拥有自由民主的学风，注重吸引人才和学科交叉，营造平等相处的学术氛围。卡文迪什实验室主任J.J.汤姆森（J.J.Thomson）任职时年仅28岁，他于1906年荣获诺贝尔物理学奖，并培养出多个诺贝尔奖获得者和皇家学会会员。他思想开放，最先设立了面向全球、从国外招收研究生和对女学生开放的制度，卡文迪什实验室除了本身的科研骨干班子外，还广纳几倍至十倍的流动研究队伍，吸引一代又一代的优秀学者来到剑桥。正是因为这种“海纳百川”的胸怀和多种文化的碰撞，卡文迪什实验室培育出了29位诺贝尔奖获得者[5]。物理学家F.H.C.克里克（F.H.C.Crick）和生物学家J·D·沃森（J.D.Watson）合作发现了DNA分子的双螺旋结构模型，获1962年诺贝尔生理学或医学奖，被誉为20世纪最伟大的发现，也是卡文迪什实验室进行跨学科研究最成功的典范之一。

4 世界一流大学

拥有一定数量的世界一流大学已成为培养出诺贝尔奖获得者的重要条件，因为只有提升高等教育的质量，才能培养出高素养的科技人才，获得诺贝尔奖的可能性也才会大大提高。诺贝尔奖获得者排名前十的世界一流大学为：剑桥大学、哈佛大学、哥伦比亚大学、加利福尼亚大学（伯克利）、麻省理工学院、巴黎大学、芝加哥大学、慕尼黑大学、哥廷根大学、柏林大学[6]。

剑桥大学是由一批为躲避与牛津当地居民的殴斗、从牛津大学逃离出来的学者于1209年建立的，是世界上诞生最多诺贝尔奖得主的高等学府，800多年来，共培养出了80多位诺贝尔奖获得者。剑桥校园鸟语花香、绿草如茵、环境幽美，剑河（又名康河）穿梭于这座大学城。徐志摩一首浪漫而充满诗意的《再别康桥》，让无数中国人对英国剑桥大学的剑河心驰神往，也吸引了全世界莘莘学子和学者的目光。剑桥大学现有31个学院，包括3个女子学院与两个专门的研究生院，其中最著名的学院有三一学院（牛顿毕业的学院）、圣约翰学院和国王学院，三一学院培养出了30多位诺贝尔奖获得者。剑桥大学鼓励学生创新，倡导原创性研究，在科学技术方面成就显著、人才辈出，涌现出了一大批对人类的科技进步产生重大影响的杰出科学家：牛顿、达尔文、培根、霍金、卢瑟福、麦克斯韦、瑞利、汤姆逊、狄拉克、图灵、沃森和克里克[7]。创新思想是剑桥大学的魅力所在，也是剑桥能诞生如此多诺贝尔奖获得者的重要因素。1970年，由剑桥大学三一学院发起建立的科学园成为了产、学、研一体化的高新技术研究中心。

世界一流大学包揽多数诺贝尔奖的情况也说明：学生进入名校学习，能拥有优越的学习环境与资源，包括文化氛围、科研传统、一流大师和先进设施等，传承与创新构成了一个优势不断累积的良性循环，为斐然成就的产生提供良好的条件。

5 优秀的科研团队

科学家的辛勤耕耘离不开人才培养的肥沃土壤，一棵大树只有长在森林里才会更加枝繁叶茂，学术团体渐渐成为诺贝尔奖获奖主力，如英国剑桥大学的卡文迪什实验室、美国的贝尔实验室、美国加州大学的劳伦斯实验室等，均培养出了多名诺贝尔自然科学奖获得者。这些名牌大学和实验室伯乐聚集、名师荟萃、高徒满堂。权威作用、榜样作用尽显其中，团体的互助和竞争作用也得到了充分的发挥。众多诺贝尔奖获得者的学术团体中典型的有：卢瑟福学派、玻尔学派、费米学派等。“名师出高徒”，卢瑟福带出了3名诺贝尔奖得主，玻尔造就了7名诺贝尔奖得主，费米培养了6位获奖者（包括李政道、杨振宁）。据统计，美国92位诺贝尔获奖者中有48人曾在前辈诺贝尔获奖者手下当过学生或做过晚辈合作者[8]。因此，学术沉淀、知识积累与大师级的专家是科学精英和和优秀团队产生的源泉。

6 充裕的科研经费

一个国家科学技术的发展必须要有强大的经济支持作后盾，国外高校与科研院所的科研经费主要来源于各级政府拨款、校友资助或通过签订合同方式提供，政府科研经费比例比较高。欧美等发达国家对科研的投入在国内生产总值（GDP）中占有较大的比重，特别重视基础研究经费的投入，因为基础研究是创造发明和产生新知识的先导。如以色列、瑞典、日本、芬兰、美国、德国、瑞士、丹麦、奥地利、法国、加拿大、比利时、澳大利亚、英国就投入了大量的财力进行科学研究，其中以色列居第一。一百多年来，在诺贝尔奖获得者中，近200个是犹太人，创造了令世人感叹的奇迹！一个重要原因就是这个民族崇尚智慧、重视教育，这是他们获得成功的奥妙所在。

7 结论

改革开放以来，我国的科学技术和自主创新能力取得了伟大的成就与进步，中国在某些研究领域已走在世界前列，蛟龙下海与嫦娥奔月令国人引以为豪，神舟系列飞船与空间出舱、40K以上铁基高温超导体、超级杂交水稻和千万亿次高效能计算机系统“天河一号”等名列全球前茅。2012年，莫言获得诺贝尔文学奖，实现了中国诺贝尔奖零的突破，但要想打破诺贝尔自然科学奖的零现象，还需学习和借鉴世界一流大学和科研机构的教育理念与创新方法，培养优秀的科技人才，营造自由开放的学术氛围，加大对科研经费的投入与监控等。相信我国在不久的将来，一定能成为世界级的一流科技强国，培育出更多的诺贝尔科学奖获得者。

[1]何艳娜.诺贝尔科学奖中的“犹太现象”研究[D].郑州：郑州大学，2011.

[2]陈其荣.诺贝尔自然科学奖与创新型国家[J].上海大学学报（社会科学版），2011，18（6）:1-21.

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

[4]张刚.解读2012年诺贝尔奖[J].科学中国人，2013，（2）：10-19.

[5]陈艾华，邹晓东.英国研究型大学提升跨学科科研生产力的实践创新[J].自然辩证法研究，2012，28（8）:54-58

[6]陈其荣.诺贝尔自然科学奖与世界一流大学[J].上海大学学报（社会科学版），2010，17（6）:17-38.

[7]王书文.剑桥大学诺贝尔奖获奖情况研究[J].临沂师范学院学报，2006，28（2）：127-129.

[8]刘俊婉.从诺贝尔奖现象看科学创造的特征[J].科学学研究，2009，27（9）:1289-1297.