2016年12月10日,日本科学家大隅良典在瑞典斯德哥尔摩接过诺贝尔生理学或医学奖奖牌。至此,日本的诺奖得主总数达到25个。消息传来时,大隅良典正在东京的实验室。他表示:“我很惊讶。”这已经是日本连续第3年在此项全球最瞩目的科学奖上有所斩获,算上出生在日本且大半时间曾生活和工作在日本的日裔美籍学者中村修二,获奖总人数达到6人。
进入21世纪后,日本正以平均每年获得一枚诺贝尔自然科学奖奖牌的效率,引发世界关注,除了人数仅次于美国,早已将过去的诺贝尔强国——英国、德国、法国甩在身后。
大隅良典的这枚奖牌,含金量极高。诺贝尔博物馆馆长古斯塔夫·凯尔斯特兰德以物理学奖为例做过一番比较,100多年前,诺贝尔奖刚设立时,全世界只有大约1000名物理学家。而如今,全球的物理学家达100万人。在化学、医学领域,同样经历着这场“大科学”时代的爆炸效应,以至于近20年来,诺贝尔奖面临着“不够发”的难题。
大隅良典是一人独得这枚诺贝尔生理学或医学奖奖牌,是进入21世纪以来第2位独得该奖项的科学家。此前,其他在2000年以后获得诺贝尔奖的日本科学家,全部都是分享奖项。获奖当天,在距离东京5小时新干线车程外的福冈,天气正由夏末转凉。博多区福冈高校的一间教室里,20多位70多岁的白发老人或坐或站,神情略紧张。教室的投影屏幕切入了斯德哥尔摩的直播信号,可偏偏到了要宣布的时候,网络信号突然中断。
大家有些焦虑,低声谈着话,后来组织者帮忙登录上诺贝尔奖委员会的官方网站,才得知大隅良典真的获奖了。教室里传来一阵轻快的祝贺声。
日本科学家能够在2000年以后频频摘下诺奖桂冠,原因并非在于这几年日本学术界的景况,而是在这群70多岁的白发老人曾置身的时代。他们经历了上世纪40年代以来的二战战败、基础教育改革、科技战略调整、经济腾飞等重大转变,再经过近30年的蛰伏,才最终等来光环降临。日本导演宫崎骏的电影《起风了》里有一句话:“风起,唯有努力生存”,更像是对那一代日本科学家成长于动荡年代却始终守护梦想的现实写照。
“大家说日本50年要拿30个诺贝尔奖是冒进,这是对日本不了解。”北京大学哲学系科技史教授周程如此说。“50年拿30个诺贝尔奖”,是日本政府在2001年3月出台的“第二个科学技术基本计划”中提到的。甫一提出,就被不少人评论为“讲大话”。可是在2014年诺贝尔奖百年之际,日本政府又再次重申了这个目标。那一年,日本一举拿下了3枚诺贝尔奖牌。
日本的底气在于,17年17人,如今“井喷式”获奖的科研成果,大多出自上世纪七八十年代,而这些科研成果的主人则成长于更早的四五十年代。那时正值日本经历战败,是举全国之力重新站入发达国家行列的关键历史时期。周程说:“科学成果从发现到获得社会价值的认可,其中要经历十分漫长的检验,短则十几年,长则几十年,都有可能。
”这17位日本科学家,无论拿下的是物理奖、化学奖,还是生理学或医学奖,平均年龄的差别不大,分别是68.8岁、67.7岁和67岁,总体上的平均年龄约68岁。虽然这明显高于1901年以来全球590名诺贝尔奖获奖者的平均年龄——约57岁,但与同时期的全球科学家相比,在年龄上是相仿的。
经过统计,反观他们取得成果的时间,平均年龄大约是在40岁。那时正值1972年至1988年间,日本先后完成国民经济双倍增计划,科研经费投入首次超过GDP的2%,迅速赶超上欧美主要发达国家。这同时也意味着,日本科学家在做出颠覆性科研成果后,平均整整等待了28年,才能获得诺贝尔奖的认可。大隅良典发现“细胞自噬机制”时47岁,如今他已经71岁,其中经历了24年。
2015年,中国科学家屠呦呦获得诺贝尔生理学或医学奖时,曾被中国媒体戏称为“三无”科学家——没有博士学位、没有留学背景、没有院士头衔。在公众印象中,这几乎是拔尖科研人员的标配。而在日本诺贝尔奖得主中,极为普遍的现象是他们中的绝大多数是在做出诺奖成果后才取得教授职位的,平均要晚3年。
大隅良典直到51岁才升任教授,而且还是在转出东京大学教养学部(相当于美国的文理学院)后才获得晋升;因发明蓝光LED获得2014年诺贝尔物理学奖的赤崎勇在52岁才成为名古屋大学的教授。
大隅良典出生于1945年。
在这一拨获奖的日本科学家中,有半数出生在1940年前后,比如白川英树(1936年)、野依良治(1938年)、小林诚(1944年)、益川敏英(1940年)、根岸英一(1935年)和大村智(1935年)。他们是日本战败后成长起来的那代人,接受义务教育时正逢日本教育界的深化改革,科学被摆到了最突出的位置。
当时,日本集中了一些国内最优秀的科学家,包括大学教授,共同开发了一套培养孩子对自然与科学好奇心的教材。套用今天的概念说,日本在上世纪40年代就开始了素质教育。学校开设科学课,孩子们更多是被这样的问题吸引:种子是怎么发芽的?水在油里是什么状况?老师鼓励孩子观察和动手,不只是坐在教室里学习枯燥的公式。
这种转变,来自于日本对发动战争和遭受战败的反省。
很长一段时间,尤其是上世纪20、30年代,武士道精神、爱国教育、秩序教育等大量“洗脑”内容在日本课本中占据较大比重,科学一度被丢到一边。一战期间,日本趁欧洲列强互相厮杀,抢占了其工业品倾销市场,发了一笔战争财。可一战结束后,欧洲经济复苏,日本开始被产能过剩的问题困扰,失业工人一批接着一批,左翼思潮慢慢盛行。雪上加霜的是,全球第一次经济危机又给日本经济带来一记重创。
出于维护稳定,民族主义教育成为国家安抚民心的工具。
大众读物开始为政府服务。当时,《科学画报》和《儿童科学》是日本最畅销的成年和儿童杂志。《儿童科学》在杂志中附赠各式模型图,在那个还没有电视的年代,这样的创意吸引了大量读者。最初,两本杂志都以讲科学为主,后来越来越多介绍战争武器,再配上“如何打仗”、“战争的好处”等文章,“战争”逐渐成为日本民众茶余饭后的谈资。
据周程介绍,军部后来直接监管了杂志,人们被引向好战情绪,“科学被忽视,人们都沉浸在虚幻的气氛中。”在这样的背景下,日本出兵中国东北。之后的几年间,日本在战场上如入无人之境,直到1939年的诺门坎战役。带着“战无不胜”信念的日本军队在苏联地区前所未有地失去了2万兵力。
受到战败的刺激,1940年以后,日本开始反思科学在教育中的地位。
1947年,政府颁布《教育基本法》,确立了教育改革方向,用和平主义和民主主义教育取代以往的国家主义和军国主义教育,对教育理念、学校制度和课程教学等多方面进行了改革。相当一部分新世纪的日本诺奖得主们,在此前后进入小学。他们的老师除非是师范专业毕业的,都必须拥有大学本科学历,而公务员身份又给教师提供了稳定的保障。在农村和城市,日本提倡的是“教育均值化”,二战后日本教育发展的速度在战败国中位列第一。
上世纪50年代末,一些诺奖得主陆续进入大学。当时,日本的一流高校一般将学习分为两个阶段,一二年级实行“通识教育”,到三四年级才按成绩再次投考专业。五十多岁的北海道大学教授江口豊回忆起自己紧张又“轻松”的大学早期记忆时,神情相当愉快。在接受通识教育时,他最感兴趣的是语言。“在纯粹的个人兴趣之上,我全力以赴地学习了很多外语。德语、法语以外,还有拉丁语、俄语,对个人来说非常有意义。”江口豊说。
不急于分专业的好处是学生不必在高考时盲目选择专业,而是花两年时间探索自己真正的兴趣。后来,江口豊选择的研究方向是德国文学和语言学。到三四年级,学生进入专业学习,且多是小班教学,学生可以直接进入老师的实验室。动手能力对理工科学生尤其重要,能够大量接触现场教学,是书本远不能提供的。
周程认为:“浮在冰山表面的20%是编码化的知识,通过读教科书、文章、图表、数据就可以学到,但另外80%是非编码化的,它是决定科研功力和创造能力的关键。那个年代的日本大学生很幸运学到了这些。”
诺贝尔奖得主益川敏英在接受中国学者李英杰和白欣访问时,回忆了一段往事:“我还是学生时,身边充满的是科学立国的氛围。说个滑稽事,我们那时候想,为什么美国和俄罗斯能做出那么重要的运算,发表那么厉害的论文?
答案是他们经常吃牛排,体力非常好,所以我们也要吃牛排,于是合资在研究室买了牛排烤来吃。牛排多了两块,后来一块给偷吃了。到底是谁吃的,最终也没有找到。”益川敏英1940年出生,2008年获得诺贝尔物理学奖。他回忆,实验室里相互竞争的气氛,当时也伴随着日本高等教育的急速扩张。
1960年至1970年间,日本高等教育机构总数从525所增加到921所。
相对应的,大学生数量从1960年的71万人增长到1970年的168.5万人。整个60年代,日本大学教育俨然进入了“大众化阶段”。这一时期,大学的学科结构也发生了变化。1960年时,文科(人文科学、社会科学、艺术、家政)学生占总数的59.5%。由于经济增长,加快了对理工科人才的需求,其中工科学生的比例从1960年的约15%上升到了1970年的约21%。
获得诺贝尔奖后,益川敏英在一次演讲中谈起他的导师坂田昌一,说自己投身物理的契机最初是来自导师的一篇论文。“想成为物理学家的愿望最强烈的时候,是在进入高中的1955年。我在一本学术杂志上读到了名古屋大学坂田昌一教授发表的关于复合粒子模型的文章。以前我的想法很肤浅,以为科学还是欧洲19世纪以前弄出来的东西。”益川敏英在讲稿中写道,“如果这件事发生在首都东京,我可能不会关注,但它就在我居住的名古屋。
科学在发展,我生出了想要加入他们的强烈愿望。”
后来,益川敏英报考名古屋大学物理学系,进入坂田的实验室。坂田在他的时代是赫赫有名的物理学家,虽然他本人没有获得诺贝尔奖,但益川敏英在2008年圆了导师的梦。这一代诺贝尔奖得主在博士研究阶段深受导师影响。周程发现,他们的导师大多出生在1915年前后,1940年太平洋战争爆发时,他们正值攻读研究生时期,亲身经历了战火的切肤之痛。
他们对科研二字有极为深切的感悟,拼搏意识超乎寻常,并把这种拼劲言传身教给了第一代弟子。
“深夜10点,实验室的灯还是大片亮着,那种拼劲儿一代一代地传。”周程回忆起自己的留学时光。那时已经是上世纪90年代,日本人身上的拼命仍给他留下了深刻的印象,“导师走路比我们年轻人都快,跑也跑不过他。他们走路也揣着书看,坐电车时也看。
”二战前,日本有7所帝国大学:东京帝国大学、京都帝国大学、东北帝国大学、九州帝国大学、北海道帝国大学、大阪帝国大学和名古屋帝国大学。这些学校在二战后都改造成了以研究为主的国立综合大学,学风相当开明自由。
1992年、2007年的卡内基大学教师国际调查显示,七成左右的日本大学教师在教育与研究中更重视后者。名古屋大学很“年轻”,成立比东京大学晚了60年,但诺贝尔奖得主下村修、益川敏英、小林诚和天野浩都从这里毕业,21世纪后的获奖人数丝毫不逊于东京大学。
2014年诺贝尔物理学奖得主赤崎勇是名古屋大学破格引进的。他从松下研究所调回名古屋大学时已经51岁。为了支持他开展化合物半导体研究,名古屋大学专门花巨资为他建了无尘实验室。当时,这在日本的大学还很稀缺。为了回报名古屋大学,赤崎勇的实验室简直成了“不夜城”,后来又为名古屋大学培养了另一名年轻的诺贝尔物理学奖得主天野浩。
1960年,名古屋大学还破格向下村修授予博士学位。当时,下村修只是名古屋大学理学部的进修生,但他首次制得海萤荧光素结晶并揭示其化学结构,获得了国际同行的高度评价。正是因为有了这一纸博士文凭,下村修后来才得以前往美国普林斯顿大学做博士后研究。最终,他凭借发现绿色荧光蛋白于2008年获得诺贝尔化学奖。
从博士毕业到取得诺贝尔奖奠基性成果,在21世纪获奖的日本科学家们,大致有十几年时光全身心专注在学术上,而那又正好是日本经济起飞的六七十年代。无论是教育还是科研都得益于经济的腾飞。1960年,日本政府提出“国民收入倍增计划”。之后的十年,日本经济以近10%的年均增长率持续高速增长。与此同时,政府又制定了与经济发展目标相呼应的“振兴科学技术的综合基本政策”,提出要力争将国民收入的2%用于科研。
这期间,两次石油危机对世界经济造成很大冲击,但日本的国民生产总值仍然增长了1.8倍。到1975年,日本的研发经费总额达到2.62万亿日元,占国民收入的2.11%,超过法、英两国的研发经费总额,步入科技大国行列。
稳定的经费支撑使科研人员不必挣扎在不停申请项目的焦头烂额中。日本第一位诺奖得主汤川秀树的挚友、京都大学名誉教授佐藤文隆在接受访问时,也提到过经济要素对科技发展的作用:“70年代以后,日本科学界十分有活力。伴随经济发展,日本的理论和实验研究都达到了世界顶尖水平。汤川秀树点燃了火种,而助长火势的就是经济发展。”
经费保障之外,周程认为,40岁左右才能升任教授的门槛淘汰了“有投机心态的人”,“保证了一支精英教授队伍”。日本的大学对教授数量有严格控制。通常来讲,一个“讲座”(教研室)只有1名。教授不退休或离职,副教授就不能升任教授,即使教授退位,也要经过公开招聘的程序,同一教研室的副教授只在同等竞争下会被优先考虑。这样的机制使中青年研究人员只能够先潜下心做研究,假以时日才可以用学术成果说话。
虽然学生时代学的是语言,现在江口豊却是在北海道大学教新闻学,用他自己的话来说,“从事的是和诺贝尔奖没有缘分的领域。”至今,他还是把“有意思”当成研究的动力。“这是一件很快乐的事。作为一个人来说的话,能够知道的事情实在是很有限。有研究者在诺贝尔奖的光环下曝光,但在暗中还有很多人在各个方向上不停努力。”江口豊说道,“作为社会的整体,他们都应该是被理解和尊重的。”
日本尊师重教的氛围确实整体上十分浓厚,社会至今保留对教师、律师与医生三个职业称“先生”的习惯。据日本权威的“日本社会阶层与社会移动”调查,在全部187种职业中,大学教研人员的职业威望得分为83.5,仅次于法官和律师的87.3分,位居第二,远高于大企业高管、高级公务员和演员。日本厚生劳动省的统计显示,大学教授的平均工资约为1122万日元,也远超出国家公务员的663万日元。