史无前例!北京时间3月10日凌晨三点出版的国际顶级学术期刊《科学》,以封面的形式同时刊发了中国科学家的4篇研究长文!
中国科学家代表,自左至右依次为:李炳志、戴俊彪、杨焕明、元英进、沈玥。
由天津大学、清华大学和华大基因分别完成的这4篇长文,介绍了生物合成研究的最新突破:完成了4条真核生物酿酒酵母染色体的从头设计与化学合成——要知道,酿酒酵母总共有16条染色体,此前国际同行奋斗多年才发现了1条。
在合成染色体的过程中,他们还突破了生物合成方面的多项关键核心技术,比如:突破合成型基因组导致细胞失活的难题,设计构建染色体成环疾病模型,开发长染色体分级组装策略,证明人工设计合成的基因组具有可增加、可删减的灵活性,等等。这些技术将帮助在全世界的生命科学研究和相关实际应用中大显身手,其价值不可估量。
国内外同行指出,这是继合成原核生物染色体之后的又一里程碑式突破,有望开启人类“设计生命、再造生命和重塑生命”的新纪元。
人工合成酵母染色体,意义何在?
曾参与人类基因组测序计划的华大基因理事长杨焕明院士介绍说,合成生物学(synthetic biology)是继“dna双螺旋发现”和“人类基因组测序计划”之后,以基因组设计合成为标志的第三次生物技术革命。他指出,生物学界内最重要的分类依据,既不是植物和动物,也不是多细胞和单细胞生物,而是以原核生物和真核生物来区分。“细菌、病毒等原核生物的基因组相对简单,而动物、植物、真菌等等真核生物的基因(dna)既丰富又复杂,通常会包含数亿至甚至数十亿碱基对信息。同时,作为遗传物质的dna通常被分配到不同的染色体中,而这些染色体又深藏在细胞核的特定区域。所以,合成一个真核生物的基因组是一项非常艰巨的任务。但是,如果生物学真正做到引领技术革命,合成真核生物基因组技术必将发挥非常核心的作用。”
为完成设计和化学再造完整的酿酒酵母基因组,国际科学界发起了酿酒酵母基因组合成计划(sc2.0计划),这是合成基因组学(synthetic genomics)研究的标志性国际合作项目。该项目由美国科学院院士杰夫&伯克发起,有美国、中国、英国、法国、澳大利亚、新加坡等多国研究机构参与并分工协作,试图重新设计并合成酿酒酵母的全部16条染色体(长约12mb,1mb是百万碱基对)。
天津大学化工学院教授元英进是最早参与该计划的中国科学家,此次在《科学》期刊上以通讯作者身份发表了2篇论文。他告诉记者,如同科学实验中经常使用的果蝇、斑马鱼,酿酒酵母是生物学研究中的“模式真核单细胞生物”。“如果说病毒基因组的合成开启了基因组化学合成研究,那么原核生物和真核生物基因组合成研究的不断突破,则初步实现了化学全合成基因组对单细胞原核生物和真核生物的生命调控。“酿酒酵母是第一个被全基因组测序的真核生物,大尺度的设计和重建酵母基因组是对目前酵母领域知识贮备的真实性、完整性和准确性的一个直接考验。化学合成酵母,一方面可以帮助人类更深刻地理解一些基础生物学的问题,另一方面可以通过基因组重排系统,使酵母实现快速进化,得到在医药、能源、环境、农业、工业等领域有重要应用潜力的菌株。”
我国科学家在合成酵母中发现了什么?
2014年,sc2.0已创建了一个单一的人工酵母染色体。此次国际合作,中外科学家们共完成了5条染色体的化学合成,其中中国科学家完成了4条,占完成数量的66.7%,把sc2.0计划向前推进了一大步。
其中,元英进带领的天津大学团队完成了5号、10号(synv、synx)染色体的化学合成,并开发了高效的染色体缺陷靶点定位技术和染色体点突变修复技术;戴俊彪研究员带领清华大学团队完成了当前已合成染色体中最长的12号染色体(synxii)的全合成;深圳华大基因研究院团队联合英国爱丁堡大学团队完成了2号染色体(synii)的合成及深度基因型-表型关联分析。
“人工合成基因组的尺度和复杂度的不断提升,向科学界对生物体运作方式以及生命本质的认知提出了越来越大的挑战。在基因组尺度的dna合成中面临的一个巨大挑战,是定位人工基因组中影响细胞长势的序列,即缺陷(bug)。常规的排除缺陷(debugging)的方法有三种,都有费时耗力、效率不高的缺点。”元英进团队成员、“10号染色体”文章第一作者、天津大学博士生吴毅介绍说:在合成长达770kb(kb:千碱基对)的酿酒酵母10号染色体的过程中,我们创建了基因组缺陷靶点快速定位与精确修复方法,解决了全化学合成基因组导致细胞失活的难题。我们所得到的全合成酵母染色体具备完整的生命活性,能够成功调控酵母的生长,并具备各种环境响应能力。此方法在化学合成基因组研究中具有普适性,并且作为一种新颖的表型和基因组关联性分析的策略,有望显著提升我们对基因组结构和功能的认知。”
“5号染色体”文章第一作者、天津大学博士生谢泽雄说,在全面推进sc2.0计划的过程中,我们建立了基于多靶点片段共转化的基因组精确修复技术和dna大片段重复修复技术,解决了超长人工dna片段的精准合成难题。同时,我们首次实现了真核人工基因组化学合成序列与设计序列的完全匹配,系统性支撑与评价了当前真核生物的设计原则。该技术的突破为研究人工设计基因组的重新设计、功能验证与技术改进奠定了基础。利用化学合成的酵母5号染色体定制化建立了一组环形染色体模型,通过人工基因组中设计的特异性水印标签实现对细胞分裂过程中染色体变化的追踪和分析,为研究当前无法治疗的环形染色体疾病、癌症和衰老等发生机理和潜在治疗手段提供了了研究模型。此外,我们发展了多级模块化和标准化基因组合成方法,创建了一步法大片段组装技术和并行式染色体合成策略,实现了由小分子核苷酸到活体真核染色体的定制精准合成。”
清华大学的戴俊彪团队,则设计合成了12号染色体。在研究中,他们开发了长染色体分级组装的策略,即:首先通过大片段合成序列,在6个菌株中分别完成了对染色体不同区域内源dna的逐步替换;然后利用酵母减数分裂过程中同源重组的特性,将多个菌株中的合成序列进行合并,获得完整的合成型染色体。针对12号染色体上存在的高度重复的核糖体rna编码基因簇进行删除及工程化改造,并利用修改后的重复单元在基因组多个位点重建了核糖体rna编码基因簇。“该工作奠定了未来对其他超大、结构超复杂的基因组进行设计与编写的基础,同时也证明了酵母基因组中rdna(核糖体dna)区域及其他序列均具有惊人的灵活度与可塑性。”戴俊彪表示。
深圳华大基因研究院与英国爱丁堡大学共同完成2号染色体的从头设计与全合成(长770 kb),合成酵母菌株展现出与野生型高度相似的生命活性。该论文的第一作者、深圳国家基因库合成与编辑平台负责人沈玥介绍说,科研人员使用“贯穿组学(trans-omics)”方法,从表型、基因组、转录组、蛋白质组和代谢组五个层次系统地进行基因型-表现型的深度关联分析,证明了人工设计合成的酿酒酵母基因组可增加、可删减的高度灵活性。”
令人欣喜的是,华大基因与爱丁堡大学合成的酵母菌株,不仅与野生型有高度相似的生命活性,而且对环境的适应性大大加强,其进化速度呈几何级提高。
人工合成4条酵母染色体,价值几何?
“2000年公布的人类基因组测序,中国只承担了百分之一的工作,这次我们完成了酿酒酵母染色体合成的四分之一,可以说是中国在合成生物学领域取得的突破性成果,进一步奠定了我国在这一领域的国际地位。”杨焕明说,“两相比较,不难看出我们在生命科学研究领域的巨大进步。在酿酒酵母设计与合成研究中,我们已由跟跑转为并跑,今后领跑也不是不可能。”
中国科学家与诺贝尔科学奖
中国人所曾有的一切—对自然界的兴趣、受控实验、对经验的归纳、日月食预测及历法推算,都不是充足的。显然,只有商业文化才能做到农耕官僚文明做不到的事—使数学和自然知识这些以前分开的学科达到融合的程度。 ——李约瑟《李约瑟文集》
诺贝尔科学奖是诺贝尔物理学奖、化学奖和生理或医学奖的总称。和平年代,人类在体力与智力两个方面进行的大角逐中,最引人关注的莫过于奥运会金牌的争夺战和诺贝尔科学奖的颁发。1984年,当奥运会进行到第79个年头,也就是新中国成立后的第35年,中国在洛杉矶奥运会上实现了金牌零的突破。现在,诺贝尔奖已经走过了100年历程,新中国科学界已奋斗了50年,可是中国仍与诺贝尔科学奖无缘。
没有人认为,唯有获得诺贝尔奖才是科学家追求的最终目标和从事科学研究目的,才是国家科学追求的最高目标。但获得诺贝尔奖是一种标志,是一个国家鼓励原始创新、在科学发现中处于领先地位的标志。因为诺贝尔奖所奖励的原始性创新科技,对人类整个文明、社会进步都起了重大作用。例如,这些得奖科学家在信息技术、量子力学、半导体等方面的原始性创新发现,把我们的社会带入了信息社会。
按公布的国籍统计,诺贝尔奖获得者已分布到近50个国家。一个拥有12亿人口的大国却不能占有一席之地,我们该作何感想。
表1~3列出了获得诺贝尔前10名的国家[1 class=f9pt>。获奖前10名的国家或者是科技、经济发达的国家如美国、英国和德国,或者是具有创新文化传统的国家如丹麦。
表1、1901~2000年获得诺贝尔物理学奖人数前10位的国家排序
位次 1 2 3 4 5 7 9
国家(人数) 美国(72) 德国(21) 英国(19) 法国(10) 原苏联(8)、荷兰(8) 瑞典(4)、瑞士(4) 丹麦(3)、日本(3)、奥地利(3)
表2、1901~2000年获得诺贝尔化学学奖人数前10位的国家排序
位次 1 2 3 4 5 6 7 9
国家(人数) 美国(46) 德国(26) 英国(24) 法国(7) 瑞士(5) 瑞典(4) 荷兰(3)、加拿大(3) 日本(2)、意大利(2)
表3、1901~2000年获得诺贝尔生理医学奖人数前10位的国家排序
位次 1 2 3 4 6 8
国家(人数) 美国(82) 英国(22) 德国(17) 法国(7)、瑞典(7) 瑞士(6)、丹麦(6) 荷兰(3)、澳大利亚(3)、比利时(3)、奥地利(3)
1、华人科学家六次折桂
中国未能获奖,但海外华人科学家却梅开六度获此殊荣。
杨振宁,1949年与费米教授一起提出基本粒子的结构模型即费米—杨模型,1954年与李政道合作提出了宇称不守恒定律,1957年与李政道同获诺贝尔物理学奖。
李政道,1956年与杨振宁合作提出了宇称不守恒定律。1957年与杨振宁携手走上诺贝尔奖台,当时年仅31岁,成为诺贝尔奖历史上次年轻的4位得主之一。
丁肇中,1974年8月发现一个新粒子即“J粒子”。1976年与斯坦福大学的里克特(B.Richet,1931-)教授分享诺贝尔物理学奖。
李远哲,1986年因在化学动态学的交叉分子束法研究的成就与哈佛大学赫希巴奇(D.R.Herschbach,1932)、加拿大多伦多大学波利亚尼(J.C.Polanyi,1929-)教授同获诺贝尔化学奖。
朱棣文,1997年与美国标准与技术研究所的菲利普斯(W.D.Fillips,1948-)和法国学者科昂·塔努吉(C.Cohen-Tannoudj,1933-)共同获得诺贝尔物理学奖,他们因开发了超低温冷冻气体方法而获奖。
1998年,崔琦因发现分数量子霍尔现象荣获诺贝尔物理学奖。
2、美籍华人科学家几度被遗漏
尽管诺贝尔科学奖被认为是最公正和公平的,但仍不时传出争议。诺贝尔科学奖的争议热点多在一些已获奖成果的被遗漏者上,因为本世纪伟大的科学家基本上都榜上有名。在华人角逐诺贝尔奖的比赛中,除上面6位华人获奖者外,还有3位美籍华人被公认是遗憾的“被疏漏者”。
美籍华裔科学家李政道、杨振宁首先对物理学的经典理论——宇称守衡定律提出了质疑,并从理论上推导出了推翻这一定律的相反定律——宇称不守衡,认为至少在基本粒子弱相互作用的领域内是不守衡的。但理论总是灰色的,至多不过是一种假说,还得由事实来说话。用实验来证明这一理论的是旅美华人女物理学家吴健雄,这一成果轰动了全球。但是在1957年的诺贝尔获奖者中却只有李政道、杨振宁,没有吴健雄。
1987年,物理学奖授予“在发现陶瓷材料的超导性方面的重大突破”的两位合作者——德国的乔治·贝诺兹和瑞士的亚历山大·缪勒,而美籍华人朱经武却被评奖机构因科学以外的原因忽视了。贝诺兹和缪勒是超导现象的最初突破者,于1986年初发现了绝对温度30K的超导陶瓷材料,使传统的超导理论受到严重冲击;1986年底朱经武领导的研究小组却合成了绝对温度90K以上的超导陶瓷材料,则给了传统理论致命一击。许多人都认为朱经武至少应成为第三得主,但公布名单时朱经武却名落孙山。可能的原因是,在朱经武发表消息的前后,另有一中国小组和一日本小组公布了类似的结果,评奖机构为避免国家荣誉纠纷,只好忍痛割爱,朱经武遂成为不幸的被遗漏者。
1993年10月,美英两生物化学家罗伯兹(R.J.Roberts,1943-)和夏普(P.A.Sharp,1944-)由于发现分离基因的卓越贡献获诺贝尔医学奖。10月底,美籍生物化学家周芷夫妇致信瑞典皇家科学院,说明分离基因是自己首先发现的,引发一场“分离基因发现权”的争议。因为当年在纽约冷泉港实验室,周芷夫妇主持电子显微镜分析小组,罗伯兹主持核糖酸的剪接实验。罗伯兹的获奖论文刊登在《细胞》杂志上,论文作者中周芷的工作无人能取代,但结果却未能改变,周芷被诺贝尔评奖机构挡在了领奖台之外。
3、中国科学家痛失的几次获奖机会
中国科学家具有诺贝尔奖水平的研究甚至可追溯到建国前。
1923年美国科学家康普顿提出X射线量子散射理论,1924年与中国科学家吴有训合写论文。1926年吴有训发表《在康普效应中变线与不变线的强度比率》等论文,进一步证明了康普顿效应。康普顿因此获取1927年诺贝尔物理学奖,而物理学史上的“康-吴效应”的吴有训却与诺贝尔奖无缘。
1930年,美国科学家狄拉克根据量子力学的研究结果预言了反物质的存在。同年,赵忠尧(后为新中国高能物理所奠基人之一)发表《硬γ射线在物质中的吸收系数》和《硬γ射线的散射》等论文,发现了γ射线通过量子物质时的“反常吸收”,即正负电子对湮灭现象。他当时的研究居于国际领先地位。由于种种原因,赵忠尧在这一领域的研究中断了,而继续研究的日本学者后来获得了诺贝尔奖。
1946至1947年,钱三强与何泽慧夫妇合作发现铀核裂变的三分裂现象。在约里奥.居里夫妇的指导下,钱三强写出长篇论文,在实验和理论两个方面,有理有据地对原子核三分裂现象作了全面详细的介绍。但他的发现直到60年代才被大量重复实验进一步证实。
1941年王淦昌设想出用观察原子K俘获过程中的核反冲方法来验证中微子存在的实验方案并写成论文,投寄到美国的《物理学评论》杂志,于1942年1月发表。同年美国科学家艾伦根据王淦昌的设想,在实验室里证实了中微子的存在。后来美国科学家莱因斯(F.Reins,1918-)在王淦昌设想的启发下,用核反应堆做实验比较精确地测定出中微子物质的存在,并因此与别人分享了1995年的诺贝尔物理奖,而实验的最初设计者王淦昌却被遗忘。1960年王淦昌在前苏联杜布拉国家原子能研究所工作的时候,发现了一个新的带负电超子 “反西格马负超子”。当时这是世界上第一个在实验室发现的带负电的超子,这一发现至今仍被列为杜布拉国家原子能研究所建所以来最重要的发现之一。可惜随着中苏两国关系的恶化,王淦昌再次失去了一次冲击诺贝尔奖的机会。
新中国至少有一次能获诺贝尔医学奖,也是中国科学家最有希望的一次,那是因为1965年中国在世界上首次人工合成牛胰岛素。
1965年9月17日,经过7年的刻苦拼搏和协作攻关,完成了结晶牛胰岛素的人工合成。其结构、生物活力、理化性质、结晶形状等都和天然的牛胰岛素完全一样,成为世界上第一个人工合成的蛋白质。首次人工合成有生命活力的结晶蛋白质,使人类在认识生命的奥秘的道路上又迈进了一步。
自然,世界不会忽略中国科学家的贡献,70年代起开始有人提名为牛胰岛素研制者得诺贝尔医学奖。因为胰岛素的合成涉及的单位和人较多,国内为上报名单争论得相当厉害。最后,达成了一个令人啼笑皆非的一致意见:“要上一块上,要不都别上”。结果报给诺贝尔主次机构的名单达14人之多(转载者注:这种说法有异议,据亲历此事的人士撰文说明:我国最终申报拟请奖人仅为钮经义研究员一人,但很可惜未能获奖)。诺贝尔的评奖原则是只奖给作出主要贡献的两三个人,最多不超过3人。可是当时中国讲集体主义,不能突出个人,诺贝尔评奖机构又无法确定谁是真正的主持研制人,虽到80年代初还有人为中国提名,因为中国的科研制度问题,也因为诺贝尔奖评选规则,但我们最终痛失了机会。
机会失去了,就没有再来。
4、可惜不能给针灸发奖
中国人在美国能获奖在大陆本土的科学家却与诺贝尔奖无缘,颇有点“橘生淮南则为枳”的感觉,值得我们深思。
一些中国人有酸葡萄心理:开始认为诺贝尔奖是资产阶级的东西,我们不稀罕;后来想得却又得不到,便抱怨人家有偏见。
无可否认的是,任何一个奖项的评选都会有瑕疵,如在长长的获奖者名单中,没有化学元素周期律的发现者门捷列夫、化学热力学创立者之一的吉布斯、开尔文温标创立者威廉汤姆生、口服避孕药发明者杰拉西等伟大的科学家。
所以,这并表明诺贝尔评奖机构对中国有偏见,因为诺贝尔奖只对个人,不对国家和民族,否则就无法解释一直受欧洲人排斥的犹太人会有那么多获奖者,也不能解释为什么巴基斯坦、委内瑞拉等国也有人获奖。
中国在现代科学技术方面未获奖,便有中国人写信给医学奖的评奖机构卡罗林斯卡医学院,提议给中国的针灸术发奖。诚然,针灸术逐渐被全世界广泛接受,对世界的贡献丝毫也不亚于那些现代医学新发现,可惜的是,诺贝尔奖只奖给那些近几年的新成果新发现,这是诺贝尔奖不可动摇的评奖规则。倘若真有一天,中国科学家们弄清楚了针灸的原理并能用科学术语完美地表达,相信诺贝尔评奖者一定会慧眼识珠的。
固然有不尽人意之处,但其权威性无可质疑,这就是诺贝尔科学奖。在它的面前,没有大国小国之分,没有肤色人种之分,只能用成就说话。
5、不能获奖的原因
关于中国科学家为什么不能获奖,根本一点是科学水平没有达到应有的高度。因此,分析为什么没能获奖,实质上是分析为什么我国的基础研究水平比较低。赵红州[2 class=f9pt>、胡乐真[3 class=f9pt>等人最先做过分析。
赵红州认为出我国与诺贝尔科学奖无缘的4点原因:其一、科学知识积累不够;其二、科学研究时间不足;其三、缺乏科学家群落;其四、缺乏科学人才识别和遴选机制。在科学知识积累上,我国近代科学技术,由于历史的原因,远远落后于西方。解放40余年来,我国在大科学事业上有了长足的进步。但是,我国基础科学仍然与世界先进水平相距甚远,尤其是基础科学知识积累不够。对美国(1901~19722年间)诺贝尔科学奖获得者的调查表明,科学的接代连续性乃是诺贝尔人才成功的重要因素,这就是说,知识的积累不仅与前人的劳动有关,而且还与两代人之间的智力接力有密切的关系。孕育一个诺贝尔科学奖获得者,至少要有三代人的知识积累方能见效。这其中包括教育、科研环境,尤其是家庭教育的奠基作用。“知识遗传”因素的影响,更主要地体现在他们对前辈的治学态度、研究方法以及思维习惯的潜移默化的继承上。而我国在这方面明显不足。对中、老年两代中科院院士的抽样估测结果显示,他们出身于专业世家的平均不足39%,而其下一代继续从事高层次科学研究的则不足10%。在科研时间上,美国科学家人数虽然不足100万,但却是全时科学家人数。而前苏联的科学家人数号称100多万人,但时间没全用在科研上,折合成全时科学家也只有几十万人。据调查,我国六七十年代科学家每周工作时间为16小时,如果按全时科学家标准折算,科学家人数要减半。那种一会儿开会、一会儿学习、一会儿其他活动的非全时的科学劳动,对科研的损害显而易见。关于缺乏科学家群落和科学人才识别和遴选机制问题,我国科学界上不具备诺贝尔人才的温床及其相应的科学家群落;中国也没有相应的遴选、培育和推荐诺贝尔人才的机制。
胡乐真认为我国科学家不能获奖,也有体制方面的原因。①我国的科学研究在相当长的一段时间里处于封闭与半封闭的状态,缺乏国际间的交流与合作。即使在国内,各部门各地区之间,也依然处于条块分割各自为战的封闭状态。②在相对长的一段时间里,科技人员的社会地位地下,收入微薄,处境艰难。本来为提高科技人员待遇的职称评定,也往往被各级官员捷足先登,结果不仅使在职的科研人员感到寒心,也造成大量科技精英外流。③中国存在比较严重的“论资排辈”倾向,青年科学家难于脱颖而出。例如,重大项目一般都由资深甚至年迈的科学家主持,在职务评定、工资级别上,即使是有才干的青年科技人员也必须耐心等待,结果是在极富创造力的最佳年龄阶段得不到施展才华的机会。④在机构建制上,基本上是官办科研机构一统天下。按其所从事的RD活动的层次,不论基础研究、应用研究和技术开发,按其所从事活动的领域,不论公共领域或者市场领域,都由政府兴办或政府出资支持。⑤在科技发展战略上,在过去相当长的一段时间里,脱离我国国情片面只求全面发展,其结果是面面俱到,平分兵力,重点不突出,有限的人才、资源得不到合理使用。
6、美国为什么垄断了诺贝尔奖
自1985年到2000年,15年里共有33名科学家获诺贝尔化学奖,其中20人是美国人或其主要科研工作是在美国做的;获得诺贝尔生理学或医学奖的34人中有23名美国人;37名诺贝尔物理奖得主中有23人是美国公民或在美国居住;24名获得诺贝尔经济学奖的学者中有17名是美国人,美国人似乎垄断了诺贝尔奖。
美国人为什么会成为诺贝尔奖的得奖大户?一些美国科学家认为,是美国“万能的金钱”和“鼓励创造性和具有挑战性的构想”造就了这一现象。
美国政府署全力支持并向各科研单位投入巨资用于基础科学的研究工作。在2001年度财政预算草案中,联邦研究和开发经费高达853亿美元,其中约50%用于基础科研;企业也高度重视科学研究,在资金方面对科研项目给予了大力资助。美国自然科学基金会资助了许多最杰出、最有成就的科研单位或科学家,充足的资金成了这些科学家成功的强大动力。据统计,由于美国国家科学基金会的大力资助,有78名科学家荣获了诺贝尔奖,2000年获诺贝尔奖的8名美国人中就有4人获得过这个基金会的直接资助。
此外,由于美国经济发达,科研条件优越,竞争环境好,吸引了世界各国的精英,来自各国的移民学生提高了美国大学的水平。这些外国精英在垄断诺贝尔奖中成了一股举足轻重的力量。
虽然美国的小学和中学水平在世界上排名落后于斯堪的纳维亚国家以及瑞士、法国和德国,但美国的大学教育更多地提倡独立思考和主动精神。因为科学研究不是局限于旧的模式或传统,而总是处于前沿,所以鼓励创造性和具有挑战性的构想也是美国科学家屡屡获得诺贝尔奖的一个重要原因。
7、怎样才能获得诺贝尔奖:10大标准条件
中国科学院院长、中国科学院院士路甬祥分析了百年来诺贝尔获奖情况后,提出了10个讨论的问题,可以算作是对诺贝尔获奖者的一个评价[4 class=f9pt>,可以称为中国科学家要获得诺贝尔奖的“10达标准条件”。
①自然科学的重大理论突破,需要善于发现已有理论与实际的矛盾,需要勇于挑战传统理论的自信与勇气;重大理论的创建和形成,往往经历长时间的争论以至非难,在得到反复验证后才被承认。
②原始性重大发现多源于对实验事实敏锐的观察和独具创意的实验。
③新的科学仪器和装置的发明,往往打开一扇新的科学之门。
④重大科学发现和技术与方法的发明,往往对人类健康、社会与经济的进步产生巨大的推动作用和深远的影响。
⑤良好的科学基础和前沿性、交叉性的研究也可能偶发重大的科学发现,偶然中寓必然。
⑥数学与计算机工具创造性的应用,也可能带来自然科学、工程技术、经济与管理科学
方法与理论的突破。
⑦对已有知识的科学整理与发掘,也可能有新的重大发现与理论创新。
⑧良好的创新氛围和高水平的创新基地是产生高水平的创新成果的温床。
⑨创新意识、原始性创新思想与创新战略比经费与设备更具有决定意义。
⑩科技创新突破及其推广应用,需要相应的创新体制和科学管理机制作为保证。
8、还要等待多少年
我国重大科技创新产生的外部条件正在逐步形成:①国家加强了科研经费的投入;②对科技已产生重大的社会需求;③正在大力进行优秀人才的培养、选拔、吸引和集聚;④实行开放政策,保持了稳定的政治局面;⑤开始形成尊重知识和尊重科学的社会环境;⑥提倡创新,开始建立全国科技创新体系。
最关键的是,中国的年轻科学家的成长环境正在得到改善。中科院的“百人计划”旨在培养跨世纪学术带头人;人事部组织的“百千万人才工程”推动着年轻科学家的成长;国家攀登计划、国家自然科学基金的实施使中国基础科学的研究得到保障,“863计划”的开展则力图使我国在高科技领域有一席之地;大量出国留学人员的回归和日益增加的国际科技交流将使中国科学家在某些前沿科研领域与国外科学家处于同一起跑线上;“科教兴国”战略的展开正在为我国的科学腾飞建立良好的社会氛围。
关于中国何时能够获奖的问题,杨振宁先生做过估计。他说:“我觉得20年之内,一定会有中国本土出来的诺贝尔奖级的工作。假如经济增长快,还不止一个,而是好些个。因为中国的经济增长很快,而且中国领导人对科技发展的速度有很殷切的要求,对研究工作的投资也有大幅度的增长。”[5 class=f9pt>
一个科学波动周期大约为35年,任何一个科研体制不存在严重缺陷的国家,很可能在此段时间内获得科学技术研究的重大突破。按此推断假如从1978年“科学的春天”算起,到2012年便是35年。那么,我们最多再等15年。中国大陆不乏科学精英,诺贝尔奖零的突破理应能够实现。
这不是一个大胆和乐观的预测,我们期盼着中国获诺贝尔科学奖的那一年提前到来。
9、中国需要该做些什么:10大行动纲领
原中国科学院院长、我国著名的科学家周光召在一篇文章里比较详细地介绍我国产生重大的科学发现的条件和对策[6 class=f9pt>,可以称为我国要获得诺贝尔奖的“10大行动纲领”。
①正视产生重大科学发现的困难。重大科学发现一般是在学科交叉的生长点上出现,而不是按照常规计划,在可预见结果的情况下进行实验和逻辑推理就能得到的。因为计划只能在原有的科学原理框架内制订,科学家个人又受到知识面狭窄和学科传统观念的限制,多数人很难有观念上的突破。这种局限和困难必须努力克服。
②充分认识科学发现的偶然性和必然性。通常在科研探索过程中要出现多次的失败,但在失败中可能发生偶然出现的现象,其中包含启发新思想的萌芽。只有不怕失败,观察敏锐的人才能在单调重复的试探中注意到新的现象或思想的萌芽,并将其发展下去。而科学发现的时机一旦成熟,发现就成为必然;至于由哪一位科学家发现则是偶然的。历史已经证明,只有那些及时抓住机遇的科学家才能成为最初的发现人。
③有创新力的科学家必备的素质。例如,包袱少,失败后不怕人笑话,对新事物非常敏感,有强烈的好奇心,不受原有思维方式和原有理论的束缚,敢想敢干;身体相对健康,精力充沛,工作非常努力;受各种社会和家庭事务的干扰,脑子高度集中,日夜处于创新的临界状态,从而容易作出重要的成果。
④自信、善于学习和做好战略选择是有所发现的基本条件。要有严格的科学态度,掌握先进的科学方法,在此基础上建立起充分的自信。自信不足,不敢碰难问题,仅仅满足于跟踪模仿,是巨大的思想障碍。要善于学习,既能站在巨人的肩膀上前进,又不盲从权威人士的意见。要从自身的实际条件出发,做好课题方向的战略性选择。要扬长避短,着力发现学科的新生长点和突破点,集中力量,坚持不懈,才有收获。在这方面,有经验的学科带头人会起到重要的作用。
⑤要形成创新的学术集体和良好的科学生态环境。要在开放流动的环境下建立能不断创新的学术集体;要有追求真理、实事求是、崇尚科研道德的精神。科研人员来往要频繁,学术争论气氛要热烈。通过各种学术观点的激烈交锋、单个学科的深入开拓、不同学科的交叉融合,才能形成良好的科学生态环境,实现科学系统的协同进化,科学家个人也才能在这个环境中激发出创造力和新思维。
⑥充分发挥哲学和科学方法论的作用。当前,科学前沿研究的对象多是复杂的系统,很多对象具有无穷多自由度,过去常用的科学方法和思维方式很可能不够需要,必须进一步发展才能处理复杂系统。因此,要加强对哲学的研讨,加强科学方法论、数学及计算方法的研究。另外,观测仪器是发现新现象的先导,要重视新仪器的研制和实验手段的开发。
⑦攀登顶峰永不停歇,处于逆境更应奋进。许多人在还没有建树时,渴望得到社会的承认、得到社会稳定的职业和社会地位,有一股拼劲;但一旦拿到永久职位和职称,就不再努力,缺少内在的动力去攀登科学的顶峰。显然,条件过于优越,可能使人懈怠,而逆境却常能促使人奋发图强。现在还没有得到社会承认、没有列入重点支持的科技工作者不要灰心,很可能将来出现重大创新的部分科学家是那些身在内地、没有得到国家重大资助的科学家。
⑧青年要成为科研的主力军。青年最有条件具备上面所说的素质和条件,因而可能最有创新的活力。青年要想有所发现,就必须刻苦学习和锻炼。科学研究没有捷径可走,尝试、失败;再尝试、再失败,只有经过千锤百炼,直到最后才可能取得成功。只有从心理、身体、知识和能力诸方面做好准备的青年,才能抓住难得的机遇,实现理想,作出重大的科学发现。
⑨搞好老中青三结合,发挥中年科技工作者的骨干作用。一个好的科研集体中,老、中、青科学家各有各的作用,他们互相支持、共同协作,才能形成思想活跃、干劲十足、经验得到继承、技术不断发展、科研方向始终处于前沿的集体。
当前,在着力培养和选拔年轻科技人员的同时,要充分发挥中年科技工作者的骨干作用和老年科技工作者的指导作用。有造诣的中年科学家已经得到社会的承认,承担了许多重要科研项目的领导任务,是多数科研课题的负责人。在没有经过识别,也没有更好识别机制的情况下,社会应当也只能将这些职责主要交给中年的一代,而不会交给品质和能力尚未充分显现的青年。
⑩尊重和发挥老师的作用。很多时候年青人作出的工作还不完善,需要有经验的科学家给以指导和加工。如量子力学的完整理论是在海森堡的老师玻恩带领下完成的。年青人的才华常常要由有经验的科学家来识别,给以培养和鼓励,才能得到发挥的机会。一个成功的年青科学家身后必定都有一些值得称道的老师。很多科学大师,如玻尔、波恩、布拉格、费米等在他们生命的后期都带出了一大批杰出的青年科学家。
注:
1、表中统计数据引自睢平“关于基础科学与基础科学人才培养的思考”,中国科技论坛,2001(3)。
2、赵红州,中国且莫忘了诺贝尔奖,中国科技论坛,1995(4),p45~48
3、胡乐真,中国科技论坛,也谈中国何以与诺贝尔奖无缘,1995(6),p28~29
4、路甬祥,从诺贝尔自然科学奖于20世纪重大科学成就看科技原始创新的规律,2001科学发展报告,中国科学院,科学出版社,2001。
5、薛冬、刘振坤,中国李诺贝尔奖仅一步之遥,光明日报(2000年8月7日)
6、周光召,历史的启迪和重大科学发现产生的条件,科研管理,2000(01)
著名数学家华罗庚 华罗庚是我国享誉世界的著名数学家,是中国解析数论、矩阵几何学、典型群、自安函数论等多方面研究的创始人和开拓者。少年命运多坎坷,但刻苦自学,18岁在《科学》杂志发表数学论文,1920年8月,任清华大学图书馆助理员,用6年半时间读完高中至大学的全部课程,同时学习英、法、德语言,并在国际权威杂志上发表论文5篇。1936年赴英国剑桥大学留学,彻底解决了欧洲数学之王高斯提出的完整三角合估计问题,轰动了剑桥,被誉为“剑桥的光荣”。1938年学成回国,任西南联大教授。46年10月应爱因斯坦之邀赴美讲学,后任普林斯顿数学研究所研究员、普林斯顿大学和伊利诺斯大学终身教授。 1950年1月,华罗庚回到祖国,出任清华大学数学系教授和中国科学院数学研究所、应用数学研究所所长,是中国数学学会理事长,美国国家科学院国外院士,第三世界科学院院士,中国科协副主席,国务院学位委员会委员。他一生研究成果卓著,写有10多部著作,200多篇论文,其专著《堆垒素数论》系统地总结、发展与改进了哈代与李特尔伍德圆法、维诺格拉多夫三角和估计方法及他本人的方法,发表40余年来,主要结果仍为世界最佳,先后被译为多国文字出版,成为20世纪经典数论著作之一。在国际上以华氏命名的数学科研成果就有“华氏定理”、“怀依—华不等式”、“华氏不等式”、“普劳威尔—加当华定理”、“华氏算子”、“华—王方法”等,完全确定了他作为纯粹数学若干分支的世界领袖人物之一的地位。美国著名数学家贝特曼著文称:“华罗庚是中国的爱因斯坦,足够成为全世界所有著名科学院院士。”他平生大力推广和普及“优选法”和“统筹法”,为我国民族工业的技术进步做出了不可磨灭的贡献。 著名地质学家李四光 李四光是世界著名的科学家、古生物学家、地层学家、大地构造学家、第四纪冰川学家、地质学家、教育家和社会活动家,是我国现代地球科学和地质工作奠基人。1904年留学日本,并成为孙中山领导的同盟会中年龄最小的会员。24岁留学英国,在伯明翰大学苦读六年,获硕士学位,他的老师鲍尔敦教授劝他留下深造,获得博士学位后再回国。李四光谢绝了老师的好意,他回答说:“不,我想把我学到的知识,尽快贡献给我的祖国。”1920年回国,先后任北京大学地质系教授、中央研究院地质研究所所长、中国地质学会会长,直到1937年抗战爆发。其间先后数次赴欧美讲学、参加学术会议和考察地质构造。1949年,他放弃国外优厚条件,毅然从英国绕道回国。 回国后,他先后担任了地质部部长、中科院副院长、全国科联主席、全国政协副主席等职。他对地质学的基础学科,如地层学、构造地质学、古生物学、第四纪冰川学、岩石学、矿物学等都有精深的研究和很高的造诣。作为中国地质学的先驱之一,早年对蜓科化石及其地层分层意义有深入的研究,提出了中国东部第四纪冰川的存在。用力学观点研究地壳运动及其与矿产分布的规律,建立了新的边缘学科“地质力学”。毕生倡导以力学观点研究地质构造的发生、发展及组合的规律,提出了“构造体系”的概念,创建了地质力学学派。提出新华夏构造体系三个沉降带有广阔找油远景的认识,并为大庆、胜利等油田的发现所证实。开创了活动构造研究与地应力观测相结合的预报地震途径。晚年发表的“天文、地质、古生物资料”对我国学科大交叉的倡导产生深刻影响。对中国地质教育、地质科学、地质事业做出了巨大贡献和不朽的功勋。 著名核物理学家邓稼先 邓稼先是我国杰出科学家、核物理学家、中国“两弹”元勋。1948年至1950年在美国普渡大学留学,在美国获得博士学位后,美国给他很好的条件和优厚的待遇,希望他能长期在美国工作。但是,邓稼先并未因高官厚禄而动摇他回祖国工作的决心。1950年,他胸怀报国之志,回到了祖国,有人问他带了什么回来。他说:“带了几双眼下中国还不能生产的尼龙袜子送给父亲,还带了一脑袋关于原子核的知识。” 此后的八年间,他开始了中国原子核理论的研究。历任中国科学院近代物理研究所助理研究员、原子能研究所副研究员,核工业部第九研究院院长(后来改名:中国工程物理研究院),核工业部科技委员会副主任,国防科学工业委员会科技委员会副主任,中科院数学物理学部委员等职。 作为中国核武器研制与发展的主要组织者、领导者,在原子弹、氢弹研究中,邓稼先领导开展了爆轰物理、流体力学、状态方程、中子输运等基础理论研究,对原子弹的物理过程进行了大量模拟计算和分析,迈出了中国独立研究核武器的第一步。领导完成原子弹的理论方案,并参与指导核试验的爆轰模拟试验。原子弹试验成功后,邓稼先立即组织力量,探索氢弹设计原理,选定技术途径,领导并亲自参与了1967年中国第一颗氢弹的研制和实验工作。他隐姓埋名工作28年,呕心沥血,为我国核武器的重大原理突破和研制做出了重大贡献,其成果曾获国家自然科学奖一等奖和国家科技进步奖特等奖,被称为“中国原子弹之父”。 1999年9月18日,党中央、国务院、中央军委授予他“两弹一星功勋奖章”,以表彰他为我国“两弹一星”事业做出的杰出贡献。 著名物理学家周培源 周培源是我国著名流体力学家、理论物理学家、教育家和社会活动家,是中国科学院院士,我国近代力学奠基人和理论物理奠基人之一。1924年赴美留学,获加州理工学院理学博士学位。1928至1929年赴德国、瑞士从事研究工作。1929年回国,先后在清华大学、西南联大、北京大学任教授。1936-1937年在美国普林斯顿高等研究院参加爱因斯坦主持的广义相对论讨论班,从事引力论和宇宙论的研究。1943—1946年再次赴美国加州理工学院从事流体力学湍流理论研究,随后受邀到美国海军军工试验站,从事鱼雷空投入水的战事科学研究。由于该试验站是美国政府的研究机构,应聘人员须要有美国国籍。当时,周培源明确提出三条件:第一,不加入美国籍;第二,只承担临时性的研究任务;第三,可以随时离去。在美国有关方面接受了上述条件后,他在美国继续工作不到一年,于1947年2月,毅然带着妻儿回国。回国后,先后担任清华大学教务长,北京大学教务长、校长,中科院副院长,中科院学部委员、数理化学部常务委员,中国科协主席,世界科协副主席,中国物理学会理事长等职。1980年和1985年两次获得美国加利福尼亚理工学院“具有卓越贡献的校友”奖。 作为研究爱因斯坦的相对论学说并独树一帜的中国第一人,周培源在爱因斯坦广义相对论中的引力论和流体力学中的湍流理论研究方面,取得了世人瞩目的重大成就。他一直致力于求解引力场方程的确定解,研究并初步证实了广义相对论引力论中“坐标有关”的重要论点。1940年,他在国际上第一次提出湍流脉动方程,并建立了普通湍流理论,从而奠定了湍流模式理论的基础。1945年,他在美国的《应用数学季刊》上,发表了题为《关于速度关联和湍流涨落方程的解》的重要论文,提出了两种求解湍流运动的方法,引起国际上广泛注意,进而在国际上形成了一个“湍流模式理论”流派,对推动流体力学尤其是湍流理论的研究产生了深远的影响。 著名物理学家钱三强 钱三强是我国著名核物理学家,我国原子能科学事业创始人和奠基者,中国原子能科学之父”,“中国两弹之父”,中科院院士(学部委员)。1937年赴法国巴黎大学镭学研究所居里实验室攻读博士学位,师从世界知名的核物理学家、诺贝尔奖获得者伊莱娜·居里(居里的女儿)及其丈夫约里奥·居里。1940年获博士学位,并继续做小居里夫妇的助手。1946年他与才女何泽慧结婚。夫妻二人在研究铀核三裂变和四分裂中取得了突破性成果。导师约里奥骄傲地称之为“这是第二次世界大战后,他的实验室的第一个重要的工作。”并向世界科学界推荐。当时众多西方媒体称赞“中国的居里夫妇发现了原子核新分裂法”。为此,钱三强荣获法国科学院亨利·德巴微物理学奖。1947年升任法国国家科学研究中心研究员和研究导师,并获法兰西荣誉军团军官勋章。 1948年,钱三强谢绝了导师和同事们的竭力挽留,不顾国民党政府的威胁,与夫人抱着刚刚半岁的女儿,果断而机智地回到祖国怀抱。回归后的钱三强便全身心地投入了中国原子能事业的开创工作,担任了中科院近代物理研究所(后改名原子能研究所)所长,中科院学术秘书处秘书长。同年,中央决定发展本国核力量后,他成为了规划的制定人,领导建成中国第一个重水型原子反应堆和第一台回旋加速器,使我国的堆物理、堆工程技术、高能加速器技术、受控热核聚变等科研工作迅速开展起来。在苏联政府停止对我国的技术援助后,已兼任二机部副部长的钱三强又担任了技术上的总负责人、总设计师,亲自领导了核物理、中子物理、钚化学、热核反应等十多项课题的研究,解决了铀235生产中的扩散分离膜等许多关键技术问题。在“两弹一星”的攻坚战中,他倾心培养新一代学科带头人,造就了一大批呕心沥血的杰出核专家,并在这一领域创造了世界上最快的发展速度,在中国第一颗原子弹爆炸后仅两年零八个月,就研制成功氢弹。钱三强为中国原子能科学事业的创立和“两弹”研究,为培养我国原子能科技队伍立下了不朽的功勋,1999年中共中央、国务院、中央军委向这位中国的“核弹之父”、科学泰斗,追授了由515克纯金铸成的“两弹一星功勋奖章”。 著名物理学家钱学森 钱学森是人类航天科技的重要开创者和主要奠基人之一,是航空领域的世界级权威、空气动力学学科的第三代擎旗人,是工程控制论的创始人,是二十世纪应用数学和应用力学领域的领袖人物——堪称二十世纪应用科学领域最为杰出的科学家。1934年赴美国麻省理工学院航空系学习,1936年9月转入美国加州理工学院航空系,师从世界著名力学大师、“超音速飞行之父”——冯·卡门教授,先后获航空工程硕士学位和航空、数学博士学位。1938年7月至1955年8月,钱学森在美国从事空气动力学、固体力学和火箭、导弹等领域研究,加州理工学院超音速实验室主任和古根罕喷气推进研究中心主任,与导师冯·卡门参与了美国绝密的“曼哈顿工程”——导弹核武器的研制开发工作,并共同完成了高速空气动力学问题研究课题和建立“卡门—钱近似公式”,从而在28岁时便奠定了作为世界知名空气动力学家的地位,成为和恩师冯·卡门并驾齐驱的航空和航天领域内的最为杰出的代表人物,并以《工程控制论》的出版为标志,在学术成就上实质性地超越了科学巨匠冯·卡门,成为二十世纪众多学科领域的科学群星中最为璀璨的极少数巨星之一。 1947年,刚36岁的钱学森被聘请为美国麻省工学院的终身教授。但是他想:我是一个中国人,我可以放弃这里的一切,但不能放弃祖国。1950年便开始争取回国,而当时美国海军次长金布尔声称:“他知道所有美国导弹工程的核心机密,钱学森无论走到哪里,都抵得上5个师的兵力,我宁可把这个家伙枪毙了,也不能放他回红色中国去!”钱学森由此受到美国政府迫害,被没收了各种资料和书籍,被诬陷为“间谍”,美国政府对他进行审讯和监禁,将他软禁在一个孤岛上,但钱学森宁死也要回国,始终没有屈服。 1955年10月,经过周恩来总理与美国外交谈判,钱学森同志终于冲破种种阻力回到了祖国。1956年初,国务院、中央军委任命他为刚成立的航空工业委员会委员(导弹、航空科学研究的领导机构)。同年,钱学森受命组建中国第一个火箭、导弹研究所——国防部第五研究院并担任首任院长。他主持完成了“喷气和火箭技术的建立”规划,参与了近程导弹、中近程导弹和中国第一颗人造地球卫星的研制,直接领导了用中近程导弹运载原子弹“两弹结合”试验,参与制定了中国近程导弹运载原子弹“两弹结合”试验,参与制定了中国第一个星际航空的发展规划,发展建立了工程控制论和系统学等。钱学森在控制科学、物理力学、应用力学、系统工程、系统科学、喷气推进与航天技术、思维科学等领域卓有建树,为中国火箭、导弹和航天事业的发展作出了巨大的开拓性的贡献。为新中国的航天事业跃入世界前列立下了不朽的功勋,是新中国历史上伟大的人民科学家,被誉为“中国航天之父”、“中国导弹之父”、“火箭之王”、“中国自动化控制之父”。国务院、中央军委授予他“国家杰出贡献科学家”荣誉称号。1999年中共中央、国务院、中央军委又授予他“两弹一星”功勋奖章。 著名数学家苏步青 苏步青,中国杰出的数学家、教育家。曾任浙大数学系教授、主任、教务长,复旦大学教授、校长,中国数学学会副理事长,国务院学位委员会委员,中科院物理学数学部委员等职。1919年赴日留学,1931年获日本东北帝国大学博士学位。同年3月回国,受聘于国立浙江大学。抗战爆发后,日本帝国大学邀他前往任教。出于民族大义,他一口回绝道:“我要留在自己的祖国。祖国再穷,我也要为她奋斗,为她服务!”。在极端恶劣的条件下,他和陈建功教授带领弟子们到山洞里研究数学,正是在这时他点燃了那块神圣高原上的星星之火,于是才有了潘承洞、王元、陈景润等对哥德巴赫猜想的突出贡献,才有了我国在国际奥林匹克数学竞赛上的一枚枚金牌。 苏步青一生致力微分几何学和计算几何学等方面的研究。青年时期的苏步青,就被国际数学界誉为“东方国土上升起的一颗灿烂的数学明星”。在仿射微分几何学、射影微分几何学、一般空间微分几何学、高维空间共轭理论、几何外型设计、计算机辅助几何设计、射影曲线概论研究等方面取得了突出成就,被国际公认为“东方第一几何学家”。他在一般曲面研究中有重大突破,发现了四次(三阶)代数锥面,引起了国际数学界强烈反响。他是我国第一位研究“K展空间”的专家,在放射微分集合方面有着在国际数学界不可争辩的地位。其研究成果“船体放样项目”、“曲面法船体线型生产程序”分别荣获全国科学大会奖和国家科技进步二等奖。“K展空间”几何学和射影曲线荣获1956年国家自然科学奖。他的许多成果已被许多国家的数学家大量引用或作为重要的内容被写进他们的专著。 苏步青是一代数学宗师,更不愧为我国教育界的泰斗。他热爱教育,登台授课60年如一日,培养了一大批数学英才。他归纳出三条培养优秀学生的做法,一是鼓励他们尽快赶上自己,二是不挡住他们的成才之路,三是在背后赶他们,推他们一把。当时在中科院形成了“苏步青效应”,组建了一级级坚定的人才梯队向着数学王国进军。 著名核物理学家王淦昌 王淦昌是我国著名核物理学家、中国核科学的奠基人和开拓者之一、中科院资深院士,中国原子能研究所所长,中国高技术发展“863计划”的4位倡导者之一。1930年赴德国,师从于被爱因斯坦誉为“天赋高于居里夫人”的杰出女物理学家迈特内。27岁荣获博士学位。后去英、法、荷等国作学术访问,见到卢瑟福等物理学家,学习了最新的物理学理论与实验技巧。1934年4月回国,先后在山东大学、浙江大学任教授。抗战爆发后,他就将自己家中积蓄的白银、首饰全都献给了祖国。1961年,当国内出现严重的自然灾害,钱财十分短缺时,身在苏联的王淦昌又就将自己省吃俭用节约下来的14万卢布(约合人民币2至3万元)献给了国家,他把一生都奉献给了祖国和人民。柏林大学 王淦昌是中国实验原子核物理、宇宙射线及基本粒子物理研究的主要奠基人和开拓者,在国际上享有很高的声誉,被誉为“中国核武器之父”、“中国原子弹之父”。在70年科研生涯中,建树颇丰,取得了多项令世界瞩目的科学成就,从1940开始至80年代,几乎每十多年就有一项世界级成果和重大发现。1941年,他独具卓见地提出了验证中微子存在的实验方案并为实验所证实。1959年,他领导研究小组,在世界上首次发现反西格马负超子,把人类对物质微观世界的认识向前推进了一大步。1964年,他独立地提出了用激光打靶实现核聚变的设想,是世界激光惯性约束核聚变理论和研究的创始人之一,也使中国在这一领域的科研工作走在当时世界各国的前列。1984年,他又领导开辟了氟化氪准分子激光惯性约束聚变研究的新领域,不愧为中国核物理泰斗。 王淦昌参与了中国原子弹、氢弹原理突破及核武器研制的试验研究和组织领导,隐姓埋名17年,是中国核武器研制的主要奠基人之一。由于他对中国科学技术事业和国防建设的卓越贡献,曾荣获两项国家自然科学一等奖、一项国家科学技术进步特等奖等多项重要奖励。1999年9月18日,党中央、国务院、中央军委授予他“两弹一星功勋奖章”,以表彰他为我国“两弹一星”事业作出的杰出贡献。 著名数学家吴文俊 吴文俊,我国著名数学家,中国数学机械化研究的创始人之一,国际自动推理界的先驱。1946年赴法国Strassbourg大学留学,49年在法国斯特拉斯堡大学获博士学位。1951年回国,1957年任中科院学部委员。先后担任中科院数学与系统科学研究院系统科学研究所研究员,中国数学会理事长。现任中国科学院系统科学研究所名誉所长、研究员,中国科学院院士,第三世界科学院院士。 吴文俊是著名的数学家,在拓扑学、自动推理、机器证明、代数几何、中国数学史、对策论等研究领域均有杰出的贡献。他为拓扑学做了奠基性的工作,他的示性类和示嵌类研究被国际数学界称为“吴公式”,“吴示性类”,“吴示嵌类”,并广泛运用于数学研究和解决连塑性领域的有关难题,至今仍被国际同行广泛引用,影响深远。1957年因他在数学领域拓扑学方面的奠基性研究工作,和钱学森、华罗庚同时获得新中国建国后的第一次中国科学院一等奖。70年代后期,在计算机技术大发展的背景下,他继承和发展了中国古代数学的传统(即算法化思想),转而研究几何定理的机器证明,彻底改变了这个领域的面貌,是国际自动推理界先驱性的工作,被称为“吴方法”,在国际机器证明领域产生了巨大影响,其一系列国际领先的研究成果,已广泛应用于当今国际上流行的符号计算软件方面,对提高我国数学领域的国际地位做出了重大贡献。 吴文俊院士热爱祖国,有高尚的科学道德,是数学界德高望重的前辈,至今仍战斗在数学机械化研究的第一线。在50多年的研究工作中,始终站在数学领域的前沿,做出了许多原创性研究成果,享誉世界。曾获得首届国家自然科学一等奖、中国科学院自然科学一等奖、第三世界科学院数学奖、陈嘉庚数理科学奖、首届香港求是科技基金会杰出科学家奖、Herbrand自动推理杰出成就奖、首届国家最高科学技术奖、第三届邵逸夫数学奖。 著名农业科学家袁隆平 袁隆平是我国当代杰出的农业科学家,中国杂交水稻研究创始人,是中国国家杂交水稻工作技术中心主任、中国工程院院士、联合国粮农组织首席顾问、美国科学院外籍院士,享誉世界的“杂交水稻之父”。 袁隆平1953年毕业于西南农学院。1964年开始研究杂交水稻,1973年实现三系配套,1974年育成第一个杂交水稻强优组合南优2号,1975年研制成功杂交水稻种植技术,从而为大面积推广杂交水稻奠定了基础。1995年研制成功两系杂交水稻,1997年提出超级杂交稻育种技术路线,2000年实现了农业部制定的中国超级稻育种的第一期目标,2004年提前一年实现了超级稻第二期目标。近年来,全国杂交水稻年种植面积达2.4亿亩,优良品种已占全国水稻种植面积的50%,平均增产20%,一年全国增产的稻谷足可养活7000多万人口。杂交水稻从推广种植以来,已累计增产稻谷3500亿公斤,产生了巨大的经济和社会效益。有人预估,他的种子共创造效益5600亿美元。假设其中分零头给他,那么他的资产大致与世界首富比尔盖茨587亿美元相当。 作为建国以来贡献最大的农学家,袁隆平先后荣获 “国家特等发明奖”、“首届最高科学技术奖”等多项国内奖项和联合国“科学奖”、“沃尔夫奖”、“世界粮食奖”、“杰出发明家”等11项国际大奖。印度前农业部长斯瓦米纳森博士高度评价说:“我们把袁隆平先生称为‘杂交水稻之父’,因为他的成就不仅是中国的骄傲,也是世界的骄傲,他的成就给人类带来了福音。”2007年4月29日,在他当选为美国科学院外籍院士的年会上。诺贝尔化学奖获得者、美国科学院院长西瑟罗纳先生称赞他说:袁隆平先生发明的杂交水稻技术,为世界粮食安全作出了杰出贡献,增产的粮食每年为世界解决了3500万人的吃饭问题。 由于他在杂交水稻上重大贡献,2001年中共中央、国务院授予他2000年度国家最高科学技术奖。2004年感动中国人物颁奖词称:“毕生梦想消除饥饿 ——袁隆平:他是一位真正的耕耘者。当他还是一个乡村教师的时候,已经具有颠覆世界权威的胆识;当他名满天下的时候,却仍然只是专注于田畴,淡泊名利,,一介农夫,播撒智慧,收获富足。他毕生的梦想,就是让所有的人远离饥饿。喜看稻菽千重浪,最是风流袁隆平。” 著名核物理学家赵忠尧 赵忠尧是我国当代著名的核物理学家与教育家,我国核物理研究的开拓者,中国核事业的先驱之一。1927年赴美国留学,师从于回旋加速器的发明者,诺贝尔物理奖获得者R.A.密立根(Millikan)。1930年获博士学位。1931年赴英国剑桥大学卡文迪什实验室访问。同年回国,曾任清华大学、西南联合大学、中央大学教授。建国后,历任中科院近代物理研究所、原子能研究所研究员,高能物理研究所研究员、副所长,中国核学会副理事长,中科院物理学数学化学部委员。 赵忠尧在核物理特别是硬γ射线与物质相互作用等方面有着突出成就。1930年最先观察到γ射线通过重物质时的反常吸收和特殊辐射,是物理学史上第一个发现了反物质的物理学家。这个发现足以使他获得诺贝尔奖,当时瑞典皇家学会也曾郑重考虑过授予他诺贝尔奖。不幸的是,有一位在德国物理学家对赵忠尧的成果提出了疑问,虽然后来事实证明赵忠尧的结果是完全准确的,错误的是提出疑问的科学家,但这却影响了赵忠尧的成果被进一步确认。前诺贝尔物理学奖委员会主任爱克斯朋在1997年撰写的一篇文章中坦诚地写道:“书中有一处令人不安的遗漏,……没有提到中国的物理学家赵忠尧,尽管他是最早发现硬伽马射线反常吸收者之一,赵忠尧在世界物理学家心中是实实在在的诺贝尔奖得主!” 1931年,赵忠尧学成回国后到清华大学物理系任教授,开设了我国首个核物理课程,主持建立了我国第一个核物理实验室,培养了一批后来为我国的原子能事业做出重要贡献的人才:王淦昌、彭桓武、钱三强、邓稼先、朱光亚、周光召......诺贝尔物理奖得主杨振宁和李政道也都曾经受业于赵忠尧。 1950年8月当赵忠尧和钱学森夫妇等一道回国之时,美军最高司令部连发三道拦截赵忠尧的命令,强行将赵忠尧押进了美军在日本的巢鸭军事监狱。台湾大学校长傅斯年也发来中国电:“望兄来台共事,以防不测。”赵忠尧却回电说:“我回大陆之意已决!”最后在周恩来总理的外交努力下,于1950年11底回国。 回国后的赵忠尧在中科院近代物理研究所主持建成了我国最早的两台加速器,发展了我国的真空技术、高电压技术、离子源技术,打下了加速器和核物理研究的基础。1973年年事已高的赵忠尧又担任中科院高能物理研究所副所长,积极参加高能实验基地的建设,并带出了一批青年才俊,为我国的核物理事业做出了重大贡献。 著名地理和气象学家竺可桢 竺可桢是我国卓越的科学家和教育家,当代闻名的地理学家和气象学家,中科院数学物理学部学部委员,中国近代地理学和气象学的奠基人。1910年赴美国留学,1918年28岁时荣获博士学位。同年回国,先后任教于武昌高等师范学校、东南大学、南开大学等。1928年任中央研究院气象研究所所长。1936年出任浙江大学校长直至1949年,为了婉拒蒋介石赴台湾的邀请,而辞去了浙大的所有职务。新中国成立后,他被任命为中科院副院长,同时兼任中科院生物学地学部主任、综合考察委员会主任、中国地理学会理事长、中国气象学会理事长、名誉理事长、全国科协副主席等职务。 著名桥梁专家茅以升 茅以升是我国著名的桥梁学家、土木工程学家、工程教育家、社会活动家。1916年赴美留学,1921年获工学博士学位,其博士论文《桥梁桁架之次应力被称为“茅氏定律”,并获“斐蒂士”金质研究奖章。回国后,曾任交通大学教授、东南大学工科主任、河海工科大学校长、北洋工学院院长、杭州钱塘江桥工程处处长、交通大学贵州分校校长、国民党政府交通部桥梁设计工程处处长。建国后,历任北方交通大学校长,铁道部铁道研究所所长、铁道科学研究院院长,中国科协第二届副主席、名誉主席,中国土木工程学会第三届理事长。1948年当选中央研究院院士,1955 年当选中科院学部委员,并任副主任,1982年被美国国家科学院授予外籍院士称号
本文地址:http://dadaojiayuan.com/jiankang/259765.html.
声明: 我们致力于保护作者版权,注重分享,被刊用文章因无法核实真实出处,未能及时与作者取得联系,或有版权异议的,请联系管理员,我们会立即处理,本站部分文字与图片资源来自于网络,转载是出于传递更多信息之目的,若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益,请立即通知我们(管理员邮箱:douchuanxin@foxmail.com),情况属实,我们会第一时间予以删除,并同时向您表示歉意,谢谢!
上一篇: 刚做完人流和宫颈糜烂手术
下一篇: 宫颈糜烂会引起发其它病症吗