1. 从近十年诺贝尔物理奖谈起

去年曾几何时，美国席卷诺贝尔科学奖可谓风头出尽。诺贝尔奖以及其他国际性科学奖的获得，使许多美国人确信，无论这国家实际的所作所为怎样，至少在科学上他们的国家干得是极其出色的。美国的科学博士培养被公认是世界第一流的，它的研究生院充斥着来自世界各地要求就读的申请书。美国的科学期刊在大部分学科领域被作为权威刊物引用。事实上美国在现代科学的所有领域都扮演着主角。

不过，对美国近年来所获诺贝尔奖的进一步考察，却为我们描绘了一幅并不那么赏心悦目的图景。的确，美国在1980~1990年间赢得的诺贝尔物理奖比除美国之外其他所有国家获奖的总和还要多：它得到了25项中的15项。但是若比较一下获奖成果的发现年代与获奖年代，美国的成绩就不免有些黯然失色。因为：除了诸如高温超导这类突破性发现能在当年或随后几年内获诺贝尔奖外，大多数的发现都是在其完成许多年后才为评审委员会授予诺贝尔奖的。1980~1990年间颁发的25项物理奖中，被视作“热点”问题而为评审委员会迅速作出反应的仅有8项，而这8项中的7项为欧洲人所得，美国人只获得了一项。美国获奖的另14项，都是20年前乃至更早些时候完成的，一言以蔽之，美国的科学似乎已是强弩之末。

当然，获诺贝尔奖的数量仅仅只是问题的一个侧面，远不足以由此评判一个国家的科研能力。然而最近的科学史研究同样表明，尽管20年前美国统治着全球科学，而今这种优势已丧失殆尽，欧洲科学大有取而代之的势头。本来，第二次世界大战前，科学始终就是欧洲人的天下。只是到1945年为止，由于大批欧洲第一流科学家辗转流落到美国，才使众多的欧洲科研机构土崩瓦解。欧洲科学的复兴经历了近30年的艰辛历程。到80年代，欧洲科学事业又蓬勃起来。而在90年代的今天，它完全具有了与美国抗衡的能力。

如果美国不想放弃它在科学上的领先地位，不想坐待欧洲和日本的赶超，它就必须在诸多学科领域内具备与它们竞争的能力。这种竞争力取决于对科学探索合理的经费支持。的确，在为经费问题困扰不堪的窘境中，期望能有层出不穷的科学发现，无异于守株待兔。而已经发生的一切，正可以解释为什么美国科学已濒于没落的边缘。

2. 关于研究小组

美国的大多数物理科学基础研究是由大学研究小组承担的。这种研究小组通常由一名教授，四、五名研究生，或许还有个把博士后助理共同组成。它的研究经费一般从几条赞助渠道获得，通常为数十万美元。这类研究小组在新闻宣传价值方面无法与那些诸如国家航空航天局（NASA）提出的空间站之类的大型项目竞争。但是，它们可以自由迅速地改变研究方向，因而研究小组往往是美国科学的中坚力量。同时，由于从事的是基础研究，所以这些研究小组主要是受科学好奇心驱使、为科学洞察力和想象力所推动，而不是以解决实际问题为动力，尽管实际的应用常常距其研究不远。

其他国家的基础研究一般在专业化的、从学院编制中分离出来的非学院式的研究机构中进行。美国人则把研究生的早期职业生涯放到科学研究的前沿，这是一种训练第一流科学家的高明办法。这些研究生在他们专业上的活力与独创性见解，成了美国大学作为世界级的研究机构而发展的主要因素。由于大学教授既是教师又是科学家，因而当它们与自己热情而又富有批判精神的学生讨论时，会时时更新自己的思想。从诺贝尔奖记载的材料看，过去十年内所有的美国诺贝尔物理奖获得者，都是那些与学生一起在大学或有关的加速器实验室共同工作的教授。

除了担负美国基础研究的大部分工作以及培养了大批职业科学家之研究小组经常还有助于新技术和新产业的开发和建立。大量事例表明，许多基础研究的成果都得到了运用：在固体物理和材料科学方面，在高温超导、生物物理以及大气科学方面，在光学和激光方面。在上述各个领域中，研究小组的发现对国民经济发展起了重要作用。

60年代，美国大学科研有过一次大发展。1957年10月苏联第一颗人造卫星的发射震动了艾森豪威尔总统，随即联邦政府建立了大规模的科学教育计划。1960年美国大学有550名物理学博士毕业，到1970年这个数字翻了三番（这也是所有物理科学的共同趋势）。同时，在此10年间美国的物理研究所、系也翻了两番。但是从70年代起，由于联邦政府承受越南战争的压力而削减了对科学的支持，这种增长逐渐缓慢乃至变为递减。

70年代，美国每年毕业的物理学博士为900人，而受雇于大学的人数不时减少，结果使美国的大学物理系在过去20年内极不景气：70年代物理院校教师平均年龄为39岁，现在为42岁。在今后的一、二十年内，这些教授也都将退休。过去对退休教授的补充是不成问题的，那时的人向往着能受聘于大学，许多优秀人才都争先恐后地谋求这些职位。现在，大学研究生涯对许多青年科学家已失去了魅力。据大学有关部门说，它们不得不为一些专业的人员招募而费尽心机。

3. 为何学术生涯失去了吸引力

为什么大学学术生涯丧失了吸引力呢？最重要的是经济上的原因。那些注视着大学研究生涯的年青科学家意识到：如果现有条件没有改观，他们也许只能用很少的经费来从事自己的研究。他们将不得不把更多的时间用在写要求赞助的申请报告上，以便从各部门提供的越来越小的经费中分一杯羹。这一问题在1985年国家研究委员会主持的对化学、物理学的调查，白宫科学委员会对大学中科研状况的调查中，早已暴露无遗。3个调查报告都认为，美国科学的基础在于成千上万个遍及全国各地的大学研究小组，而这些研究小组正都处于严重的经费缺乏状态。

然而这一警告被忽视了。国家科学基金会（NSF）是大学物理科学研究的主要支持者，尽管里根总统宣称科学基金会的预算应当翻倍，国会却不这样认为。甚至国会还指示科学基金会将更多的经费投入到大学前教育上。而基金会又决定把其剩余经费投给工程技术研究。结果是，过去六年间对研究小组的投资每年增长仅2 - 3%。若计及通货膨胀率，大学研究小组的经费状态明显地低于六年前的水平，而6年前的状况已经就够糟了。

一些专业的青年科学家发现，事实上他们不可能得到资助。美国物理学学会对大学青年科学家的调查表明，为得到其第一笔经费，他们平均得提出3次申请。大多数人一般最终都能得到，但只是他们要求数额的40%，即使是那些幸运者平均来看也只能得到所要求的50兔。高级科学家的经费状况也并不令人振奋。学科带头人，甚至诺贝尔奖获得者，也被削减了经费预算。美国科学促进会曾在全国范围内请科学家展望他们各自的长期研究条件，几乎每个人都认为前景渺茫。一些教授甚至说，他们再也无法把自己的得意门生留在大学了。如果美国的高级科学家都不能问心无愧地说服下一代沿着他们的足迹走下去，那这国家是该走向没落了。

4. 研究经费分配上的失误

是什么使美国科学变得如此朝不保夕呢，政府的权威解释认为是预算赤字的压力：联邦政府每年颇为慷慨地投出700亿美元用于研究和发展，同时实业界每年也投入大致相同的赞助经费。而与此形成鲜明对比的是，国家科学基金会1990年的预算仅为21亿美元，而用于数学、物理、化学、天文学及材料科学方面只有5.2亿美元。

研究与发展费用分配比例的微小变化，将对未来美国科学产生巨大影响、扭转美国科学的衰落之势。虽然布什总统提议科学基金会的预算应当有实质性的增长，而具体措施却例行公事地在近些年来被拨款委员会打了折扣。国会也不愿对事关未来社会需要的项目投资，因为基金会的项目对满足政治选举来说实在是太微不足道了。与拥有大量数百万美元到数十亿美元的空间研究项目的国家航空航天局相比，国家科学基金会充其量只能支持6万美元的课题。

今年，大约三分之二的联邦研究与发展费用用于防卫研究。然而一系列高技术防卫系统的流产或失败，却使人们怀疑这些投资究竟是否值得。例如，B - 1轰炸机现在100架中的96架上不了天，B - 2轰炸机也行将退役，海军的A - 12飞机已废弃。耗资250亿美元的“星球大战”研究，由于其目标不停地从一种技术转向另一种技术而不得不草草了事。带电粒子束、化学激光和X射线激光的研究也在耗资更大的SDI中以失败告终。战斧巡航导弹和在海湾战争中起了决定性作用的爱国者导弹，也都是20年前的产品。这一切至多反映了过去的技术成就，而其造价与复杂性，与当代防卫系统相比，不免相形见绌。

联邦研究与发展经费开支的另一个失策之处是国家航空航天局。作为该局核心的航天飞机令人万分失望。原计划航天飞机每年至少飞行60次，而现今每年不过飞行9次。原计划成本为每磅数美元，而现在达数百美元。航天飞机的工业利益也几乎为零。“挑战者号”惨案更是破坏了美国的卫星发射能力。作为航天飞机的继续，在没有提供任何令人信服的论证的情况下，国家航空航天局又轰轰烈烈地推行着它的空间站计划，并且其支出经费已超过了40亿美元。最近奥古斯汀委员会的调查报告充分表明：大多数科学家认为，空间站除了使人活在那里外，没有任何严肃的科学目的，况且它也不像航天飞机那样容易在技术上实现。尽管如此，今年仍将有19亿美元投于此项目，而这一数字几乎是国家科学基金会的全年预算。令人不可思议的是，政府可以花数十亿美元支持一个如此漏洞百出的项目，与此同时却听任世界上最优秀的科研建制由于经费不足乃至匮乏而奄奄一息。

5. 基础研究的价值

保持美国科学领先地位的根本出路究竟在哪里？要回答这一问题并不容易、在这危机四伏、备受赤字折磨的经济形势下，很难看出科学并非是一个国家可以轻易放弃的奢侈品。捍卫科学的理由之一，就是科学导致新技术、新产业的出现和创造新的就业机会。虽然这种思想听起来很有理，但有人仍会用日本成功的例子来反对这种说法。日本依靠先进的工业和高技术变成了世界经济大国，而它只不过是将国外的研究成果很快运用到产品和技术上，迅速占领全球市场的。我们为什么就不能这么干。

可应当注意的是，日本人也不再满足于这样干了。他们过去的确忽视基础研究，但时至今日他们已开始野心勃勃地朝着重视基础研究的方向迈开了步伐。他们开始意识到，基础研究对于激发科学想象力，是无与伦比的课堂。他们再也不愿仅仅借用外国人的思想了。或者，日本人是担心今后的美国可能会“江郎才尽”，再也提不出多少可资他们用以创造新技术的新思想了。不管怎样，日本正加速发展自己的基础研究，而与此同时，美国却在削弱、抑制自己的基础研究。

这种趋势可从新泽西默里山（Murray Hill）的AT&T贝尔实验室的命运中看出。在日本与AT&T相当的是KDD（国际电信电话公司）和NT&T（日本电报电话公司）。80年代初期贝尔实验室系统分解后，其负责人决定削弱物理科学方面的基础研究以集中财力进行计算机科学和软件的研究。这一举动极大地动摇了贝尔实验室长期以来重视基础研究的传统，这一传统曾使它的研究人员数次获诺贝尔奖，并导致晶体管的发明及随之而来的电子学革命。而此时的日本，KDD和NT&T却正在大张旗鼓地建立研究室。就在离新泽西贝尔实验室不远处，有个令人难忘的光电及神经网络工程实验室，它的所有者却是日本电气公司。

无论如何，面对美国数以万计的无家可归者在城市间漂泊流浪，面对不稳定的学校和行将崩溃的桥梁，人们有权怀疑科学究竟是否可有可无。没有任何精确的计算方法能评估科学的投入和收益关系，因为基础研究需要长期不懈的努力，也因为基础研究即使有实际应用的话，也没有被人们认识到。由于真正的革命性发现都与经济有关，因而计算对科学的投入与其收益的做法注定是徒劳的。例如，我们现在生活于一个天体物理和宇宙学的黄金时代。横在我们面前的，是通向新宇宙论的道路。那么，有关宇宙形成的新学说又能有什么价值呢？诸位不妨试着给哥白尼革命定个价格！与此相似，又有什么方法能预知生物学家探索生命起源或神经学家探索人脑功能这些工作的巨大作用呢？但在许多时候，来自科学的回报是极其实在的，例如，激光本来是分子基础研究中的一项偶然发现，而正是激光成了现代光学革命的原动力，导致了光学通讯的出现，并将使专门从事更换过时电话线的工作，成为一项数十亿美元的产业。今天，激光无所不在，从微型盘式唱机到打印机乃至自动超级市场的检测口，到处都有激光的踪迹。激光广泛运用于制造业，并且还是重要的医疗器械，原来需要施行子宫切除术的宫颈癌，现在只须在内科医生诊室中用一个简单的激光处理即可治愈，又有谁把这归于激光的发现一美元呢。

6. 怎么办

一般说来，美国支持基础研究是因为科学发现和科学洞察力对处理诸如健康、能源及环境危机这类问题来说是必不可少的，同时也是改善第三世界国家人民生活水平的需要。发展新技术和创建新产业的需要刺激着科学，科学帮助旧产业获得新生。最重要的是，美国应当教育那些聪明、富于想象力和创造力的青年科学家，以面对日益复杂的世界。用我们升华人类精神的卓越发现，树立自己伟大民族的形象。

如果美国20年前意识到它可能会失去制造业高技术的领先地位的话，它肯定不会那般高枕无忧。钢铁工业本不该放任自流，汽车工业、机械加工、半导体集成块工业，以及其他所有家用电器工业都不该听之任之，都不该任其自流。所有这一切都表明，美国正拱手让出其科学领袖的桂冠。美国科学是否会一败涂地。

取决于它从近来所蒙受的耻辱中学到些什么，取决于当其现有占优势的学科的优势行将失去时，它是否还是拒绝承认自己仍在自鸣得意。

[The Science，1991年1~2月号］