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小編的世界 優質文選 自然

包攬全部諾獎背後:美國靠什麼紮根自然科學領域?


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2020年10月18日 -
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教育達人

伴隨著經濟學獎的公布,今年諾貝爾獎全部獎項塵埃落定。

文學獎
授予美國詩人露易絲·格麗克

和平獎
授予世界糧食計劃署

經濟學獎
授予美國經濟學家保羅·米爾格羅姆和羅伯特·威爾遜
。兩人均在斯坦福大學任教。

最負盛名的自然科學類諾貝爾獎(包括:生物學或醫學獎、物理學獎、化學獎)被頒發給了來自美國、英國、德國、法國的11位科學家。

4名美國科學家榮獲自然科學類諾貝爾獎。

縱觀諾獎頒發史,獲得自然科學類諾貝爾獎人數最多的前四位國家分別是美國、英國、德國、法國
,也是包攬今年諾獎的四個國家。

德國科學家根澤爾得知自己獲得了諾貝爾物理學獎。他同時也是加州伯克利的教授。

在諾獎頒發早期,德國科學家是諾獎的主要得主。曆經一戰、二戰,20世紀中期,美國科學家在自然科學領域大放異彩,隨後一騎絕塵。美國一舉成為擁有最多諾獎得主的國家,領先至今。

從最新數據來看,美國保有最多數量的諾獎得主,英法德緊跟其後瓜分剩餘小部分諾獎。美國有285人,英國有95人,德國有73人,法國有34人獲得自然科學類諾貝爾獎。
(*以上數據不包含和平獎、文學獎、經濟學獎獲獎情況)

美國科學家詹妮弗·杜德娜(左)和法國科學家艾曼紐·夏龐蒂埃(右)共享今年的諾貝爾化學獎。

諾貝爾獎為何青睞美國人?

美國能在自然科學領域擁有如此多諾獎得主,在於它對基礎科學的重視。

一方面,美國科研經費雄厚,半數以上用於基礎研究。

有數據顯示,“二戰”後美國的科研投入占全世界總投入的40%左右,其中50%-70%用於支持基礎研究。美國每年從公共和私人渠道投入基礎研究的經費達數百億美元。

根據美國國家科學基金會(簡稱NSF)2017年發布的調查報告,2005到2015年期間,聯邦政府在基礎研究層面投入的經費逐漸穩定,而來自企業、大學和慈善機構投入基礎研究的經費依舊逐年上漲。

其中,美國醫藥行業是公司基礎研究最近飛速發展的主要驅動力。根據商業部門提供給NSF的最新數據,藥品公司對基礎研究的投資從2008年的30億美元猛增至2014年的81億美元。
同一時期,所有美國企業的基礎研究費用幾乎翻了一番,從139億美元增加到245億美元。

清華教授吳國盛:中美真正的差距是什麼?

清華教授吳國盛曾這樣談論中美之間基礎研究之間的差距:

為什麼美國這麼重視基礎研究?因為基礎研究決定了它在原創科學研究領域的發展水平,決定了它能誕生多少原始創新,當“原始創新”不斷滾雪球壯大,後面的應用和開發研究也會隨之壯大。
如此一來,美國的科技實力自然會日益增長。

而中國的短板,恰恰就在於對基礎研究和基礎學科缺乏正確的認識。

我們的文化中,缺少對科學、真理和創造的支持。整個近代史和現代化轉型中,我們所強調的科學,很少單純地是為了追求真理、展現個人創造力、好奇宇宙的奧秘,大部分強調的是為了救國救民、為了振興中華、為了一些文化訴求。這就導致我們更多的會從一種功利角度、實用角度來看待科學。

美國著名生物學家傑克·紹斯塔克在2009年獲得諾貝爾生理學或醫學獎。他曾接受鳳凰網對他的采訪。

美國生物學家傑克·紹斯塔克2009年獲得諾貝爾生理學或醫學獎

當被問及從事基因方面的研究的經費來源時,他坦言“我的研究確實需要很多資金,在美國,對這種基礎研究領域的資金投入是比較大的。我的研究要轉化成生產力的話需要比較長的時間,但是給我支持的這些機構,他們有比較長遠的眼光,因為基礎研究最終肯定是能夠轉化成生產力的。”

他認為,中國現在已經在科學研究當中投入了很大的財力、精力和人力,但大部分是集中在應用研究領域,集中在那些能夠比較快看見產出或看見應用前景的研究上。

他強調,目前大部分的諾獎得主的研究都是非常基礎的研究,而且這些基礎研究都是在得到應用之前的很長一段時間是看不到產業前景的。

他認為中國若想要產生自然科學類的諾獎得主,首先應該投入更大的力量在基礎研究上。

根據《2018年全國科研經費投入統計公報》,中國2018年共投入研究與試驗發展經費19677.9億元,基礎研究經費首次突破千億元大關,達到1090.4億元。
這對中國基礎科學的發展意義重大。

不過,國務院發展研究中心創新發展研究部研究員呂薇坦言,與世界主要科技大國相比,我國基礎研究投入來源較單一,投入強度也偏低,與建設創新型國家和世界科技強國的目標尚有差距。

不僅基礎研究投入強度偏低,我國研發經費投入強度與美國(2.79%)、日本(3.21%)等世界科技強國相比差距較大。國家統計局社科文司統計師李胤解讀公報時說,基礎研究、政府資金占比偏低等問題仍較突出,能真正形成關鍵核心技術、解決“卡脖子”問題的重要科技成果仍不足,投入效率有待進一步提高。

2020年諾貝爾獎獲得者的獎金增至1000萬瑞典克朗,約766萬元人民幣

一直以來,美國教育界和學術界裏富有挑戰權威和競爭創新的氣氛。

美國物理研究所研究員舍韋說,在許多國家裏,學術氣氛過於傳統,前輩的觀點必須被尊重,但美國科學家對老觀念不是特別恭維,敢於挑戰舊學說。

美國生物學家邁克·萊維特2013年獲得諾貝爾化學獎

美國的教授鼓勵自己的學生主動做自己喜歡的研究。

2013年,美國生物學家邁克·萊維特獲得諾貝爾化學獎。

慶功宴上,在萊維特實驗室裏做了4年多博士後的中國留學生章俊傑對導師獲獎由衷高興。“他是個很隨和、讓人有親切感的導師,總是鼓勵學生做自己喜歡的研究,我很榮幸跟隨他這麼多年。”

正是因為科學家可以自由選擇自己想研究的領域,讓美國在自然科學領域的根基愈加鞏固。華人科學家楊振寧、李政道、丁肇中等都是在美國從事科學研究期間,分別獲得了1957年和1976年的諾貝爾物理學獎。

早在1984年瑞典的林德斯滕教授就說,一個國家要想出諾貝爾獎獲得者,投入大量的金錢固然重要,但更重要的是整個社會對待科學研究的態度。

美國大學:諾貝爾獎得主的搖籃

如果從數學和科學測試成績來看,在全世界美國的小學或中學教育水平只能排29位左右
,落後於所有北歐國家以及瑞士、法國和德國。

而大學的情況卻不是這樣。美國大學教育水平很高,提倡學生不死記硬背,要求獨立思考並更具主動性。

在擁有諾貝爾獎得主的全球十強大學中,美國占據了8個席位,其餘2個是英國的牛津、劍橋。

對以上學校校友、教授及研究人員的諾獎獲獎情況進行統計

哈佛的校友、教授及研究人員中共產生了160位諾貝爾獎得主,居全球首位。究其原因,離不開哈佛自由的學術氛圍。

天道出國留學的謝同學曾在哈佛學習生活了一年時間。“當我第一次聽說哈佛大學裏有近100個圖書館的時候,我發呆了。當我隨便走進一個圖書館,發現一個研究中心圖書館竟然不亞於國內一所大學的規模和存書量的時候,我愕然了。當我走進這裏的中文圖書館,發現很多中文圖書,竟然在中國國內也難以看到的時候,我震驚了。”

除了圖書館提供了很好的研究氛圍以外,學術研討氛圍之濃厚也超出想象。一個學院一個研究中心每天就有很多很多場的學術報告會,學術研討會,各種學術會議,從早上開始到晚上不間斷地舉行。

在謝同學眼中,哈佛的學術論壇是最啟發人學術思想,激發人學術火花的地方,經常性地在學術論壇中通過交流產生一個新的觀點和見解,也往往在交流中聽到不同的聲音,讓自己的思想和觀點變得更成熟,讓研究方法得到進一步提升。

哈佛大學,建立於1636年,著名常春藤盟校成員

哈佛每年都要從世界各地招收一定數量的訪問學者,有學校給予資助的,也有不予資助的,他們接收的原則是:圍繞某個領域的不同研究方向,來自世界不同國家和地區,最優秀人才。然後當某個地區的申請人數很少的時候,他們也會考慮從次優中選擇,而不願意出現一個地區很多人而另一個地區空白的情況。

他們之所以這樣,是認為只有來自不同區域的人,他們不同的思考問題的方式和角度可以相互啟迪,不同的學術觀點和見解可以相互碰撞而產生出某種學術思想的火花。

今年的諾獎,最大贏家是誰?那絕對是加州大學伯克利分校。

左:珍妮弗·道德納 化學獎得主,右:萊因哈德·根澤爾 物理學獎得主

今年諾貝爾化學獎得主中的珍妮弗·道德納和諾貝爾物理學獎得主中的萊因哈德·根澤爾都是伯克利的教授。

加州伯克利的校門,學校校友、教授及研究人員中有109位諾獎得主。

有人說伯克利之所以有那麼多教授努力做研究拿諾獎,是為了伯克利極其珍貴的停車位。

畢竟在這裏學習生活的學生、教授常常困擾於稀缺的車位。

在伯克利的諾獎得主,獨享停車位。

實際上,伯克利能培養如此多諾獎得主,得益於學校擁有大批學識淵博的教授。

除剛剛獲獎的兩位教授及其他諾獎得主,

這裏有圖靈獎大牛Dave Patterson
,

計算機圖形學創世人Brian A. Barsky
,

人工智能界大牛Pieter Abbeel
.

從左往右:Dave Patterson, Brian A. Barsky, Pieter Abbeel

能在如此多諾獎得主及各領域大牛的課堂上學習知識,對每個渴求知識的人來說,都是種享受。學生在各自研究領域取得突破性成果將是水到渠成的事。

清華大學校長梅貽琦曾提出“所謂大學者,非謂有大樓之謂也,有大師之謂也”

引申意思可以理解為,大學並不是空有大的教育規模,而是要有好的師資力量和優秀的教育系統。

我想,這或許也是美國擁有如此多諾獎得主的原因之一。