從19位日本諾貝爾科學(xué)獎獲獎?wù)呷松?jīng)歷看人才培養(yǎng)

靳 露

（蘭州大學(xué) 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?wù)隆Ｆ渲?，自然科學(xué)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(tǒng)稱“日本人”），分別是物理學(xué)獎11人、化學(xué)獎7人、生理或醫(yī)學(xué)獎5人[1]，其中19人是在2000年及以后獲獎，這一數(shù)字僅次于美國，領(lǐng)先于英、徳、法等歐洲國家。同時，19 位獲獎?wù)呷吭谌毡緡鴥?nèi)完成本科階段的學(xué)習(xí)，僅兩人在美國完成研究生階段學(xué)習(xí)。與美國獲獎?wù)叨酁橐泼癫煌毡精@獎?wù)叩母叩冉逃耆翱孔约骸?。?dāng)初日本在2001年提出“諾貝爾計劃”即“50年產(chǎn)生30位諾貝爾獎獲獎?wù)摺盵2]時，無論是日本國內(nèi)，還是國際社會，對該計劃的可實施性都持觀望態(tài)度，如今看來，日本正向著這一目標穩(wěn)步前進。面對“諾貝爾科學(xué)獎的日本現(xiàn)象”，我們不禁思考，為什么我國如此大的人口基數(shù)，本土學(xué)者僅屠呦呦一人摘得諾貝爾自然科學(xué)獎？日本何以產(chǎn)生如此多的科技成果？這些富有創(chuàng)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(xué)獎獲獎?wù)叩馁Y料做了文本分析，希望能夠從中分析總結(jié)出拔尖人才成長所具備的共通素質(zhì)，以及社會應(yīng)該為其成長做哪些努力，以期對我國拔尖人才的培養(yǎng)有所啟示。

表1 2000年之后日本諾貝爾科學(xué)家獲得者基本信息

本文主要研究19位科學(xué)家做出諾貝爾科學(xué)獎獲獎成果之前的人生經(jīng)歷，現(xiàn)將他們的經(jīng)歷大致分為三個階段：一是基礎(chǔ)教育階段，包括幼兒期、童年和中小學(xué)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(xué)和研究生學(xué)習(xí)階段。這是19位科學(xué)家系統(tǒng)接受理論知識學(xué)習(xí)和科研訓(xùn)練的時間，此時學(xué)校教育發(fā)揮著巨大作用，高等教育階段的學(xué)習(xí)，為今后確定職業(yè)方向打下牢固基礎(chǔ)，是個人成長的重要節(jié)點；三是大學(xué)畢業(yè)之后到取得獲獎成果。這段時間是科學(xué)家們真正獨立從事科學(xué)研究的階段，他們在科研活動中，如何解決專業(yè)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(chǔ)教育階段-親近自然創(chuàng)造力的萌芽

通過研究發(fā)現(xiàn)，這一時期，獲獎科學(xué)家大多在良好的家庭氛圍和學(xué)校氛圍的影響下，對科學(xué)產(chǎn)生了濃厚的興趣。比如2000 獲獎?wù)甙状ㄓ渲毖?，是小時候燃起的對自然科學(xué)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(fā)現(xiàn)”的少年，經(jīng)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(fā)現(xiàn)，把蘸有鹽水的報紙放在火里燒，會看到火焰的顏色產(chǎn)生變化，這一現(xiàn)象讓他驚喜不已，也由此對化學(xué)產(chǎn)生了濃厚的興趣，中學(xué)時也寫過“我的夢想是發(fā)明更好用的塑料”這樣的作文，后來也一直在化學(xué)專業(yè)學(xué)習(xí)。另一位獲獎?wù)咧写逍薅谧詡髦幸蔡岬?，童年時的愛好對他后來人生道路的發(fā)展產(chǎn)生了很大的影響。當(dāng)時他對漫畫產(chǎn)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(chuàng)造出阿童木的茶水博士，自己也夢想成為一名科學(xué)家[5]。而且，受父親的影響，他很喜歡數(shù)學(xué)，也由于數(shù)學(xué)和理科有相通之處，他很擅長學(xué)習(xí)理科，尤其是數(shù)學(xué)這種只需要記一個公式就能自己推演出結(jié)果的科目，雖然當(dāng)時他的成績并不突出，但是他很愛獨立思考，已經(jīng)形成了一定的理科思維。另一位從小就喜歡實驗的獲獎?wù)呤翘镏懈?，他曾回憶自己中學(xué)時的一段往事，當(dāng)時物理老師經(jīng)常用小實驗喚起同學(xué)的好奇心。有一次在做“磁力”相關(guān)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?wù)叱嗥橛略诨貞浤晟贂r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(tài)、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(xí)慣，自傳中他也說道，“這些年少時被礦物標本所吸引的經(jīng)歷，現(xiàn)在會想起來，不經(jīng)意間暗示了我此后的人生”[6]。

從以上事例可以看出，在獲獎?wù)哌M入大學(xué)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(xué)校教育還是家庭教育，都能夠引導(dǎo)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(xué)生課業(yè)成績，甚至部分家長仍然抱有學(xué)習(xí)就應(yīng)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(yīng)試教育壓迫他們，用單一的分數(shù)來評價他們，培養(yǎng)出來的，也僅僅是會做試題的機器而已，卻扼殺了他們創(chuàng)造力的種子。如果在基礎(chǔ)教育階段就讓學(xué)生喪失對學(xué)習(xí)的興趣，把學(xué)習(xí)看做一種負擔(dān)，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(nèi)容的師承延續(xù)。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(xù)研究。以諾貝爾物理學(xué)獎獲獎?wù)邽槔ㄒ妶D1），仁科芳雄被稱為日本物理之父，是日本近代物理學(xué)的開拓者，他師從波爾（Niels Henrik David Bohr），和愛因斯坦關(guān)系密切，有長達8年的海外留學(xué)經(jīng)歷，回國后，他將目標瞄準原子物理領(lǐng)域，創(chuàng)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(dǎo)團隊合作共同推進研究，并取得了一系列豐碩的成果。當(dāng)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(nèi)部也形成了以他們?yōu)橹行牡慕樽佑懻撔〗M，從實質(zhì)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(xué)的同班同學(xué)，也是十分要好的朋友。

朝永振一郎也有兩位知名的學(xué)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(xué)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(xué)，并且使自己的才能得以發(fā)揮。當(dāng)時，南部陽一郎在普林斯頓大學(xué)的研究經(jīng)費就是當(dāng)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(fā)現(xiàn)了其預(yù)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(xué)而且感染了學(xué)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(guān)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(fā)。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?wù)咛峁┻^指導(dǎo)，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(chǎn)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(chǔ)。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(dǎo)，并對其研究產(chǎn)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(dāng)時被稱作“小柴組”，彼時已經(jīng)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(xué)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(shù)據(jù)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?wù)麓蛳聢詫嵉幕A(chǔ)。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(dāng)時是助理教授，也是直接指導(dǎo)梶田隆章的老師之一，兩人都發(fā)現(xiàn)中微子有質(zhì)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(yīng)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(xué)理學(xué)院畢業(yè)后，入職了由“神戶工業(yè)大學(xué)”之稱的神戶工業(yè)公司，1973年諾貝爾物理學(xué)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(dǎo)體，在離開神戶工業(yè)公司進入名古屋大學(xué)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(dǎo)十分細致，論文都是逐字逐句幫學(xué)生修改，有時甚至要修改50遍以上，這種事事力求完美、嚴謹?shù)膽B(tài)度給了天野浩很大的鼓舞，后期他在做關(guān)于藍色LED 開發(fā)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(xué)獎獲得者關(guān)系譜

三、青年期-穩(wěn)定的工作環(huán)境和創(chuàng)造力的高峰期

本文通過梳理19 位獲獎?wù)叩目蒲新臍v后發(fā)現(xiàn)，多數(shù)研究者從青年時期就已經(jīng)開始從事與獲獎成就相關(guān)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(xué)做助手時，分別只有29 歲和33 歲，就已經(jīng)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?wù)?。天野浩博士在讀期間，就和導(dǎo)師赤崎勇一起利用新發(fā)明的低溫沉積緩沖層技術(shù)MOCVD①法，在世界上首次制造出了高質(zhì)量、高純度的GaN 晶體；中村修二從德島大學(xué)畢業(yè)后就進入了日亞公司，當(dāng)時年僅25歲，也已經(jīng)開始從事半導(dǎo)體的研究工作。雖然當(dāng)時研究環(huán)境十分苛刻，經(jīng)費、人力方面有諸多限制，但是他卻能夠從零出發(fā)，苦中作樂，自己動手做實驗器材。唯一一位以學(xué)士學(xué)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(fā)現(xiàn)了最終給他帶來諾貝爾化學(xué)獎的成果-分子質(zhì)量分析，他開發(fā)出了“軟激光解媳婦粒子化法（Soft Laser Desorption,SLD）”,這是這種技術(shù)讓他成功地第一次測量了蛋白質(zhì)的大分子質(zhì)量。

除了與獲獎成果直接相關(guān)的研究外，還有很多獲獎?wù)咴谀贻p時從事的研究為今后的獲獎奠定了堅實的基礎(chǔ)。例如下村修，在名古屋大學(xué)研修期間，從事生物發(fā)光領(lǐng)域的研究，后來發(fā)現(xiàn)了葉綠素和綠色熒光蛋白(GFP)，從而進一步開始了關(guān)于螢火蟲發(fā)光物質(zhì)的熒光素的研究，并最終獲得了諾貝爾化學(xué)獎。1963年，28歲的大村智擔(dān)任山梨大學(xué)研究室助手，當(dāng)時實驗室的研究課題是當(dāng)?shù)氐囊环N特產(chǎn)酒的發(fā)酵生產(chǎn)研究。由于酒是由微生物酵母發(fā)酵而成，也因此使他注意到微生物領(lǐng)域巨大的發(fā)展?jié)摿?，并潛心研究。可以說，他的諾貝爾之路就是從山梨大學(xué)的研究室、從關(guān)注微生物開始的。

表2 獲獎前19位獲獎?wù)哐芯拷?jīng)歷

由上表可以看出，青年時期是一位科學(xué)研究者最富有創(chuàng)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?wù)咄窃跀?shù)十年后才能等來獎項，但是，日本多位科學(xué)家在30歲之前就已經(jīng)開始了自己與獲獎成果相關(guān)的研究。這啟發(fā)我們在科學(xué)隊伍的建設(shè)中，不僅要關(guān)注那些已經(jīng)取得矚目成就的學(xué)科帶頭人或者少數(shù)“大?！?，也不應(yīng)該忽視對青年科學(xué)人才的培養(yǎng)，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?wù)叩娜温毧梢钥闯?，在他們從事研究時都有一個穩(wěn)定的崗位，能夠為他們的科研提供良好的環(huán)境保障，這是他們能夠安心從事研究的前提和基礎(chǔ)。今天我們在談人才培養(yǎng)時，經(jīng)常只提精神層面的鼓勵或引導(dǎo)，但對于現(xiàn)實的就業(yè)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(yīng)該為他們提供穩(wěn)定的就職環(huán)境，為其解決后顧之憂。如果連一份穩(wěn)定的工作都沒有，要出科研成果就更是無稽之談了。

四、留學(xué)等國際經(jīng)驗的重要性

本文研究后發(fā)現(xiàn)，19 位獲獎?wù)咧校瑑H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(jīng)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(xué)位之后去海外留學(xué)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(yè)之后再去留學(xué)的（見表3）。

表3 部分獲獎?wù)吡魧W(xué)經(jīng)驗介紹

通過上表可以看出，多數(shù)科學(xué)家的海外背景都對他們后來的研究產(chǎn)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(guān)系。山中伸彌在1993-1996年美國格拉斯通研究所留學(xué)期間，最初的目的是弄清楚APOBEC1 在脂質(zhì)代謝中所起的作用，但是在后來的小鼠實驗中發(fā)現(xiàn)，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(jié)果不符合預(yù)期，但是使山中伸彌開始關(guān)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(guān)于干細胞的研究，這些前期工作與后來發(fā)現(xiàn)iPS細胞密不可分。山中伸彌曾在文章中回憶道，留學(xué)的3年是至今為止人生中最充實的時間。除了轉(zhuǎn)基因小鼠外，他在研究所還學(xué)習(xí)了微型陣列、大腸桿菌人工染色體、EST 數(shù)據(jù)庫等很多先進技術(shù)?；氐饺毡疽豢?，這些技術(shù)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(shù)，尤其是在自然科學(xué)方面，以美國為首的西方國家在多領(lǐng)域的發(fā)展仍領(lǐng)先于其他地區(qū)，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(xué)技術(shù)，更重要的是推動這些新技術(shù)在國內(nèi)的發(fā)展，國際化已成為科研人才培養(yǎng)的不可逆轉(zhuǎn)的趨勢之一。

五、總結(jié)

從對日本19位諾貝爾獎獲得者的人生經(jīng)歷梳理來看，我們可以得出以下幾點結(jié)論。首先，基礎(chǔ)階段的教育對培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)興趣十分重要。多數(shù)諾貝爾科學(xué)獎獲得者在小時候，或通過閱讀書籍，或通過課堂學(xué)習(xí)，已經(jīng)確立對理科的興趣。同時，很多獲獎?wù)叨际鞘芮拜吙茖W(xué)家的鼓舞，也立志從事科研工作；其次，高等教育階段，基礎(chǔ)學(xué)科的師承關(guān)系明顯，重大項目多由師徒幾代人合作完成；再次，穩(wěn)定的工作環(huán)境有助于科研工作者排除干擾，專注于研究。同時，多位獲獎?wù)咴谇嗄觌A段（30 歲左右）已經(jīng)開始進行獲獎的相關(guān)研究。最后，絕大部分獲獎?wù)哂泻Ｍ鈱W(xué)習(xí)背景，并且這些經(jīng)歷很大程度上促進了他們科研的進展。

今后我國在建設(shè)精英人才培養(yǎng)體系時，也可以從以上幾方面入手，把人才培養(yǎng)看做一個統(tǒng)一的系統(tǒng)，重視基礎(chǔ)階段的教育的啟發(fā)性，提高高等教育階段的教育質(zhì)量，并努力創(chuàng)設(shè)穩(wěn)定的就業(yè)環(huán)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(xué)氣相成長法。在高溫的基盤上噴撒氣態(tài)的物質(zhì)，使其蒸鍍，使結(jié)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”。