英国《自然》(Nature)杂志1983年9月29日一必威体育备用地址 登了Alun Anderson和John Maddox所写的有关“日本科学”状况的系列文章,是国外介绍日本科学最系统、最权威的报道。这是本刊继以往译载“法国科学”、“联邦德国科学”后对Betway必威在线登录 发达国家的又一组译介绍。原文篇幅较长,现摘其主要内容译出,以供参考。
——编者
日本在世界市场上的成功引起了西方世界的羡慕。科学在其中起了什么作用呢?
日本成功的奥秘和原因是什么呢?它又会在哪里终止呢?就是这些问题使人们从西方涌向东京,有时甚至赶到日本的内地去寻找答案。这些人的动机十有八九是出于经济上的原因,因为在过去的十年中,西欧、北美一些高度工业化的国家被日本源源不断涌现出来的电子技术上的革新弄得惊恐万状,不知所措。这些革新使日本的家用电器能以其它国家生产的成本价,或比之更低的竞争性价格在市场上销售。尽管小汽车和廉价优质钢材过去也可能使西方的政治家和其它人士难以安枕,但这些产品现在看来显然还不含有最新的先进技术。那么现在是否意味着前进的火炬,自由世界的领导地位或诸如此类的象征性标志已从太平洋的东岸移向西岸?这个问题正是人们对日本的科学技术发生浓厚兴趣的原因,也就是为什么西方的新闻记者同贸易界、政界人士争先恐后地涌向日本的道理所在。
简要地说,日本的基础科学给人最鲜明的印象是,某些领域令人振奋,某些领域稍有成果,某些领域则流于一般水平。这同十年前没多大差异,这种参差不齐的状况比比皆是,谁也不会为之吃惊。十多年前日本政府明显地忽视了大学里从事理论工作的研究人员的作用。而今天情况就有所不同,大学里的科研资金明显地得到了增加,尽管从数量上仍能看出日本政府在这方面还持有一种不明智的吝啬态度。但在技术领域情况就迥然不同,到处都充满着一种乐观气氛。每年从大学毕业的工程技术人员几乎从没想到在可行性和实际生产间会存在任何障碍。成功孕育着又一个成功,甚至扩大到技术范围以外的领域。日本人对“自己的技术”有一种自傲感。他们的这种态度颇有理由,因为自从十年前石油危机以来唯一安然无恙的就是他们。熙熙攘攘的城市比以前任何时候都繁荣,这一事实是有目共睹的。但是日本并非在各个技术领域都到了能支配世界市场的地步,即使在其目前较强的领域,如电子技术方面,它也没有到至善尽美的地步。日本在其未来的发展中始终会面临两大不确定因素,对它始终是不利的。在基础科学方面,这种不确定是内在的,对它的解释和其实际解决,就好比两个战场,但却又是这样绵延持久。在技术上的不确定性则是外在的——政治和经济上的稳定性,社会的变化以及那些不测事件。
日本和它的竞争对手都需了解日本近年来所取得成功的原因。西方国家过去曾杜撰出种种理由,但这些解释都站不住脚。西方曾认为日本的技术完全是靠廉价劳动力起飞的,但日本制造业工人工资的统计数字和日本每年递增的劳动生产率有力地推翻了这一武断。日本从I960年以来劳动生产率一直以高于8%的速度上升,其速度是美国的三倍。西方还曾责难说,日本的成功完全是靠对西方技术发明的模仿,此说也属错误。任何产品若要在性能、特征上作一些小的改进都离不开大量的技术革新工作。日本人对这种革新并不持轻视的态度,他们把革新仅视为一种取悦于消费者的手段,一种增加销售量的生财之道。日本人在购买国外专利许可证上确实可以说不惜工本,但谁能否认日本生产的静电话筒和可供人们在长跑时欣赏贝多芬第九交响乐的放音装置不是一种创造发明,而仅仅是一种对消费者需求的巧妙利用?
西方编织出来的最大神话是日本的技术振兴是由日本通产省发动的。在西方一些人士看来,通产省除了操纵日元的对外兑换率外,主要的目的就是制定各企业、公司的生产方向。事实上,通产省对企业公司的影响力同美国的商业部相差无几,其对企业的影响就是对工业界企业间的合作研究项目给予贷款,一俟该项目可以付诸实现,就不再介入。日本的企业界认为、企业间的竞争是如此紧迫,哪里还有时间等待官僚们的日程表来安排发展方向?
通产省在设置非关税贸易壁垒上确有可指责的,但从关税和进口税上看,日本同世界上其它国家也没什么差异。日本的贸易伙伴承认自己在打入日本市场上的失败是由于日本市场的复杂性和它对进口产品质量的要求。其中起重大影响的是日本按其自身质量及安全标准进行的商品检验办法。西方对日本的最大抱怨还是针对日本出口产品的价格。这种抱怨可能是出于某种无知。日本企业在资本上对银行定息贷款的依赖,日本企业在传统上实行的就业终身制都意味着企业必须尽其所能地生产出最大量的产品。这一策略似乎是把出口销售成本同生产的边际成本从某种程度上挂起钩来。假如出口产品得到贴补的话,那么制定价格的将是日本的消费者而不是通产省。一贴最根本的药方是在日本国内市场以竞争性价格销售进口产品。
在澄清了流行于西方的上述偏见后让我们再来看一下实际情况、日本战后的繁荣经历了几个阶段。从五十年代至七十年代日本在技术革新上的最显著成就就是改进和完善了其它国家的技术发明。这种改进一开始就以质量为目标,早在1960年时日本的光学工业就以高质量的镜头赢得了很高的声誉。在钢铁工业到处萧条的今天,唯有日本还在大
量出口供石油和天然气工业使用的优质钢管,这就弥补了进口石油价格波动带来的损失。日本的两轮摩托车也以其优质驰名世界市场。至于使西方头疼的汽车,日本已从靠低廉成本取胜的策略转向设计上的完美性。在最近几年取得空前成功的日本电子工业把其成功的法宝总结成四点:一、完美的设计;二、准确地预计消费者的需求;三、富有想象力和卓有成效的生产工艺;四、严格的质量管理。这四条经验的关键之处就是把一切可能的事物变成现实。
上述事实引起一个发人深思的问题,即为什么日本比其它国家更容易取得成功呢?这个问题的答案不在技术本身,而应当从发明这些技术的人身上去寻找。日本有很多同别国不同的地方,首先,决定企业发展方向的领导人一直坚持把下层人员看作是技术革新的源泉。第二,在日本普遍洋溢着一种精益求精的进取精神,这种热情有极大的感染力。第三,日本各行各业的人们对本职工作具有高度的责任感,他们能够认识到个人从事的工作都关系着集体事业的成败。多年来日本已在这三方面形成了一个经验的宝库。这些经验告诉人们,要从技术革新中获取最大效益的取胜之道就是使革新止于至善。达到第一流水准固然可喜,但仅此是不够的。
今天当日本已在很多技术领域走在世界前列时,日本人开始认识到一个新问题,即:在那些技术发展方向多变的领域,以及那些无法确定消费者需求的领域,如何去制订发展新技术的策略?这个问题的实质是当没有基础科学方面最新理论可供借鉴的情况下,日本能否建立自己未来产品所需的新理论和新概念。这就是为什么今天在日本引起了对自身长期积弱的创造能力的深刻反省。打个比方,第一次攀登珠穆朗玛峰是最艰难的任务,因为在这一过程中随时有可能误入歧途,而在判断路线上的错误则在所难免。因此日本的技术在今后的发展中如果缺乏创造性,无法选出一条通往世界屋脊的正确路线,后果将十分严重。在日本人看来,日本在各个技术领域似乎都已超过了其它国家。其实并非如此,如在飞机制造业和整个医学领域,日本就拿不出多少可称道的东西。
今天不仅日本政府部门而且进入高等院校深造的大学生都不重视基础理论的研究。学生们毕业后极大多数最终都在工程技术部门供职。在未来的若干年中,这种基础科学和工程技术间的失衡状态是否能得到纠正,还是个未知数。不过有一点很明显,要是政府同大学之间的关系没有重大改变,今后要取得更大的新成就就很困难。在保守主义根深蒂固的日本,发生这种带有激进倾向的改变的前景是十分黯淡的。这仅意味着在今后一个时期中一种对重视学术环境的渴望仍将不会得到满足,而并不一定意味日本的技术将会倒退,至少在短期内不会。
日本的另一个传统,即青年人一旦加入了一个企业,他就应该为之服务终身,可能会成为日本技术发展道路上的一种障碍。事实上,凡是获得成功的公司企业都充分认识到灵活多变原则的重要性,这些企业都声称有能力毫不费事地改变其科研技术人员正在从事的工作目标。当然这种传统有助于使从业人员感到自己是整体的一部分,整体的成功将决定个人的前途。但是这种个人的效忠有其局限性。
可以肯定,过去使日本获得极大成功的各种优点仍将得到充分发扬。目前已充斥于广告的机器人正在日本的制造业大显身手,机器人制造业在日本无疑会日趋兴旺,更加繁荣。日本在过去三十年间创下的奇迹应归功于无数工程师个人的品质、才能和热情。他们在技术发展上敏锐的眼光,在企业既定的目标下相互间的精诚合作以及为成功而奋斗的工作热情,这三者正是构成日本技术雄厚力量的基石。所以对日本技术发展最正确的估计就是这种成功的势头会继续下去。那些自以为在同日本竞争者较量时可以凭自己更为聪明的新思想取胜的人实在是忘记了日本人取得成功的根本因素。屡战屡败的竞争者除了更为彻底的效法日本模式外,别无其它选择。最终衡量成功的尺度不是财政收支上的顺逆差,而是能否建立一种为他人必然要仿效的成功模式。
(马骥校)
日本的科研管理体制
日本的科学技术最高决策机关是科学技术委员会(Council for Science and Technology),由十人组成的顾问委员会领导,首相出任主席一职。十个委员中还包括大藏相、文部相以及科委主任(Science Council of Japan)。科技委员会除了制定一般政策外,还通过特别合作基金对科研项目予以直接的资助和领导。
由首相办公室直接领导的还有三个特别委员会,它们是:原子能委员会、太空活动委员会;海洋开发委员会。
首相管辖下的十四个省和厅分别都有各自的科研经费,最大的四个简介如下:
科学技术厅(Science & Technology Agency):年度预算为320×109日元,该厅作为上述几个特别委员会的执行部门,专门从事“大”科学的研究,如原子能、海洋开发和宇航活动。
文部省:年度预算为60×109日元;拥有三个研究所,六个全国校际合作研究所(National Institutes for Joint Use by Universities)以及九十三所国立大学,所有机构都以研究基础理论为主。
通产省:年度预算为73×109日元。该省通过工业科学技术厅,资助用于工业的科研项目。在属于国家重大科研项目中,正在进行的有第五代电子计算机、新能源开发、节能以及下一代的工业技术。通产省还通过合作研究基金资助那些研究尖端产品的公司企业,目的是让它们的产品更有竞争力。日本(1976 ~ 1980)的大规模集成电路项目就属此类。这个项目最终使日本成为第一个能制造随机储存器的国家。
邮政省:该省从事的科研活动主要由日本电讯公司进行(Nippon Telegraph and Telephone,NTT)。NTT是日本公开的电讯垄断集团,它拥有三个实验室,同美国的贝尔实验室类似,只是规模仅为其四分之一。正是这些实验室的研究活动使日本在光纤生产技术上居世界领先地位。
新体制下的国家研究所
日本正努力改变在基础性和创造性研究领域方面的局面。文部省新设的三个研究所:分子科学研究所、基础生物学研究所、生理科学研究所已为此作出了贡献。这三个设在冈崎的研究所设备精良,同国际间交往密切,这些是一般大学办不到的。这种学术空气应归功于一种新的科研体制的形成,称为“全国性校际合作研究机构”(National Research Institutes for Joint Use by Universities简称NKIJU)。新体制的创立是专门为了给日本全国的科研人员提供一种按世界标准进行工作的机会。
NRIJU的独一无二之处在于每个研究机构具有国立大学的独立地位,这就克服了全国性的研究机构以往存在的种种弊端,即要么依附于大学而被大学视为自己的领地;或者就是投靠某个政府部门,这样它就无法授予职称,从而也就无法引来出类拔萃人物为之服务。NRIJU的新结构已取得了巨大的成功。每年有几千个研究人员赶到冈崎来使用较高水平的设施来从事自己的实验工作,实验科学的所有领域正从湮没无闻中恢复过来。
三个研究所中最大的分子科学所已有七年的历史,但基建仍在继续。它目前正在建造中的项目是世界上第一个同步辐射源(Synchrotron Radiation Source),该设备专为分子化学而建,将能提供一个强度极高的超紫外线辐射光源。这个600-Mev的喷射器正在测试中。在一半埋在地下的主体大楼里,一个周长为53米的储存圈也正在建造中,合拢工作即将完成。
这项设备预计将会吸引数以千计的研究者来该研究所进行实验工作。目前该所每天来访者就已达三十人。该所设备部负责人山崎石雄说,这是因为我们有日本第一流的设备。另一个更重要的原因是研究所的技术人员每个都兼两项工作,即不但要从事自己的研究,而且还要为各大学来访研究者提供服务。这在文部省的其它研究所里是绝无仅有的事。
NRIJU新体制的建立从总体上提高了日本科研的水平。以新的计算机中心为例,该中心拥有完全自动化的无人操纵系统,目前担负着全世界十分之一的分子轨迹计算任务。柏木广志博士(Hiroshi Kashiwagi)解释说,在计算机中心建立前全日本仅有两三人在从事计算分子轨迹的工作,而目前从事这项工作的人数已达一百多人。
冈崎这些研究所高水平的设备已使它们居于举世瞩目的地位。正如生理科学研究所所长内园广二(Koji Uehizono)教授所说,由于研究所已拥有日本最高水平的设施,它将有能力同其它国家作双边交流,西方的访问科学家不必再担心会出现令人困窘的巧合。1982年单访问分子科学研究所的外国科学家就达120人,他们而且都担任了研究所的顾问工作,第一个接受顾问工作的是来自英国皇家研究所的乔治 · 鲍特教授(George Porter)。
新体制未来的方向如何,这是人们都关心的问题。继续扩大新的科研体制的范围也许是人心所向的大事。下一个将要建立的类似研究所将是无机S合ft研究所(Inorganic Complexes Institute),所在地不是在冈崎就是在筑波。
日本正走向全盛的电子化社会
世界上电子计算机硬件的最大出口国能否为建设一个电子化社会而铺平道路?在最近几年内日本将指明这条道路的方向。
去年秋天,日本制订出一个为期十五年的庞大的电讯工程计划。这项工程将使日本走向全盛的电子化社会。日本信息网络系统(The Information Network System,简称INS)的长期目标是把全国目前互不关联的电话、数据通讯、电传、电报及传真系统合并成一个能传送声、像、数据的双向性光纤通讯网。
这一系统的模型已在去年底完成,并已交付东京郊区三鹰区一万个经挑选过的用户试用。该地区正是可同美国贝尔实验室媲美的日本电讯公司研究所的所在地。这一万个幸运儿使他们的邻居为之垂涎三尺,因为他们可以在五年内免费使用INS提供的终端装置。
在新的服务项目中,最引人注目的是由宽频光纤网传送图像和高速传真信号。这两项服务使人们在相隔数英里之遥的情况下面对面的进行交谈;使人们得以用每两秒钟的速度传送或接收四页文件资料。此外,还有一项交换图案画_的服务。这一装置使用的带宽较小,能将写在特制本子上的图案花样传送到荧光屏上。这样当用户在通电话时还能表达出言语和文字所无能为力的东西。
传真输送网将同电话服务一起扩大并采用数字化,从而使一整套中央计算机的控制成为可能。传真信号可由中央机进行储存,然后像电话通讯那样以后再输入接收者的线路内(比如在接受者线路占线的情况下),经中央计算机控制的电话通讯还将能为用户提供更广泛的服务。用户只需报出对方电话号码和付予电话费,计算机就会把两个或两个以上的电话接通,这样一个多方参加的谈话就有可能实现。
在这个模式中最受重视的是电传服务。电传通讯网同公众均可使用的数据库相联结。该数据库刚开业,存有两万页关于气象预报、火车时刻表等资料。所有资料都经数字化处理,在光纤通讯网模式中不仅有声音而且还有图像,其服务的范围可以扩大到家庭储蓄、预订戏票和旅馆以及从事其它各式各样的家庭事务。日本电讯公司(NTT)(Nippon Telegraph and Telephone Company)认为这些服务设施将给人民的日常生活带来极大的影响。
当三鹰区的新系统的模型竣工后,日本电讯公司将着手在筑波1985年科学博览会上向国内外数千万来宾显示它的演示性光纤通讯网络系统。然后,这一系统将服务范围扩大到农村,在本世纪末使整个社会进入“高级电子时代”。
把不同的通讯网混合在一起并加以数字化的努力早已开始了。1984年将完成全国电传网和数据传送网的合并工作。电报网也将在1985年并入其间,最后在1990年左右传真通讯网将加入到整个网络中。这样东京的三鹰区也许将成为一个新的文明社会的摇篮。NTT的官员在谈吐间对此深信不疑。他们很自然地为自己从事的这项浩瀚的工程以及将成为世界上第一个计算机控制电讯网的创造者而激动不已。NTT的总裁式场英(Ei Shikiba)豪迈地说,到本世纪末我们将完成世界上独一无二的创举,尽管我们没有先行者,但我们准备面临前进中一切失败的考验。
不过在NTT人士之外批评者显然多于支持者。电子设备生产商认为提供中央机处理的储存 - 转送服务完全是多余。如果人们真需要一个应答机(answerphone),或要一个在占线时储存电传信息的设备,他们可以到店里去买一个,何必为自己所不需要的服务项目向INS讨钱。计算机用户对未来的光纤通讯网也持怀疑态度。他们认为大可不必把所有的数据通讯都并入一个公用的网络之中。因为下一代微型计算机将具有今天不带辅助设备的计算机的功率,到那时当地仅需一小部分的通讯网为特殊需要服务。持怀疑论者还有那些目睹国外在电传普及化上屡遭失败的人。所有这些人都忽视了日本人在购买上的一种不可遏止的愿望,即凡是邻居具有的新东西,本人也要具备。
对新系统持反对立场的还有一些店主。他们以前在通产省的帮助下已成功地把超级市场开到日本以外的地区,如果新系统使电讯购物(Teleshopping)成为可能,无疑对他们是一种打击。一些高中学生也对新的服务项目忧心忡忡。他们已经每夜在高考复习学校里花了两三小时,但一旦双向视像系统投入使用,他们真害怕老师会随时“入侵”他们的家里。学生们的这种担心绝非是杞人忧天,某些补习学校已开始用电传来督促学生的学习。
对新系统的批评者中也不乏懂行的人。东京大学的信号数字化专家井濑广志(Hiroshi Jnose)教授认为,NTT通过光纤通讯网使日本步入发达的信息社会的鼓吹,完全是小题大做。单使目前的电话系统更新和数字化就得使NTT耗费巨额资金。广濑所作的调研表明人们最需要的电讯服务是有关保障家庭安全的服务项目,如当人们外出时能随时用电话向家里联系,了解是否家中有盗贼闯入或是否煤气阀和电开关没有关。这类服务设施已由公寓建筑商提供,并已作为一种建房标准。人们并不需要一个新的用数字处理的信息网。
然而,NTT总裁式场英对一切批评责难置若罔闻,他和INS的首创者北原安贞(Yasusada Kitahara)—致认为各种通讯网的合并是人类通讯发展史上一个必然的阶段。他针对那些担心新系统会给社会带来不良影响的人说,目前的示范系统的最大目的就是确定人们的需求范围,NTT将不遗余力地作广泛调查,倾听各地方人们的反应。在三鹰区目前正在讨论如何使示范系统最大程度地为人们服务。广濑还欢迎各类电子设备制造商同NTT竞争,他说,竞争是最好的办法,看看谁能够提供廉价的服务。
从长远看,INS的示范系统的最重要特征可能不会受人欢迎,因为这一系统不仅涉及一个三鹰区而且会使该区成为同东京一个主要的商业区的联结点。三鹰区的很多居民在那个商业区工作。一些公司将有机会试验在郊区设立分部,通过声像和高速传真的服务项目同设在东京城里的总部联系业务。这样做的优点是显而易见的;三鹰区的很多居民不必再在人头挤挤的火车里花上几个小时。但这带来一个严重后果,社会因袭已久的一种乐趣——下班后在地铁车站的走廊里作番小饮——将荡然无存,铁路工人将会面临灾难性的失业。此外,它还威胁着日本的一个传统观念,即男人不能从事妇女从事的职业(家务)是因为男人要挣工资养家活口,所以他们没机会待在家里同妻子分担家务。
即便如此,INS的真正未来将朝着这个方向。声像传送以及其它要求具有较宽频带电缆的服务项目将难以得到普及,除非光纤的成本有明显的降低并在图像压缩技术上有新的突破。索尼公司研究部主任菊池真人把INS的目标看作纯粹是一种鼓舞人心的理想,但正由于这种理想推动着人们前进,去取得为世界所瞩目的成就。美国六十年代太空计划的实施所带来的许多实用性发明创造,便是最好的例子。
很多对INS雄心勃勃的计划持反对意见的人都认为INS至多只能提供设在大城市里的总公司和设在小地方的分公司业务联系上的便利,而一般居民不会从新的电讯系统获得多大益处,因为老百姓使用电脑处理的电话系统以及电传的机会是很少的。但即便只取得这些成效,也足以使在上班途中疲于奔命的工人、职员减轻负担。
科学技术繁荣带来的“科普热”
科学技术的振兴必然使科普读物的繁荣接踵而至。在东京任何一隅的小书店里,科普读物可以同色情杂志和连环画一争高下。在书店的书架上至少陈放着七种畅销的科普杂志,并排放着的还有一些计算机读物和两三种学术性较强的科学杂志。这种现象还是最近的事。目前每月总销售量达七十五万的六种畅销杂志中没有一种是在1981年前问世的。
科普读物的勃兴是以《牛顿》(Newton)杂志为先导。该杂志以美国全国地理杂志和地球杂志为蓝本,现已成为世界上当之无愧的最精美的插图科学杂志,其销售量每月达40万,比居第二位的畅销杂志高出三倍。《牛顿》杂志的内容跨越相当广阔的科学领域:从宇航科学、粒子物理学、板块结构到天文学;所有介绍都辅之以令人眩目的彩色插图。此外它还报道尖端科学技术领域里的最新进展,如激光、托克马克(tokmaks)微型集成块、电子显微镜以及日本著名科学家的谈话。这一切都可能反映出在物理学上颇有造诣的该刊总编竹内(Takeuchi)的创刊宗旨,即所有内容都须反映货真价实的科学,即“硬科学”,而不是那种赶时髦的心理学,或者诸如此类的“准科学”、这类内容通常被人们认为是一本畅销杂志必备的内容。
科普杂志的空前繁荣使人们颇为吃惊。有人甚至怀疑青年人是否对科学真正抱有一种纯真的兴趣。就连《牛顿》杂志副主编和郎寺岬也不知其所以然。他不认为日本已有一种对科学纯真的爱好。日本汽车工业给日本带来的繁荣使人们很自然地对自己的技术滋长了一种自豪和骄傲。日本目前准备在基础理论科学上跃跃欲试的势头使人们渴望知道日本下一个征服的目标。这也许就是在日本科普读物大为流行的一个恰如其分的解释。
人心思变的大学制度
对于那些有远大抱负的青年,或者那些父母寄予厚望的孩子,一种良好的大学教育好比一个针眼,而每个学生好比一根线,他们若有志在事业上取得成功,就得穿过这个微小的孔眼。所以说,假如国家不愿或者不能为每个学生提供高等教育的机会,那么他们和他们的家长就要靠自己的人力物力来争取这种机会。上述说法解释了日本教育制度中最明显的两个特点:一,高中学生为争取进入大学的竞争异常激烈。二,两种大学体制的共存,即由政府资助的国立大学和类似非营利公司机构的私立大学。日本现有大学446所,其中国立大学97所,私立大学315所,地方政府出钱办的34所地方大学。地方政府办学的目的是履行对当地热忱的捐税者的应尽职责。
东京的大学不下100所,各种系科一应俱全。最著名的公立大学有东京大学,私立大学有早稻田大学。某些专科学院如文学院人数往往在千人以下。
大量的高中毕业生为进大学而竞争,这种现象虽然比比皆是,但在日本几乎面临极端。日本高中生一般在参加国立大学统考那年或在更早时就专门聘请了私人辅导教师,这样就实际上延长了高中在学时间。然而成功能给学生带来极大的快慰,因为入学后的四年中虽然按学位标准要获得72种不同的学分,但考试的水准平平,并不会令人视为畏途。现在人们开始为高中课程设置上的激烈竞争的后果而担忧。这是很自然的事,但同时还存在着另一种有害的后果,即学生为争取进入名牌大学的努力往往提高了这些大学的声望,以致成为人人垂涎的目标。
在日本,人们很乐于认真讨论诸如京都大学与东京大学孰优孰劣的问题。这类讨论并非全无意义,因为讨论有助于人们分析新生入学分数的质量。大学自然毫无例外把应试者中的佼佼者招去,成绩越好越是能进入高质量的大学。久而久之大学的名望同质量相得益彰,形成一种良性循环。对每个高中毕业生来说,入学竞争并不仅仅意味着考取某个大学,重要的在于考进什么样的大学。一个学生在高考分数线上的高低往往就决定了该生一生事业的荣辱得失。
当然,这种彻头彻尾的拔尖制度在别国也是司空见惯的(尽管有些国家如西德一直在明智地使之免于趋向极端)。在日本,要不是文部省一贯对各大学施加压力,强调教育质量的一致性以及反对减少大学数量来提高大学的地位,日本的这类竞争也许还不致如此强烈。
就在这种竞争的势头下,学生们还是畅通无阻地进入大学。日本工业振兴的年代中最明显的社会投资莫过于高等教育的扩大与普及。从I960年至1975年间,日本大专院校的人数增加了两倍,总数达220万人,其中包括那些预科性质的师范学校和职业技能学校的学生。在这一增长中走在前列的是私立大学的在校人数。国立大学从1966年以来入学人数还没有到翻一番的水平,而私立大学现在招生的人数已是国立大学的五倍。
大学课程的选编都需经过刻板的审查鉴定程序,主持这一工作的是文部省(公立大学同私立大学均如此)。国立大学直接接受文部省的具体指导,私立大学出于同国立大学竞争的需要也接受文部省的方向性指导。四学年中的头两年实行基础教育(包括外语),不过学生在入学时必须选定专业;后两年则实行专业教育,临毕业时作为科研的助手参加实习,时间仍受四学年的限定。
1981年,大学入学人数中女生只占22.1%,专科院校中占89.6%,在为职工设立的技术学校中仅占2.2%。从日本学生喜欢读的各种不同课程中还可以发现日本人传统上对工程技术的强烈兴趣。1981年,在入学新生中33万4千多人选修工科,其人数是理科的六倍。那年攻读农科的学生也多于理科。有些大学甚至干脆取消理科只设工科。
即便进了国立大学,也并不意味无偿地提供教育。现行的奖学金制度只能使少数人享受免费。据官方统计,在国立大学念书每年平均要付高达30万日元的费用。私立大学里私人教师所收的辅导费用更远远高于公立大学,它在自然科学上为其三倍,在医学方面竟高达十倍。
公立大学的教职人员都属文职人员,其薪俸按国家公布的等级标准支付。最低工资为每月十万日元,最高为五十万日元,每年再另发三次奖金,金额为五个月的工资。这一收入同工业界里科研人员的收入相比就显得大为逊色。尽管大学里的教职人员还有抚养补贴和交通补贴,但他们绝非是为了金钱而担任大学的教学工作,他们追求的仅是社会地位。大学教师通过为工业界提供咨询服务获得收入的机会也越来越多。
私立大学里情况就有所不同。它们实行财政自治,所有人员的收入同各种收益相关联。政府的贴补在1960年来已有增长,但速度不快,照政府的说法这是为了保证私立大学的独立性。在这种情况下,在大学的系一级甚至也能感到市场需求的压力。
私立大学的行政当局除从各系所得学费收入中留用一部分外,其余部分由各系用来从事教学和科研活动。哪个专业若对学生缺乏吸引力,它的教师与学生比率就会升高。这样,学费所得愈少,教师从事科研的经费也愈少。在这种情况下,政府在1982年又决定逐步取消对教师工资的补贴。即便在早稻田大学,尽管它拥有显赫的声望和慷慨阔绰的校友,它的日子也不好过,连它也担心今后恐怕不得不向新生增收入学费用。
在国立大学中,科研资金的分配采用一种化整为零的密集型分配方法。文部省按一种复杂的公式分配小额资金,其分配原则是平均主义。具有悠久历史的国立大学规定每任命一个教授就得配备两名副教授和一名研究助手。这样的一个教研单位每年能分配到的基金约为700万日元,但其过半以上须上缴校方供其支付行政费用,仅剩下200万左右供教研小组支付自身的日常费用。
不过文部省对某些在世界上享有名望的科研项目还是很肯花钱。日本未来的诺贝尔奖获得者毋需担心经费问题,自1982年以来,文部省对一项新计划下的六个项目分别予以补贴,总金额达100万美元(值3亿日元)、其中有一个项目就是东京大学教授评谷当道从事的分子生物学研究。文部省对大学间进行的重大基础领域里的合作研究也颇乐意解囊。
总的说来,日本在科研基金的分配上的平均主义有一个明显的缺陷,就是这种分配法完全忽视了研究项目本身的特性。它隐藏着一种官僚主义性质的平均主义,这就促使大学里的教职人员感到他们所从事的科研项目是文部省在决定的。无怪乎现在大学里的科研人员转向工业界寻求合作。这样虽然他们不一定能得到工业部门金融上的资助,但起码他们可以使用到一些大学里所不具备的设施。公司企业往往采用赠款的形式来直接资助同它们合作的系或部门。
日本大学生毕业后几乎毫无例外地作为高级技术人员从事一些短期性的科研项目,如如何把一个电视摄像机装入一个导管,或者如何去创造一种新工具。当然一个有名望的教授从事的研究要广阔得多,但其助手一般都作为研究项目的负责人向大学生传授一些必备的知识。那些坚持要日本拥有更多的创造性的人充其量只能指望到这一地步。现在大学同工业界的联系正在加深,如东京大学化学系常为遇到有关难题的公司企业提供旁听的机会。
工业界同大学之间的某些合作项目目前已很有成就。那些已从合作项目中获益的公司今后可能会给大学提供更多的校舍和设备,这绝非异乎寻常。如东京大学医学院的生物技术系目前仅有一个现代实验室大小的地方。这幢建筑还是1925年东京大地震后仓促建成的。难怪教职人员对工作环境颇为失望。从事生物技术的工业部门有朝一日会改变这种状况。
在日本的学位制度下,博士生毕业后不再有继续深造的机会。在日本获得博士学位要五年时间,前两年攻读硕士学位。毕业后不是在某个学术机关供职就是到公司从事实际研究工作。西方通常的情况是,当博士生毕业后还须继续深造两至四年,然后才能从事某项专门研究工作,这种情况在日本可以说是闻所未闻。所以日本有很多科学家继续赴美深造,为的是获得更广博的知识而宁愿过物质较差的生活。
无论如何,文部省似乎已认识到为获得博士的科学家建立一个新体制的必要性。文部省研究基金分配负责人说,希望在1984年初制定出一套初步方案,然后由文部省的科学委员会将方案提交政治家们讨论。目前人们对这项提案的预算持忧虑态度,认为其结果绝不会是戏剧性的。
在大学制度上发生急剧变化的前景仍是暗淡的。尽管在一些改革者的倡导下已有一些新型的大学建立起来,如筑波大学,但这并不意味着对大学体制改革有一种普遍要求。在日本,任何实质性事务在未经一个复杂的委员会和协商委员会网认可前不会有任何结果。这些组织和机构在决定取舍时毫不迟疑地会站在强有力的东京大学和京都大学一边,因为从这些大学毕业的政界人士根据自己通达的仕途生涯,决不会怀疑这种使自己成功的教育制度会有什么差错。
筑波大学的教育体制改革
筑波大学的创建,标志着日本决心对教育体制作重大改革的首次尝试。它早在七十年代初期就在酝酿之中,其背景就是当时大学里大规模的骚乱。这场学潮把日本在教育制度上的僵化暴露无遗。对改革者来说,筑波大学是成功的,但成功的程度还远不能摇撼东京大学及京都大学我行我素的决心。
筑波大学在体制上与众不同之处在于它完全取消了系和专业的刻板划分。以往的做法常常是墨守成规,缺乏灵活性。它的又一个特点是把教学和科研分别管理。有二千六百多个科研人员在大学二十六个科研机构和十八个研究中心从事研究工作,这些机构拥有一些日本最完善的实验设备。
筑波大学的14,000名学生根据三大学科分类:基础科学;生物科学;工程技术与管理学。筑波大学还附设一些医学院、卫生学校与艺术学院。所有课程设置都按美国的教育体系进行,学生可以自由选择课程,只要获得相关课目的必要学分就可毕业。
筑波大学还有一大创举,就是取消了层层审批的基金分配制度。这项制度极大地限制了科研基金的合理分配。信息科学及电子科学专业的教授藤原(Fujiwara)说,事实证明,把基金分配给每个科研人员对提高科研水平起了很好的影响。筑波大学还鼓励在科研中的灵活性,提倡把自身的科研项目同政府和工业界的研究项目结合起来。以藤原教授所在部门为例,他们目前在科技厅的支持下正在汇编化学方面的资料,同时还为通产省研制具有设计和决策能力的计算机,而且还在编纂一部不以营利为目的的科技大百科辞典。
筑波大学还彻底废除了入学考试。学生凭高中颁发的推荐书及招生教师的面试便能入学。新生的质量并未因高考的免除而下降。在筑波大学就读的学生享有比其它大学学生更多的自由,当然这种自由还不同于“美国方式”的自由。学校里也没有左、右翼青年组织的宗派活动,这同其它大学适成对照,学生们对筑波大学的环境十分满意。筑波大学位于筑波科学城北部的丛林之中,占地极为广阔。校舍富丽堂皇,在成四方形的教学大楼中还设计了一个个喷水池。网球场在那里比比皆是,这对日本东京人来说,无疑是项奢侈品。
耗资甚巨的新技术开发
日本去年在两个政府性发展项目上花去了近800亿日元。这两个项目都以促进日本长期以来薄弱的基础性和创造性研究为目的:一个是通产省的未来工业所需的基本技术的发展和研究(Research and Development of Basic Technologies for Future Industries);另一个是研究发展所的先进技术的探索性研究(Exploratory Research for advanced Technology简称Erato),后者可以说是名副其实的革命性创举,其出发点是有意对目前大学、政府、工业界里研究组织的限制性结构来一番大改革。
Erato的负责人千波玄也(Genya Chiba)说,七十年代后期日本终于对自身的技术能力获得了坚定的信心。现在日本已在技术领域里居于前列,将要结束数百年来模仿西方技术的历史。因此,在前面没有老师领路的情况下,日本将不得不开始发明性的研究工作。这促使人们意识到必须改革目前的研究体制。
千波指出,在日本进行创造性研究工作存在着种种障碍。日本大多数实验室都是封闭式和内向性的,几乎不允许不同领域里人们相互间的学术交往。它们的组织机构层次过多,研究人员几乎没有自由,青年科学家没有机会发展自己的理论。千波说,论资排辈窒息了青年中的人才,尽管在工业界这还不算是太坏的事,但在科研中却是一种严重的弊端。
Erato将把这类弊病一扫而光,成为一个重青年人才,重个人自由,提倡多样性的科研新时代的先导。由二十个左右的科研人员组成的研究小组只允许青年人参加、唯有项目负责人的年龄可放宽到三十五岁。这些研究者都具有不同的教育背景和工作方法,来自大学、工业界以及政府的研究机构。在每个研究小组中有意地将来自不同部门的研究人员等量分配。在Erato项目中甚至还聘请了外国专家,这在日本政府的研究项目中还是无先例的。
Erato的研究工作都在分散于日本各地租来的实验室里工作,这样安排的用意是使研究工作免受袭用已久的清规戒律的干扰。最重要的是研究发展所保证了五年内的研究基金,但却不要求研究人员有一个特定的研究目标。千波把自己的职能同影片的制作人相比。他说,我们只需给予一笔资金,确定一个大致的题目,挑个导演就行了。工作的方向全由导演负责。千波希望在这种自由自在的气氛中产生出属于日本自己的科学,或者出现某种同日本传统相反的东西。他说,我们可能在这种新体制中发现一个具有真正新思想的狂人。
目前Erato的五个项目正在进行中(见附表1)。第六个项目是生物信息转移器(bio-information transfer),所有的项目都具有独创性。第一个实施的研究项目,超微颗粒(Ultra-fine Particle)在两年前已开始。现在断定它的成败还为时过早,但千波对该项目所采用的研究方法表示满意。研究人员在花了二年时间探索各种解决途径之后终于在1983年开始集中对特定领域的研究。
附表1 Erato项目简介:
一、超微颗粒(Ultra-fine particles):探索能运用于磁性储存器和超导体材料中超微颗粒的各种特性。
二、非晶态和片状材料(Amorphous and laminar Materials):设计合成非晶态金属、片状复合物以及非平衡态复合物以发展出新的材料,如高抗腐材料和透明磁性材料。
三、纯聚合物(Fine polymers):合成具有特殊功能的塑料,这些功能包括生物相容性(biocompatibility),半导体特性和超导体特性。
四、纯晶体(Perfectcrystal):通过研制使用静电感应的新的非导体装置来制造出完美无瑕的晶体。
五、生物全息技术(Bioholonics)这一怪诞的名字出自志水广志(Hiroshi Shimizu)所著的一书,其观点类似亚瑟·柯斯特勒的“简那司”(Janus,罗马神话中守门户的两面神)一书中的观点。这个项目的目标是发展一种生物机器。该生物机器(biological machine)将以肌动朊和肌浆球蛋白(actin-myosin powered)为动力。
同Erato相比,通产省的研究项目就显得平淡无奇。通产省似乎对导致创造性的哲学方法不感兴趣,它所属的工业科学技术厅认为,日本在某些技术领域并无坚实的基础,如新的材料科学、生物技术以及新的电子设备技术(见附表2)。这些领域的研究工作不仅旷日持久,而且耗资甚巨,对私人公司来说风险太大,所以通产省宁愿出钱承担这些研究的经费。通产省的官员公开承认日本在很多新技术领域落后于西方,但他们并不承认其中有什么奥秘,需要的仅是必需的设备和艰苦的工作。
附表2 通产省的“未来工业所需基本技术的研究和发展”项目简介:
一、新材料:研制高效能的陶瓷、用于新的分裂技术的合成膜、合成金属、高结构性塑料(high Stmctural plastic)、具有可控晶状结构的合金以及高级的复合材料。
二、生物技术:研制生物反应器(bioreactors)大规模细胞培植合DNA合成。
三、新型电子设备:超点阵装置,立体集成电路(three-dimensional integrated circuits),以及用于极端条件下的强化集成电路(fortified integrated circuits)。
为了加速研究进度,通产省的研究项目都以平行方式进行。目前它正致力于研制性能完美的耐高温陶瓷材料,同步进行研制的还有碳化硅和氮化硅。这一项目的研究工作已进行了两年,通产省对进度也很满意。但是人们也担心由于近年的经济萧条,这项长期性质的研究项目在裁减中是否会面临破产。可是通产省官员并无放弃这项研究的意思,这项颇有起色的研究项目仍按预定的速度进行。
踌躇满志的太空发展计划
日本用于商业的太空开发政策是由政府独立自主地制定。过去十五年来,日本政府实施的发展项目是以独立发展整套卫星技术为目标,从发射设备、追踪站、火箭制造到卫星研制全由日本包办。但这发展的规模尚不能满足一些卫星服务的用户,尤其是日本电讯公司(NTT)的需求。现在日本面临的问题是,要么靠国外的火箭来发射重量体积越来越大的卫星,要么自己来制造更强有力的火箭;前者将有悖于日本主张的独立自主的政策,后者则会使日本投入更大的资金并耗费更长的时间。
这些问题的起因早在六十年代就已形成。当时全国太空活动委员会作出决定,规定科学卫星的研制由东京大学负责,同时另外还将成立一个新的独立自主的机构来从事卫星应用方面的工作。1969年日本太空发展总署成立(National Space Develop-ment Agency简称NASDA),其职权范围禁止NASDA把卫星付诸军用。不过日本政府在1978年重新提出NASDA应以发展卫星的综合性技术为主,其前提是不再硬性规定所有卫星发射的有关设备均要由日本自己制造。
自从NASDA成立后,该机构就成了日本太空发展计划的组织者。它的火箭技术并不来自日本本土,而是依赖雷神式(Thor)中程导弹的火箭构造、从美国麦克唐纳——道格拉斯公司买来的专利。NASDA的部分目标是在工业界推广对火箭技术的研究。在它这一行动的影响下,三菱和日产两公司开始承担火箭的研制工作,三菱和东芝公司承担卫星的建造工作。NASDA在九州拥有一个综合性的发射场,并在筑波拥有一个设计和发展研究所,其所有机构都很精简,全部雇员不到千人。NASDA在1983年使用的太空发展资金占全部预算中的80%,金额为1,130亿日元,太空科学研究所分到8%的基金。同时NASDA还从一些卫星用户如NTT那里回收到20亿日元左右的服务费。
日本目前面临的问题是火箭引擎的制造问题。由于在使用雷神式导弹的火箭引擎时一切均要按美国许可的条件进行,一是该引擎不得付诸军用(这不成问题);二是不准将它转卖给第三方使用(这亦无问题);三是在所有无法付诸军用的火箭中日本只能使用雷神式导弹的火箭,因为它是这类火箭中最先进的一种。这就给日本带来了很大的束缚,要在这方面的谈判上获得成功,其可能性极微。
NASDA在过去十年中所取的战略是以自己研制第一级火箭为目标。它采用九个拴在一起的推进器来增加第一次的推动能量,同时它也设法找出增加后两级火箭效能的办法。NASDA在火箭研制上的最新成果是N-11系统,它可将350公斤重的物体推入地球同步轨道NASDA估计如在第二级火箭上采用液氢燃料,火箭的有效负载可望达到550公斤。
根据日本电讯公司前些年使用通讯卫星的情况看,现存的最大症结还是这些卫星的体积太小,无法满足需要。按实际需要它们起码还要大一倍。为此,NASDA已决定在今后三年中着手试制低温火箭系统(H-1),为今后的发展打下基础。日本眼下有这么三条路可走:一是从头做起,自己来研制第一级大型火箭,可以采用把现有的引擎拴在一起的办法;二是购买美国的大型火箭制造技术;三是干脆让日本电讯公司和广播公司采用外国的火箭来发射它们的卫星。
由于眼下正是公共开支大量减缩的时候,如在这种趋势下NASDA雄心勃勃的太空发展计划能安然无恙地通过政府的批准,那它堪称为日本的“天之骄子”。不过要指望政府会让NASDA放开手来干,彻底摆脱创建宗旨的束缚,那是全然不现实的。
步履蹒跚的生物技术
日本的生物技术是否已落后于时代?这一问题的提出自有其背景,日本的一些药品制造商和化学品制造商正急起直追,同在生物技术上已有五年历史的美国同行进行较量。就连科学界以外的人士对此也颇为关注,生怕在这个领域日本会居于次位。
回顾日本以前在生物技术上的研究,其起步之慢。颇令人吃惊。早在1972年,当时的科技厅长官中曾根就着重强调了生命科学的重要性。《自然》杂志当时曾为之出了专辑,介绍日本在生产L-赖氨酸(L-Lysine)上的发酵技术以及它的重要意义。翌年,三菱集团公司响应了中曾根的号召,建立了三菱生命科学研究所,由三菱集团提供资金来从事这个领域里的基础理论研究工作。但从那以后,销声匿迹,就连日本有名的八子乔也医药公司的总裁鲛岛丈敏也不得不承认生物技术在日本仍处于草创时期。人们不禁要问,十年来日本在这方面究竟有何作为?
也许从八子公司的生产情况就能看出日本在生物技术上的大致情况。八子公司是一家专门利用遗传控制技术的公司,它在技术上和经济上赖以生存的主要手段是使用凝胶发酵细胞的发酵来制造酒精,同时也利用发酵技术来生产赖氨酸,这一产品在日本一般充当牛饲料的辅料。该公司在从事一个新的生物技术研究项目上目前已花了两年的时间,现在已能以2,000升的规模从经过遗传工程处理过的大肠杆菌中(genetically engineered Escherichia coli)制造β干扰素,目前又开始研制γ干扰素(gamma-interferon)。这一项目是同日本国家癌症研究所合作进行,目前临床试验正在进行中。
八子公司拥有一个二百多专业人员组成的实验室,其中的四分之一人员专门从事获得和使用遗传控制技术的工作,目的是为公司在市场上建立立足之地。但迄今仍无大的创造发明出现,所以八子公司已同美国的遗传技术公司和比利时的詹逊(Jeussen)公司签订许可证协定以向它们购买技术诀窍。遗传技术公司已授权八子公司可以在市场推销组织血纤维蛋白溶酶原活化剂(tissue plasminogen activator)。同时实验室还正打算购买使用细胞聚变技术以生产未来可能需要的单克隆抗体。这一项目目前尚在研究阶段。
八子公司所处的状况在世界各地都可以看到,即人人都知道生物技术的实用价值,但却不能够确定它的方向和前途。
另一家大公司三菱化学公司也处于类似的发展阶段。它也同美国的遗传技术公司(Genentech)签订了一系列许可证协定以购买血纤维蛋白溶酶原活化剂,血清白蛋白(serum albumin)以及内啡肽(endorphins)的生产技术。该公司的生命科学研究部主任山谷亘(Wataru Yamaya)说,由于基础理论知识的缺乏,日本在生物技术上的发展仍需要相当的时间,因此三菱公司愿意耐心等待而不愿仓促行事。它主要的兴趣是生物技术在农业上的运用。
由于三菱集团公司在技术上不允许再度成为第二次世界大战前那种综合性的工业帝国,所以生物技术对它来说意义至关重大,这将使它得以从传统的工业,如煤炭、可可、钢铁、工程、化工中摆脱出来并从其它产品中获得丰厚的利润,山谷博士认为这种策略在原材料不断涨价的情况下尤为合理。
除上述两家公司外,其它地方似乎对生物技术持安之若素的态度、仅有极少数公司在协作搞一些研究。如以生产威士忌闻名的三得利(Suntory)公司正同波根公司(Biogen)合作在从事一项长期性的研究项目,目标是生产一种称为肿瘤坏死因子(tumour necrosis factor)的物质。但它们目前对这种物质的基本性质知之甚少,临床运用看来还十分渺茫。
另一方面,日本的政府部门都屡次三番地强调生物技术的重要意义。通产省已建立了一系列机构来推动对某些重大技术的研究。大学里的研究者对生物技术也兴趣日增。然而,生物技术在日本的现状同日本在分子生物学上的卓著声望相比,其落后的原因实在令人费解。最令人信服的解释也许是,大学同工业界仅在一些短期合作项目中能配合默契。日本缺乏懂得大量生物学理论的科学家无疑是生物技术落后的重大原因。
筑波——名闻遐迩的科学城
距东京东北六十公里的筑波(Tsukuba)是一座驰誉世界的科学城。在进行了二十多年的基本建设,耗费了一万多亿日元后,日本政府终于在筑波建立了一个设备最完善、机构最完备,人员最庞大的科研中心。政府管辖下的四十六个研究机构,二所大学以及一万一千名科学家在那里工作,真可谓群英荟萃,济济一堂,充分显示出日本有志于在各个科研领域问鼎世界的雄心。随着城市的不断发展,三十多家技术实力雄厚的企业也将接踵而至。
早在六十年代当这个科学城尚酝酿于蓝图之中时,设计者孜孜以求的目标就是创造一个最易繁荣发明创造的环境。这种宏伟的设想可以说在日本是史无前例的,因为长期以来日本人常被西方人视为善于模仿而拙于创造的民族。但从当时的实际情况看,筑波科学城的兴建与其归因于设计师们的理想
主义,还不如说是出于一种现实的需要。二十年前,日本政府属下的科研机构仍处在混乱之中。这些机构不但过分拥挤,过于陈旧,有的建筑甚至还处于危险之中。改建或扩建在当时已均无可能。再加上东京的房地产价格飞速上涨,很多地处东京的科研机构都感到不胜负担。另一方面,大城市人口急剧增加,疏散一部分城市人口已成为政府的当务之急。在这种情况下,开辟一个新的科研基地成为一种公认的解决办法。
这一规划还应归因于人们要求变革科研体制的普遍愿望,因为人们当时对科学技术对日本经济的重要性的认识正在与日俱增。一些倡导者认为,一个新的科学城能为改革带来契机,它将产生新型的大学和研究机构,前者将培养出知识面广的学生;后者将会给予研究者更大的个人自由,从而形成一种富有创造力的科研环境。
筑波在提供新设施上的成绩是有目共睹的,所有的新机构都同它拥有的设备名实相符:建筑研究所拥有的实验场(在其基础上可以建成或用模拟地震粉碎一幢八层楼的楼房),全国环境研究所拥有的大型激光雷达;日本宇航局(NASDA)巨大的太空模拟室;日本电子技术实验室的微型组构清洁室(Microfabrication Clean Room)和同步光源;全国无机物质研究所的具有分辨率为2埃的电子显微镜;全国金属研究所的175,000高斯的超导体磁体;化学研究所的超导体分光仪。所有设备在日本都是独一无二的。
但是筑波对人们究竟有多大的吸引力却是另一回事。首先,筑波占地极广,目前已建成的中心城拥有人口127,000。这些人居住在一百多平方公里的中心城里,四周是十倍于中心城的郊区,其面积足有半个东京之大。一眼望去,除了孤零零的实验室建筑群和稀稀落落的高层办公楼外,别无它物。这种荒漠般的生活足以使人们对定居筑波视为畏途。
筑波给生活带来的种种不便是人们不愿去的另一原因。一些年长资深的科学家宁可每日长途往返于东京和筑波之间,也不愿在筑波落户,其理由是明显的,筑波城里交通不便,公共车辆极少,几乎没有文化娱乐和社交活动的场所,诸如剧院、音乐厅、影院、饭店、百货店。总之,它不像东京能给人带来各种生活乐趣。更重要的是一些科学家担心定居后其子女不得不在农村中学就读,而这点正是决定他们子女一生中荣辱成败的关键。
此外,筑波迄今仍未能真正打破机构之间的森严壁垒,也未能如它许诺的那样开辟一种跨学科的多边学术交往。不过当局曾付出的努力倒还是实实在在的。当城市刚建设时,当局就有意将各个从事类似实验的科研机构造在一起,尽管它们都属不同部门管辖。以建筑方面为例,所有从事建筑研究的机构都设在一起,其中有科技厅的全国防震研究中心和通产省领导的地质勘察研究所、民用建筑研究所以及建筑研究所。所有这些机构都对地震研究感兴趣,但又有各自的研究着眼点。这种做法不失为一种良策,但实践证明,单单把同类机构合并在一起还不能彻底解决问题。筑波研究所交流中心正在努力促成科研人员之间更频繁的学术交往。它还为各种研究组织团体提供资助,出版刊物,开办俱乐部甚至还组织网球比赛。所有这一切都是为了鼓励更多的科学家荟集于筑波。
筑波当局对存在的问题并非熟视无睹。他们认为,随着时间的推移,城市的人口也会满起来,城市会具有自己独特的风格和文化。另外一些人士寄希望于将在筑波举办的1985年筑波Betway必威在线登录 博览会。这次盛会可能会为筑波引来它所需要的大量人口和一些技术水平高超的公司企业。还有一些人士坚持认为大量的文化设施是必不可少的,当局应为之慷慨解囊。筑波究竟会变成怎样一座城市:一个纯粹的研究机构集合体;还是一个具有创造性的科学黄金时代的先驱,只有让时间来作出结论。
走向世界前列的高能物理研究
日本在高能物理的实验上把赶超世界先进水平的希望寄托在代号叫Tristan的加速器上。这一主储存环为三公里的加速器将在1986年付诸使用,届时日本将以能量为每束30 Gev的高能电子 - 正电子碰撞器居于世界领先地位。它的这一地位将能保持两年,到1988年欧洲核研究组织(CERN)制成的每束50 Gev的高能加速器将取而代之。即便如此,Tristan加速器仍具有巨大的潜力。在最初设计时,就已考虑把超导体磁体作为一个质子储存圈的动力,这个储存圈将经过原先的通道,以25 e × 300 p Gev的能量产生电子与质子的碰撞。这一计划将于W89年完成。在西德的汉堡,类似的计划也在实施中,不过目前处于早期阶段。
日本Tristan的兴建是日本在高能物理领域里的一个重大胜利。日本为获得世界一流的高能物理实验设备已奋斗了三十多年。在第二次世界大战后,日本核科学的研究遭到盟军占领部队的禁止,其它所有涉及军用的研究包括火箭也在禁止之列。直到1951年和平条约签订后,日本才开始讨论建造加速器问题。1956年日本成立了原子核结构研究所。该所拥有一个1955年建造的60英寸的回旋加速器,1961年又建造了一个能量为一个Gev的电子同步加速器。这些设施同美国和欧洲核研究机构拥有的设施相比,实在是少得可怜。
在核研究开始之际,很多物理学家就主张建造一个高能质子同步加速器,但是如筑波核研究所主任西川哲治教授所说,研究人员在预算规模的讨论上,在考虑加速器对其它科学带来的后果时以及为解决建立一个新实验室时产生的组织问题就耗费了十年光阴。代号叫KEK的新高能物理实验室在1970年批准成立,其性质属于那种全国校际联合研究所的新型科研机构。1976年,该实验室建成一个能量为12个Gev的质子同步加速器,1982年又建造了一个同步加速器放射光源。
目前KEK的首要目标是尽快完成Tristan的建造工作,希望通过这一成就使自己在世界高能物理领域占有一席之地。目前8 Gev的储存环的建造已快完工。这一储存环将从2.5 Gev的直线加速器的质子中获得电子。主储存环的建造工作也已开始。但文部省不愿按进度的需要提供资金,因此整个项目将在两年后完成。西川教授不无感叹地说,日本尽管有一个新的实验室,但日本在高能物理领域的投资在国民总产值中仍占极小的比重,这一比重无法同欧美各国相比。
Tristan项目负责人尾崎禅州决心大力推进高能物理研究室的工作,力争在欧洲核研究组织研制出Lep(加速器的代号)之前完成Tristan的建造工作。这样,到1986年日本就将拥有世界上最大的高能加速器。他说,一个国家的文化水平同它拥有的加速器达到的能量形成一种比例关系。达到一个新的能量高度意味着该国不仅能从事基础理论的研究,而且还能发展出所需的新技术。
Tristan最初设计时的目的是寻找一系列新的粒子,包括顶夸克、重轻子、希格斯粒子、Z0粒子以及从事对量子色动力喷注的研究。在这些粒子中最关键的是Z0粒子,它已为欧洲核研究组织发现,但其它粒子仍在寻找中。假如CERN已发现高夸克粒子的传闻是真实的话,那么Tristan将是研究它物理特性的最好地方。
展望未来,研究工作正朝超导体磁体方向发展。超导体磁体将成为Tristan的动力来完成电子与质子的碰撞。日本唯一的一个质子加速器也已建造完毕,主储存环里所达能量,为12 Gev超过了预计水平。目前科研人员正在抽取两股粒子束,一束将分成多股以提供质子、π介子,扩大的K介子、反质子以及超子光束;另一束用来进行室内的实验。由于同步加速器的发射器能提供多于主储存环所需的质子,多余的部分就可以在特殊的设施中进行固态研究,也可以用于癌症治疗的实验,筑波大学的粒子放射中心正在从事这一工作。质子同步加速器的主储存环最终将馈入Tristan加速器的超导体储存环中。
眼下KEK研究所的人们正等待着文部省的投资预算。如果文部省舍得花钱的话,日本就有望在Lep建造以前完成Tristan的研制工作,从而在整个日本大大推动对基础科学的研究。诚如尾崎教授所说,掉在世界其它国家的后面,是无法鼓起人们对理论研究发生兴趣的。
索尼之奥秘——在吸收和创新中求生存
关于索尼公司创立的传奇故事,今天几乎已尽人皆知。1946年,索尼公司利用战后人民时间紧迫的特点,设计出一种煮饭用的电热锅,该产品就成了日后索尼公司一展宏图的基础。这种电热锅在内壁具有同放入米量相应的水位刻度线,里边装有一只浸没式加热器,饭一熟,插座上的指示灯就会自动告知。索尼公司从这一小发明发迹后,除在七十年代中期石油危机中稍受挫折外,其前进的步伐真可算得一日千里。
索尼公司研究中心主任菊一真人(Makto Kikuchi)也许是日本电子技术崛起的最合适解释人。菊一在1948年开始了他的电子技术研究生涯,那年正是晶体管兴起之时。以后他又在通产省的电子技术实验室和美国麻省理工学院从事研究工作。他说,在1948年他的实验室仅有的仪器是三、四只线路检测器,几把钳子和螺丝刀,以及两只战后遗留下来的阴极射线示波管。菊一认为索尼公司之所以取得空前的成功,并非是通产省的资助和指导,也不是像西方人所说的那种日本人特有的模仿本领。即使是模仿,索尼公司也从不进行盲目的模仿。以零点熔解技术为例,这项技术的难点虽然纯粹是技术上的,但要是不懂其基本原理,模仿是完全不可能的。
菊一认为索尼成功的奥秘是日本人的勤奋刻苦的工作同一种日本民族特有的“创造力”相结合。这种创造力同美国人用的同义语迥然不同。这种才能运用于电子技术上成效特别显著。菊一把爱因斯坦那种天才式的突发灵感称之为一种“独立不羁的创造力”,而日本民族最擅长的是那种“推陈出新的创造力”,即善于集中智慧解决那些基本性质已有定论的问题。他认为这两种不同模式的创造力是两种不同社会的产物。他用下图来表示美国和日本社会结构的不同模式。日本的社会结构好比用很多的粗弹簧维系着很多小石头,而美国恰恰相反,它是用少量的细弹簧连接着几块大石头。因此日本社会的每一成员在客观上和主观上关系都很密切,而且互相间有很大的影响。社会某个角落的动荡都会使整个社会遭到震撼。相反,美国社会让每一成员身负重担,所以相互间的影响就较小。个人的活动不会对他人产生举足轻重的影响。
菊一真人为多年前一个不攻自破的流言感到好笑。那时风传国际商用公司(IBM)正在建造直径为30厘米的未来型集成电路块。结果促发了日本人在集成电路块上作出巨大的努力。虽然一个错误的目标结果使美国人的努力付诸东流,但日本人却在微型集成电路块上取得了空前的成功。对外来技术的吸收和创新应归功于日本人对新事物的热情。真人称这是日本人心理上的“狂热症”。
不过他也承认,日本赶上美国的科技水平相对来说还比较容易。这是因为在美国后面亦步亦趋意味着研究目标都是在理论上有定论的情况下进行,所以可以避免重蹈覆辙。他不无揶揄地提到了美国在研制一种电子控制冷冻箱上的徒劳。这种冰箱计划利用对半导体P-N结的冷却来保持低温,结果在花费了大量人力物力后还是一事无成。
菊一还认为,日本在电子技术上飞速发展还得益于近年来电子技术领域日趋成熟的速度。已知领域的不断扩大,令人耳目一新的发明创造越来越难以成功。任何新的发展项目都必须考虑同现存的技术水平保持一致。他指出,在未来的年代中,日本人将在电子技术上的创造能力方面发挥更大的威力,其前进的步伐使日本仍将处于世界的前列。日本今后的目标将致力于超大型集成电路、光电子技术以及光纤技术。在这些领域日本将是不可战胜的,但在软件技术和第五代电子计算机上,他认为这些领域所需要的新的基础理论必须借助于美国和欧洲的科学精华。
那么日本到底能否像它以往培养出大批革新能手那样造就出一批具有“独立不羁创造力”的理论天才?菊一认为是相当困难的,原因是日本的教育制度强调的是一种“通过考试的诀窍”,而不是注重对知识的基本理解,坚持教育中的同一性而反对因材施教的教育方法。他举了一个例子来说明这点:例如某个日本高中学生长于数学而拙于音乐,教师将致力使该学生的音乐水平同数学齐头并进,而不会着重培养他的数学才能。这种不愿培养出类拔萃人才的态度并不是轻易能改的、它反映了日本整个社会的一个严峻现实,即所有人都得在这几个弹丸小岛上共存。所以他认为,从某种意义上说,日本社会中的长处正是它的短处所在,或者说它的优缺点是一种互为因果的关系。对于这些问题日本的青年人在思考些什么呢?
同菊一的同时代人一样,支配着菊一观点的是战后对艰难时世的深刻体验,以及当时日本人卑躬屈膝地向美国大学朝圣的经历。菊一本人至今仍对有机会在美国受到一流电子科学家的教诲而感恩不尽。但今天的一代人生长在“日本技术坦界第一”的恭维声中,从个人爱好到时尚都已美国化。在他们的感觉中日本同美国并无很大的差异。菊一对创造发明所需的个人独创精神是否存在于今天的一代日本青年中表示难以作出结论。他曾会见过大批愿意受聘于索尼公司的青年人,所有人都毫无例外地穿着在接待室周围商店买的索尼公司工作服。他感到日本迄今还没有发生什么根本性的变化。
[以上均译自Nature,1983年9月]
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[注] 全文姓名根据日本姓名词典(拉丁字母为序)译出。——译者
* A安德森,J. 马道克斯:英国《自然》杂志常驻日本的科学记者。——译注