麻省理工学院(MIT)堪称英才辈出的摇篮一说由来已久。学科领头人在这里并不鲜见,其中有诺贝尔奖得主:生化学家哈 · 格宾特 · 库拉那(Har Gobind Rhorana)、粒子物理学家索谬 · 金(Somuel Ting)、微生物学家萨尔瓦多 · 鲁里亚(Salvador Luria)。
“如果说麻省理工学院与其他名牌大学相比有一种不同凡响之处的话,那么这是指MIT更清楚地意识到智力的价值。”鲁里亚言谈中流露出的自信心给人以深刻印象。
这里人们的自信心确实是始终十足的。即使在承接军事科研这一类十分棘手的任务时也没有含糊退缩。二次大战期间,MIT大力推进了用于精确追踪的微波雷达的研制;五十年代参与具有自导装置的防空体系“SAGE”的研制任务;七十年代新型火箭导航系统的问世亦有MIT的功劳。今天有关“战略防御倡议”计划(即“星球大战”计划)的实施,MIT自然也不会置身其外。当然MIT给人以深刻印象的绝不仅仅限于这些记录。
MIT作为缩写词不仅是美国坎布里奇马萨诸塞理工学院*的全称,而且是第一流科研机构的象征。这些研究任务包括:大规模集成电路、与工业、军事部门的多项合作,以致有些人认为MIT是否有点好大喜功,妄自尊大。
麻省理工学院坐落于分割波士顿与坎布里奇的查理士河河畔(Charles River),因而有“查理士河思想库”之称。人们的普遍看法是,与其说MIT给人以孤寂的象牙之塔之感,倒不如说它更有一种企业的气势。当然MIT的建筑、希腊式的列柱门廊等还是给人以森严、庄重之感。 ·
1863年,自然科学家威廉 · 巴通 · 洛格斯(William Barton Rogers)试图在波士顿为其“多种工艺”计划奠定基础。他的计划是建造一所第一流的工程学院,其宗旨不仅是传授技能,而且重在让学生自如地运用与新兴工业密切相关的各种科学原理。
1916年,这所工程学院移迁到坎布里奇,此时学院更名为“麻省理工学院”。今天的麻省理工学院已是具有5个分校、23个系科、实验室、中心的高等学府。
与军事工业部门的合作
偏重于技术仍是今天MIT的主流。MIT对雷达、火箭导航、核裂变能、粒子物理以及计算机科学的研究建树是为人熟知的。因此对于现今MIT又参与所谓的“星球大战”计划的研制工作,可能不会使人感到惊讶。
“星球大战”的研究工作主要在林肯实验室进行。尽管该实验室的所在地莱星顿(Lexington)距坎布里奇有40公里之遥,但仍归属MIT。林肯实验室的经费基本上都来自美?国防部,该实验室1985年的总费用达2.65亿美元,其中6千万美元用于“星球大战”研究。MIT下属的系科每年四分之一的经费都来自军火制造公司,航空公司等军事工业部门。
在各公司就承接“星球大战”任务展开激烈角逐时,林肯实验室却不担心有人竞争,该实验室主任瓦尔特 · 莫洛(Walter Morrow)解释说:“星球大战”计划虽然是一项崭新的工程,但对我们来说并非如此,我们在火箭防御研究方面已积有三十年的经验。
事实上,林肯实验室的研究重点之一始终是致力于研究防御敌方进攻的方法。1951年该实验室的工程师提出了第一个防空系统。名为“SAGE”的这一系统依靠当时还较简单的计算设备对雷达数据进行处理。此外该实验室在激光研制方面的能力也给人以深刻印象。
核裂变研究
MIT属下的另一个实验室——国立弗朗斯 · 毕特磁学研究室(Francis Bitter National Magnet Laboratory)则致力于另一个技术性大课题:核裂变能源。该实验室在三十年代为大容量的磁变技术的发展作了开创性的工作。五十年代,弗 · 毕特和他的同事们意识到,运用他们的强磁体也许能有助于热氢等离子体的裂变反应。由此,MIT开始了这项核裂变研究。
起先人们是依据苏联的托克马克定理行事:用强磁将等离子体浓缩在环形管里。而MIT是在“Alcator C”里构造环形,用液氮冷却的钢磁体达到12,0000高斯——三倍于马克 · 普朗克物理研究所装置的磁场强度。
由于采用了“Alcator C”,MIT的科学家在1983年具备了有关核裂变必需前提中的两个:必需的等离子密度和等离子体在反应装置中的必需的滞留时间。尚欠缺的条件是必需的温度(可能是100万度),这一温度十倍于我们今天所能达到的热量度。
在此期间,作为对托克马克定理的一种替代方法,MIT的科学家在一家改建的饼干厂里建造了一台所谓的“纵列反射器装置”。现在全世界共有四台这种装置,其中还有两台在美国,另一台在日本。每一台装置的设计都不尽相同QMIT的这一台的关键部件是衬套筒(一种由40块磁铁环绕,25米长的孔道)。孔道两侧的强磁铁起着反射器的作用,来回反射着等离子体,这样可以提高核裂变反应时原子核碰撞的几率。
物理学家们期望借助“纵列反射器装置”能较托克马克装置更利于探讨裂变条件。因为托克马克装置难以操纵,只有少数科学家能胜任操作。
每隔5分钟,2瓩的电脉冲在10秒内穿过孔道,同时经微波加热的等离子体在100毫秒内注入孔道。计算机记录等离子体的形态并处理每次试验数据——3兆字组。
激光技术
交叉学科实验室的选题是MIT注重应用技术的一个典型表征。这我们可以从激光研究中心来窥其概貌。该实验室的经费直接得到美国国家科学基金会的支持。它可以调动MIT内外的科学家为其工作。
为使激光在医学上更好地发挥作用,物理学家、生物学家和医学专家们通力合作。在与俄亥俄州的克利夫兰诊所的约翰 · 克莱麦(John Kramer)博士的合作中,一个研究组调查了在治疗动脉硬化时如何使用激光外科手术的问题。该实验的主持者卡特 · 基特莱尔(Carter Kittrell)博士说:“我们想知道,如何能在不损伤动脉的情况下消除冠状心脏脉管的收缩”。
“我们试图研制一种由20根微型玻璃纤维构成的某种探针。在探针插入动脉时,一根纤维能占据一个部位。这样,诊断和治疗都能受益”。
内径约为0.1毫米的玻璃纤维将激光束传导至预定的部位。计算机对反射回来的激光束所达到的组织进行分析:动脉硬化抑或安然无恙?血管流量?如果某根纤维接触到已经硬化的动脉,计算机能算出需要多少激光光量,以防血管进一步伸缩。
这项试验已在狗身上取得了多项成果。目前,专家们期待着获准在临床上进行试验。
人造皮肤
MIT的交叉学科研究的另一典型例子是“人造皮肤”的研究。聚合物化学专家伊内思 · 雅那斯(Ioannis Yannas)博士与波士顿的马萨诸塞总医院的约翰、布克(John Burke)博士一起研制了“人工皮肤”,这种皮肤已经移植在50名三度烧伤患者身上。这种皮肤不会脱落、抗感染,抗体液缺失,且能促使创口愈合。
这种人造皮肤由一种多孔骨胶原纤维的多聚物构成。骨胶原纤维是一种取自牛皮的蛋白质物质。雅那斯用有助于增加强度的硅树脂合成物涂覆在多聚物层片上。这样的皮块若施用于烧伤者,患者的真皮细胞能借助植入细胞开始再生。约20天后,硅树脂层开始脱落,此时患者机体分解骨胶原多聚物。
最近,雅那斯的人造皮肤又有新的进展:真皮之上的表皮(皮肤的最外层)亦能再生。雅那斯将患者基底膜细胞的多聚物网络植到真皮上。基底细胞能增殖,形成新的表皮,这种新的皮肤除了无毛发滤泡和汗腺外,与天然皮肤并无二致。雅那斯和布克期望,这种完善中的人造皮肤能开始用于临床。
分子生物学
激光外科和人造皮肤是MIT长久以来注重工程科学的典型例子。然而七十年代以来,生物科学异军突起,并在日益受到青睐。对此,诺贝尔奖获得者、生物学家萨尔瓦多 · 鲁里亚作出了卓著的贡献。他在MIT创立了生物系,其研究、教学范围涉及遗传学、微生物学、生物化学、分子生物学等等。
在本世纪四十年代,鲁里亚所进行的病毒学研究就为一门崭新的学科——分子生物学奠定了基础:他发现,借助X射线,细菌在抵御噬菌体、细菌病毒的攻击时会产生抗性。通过一项独创的简化试验,鲁里亚指出,存在于细菌中的这种自发的抗性绝不是病毒传导的。
据此,鲁里亚首次证明基因是一种可突变的遗传单位。在进一步的实验中,他碰到了一个意外情况,即某种酶的出现。酶可以使具有遗传特征的分子螺旋断开。今天这种酶(切割酶)仍是基因工程的基本工具。
鲁里亚不仅在本学科的研究工作中成绩斐然,而且在培养后学方面硕果迭出。他的学生中有两位是诺贝尔奖得主。他们是:詹姆士 · 华生(James Watson)——DNA双螺旋结构的发现者之一;戴维 · 巴尔的摩(David Baltimore)——癌基因专家。巴尔的摩现为怀德赫特研究所(Whitehead Institute)所长,该所在生物医学研究方面与MIT有密切联系。MIT亦由此在该领域享有日益增长的世界性声誉。
二十五年来,鲁里亚一直在MIT供职,现已届退休之年。但他仍然保留着他在生物系的办公室。他的经历有助于说明私立大学的改革方向。“在我初MIT时,这里实际上没有生物学课目。我尝试着将微生物学置于教研的中心位置,并盼望得到若干助手,如来自哈佛大学的鲍里斯 · 马格萨尼克(Boris Magasanik)”。由于在生物系里充实了一批有名望的教授,该专业对考生颇有吸引力。
戴维 · 巴尔的摩是鲁里亚的第一批学生之一。巴尔的摩在MIT完成学业而后又专攻病毒研究。由于当时MIT还未设立病毒学研究题目,鲁里亚送他到纽约的洛克菲勒大学攻读博士学位。
在追溯这些往事时,鲁里亚说:“我们尽己所能创造良好的条件以吸引优秀的学生。公立大学对学生灌得太多,我们私立大学授课的时间只有公立学校的一半。其余一半时间学生可以用于研究。这样若还有某一题目无人做,那么立刻就会有学生去填补空白。”
巴尔的摩在洛克菲勒大学学了四年后立即返回MIT从事病毒学研究。他在洛大的导师和鲁里亚都希望巴尔的摩回到自己的大学。
预算和校务管理
的预算有很大的灵活性。对此,鲁里亚评论论说:如果我想聘用或留用某一个著名科学家,那就必须给他相应的工资。特别是基于推荐者的名望和他的无可指摘的品行,所以在这方面从未遇到困难。
掌管MIT校务大权的是由该校研究、工程、教学方面100位人士组成的MIT董事会。董事会执行人拥有的可支配的预算额相当于一个德国大城市的平均预算额水平,约为每年10.7亿马克。其中半数用于科研。预算额的三分之二是由教授提出申请以补助金的形式由政府拨给的。(见附表)
MIT的行政管理层是明智的。鲁里亚对此颇感满意:“这里的每一任院长、主任都有各自的应用研究课题,我们大家的目标是一致的。在MIT,没有呆板的官僚主义”。
MIT的研究人员一般对管理事务都不问津,悉由上层安排。由工程技术专家和经济学家执掌大权的MIT类似私营的中型企业,但其与同是私立大学的普林斯顿、哈佛大学不同,MIT丝毫没有那种“贵族意识”(Elitebewuβtsein),尽管人们都知道MIT的名望和拥有出众的学生。
“出成果在我们这里是习以为常的。”鲁里亚这样表述说。该校在七十年代着手筹造癌研究中心。华盛顿政府当时对“向癌宣战”项目投资甚巨。该研究所无需经国立卫生研究院(NIH)的途径就可直接申请款项。当时鲁里亚计划把邻近的工厂区征为科研场所用地,为此他与政府部门协商。政府同意拨款三百万美元用于筹造费,不足部分由私人捐赠,其中10万美元用于雇人。
嗣后,他请到了巴尔的摩和罗伯特 · 温伯格(Robert Weinberg)。巴尔的摩其时已在MIT。对温伯格,鲁里亚当时就预料这是一位有成功之望的科学家,认为温伯格是一个迟早要把自己的名字与极重要的癌基因的发现联系起来的人。其时温伯格亦是著名的怀德赫特研究所的研究员。
鲁里亚把癌研究中心和怀德赫特研究所视为MIT生物系必不可少的补充机构,“我们之间没有竞争,大家的处境相同。怀德赫特研究所的研究员同时也是MIT的教授,而MIT的学生也能在怀德赫特研究所取得学历证书或攻读博士学位”。
无论是生物系,还是信息专业或物理系的学生,对MIT的评价见仁见智,都有自己的看法。现年31岁,来自加拿大的物理系学生金 · 泰尔哈帕(Kim Theihaber)说:“在我的MIT十年求学生涯中,我并未有什么愉快之感,尤其是入学后的第一年,那日子真是不易熬过来。”
墨西哥的黛安娜 · 加西亚(Diana Garcia)1979年在MIT取得了生化工程师的学历。她感慨地说:“回首往事确有可资回味的地方,但毕竟又有点苦涩。其中最令我难忘的是MIT的国际性气氛”。
国际性气氛并没有导致较低的收费标准,MIT的入学费是全美最高的,每年1.1万美元,再加上食、宿费,总计达1.5万美元。这高昂的费用无论对墨西哥、联邦德国或非洲国家的学生都是不堪负担的。此外留学生们不习惯于学校明令颁布的课目训练内容,不习惯于持续不断的考试和练习。这种练习是一种旨在取代单纯记忆的学习而要求给出解题思路。
再者就是学生们难以适应MIT内的激烈竞争。为了能进入下一轮研究班或考博士学位,以便得到一份好工作就必须要有高分数。
在MIT,如下行为被认为是大逆不道的:毛发蓬松、目光呆滞,身着邋遢的T恤衫、隆起的牛仔裤,将袖珍计算机藏在腰带里,夜间在宿舍长廊里潜行,对课外作业无所用心等等。
为减轻留学生们沉重的日常学习负担,促进学生与社会接触,以逐渐获得与居留国社会的适应能力,MIT试行在外籍学生宿舍内聘请导师制。一般一位导师要照管20 ~ 30名学生。还有一些学生宿舍尝试通过学一门外语与外国文化习俗以期造成一种和谐的共同生活气筑。如在德国学生宿舍内,你可以听到非德国人操德语,看到烹调辣昧红烧牛肉、跳波尔卡舞的场景。
MIT对那些热中名利、傲岸不驯的“尖子学生”自有对付办法,对他们要求“顶尖分数”。达到这一要求的难度使这些学生多少有些收敛。如其他名牌大学,MIT也有其难堪的记录:几乎每年有一名自杀者。
汤姆 · 鲁斯(Tom Russ)曾就读于MIT的信息学专业,在四年基础课程后他得到了学士学位。鲁斯现在又在MIT攻读博士学位,他期望在两年后能得到博士学位。信息专业学年特别长,一般在MIT的哲学博士学位攻读年限是5 ~ 7年。专业课在鲁斯看来比基础课轻松得多,“时间、学分压力都少一些,学生可以有一部分时间自行支配。”不少学生抱怨在基础课学习期间通宵达旦开夜车是常有的事。
MIT拥有上千名教授和850名助教。他们的服务对象是一万名学生。其中4,500人在基础部,5,000名在专业部攻读专业课程。
学生和教授间的关系是坦诚的,且常常具有私人性质。应用生物学系的学生称他们的教授是特别易于接近和友好的。工业微生物专业教授阿诺德、L · 丹曼博士(Arnold L. Demain)对他的学生也颇感满意。学生们评价丹曼是将毕生精力献给教职的一位良师。
丹曼博士来到MIT也已有15个寒暑,在此之前他在制药工业部门工作。由于他在抗菌素和微生物制品方面的成就,他被聘为国际专门机构的顾问。
“身为MIT的教授是不轻松的,我时常感到经费的拮据”,“但是”,丹曼又说:“MIT也有其独特的优点,即使凭MIT的名望有时也不能得到足够的资金、所以它必须在师生的质量上胜人一筹”。
与企业界联系
MIT的兴旺是基于与工业界的合作。在MIT,几乎所有教授郞有一纸顾问聘书,许多人不是在公司中担任董事就是股东甚至是创办人。这种合作是官方的“工业协作事务所”促成的。该事务所起了沟通接触作用,此外它还举办国内外研究讲习班,不久前在慕尼黑举办了一次发酵技术讲习班,发表了这方面的研究进展报告。这类服务将为各成员公司提供近一年的费用。由20个科学团体构成的“协作事务所”为10 ~ 15个公司提供服务。在和公司代理人的合作中,协作事务所的全权代表试图知悉合作者们的每一个独特需求及其在MIT经费中的比重。全球320个公司都参加了“协作”计划。
MIT也堪称新兴公司的“产婆”,特别是自微电子、生物技术革命高潮兴起以来,一个高技术工业群已在MIT附近落成。“128号公路”——一条环绕波士顿的高速公路已成为高技术的一个缩影。许多MIT的毕业生寻求的第一个工作往往都在母校五公里方圆范围内。
MIT的那种近乎冷漠的技术气氛(Technisch Kalte Atmosph?re)招致了不少议论。甚至鲁里亚都认为:“我在MIT中断了和社会的交往,而即便是地处偏僻的大学,人们都能互相往来,串串门、吃顿饭,随便聊聊。”正因为如此,所以除了MIT的学生外,谁也不愿在学校附近居住。但鲁里亚教授以一种意犹未尽的口气补充说:这里的大多数人和我一样都感到,尽管有诸多不便,但我们要做好各项研究、教学工作。MIT是崇尚科学进步的,这里的人在探讨、开拓、创建。绝大多数人都不计风险、钱财或者顾及后果。
[Bild der Wissenschaft,(联邦德国)1986年第4期]
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注:文中小标题系译者所加。
*马萨诸塞理工学院即麻省理工学院。其全称是:“Massachusetts Institute of Technology” 。由于最初介绍给中国读者时就定名为麻省理工学院,因而约定俗成并为我国读者所接受了。——译注