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國(guó)外化學(xué)家獲諾貝爾獎(jiǎng)社會(huì)背景

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國(guó)外化學(xué)家獲諾貝爾獎(jiǎng)社會(huì)背景

摘要:概述了2000—2002年間三位榮獲諾貝爾獎(jiǎng)的日本化學(xué)家的經(jīng)歷及其研究態(tài)度以及他們各自獲獎(jiǎng)的研究?jī)?nèi)容和意義,考察了產(chǎn)生這些劃時(shí)代研究成果的社會(huì)背景——尤其是教育與研究環(huán)境。為了做出劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)和發(fā)明,雖然需要研究者個(gè)人的“意外發(fā)現(xiàn)”能力,但是,要培養(yǎng)具有這種能力的人才,則需要發(fā)展重視個(gè)性的教育;要充分發(fā)揮這種能力,還需要在精神、時(shí)間和經(jīng)濟(jì)等方面具備充裕的條件?,F(xiàn)在,日本幾乎失去了在二戰(zhàn)后的某一時(shí)期曾經(jīng)具備的這種教育與研究環(huán)境,考察了失去這些環(huán)境條件的社會(huì)因素。

關(guān)鍵詞:日本;化學(xué);諾貝爾獎(jiǎng);社會(huì)背景;理科教育;意外發(fā)現(xiàn)能力

諾貝爾獎(jiǎng)開(kāi)始于1901年。在1999年以前的大約100年間,全世界共有460名學(xué)者獲得了物理學(xué)、化學(xué)、生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。其中,日本學(xué)者僅有5位。但是,在自2000年以后的3年間,在全世界27位獲獎(jiǎng)?wù)咧?,日本學(xué)者就占了4位。其中,有3位學(xué)者獲得了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。本文在介紹3位獲獎(jiǎng)?wù)摺状ㄓ?shù)、野依良治和田中耕一的從學(xué)經(jīng)歷及其成長(zhǎng)環(huán)境、獲獎(jiǎng)內(nèi)容及其意義的同時(shí),試圖就20世紀(jì)70年代至80年代間,日本取得如此出色研究成果的社會(huì)原因①進(jìn)行考察。

一、白川英樹(shù)

白川英樹(shù)于1936年出生在東京。他的父親是醫(yī)師,由于他父親工作的關(guān)系,白川在中國(guó)的臺(tái)灣和東北(遼陽(yáng)、鞍山等)地區(qū)度過(guò)了幼年時(shí)代。1944年,白川在上小學(xué)3年級(jí)的時(shí)候,就回國(guó)并在其故鄉(xiāng)高山市繼續(xù)讀書(shū)。直到高中畢業(yè)為止,他在那里度過(guò)了10年的學(xué)習(xí)生活。高山是一個(gè)被群山環(huán)抱的小城市,白川因此獲得了許多親近自然的機(jī)會(huì)。受此影響,白川打算將來(lái)從事改良植物品種的工作。另外,由于白川對(duì)組裝和制作收音機(jī)感興趣,因此,他也打算在電子學(xué)專(zhuān)業(yè)方面發(fā)展自己;還由于白川對(duì)開(kāi)始上市的塑料這種新材料也很感興趣,因此,他也想從事這方面的研究??梢?jiàn),少年時(shí)代的白川圍繞自己的發(fā)展道路抱有各種希望。最后,他考入東京工業(yè)大學(xué),開(kāi)始研究塑料問(wèn)題[1]56-57。

1961年,白川在東京工業(yè)大學(xué)畢業(yè)后直接考入研究生院深造,并于1966年學(xué)完了博士課程。當(dāng)時(shí),民營(yíng)企業(yè)幾乎不招聘博士肄業(yè)者,因此他們畢業(yè)后很難就業(yè)(注:日本企業(yè)非常重視職員的歸屬意識(shí)和忠誠(chéng)心。當(dāng)時(shí),企業(yè)錄用應(yīng)屆大學(xué)畢業(yè)生或者應(yīng)屆碩士畢業(yè)生,并對(duì)他們進(jìn)行教育而不錄用應(yīng)屆博士畢業(yè)生。這是因?yàn)閼?yīng)屆博士畢業(yè)生的研究能力雖然很強(qiáng),但他們很自負(fù),很難培養(yǎng)他們的歸屬意識(shí)和忠誠(chéng)心。不過(guò),在1980年以后,民間企業(yè)也開(kāi)始重視基礎(chǔ)研究,開(kāi)始錄用應(yīng)屆博士畢業(yè)生了。)。這樣,工學(xué)系的研究生一般在修完碩士課程以后,不直接進(jìn)修博士課程就到民營(yíng)企業(yè)去工作了。但是,白川為了能夠持續(xù)地開(kāi)展自己的研究工作,在修完碩士課程以后,就直接進(jìn)修博士課程了(他幾乎不考慮這樣做會(huì)對(duì)自己將來(lái)就業(yè)可能產(chǎn)生不利影響)。白川把自己的這種不達(dá)到目的不罷休的性格稱(chēng)為“完美主義”。

修完博士課程以后,白川在他的導(dǎo)師池田教授的研究室擔(dān)任助教。1979年,白川辭去在東京工業(yè)大學(xué)所擔(dān)任的助教職務(wù),前往筑波大學(xué)擔(dān)任副教授,并在3年以后晉升為教授。2000年3月,白川退休并獲得了名譽(yù)教授的稱(chēng)號(hào)。同年秋天,白川因發(fā)現(xiàn)具有導(dǎo)電性的高分子而獲得了諾貝爾獎(jiǎng)。

1.發(fā)現(xiàn)的過(guò)程

白川跟隨池田教授研究的課題是“聚乙炔的合成機(jī)理”。聚乙炔是由幾萬(wàn)個(gè)用于照明和焊接的電石氣分子結(jié)合而成的高分子,它雖然在碳原子排列上和聚乙烯相同,但是,聚乙烯中的每個(gè)碳原子分別和兩個(gè)氫原子結(jié)合,相反,聚乙炔中的每個(gè)碳原子只和一個(gè)氫原子結(jié)合,因此,每個(gè)碳原子就多余一個(gè)電子。由于存在這樣的電子,因此,就使得聚乙炔在一定程度上能夠?qū)щ?。就是說(shuō),聚乙烯屬于絕緣體,而聚乙炔則屬于半導(dǎo)體。

要弄清聚乙炔的合成機(jī)理,就要知道它的化學(xué)結(jié)構(gòu)。為此,需要把它調(diào)制成薄膜,對(duì)其進(jìn)行諸如測(cè)定紅外線吸收光譜等方面的數(shù)據(jù)分析,從分析的結(jié)果中推測(cè)出它的化學(xué)結(jié)構(gòu)。當(dāng)時(shí),白川在實(shí)驗(yàn)室里制造這種高分子材料的方法是:一邊攪拌催化溶液,一邊向其中吹入電石氣;被吹入的電石氣在接觸到催化溶液時(shí)就會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),變成黑色粉末狀的聚乙炔并沉淀下來(lái)。但是,由于產(chǎn)生出的聚乙炔粉末不溶于任何溶液,因此,采用一般方法不能把它調(diào)制成薄膜(注:一般來(lái)說(shuō),要調(diào)制高分子薄膜,就需要把該高分子配制成溶液,把它涂抹在玻璃板上,并對(duì)它進(jìn)行干燥,制成高分子膜。因此,從當(dāng)時(shí)的常識(shí)來(lái)看,如果找不到適當(dāng)?shù)娜軇?,那么,高分子就不能變成膜?。因此,白川不得已只能研究處于粉末狀態(tài)下的聚乙炔的化學(xué)結(jié)構(gòu)(注:分析粉末的原初狀態(tài),以此推定其化學(xué)結(jié)構(gòu),這雖然是可能的,但其實(shí)驗(yàn)操作不僅繁雜,而且也很難獲得正確的結(jié)果。)。然而,一個(gè)偶然的機(jī)會(huì)使他發(fā)現(xiàn)了從電石氣直接調(diào)制成聚乙炔薄膜的方法。

這個(gè)機(jī)會(huì)是:某位外國(guó)留學(xué)生依照白川的指導(dǎo)合成的聚乙炔總不是黑色粉末狀,而是一種“像黑色破手巾那樣的物質(zhì)”。這種結(jié)果自然表明實(shí)驗(yàn)失敗了。一般來(lái)說(shuō),在這種情況下,指導(dǎo)老師只要指導(dǎo)學(xué)生修改實(shí)驗(yàn)方法或程序就可以了。但白川沒(méi)有這樣做。他推測(cè)到,造成這種實(shí)驗(yàn)結(jié)果的原因在于:這位留學(xué)生錯(cuò)誤地把催化溶液的濃度調(diào)制得很高,因此使得合成反應(yīng)速度加快,膜一旦形成,它就會(huì)因受到攪拌而遭到破壞并下垂,最后呈現(xiàn)出“破手巾”狀態(tài)[2]。受此啟發(fā),白川獲得了簡(jiǎn)便制造聚乙炔膜的方法。這種方法是:在做實(shí)驗(yàn)以前,在容器的內(nèi)壁涂上高濃度的催化溶液,然后,再向容器里吹入電石氣。這時(shí),由于催化溶液沒(méi)有受到攪拌,因此,在容器內(nèi)壁上合成的膜也不會(huì)遭到破壞。用這種方法合成出來(lái)的聚乙炔膜呈現(xiàn)金屬光澤,其外觀雖然與鋁箔相似,但它不是導(dǎo)電體(注:金屬有自由電子,所以它是導(dǎo)電體,自由電子反射光,所以它能夠發(fā)出光澤。聚乙炔雖然不是導(dǎo)體,但它有π電子,π電子不能完全自由地運(yùn)動(dòng),所以只有當(dāng)軌道變寬時(shí),它才能夠運(yùn)動(dòng),因此,它遇到光就會(huì)發(fā)生反射,發(fā)出光澤。),而是半導(dǎo)體。

白川利用上述方法所調(diào)制成的薄膜,弄清了聚乙炔的化學(xué)結(jié)構(gòu),并于1971年發(fā)表了關(guān)于聚乙炔合成機(jī)理的論文。到了1974年,白川又發(fā)表了題為“聚乙炔膜的制法”的論文。后者是使他榮獲諾貝爾獎(jiǎng)的一篇重要論文。但是,這篇論文在被發(fā)表以后幾乎沒(méi)有引起反響。

白川在完成上述實(shí)驗(yàn)以后就中止了關(guān)于聚乙炔的實(shí)驗(yàn)研究。但是,他以和美國(guó)Pennsylvania大學(xué)的MacDiamid教授的會(huì)見(jiàn)為契機(jī),再次開(kāi)展了這方面的研究。MacDiamid教授此前從事無(wú)機(jī)高分子的導(dǎo)電性研究(注:是指他與該大學(xué)的物理學(xué)教授Heeger之間的合作研究。聚乙炔導(dǎo)電性的研究是由他們和白川等3人進(jìn)行的。2000年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)也是他們3人共同獲得的。),但當(dāng)他來(lái)東京工業(yè)大學(xué)訪問(wèn)的時(shí)候,偶然看到白川制造的聚乙炔膜,并為之驚嘆,決定邀請(qǐng)他來(lái)自己所在的大學(xué)進(jìn)行合作研究。其間,白川在與MacDiamid教授的共同研究過(guò)程中,取得了如下發(fā)現(xiàn):如果在聚乙炔中加入微量的溴,那么,聚乙炔的導(dǎo)電性能就會(huì)增加幾千萬(wàn)倍,由半導(dǎo)體變成了導(dǎo)體。另外,如果在其中加入碘,那么,其導(dǎo)電效果更顯著。在開(kāi)展合作研究以前,白川在東京工業(yè)大學(xué)進(jìn)行聚乙炔方面的實(shí)驗(yàn)研究中就觀察到,如果在聚乙炔中加入氯,那么,它的電子狀態(tài)就會(huì)發(fā)生顯著變化(注:白川在向聚乙炔中加入氯并觀察其反應(yīng)的時(shí)候,就從其吸收紅外線光譜的變化推測(cè),氯可使聚乙炔的電子狀態(tài)發(fā)生顯著變化。電子的狀態(tài)發(fā)生變化會(huì)引起其導(dǎo)電性發(fā)生變化。白川雖然也注意到了這種現(xiàn)象,但是,當(dāng)時(shí),由于他專(zhuān)心研究自己原來(lái)的課題——“聚乙炔的合成機(jī)理”,因此,他沒(méi)有再深入觀察和研究這個(gè)問(wèn)題。倘若當(dāng)時(shí)白川有充裕的精力和時(shí)間,那么,他也許會(huì)發(fā)現(xiàn)具有導(dǎo)電性的高分子。)。在聚乙炔中添加溴和碘的想法,是受當(dāng)時(shí)觀察結(jié)果的啟發(fā)產(chǎn)生出來(lái)的。另外,一般認(rèn)為,聚乙炔導(dǎo)電性的增加是由下面的結(jié)構(gòu)引起的:添加的溴、碘原子具有較強(qiáng)的電子親合性,它們能夠與聚乙炔中的電子結(jié)合,奪走了電子,從而在電子所處的位置上出現(xiàn)了空穴,為了填補(bǔ)空穴,電子就依次產(chǎn)生了移動(dòng),最終增強(qiáng)了聚乙炔的導(dǎo)電性。

與以往發(fā)表“聚乙炔膜的制法”論文時(shí)的情況不同,當(dāng)白川等人把他們發(fā)現(xiàn)聚乙炔具有導(dǎo)電性的研究成果公開(kāi)發(fā)表以后,立即在全世界引起了很大反響。許多研究專(zhuān)家都爭(zhēng)先恐后地參與該領(lǐng)域的研究,并陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了新的具有導(dǎo)電性的高分子。與此同時(shí),這些具有導(dǎo)電性的高分子的多種用途也被開(kāi)發(fā)出來(lái)了。在理論層面,關(guān)于高分子導(dǎo)電機(jī)理的研究也獲得了很大進(jìn)展。

2.發(fā)現(xiàn)的條件

白川的發(fā)現(xiàn)與以下因素有關(guān):①他跟隨池田教授從事“聚乙炔合成機(jī)理”的研究;②他從自己學(xué)生的失敗實(shí)驗(yàn)中獲得啟發(fā),發(fā)現(xiàn)了聚乙炔膜的制法;③他與MacDiamid教授相會(huì),并被邀請(qǐng)開(kāi)展合作研究;④他從已往的氯添加實(shí)驗(yàn)中獲得啟發(fā),產(chǎn)生了添加微量碘的設(shè)想。其中,①和③是外因,②和④是內(nèi)因。②是他在其研究生的失敗實(shí)驗(yàn)中所觀察到的現(xiàn)象;④是他在觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果時(shí)獲得的啟發(fā),并通過(guò)大膽設(shè)想獨(dú)創(chuàng)出來(lái)的。

上述“從被他人忽視的現(xiàn)象中獲得啟示,就會(huì)有出色發(fā)現(xiàn)的能力”被稱(chēng)為“意外發(fā)現(xiàn)能力”(serendipity)[3]83-85。即使在往往被認(rèn)為是純理論的自然科學(xué)領(lǐng)域,為了能夠完成劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)、發(fā)明,這種能力也是不可缺少的。牛頓看見(jiàn)蘋(píng)果下落就發(fā)現(xiàn)了引力的故事就是典型的例子。但是,不管研究者具有多么出色的“意外發(fā)現(xiàn)”的能力,都需要在精神、時(shí)間和經(jīng)濟(jì)方面有充裕的研究環(huán)境。如果有精神上的充裕,就可能從被他人忽略過(guò)的現(xiàn)象中產(chǎn)生出色的設(shè)想。然而,要把這種設(shè)想通過(guò)實(shí)驗(yàn)完成具體的發(fā)明與發(fā)現(xiàn),也需要時(shí)間和經(jīng)費(fèi)。

白川具有的這種“意外發(fā)現(xiàn)”的能力和“完美主義”品格固然值得稱(chēng)贊,但是,促使其成為可能的上述研究環(huán)境也是不能忽視的。由于青年時(shí)期的白川堅(jiān)持不達(dá)到自己滿意不的標(biāo)準(zhǔn),因此,他很少。在研究生院學(xué)習(xí)期間,白川只發(fā)表了一篇論文;在當(dāng)助教以后的8年間,他也只發(fā)表了四篇論文(注:白川在當(dāng)助教時(shí)發(fā)表的第四篇論文的題目是“聚乙炔膜的制法”,該文成為他獲得諾貝爾獎(jiǎng)的理由之一。就是說(shuō),白川在當(dāng)助教時(shí)期的數(shù)量雖然少,但是,他已經(jīng)抓住了從事“發(fā)現(xiàn)導(dǎo)電高分子”這種劃時(shí)現(xiàn)的機(jī)遇。白川在年輕時(shí)期的數(shù)量雖然很少,但是,到他63歲在筑波大學(xué)退休為止,他已經(jīng)發(fā)表了大約250篇論文。對(duì)于這個(gè)領(lǐng)域的科學(xué)家來(lái)說(shuō),250篇論文雖然不是特別多,但也絕不是少數(shù)。)。近年來(lái),在日本的自然科學(xué)領(lǐng)域特別是在化學(xué)領(lǐng)域里,試圖以數(shù)量評(píng)價(jià)研究者能力的傾向越來(lái)越顯著了。假如是現(xiàn)在,即使池田教授如何努力推薦,只發(fā)表一篇論文的白川能否被聘為助教是很值得懷疑的;即使他能夠擔(dān)任助教,倘若是現(xiàn)在,由于受到需要多發(fā)表文章這種客觀的壓力,因此,他也很難一貫堅(jiān)持“完美主義”的研究態(tài)度。

當(dāng)時(shí),日本的大學(xué)能夠平等地給全體教師撥付一定的研究經(jīng)費(fèi),并允許教師自主地使用。因此,教師不僅能夠使用這些經(jīng)費(fèi)按照計(jì)劃進(jìn)行科學(xué)研究,而且,當(dāng)他們突然產(chǎn)生最初預(yù)定中所沒(méi)有的設(shè)想的時(shí)候,也能夠自由地使用這些經(jīng)費(fèi)進(jìn)行研究。白川在發(fā)現(xiàn)聚乙炔膜制法的時(shí)候,這些研究經(jīng)費(fèi)發(fā)揮了重要作用[1]128-129??梢?jiàn),這些研究經(jīng)費(fèi)雖然可能被無(wú)效地使用,但它能夠?yàn)檠芯空甙l(fā)揮其“意外發(fā)現(xiàn)”的能力提供保障。然而,近年來(lái),這種“平均主義”的分配經(jīng)費(fèi)的方式,正在被另一種“競(jìng)爭(zhēng)主義”的分配方式(即優(yōu)先把研究經(jīng)費(fèi)撥付給在一定時(shí)間內(nèi)有望取得研究成果者)所替代??傊?,從發(fā)揮研究者“意外發(fā)現(xiàn)”能力方面看,近年來(lái),日本的大學(xué)正在失去往日充裕的研究環(huán)境。

另外,白川與MacDiamid教授間的合作研究也成為他完成這一科學(xué)發(fā)現(xiàn)的直接原因。這種現(xiàn)象雖然很少見(jiàn),但是,在與具有不同經(jīng)驗(yàn)和思維方式的外國(guó)研究者以及不同于自己專(zhuān)業(yè)的其他專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的研究者之間的交流過(guò)程中,能夠產(chǎn)生不同尋常的設(shè)想,并能夠有效地進(jìn)行研究,這經(jīng)常被認(rèn)為是一種經(jīng)驗(yàn)。然而,不能忽視的是,研究者在交流中學(xué)習(xí)到什么,這要求他具備良好的素質(zhì)、充裕的精神和積極的態(tài)度。現(xiàn)在的交流機(jī)會(huì)雖然比當(dāng)時(shí)增加了,但是,如果交流者沒(méi)有充裕的精神,那么,就不能夠有效地利用機(jī)會(huì)。

二、野依良治

野依于1938年出生在兵庫(kù)縣。他在國(guó)立神戶(hù)大學(xué)附屬小學(xué)、私立灘中學(xué)(包括3年初中和3年高中)接受了教育(這兩類(lèi)學(xué)校都是當(dāng)時(shí)的精英學(xué)校,也就是說(shuō),與白川和田中不同,野依受到了當(dāng)時(shí)最好的教育)。他雖然不厭學(xué),但在小學(xué)時(shí)代,他整天在野地里玩耍;在初高中時(shí)代,他熱衷于柔道;即使在大學(xué)時(shí)代,在最后一個(gè)學(xué)年,直到開(kāi)始從事畢業(yè)研究為止,相對(duì)學(xué)習(xí)而言,他更愛(ài)打棒球和麻將。野依的父親當(dāng)時(shí)是民營(yíng)化工企業(yè)的技術(shù)專(zhuān)家,并擔(dān)任企業(yè)研究所所長(zhǎng)。野依在小學(xué)即將畢業(yè)之前,就在跟隨父親參加的講演會(huì)上,聽(tīng)到了“尼龍可由煤、水和空氣制造而成”這句話,并受到了較大影響,決心將來(lái)沿著化學(xué)的道路發(fā)展自己。

高中畢業(yè)后,野依立即考入京都大學(xué)工學(xué)部,學(xué)習(xí)工業(yè)化學(xué)專(zhuān)業(yè),并在大學(xué)畢業(yè)后,考入研究生院繼續(xù)學(xué)習(xí)深造。在研究生院修完課程以后,他打算去民營(yíng)企業(yè)工作。但是,在他修完碩士課程的時(shí)候,他的指導(dǎo)老師野崎先生晉升為教授并聘請(qǐng)他為助教。與白川不同的是,野依的研究領(lǐng)域很廣泛,發(fā)表的文章也很多:在學(xué)習(xí)碩士課程的兩年間,他發(fā)表了3篇論文;在擔(dān)任助教的五年間,他發(fā)表了30篇論文。

野依頻繁地參加各種研究活動(dòng),他的才能很快就引起了同行的關(guān)注。1968年,野依晉升為名古屋大學(xué)副教授。不久,他就去美國(guó)Harvard大學(xué)留學(xué)。一年的留學(xué)經(jīng)驗(yàn)特別是他聽(tīng)過(guò)Osborn副教授的無(wú)機(jī)化學(xué)課程,這對(duì)于他以后的研究起到了很大作用[4]107-108?;貒?guó)工作了三年以后,他就晉升為教授。這樣快的職稱(chēng)晉升速度在日本是一個(gè)特例。

野依以其從事的“不對(duì)稱(chēng)合成反應(yīng)的研究”榮獲了諾貝爾獎(jiǎng)。在此之前,他先后獲得了日本化學(xué)會(huì)獎(jiǎng)、日本學(xué)士院獎(jiǎng)、文化勛章、美國(guó)化學(xué)會(huì)Cope獎(jiǎng)等許多項(xiàng)大獎(jiǎng)。這一點(diǎn)也與在榮獲諾貝爾獎(jiǎng)之前只獲得過(guò)高分子學(xué)會(huì)獎(jiǎng)的白川形成了對(duì)比。

1.鏡像異構(gòu)體與不對(duì)稱(chēng)合成

在有機(jī)化合物中,我們把組成分子的要素雖然完全相同但其結(jié)構(gòu)不同的兩種化合物稱(chēng)為“異構(gòu)體”。其中,我們又把組成分子的要素的位置呈左右分布的兩種化合物稱(chēng)為“鏡像異構(gòu)體”(注:組成分子的要素的位置排列與其實(shí)體形成了鏡與像的關(guān)系,所以稱(chēng)之為“鏡像異構(gòu)體”。),并把其中的一方稱(chēng)為“D型”,把另一方稱(chēng)為“L型”。這兩種物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)雖然相同,但是,它們的生理作用卻不同。例如,在谷氨酸中,L型谷氨酸有很好的味道,在日本,它被稱(chēng)為“味素”并受到消費(fèi)者們的喜愛(ài);D型谷氨酸卻完全沒(méi)有味道。在酞胺哌啶酮中,D型酞胺哌啶酮是一種高效催眠劑;而L型酞胺哌啶酮卻具有一種可怕的催畸性,當(dāng)妊娠婦女服用它的時(shí)候,它就會(huì)使胎兒的手腳變成畸形。

在一般情況下,如果通過(guò)化學(xué)途徑合成鏡像異構(gòu)體,就會(huì)以50比50的比例同時(shí)產(chǎn)生D型和L型兩種化合物,很難只合成其中的一種化合物(我們把這種合成反應(yīng)過(guò)程稱(chēng)為“不對(duì)稱(chēng)合成”)。在合成酞胺哌啶酮的時(shí)候,由于人們不知道L型酞胺哌啶酮具有催畸性,因此,人們把合成出來(lái)的兩種酞胺哌啶酮的混合物作為睡眠藥拿到市場(chǎng)上去銷(xiāo)售。結(jié)果,服用它的大多數(shù)妊娠婦女生出了畸形兒。如果人們掌握了這種不對(duì)稱(chēng)合成反應(yīng)技術(shù),那么,就應(yīng)該不會(huì)發(fā)生上述悲慘的事件。

然而,在自然界中,幾乎所有的鏡像異構(gòu)體卻不是成對(duì)存在的。例如,在谷氨酸中,只存在L型谷氨酸而不存在D型谷氨酸;在葡萄糖中,只存在D型葡萄糖。其原因是,在生物體內(nèi),存在著“酶”這種催化劑——即所說(shuō)的一種“鑄?!保鱾€(gè)物質(zhì)都按照這種“鑄?!钡囊蟊缓铣沙鰜?lái)。例如,就谷氨酸而言,在生物體內(nèi),只存在著L型的鑄模。這樣,當(dāng)在生物體內(nèi)合成谷氨酸分子的時(shí)候,構(gòu)成這種分子的各個(gè)要素,就會(huì)在與L型的鑄模相符合的位置上形成谷氨酸分子。其結(jié)果,必然只生成L型谷氨酸分子,而不會(huì)生成D型谷氨酸分子。

這樣,生物體借助于酶的幫助,常常只發(fā)生不對(duì)稱(chēng)合成反應(yīng)。因此,如果我們能夠創(chuàng)造出具有與酶相同機(jī)能的鑄模,那么,不管是在實(shí)驗(yàn)室還是在工廠,就能夠進(jìn)行不對(duì)稱(chēng)合成反應(yīng)了。之所以授予野依諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)(2001年),就是因?yàn)樗兄瞥隽司哂羞@種機(jī)能的鑄?!从糜诓粚?duì)稱(chēng)合成反應(yīng)的催化劑。

2.研究方法及其背景

野依最初從事的是“不對(duì)稱(chēng)Carbene反應(yīng)研究”,其研究成果以論文的形式于1966年發(fā)表了。這項(xiàng)研究雖然不是以不對(duì)稱(chēng)合成本身為目的的研究[4]104-106,[5]7-8,但是,野依在這項(xiàng)研究中發(fā)現(xiàn),某種鏡象異構(gòu)體的D型和L型是以45比55的比率生成出來(lái)的。就是說(shuō),盡管不完全但它們確實(shí)發(fā)生了不對(duì)稱(chēng)合成反應(yīng)。但是,野依在當(dāng)時(shí)并沒(méi)有立即開(kāi)展這項(xiàng)研究。他在從美國(guó)留學(xué)回國(guó)以后,于1974年再次開(kāi)展了這方面的研究。這項(xiàng)研究主要是由高谷秀正副教授在野依指導(dǎo)下完成的。他們?cè)诮?jīng)過(guò)6年反復(fù)進(jìn)行試錯(cuò)實(shí)驗(yàn)以后,最后成功地合成出了純度大約為100%的L型薄荷醇(薄荷香氣的組成成分)。這種合成技術(shù)在日本國(guó)內(nèi)被工業(yè)化,其產(chǎn)品也被出口到海外。

野依在研究中選擇BINAP作為催化劑,其理由是他“被這種物質(zhì)分子的美麗的結(jié)構(gòu)形狀所吸引”[6]61-64。這種解釋對(duì)于有機(jī)化學(xué)家以外的人來(lái)說(shuō),是很難理解的??傊?,他想說(shuō)的是,他不是僅僅根據(jù)理論思考來(lái)選擇BINAP的,而是讓感覺(jué)在其中發(fā)揮作用。就是說(shuō),他所具有的優(yōu)秀的“意外發(fā)現(xiàn)”能力在他發(fā)現(xiàn)的深處發(fā)揮了作用。野依之所以能夠把這種設(shè)想用于他的劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)中,是因?yàn)樗麄兡軌驁?jiān)持長(zhǎng)達(dá)6年沒(méi)有成果的研究。野依所具有的這種持之以恒的研究態(tài)度是值得贊賞的,但同時(shí)不能忽視的是,作為研究室的負(fù)責(zé)人,他能夠擁有允許進(jìn)行6年的試錯(cuò)研究的地位。野依主張,不要只要求研究者在短時(shí)間內(nèi)取得成果,而要為他們提供能夠長(zhǎng)期埋頭開(kāi)展科學(xué)研究的場(chǎng)所[5]179。

白川和野依在性格和研究態(tài)度上雖然有許多不同之處,但是,他們?cè)诙季哂袃?yōu)秀的“意外發(fā)現(xiàn)”的能力并且都具有能夠發(fā)揮這種能力的場(chǎng)所這一點(diǎn)上卻是相同的。白川和野依都在上個(gè)世紀(jì)50年代接受了學(xué)校教育,都于1961年在大學(xué)畢業(yè)。當(dāng)時(shí),日本政府從戰(zhàn)前為實(shí)現(xiàn)“富國(guó)強(qiáng)兵”目的而實(shí)施的國(guó)家主義教育轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)施尊重個(gè)性、發(fā)揮個(gè)人能力的教育[7]。1950年是尊重個(gè)人的教育的功能得到最好發(fā)揮的時(shí)期,另外,它還是整個(gè)社會(huì)逐漸從戰(zhàn)后的混亂狀態(tài)得到恢復(fù)的時(shí)期。在這個(gè)時(shí)期,學(xué)生們對(duì)自己和國(guó)家的將來(lái)充滿希望,他們富有豐富的情感和好奇心,形成了根據(jù)個(gè)人的想法解決實(shí)際問(wèn)題的習(xí)慣,能夠輕松愉快、無(wú)拘無(wú)束地成長(zhǎng)起來(lái)了。

這樣的環(huán)境對(duì)于形成優(yōu)秀的“意外發(fā)現(xiàn)”能力起到了很大作用。對(duì)此,筆者只想談以下兩點(diǎn)。

自然科學(xué)的教育方法。在戰(zhàn)前的初等教育中,“理科”教育只傳授生活中所需要的零散的科學(xué)知識(shí)。但到了戰(zhàn)后,教師開(kāi)始重點(diǎn)教授“科學(xué)的思維方法”了(注:在白川和野依上初、高中的時(shí)期,日本曾經(jīng)實(shí)施了旨在提高自發(fā)學(xué)習(xí)興趣的“解決問(wèn)題的學(xué)習(xí)”指導(dǎo)計(jì)劃。詳見(jiàn)拙著《日本學(xué)校教育的問(wèn)題點(diǎn)——以理科教育為中心》(1987年8月,東北師范大學(xué)講演稿)。另外,關(guān)于戰(zhàn)前的理科教育,參見(jiàn)拙著《日本初等理科教育的特征》,載廖正衡、島原健三等主編:《中日科技發(fā)展比較研究》,遼寧教育出版社出版,1992年,第587—598頁(yè)。)。在大學(xué)教育中,教師更注重把處于未解決狀態(tài)中的最前沿問(wèn)題原封不動(dòng)地展示給學(xué)生。這種教學(xué)方法對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的柔性思考和非凡想象力起到了很大作用。白川[1]61-63、野依[6]107-108以及下文所述的田中[3]26都論述了這種教學(xué)方法的重要性。例如,白川指出:“對(duì)于教師來(lái)說(shuō),按照已有的體系進(jìn)行教學(xué),使學(xué)生容易理解?!?,實(shí)際上,現(xiàn)在的物理和化學(xué)的理論體系似乎只是對(duì)其中的一部分進(jìn)行體系化的結(jié)果,并非全部實(shí)現(xiàn)體系化。就像竹筍突破地面剛露出其面目一樣,在地下,還隱藏著許多不知道的并在今后應(yīng)該努力做的部分。我認(rèn)為,這在必須向年輕人教授的知識(shí)里是最重要的?!碧镏袑?xiě)道:“所謂科學(xué),它不是求尋寫(xiě)在教科書(shū)中的答案,而是通過(guò)自己思考獲得發(fā)現(xiàn),這是有意思的。對(duì)于科學(xué)家和技術(shù)專(zhuān)家來(lái)說(shuō),這是本質(zhì)的、重要的,這些都是我從澤柿老師那里得到的。”

應(yīng)試學(xué)習(xí)的影響。日本的大學(xué)入學(xué)考試幾乎都是實(shí)行短時(shí)間內(nèi)的筆試,幾乎不把創(chuàng)造性思維能力作為入學(xué)考試的內(nèi)容,因此,教師和學(xué)生都只注重應(yīng)試學(xué)習(xí)、死記硬背知識(shí)以及迅速解題的技法練習(xí)等。顯然,這種學(xué)習(xí)方式既不利于培養(yǎng)學(xué)生提出并解決問(wèn)題的能力,更不利于培養(yǎng)學(xué)生的自由和柔性創(chuàng)造能力(這是產(chǎn)生“意外發(fā)現(xiàn)”能力的根源)。但是,在白川和野依上高中的年代,大學(xué)入學(xué)者比較少,他們不必要埋頭進(jìn)行應(yīng)試學(xué)習(xí),因此,沒(méi)有受到上述惡劣影響。

然而,進(jìn)入20世紀(jì)60年代,日本政府把培養(yǎng)有利于企業(yè)的人才作為教育目標(biāo)了(注:政府雖然謀求經(jīng)濟(jì)的高度增長(zhǎng),但這并未回歸到戰(zhàn)前富國(guó)強(qiáng)兵的那種狀態(tài)。然而,教育主要是為了實(shí)現(xiàn)國(guó)家目的培養(yǎng)人才。從這一點(diǎn)上看,日本的教育開(kāi)始回歸到戰(zhàn)前狀態(tài)了。)。政府制定并實(shí)施了獎(jiǎng)勵(lì)政策,希望上大學(xué)的人數(shù)迅速增加,入學(xué)考試競(jìng)爭(zhēng)激烈,這就迫使學(xué)生不得不把時(shí)間和精力都浪費(fèi)在應(yīng)試學(xué)習(xí)上(注:這種現(xiàn)象最初只出現(xiàn)在高中,但不久,就從初中波及到小學(xué),在一部分區(qū)域,幼兒園也開(kāi)始實(shí)行入園考試,幼兒為此也要學(xué)習(xí)。就是說(shuō),這些人從嬰兒時(shí)期開(kāi)始,就按照一定的框子只接受行為和思維方面的訓(xùn)練。)。在理科教學(xué)中,教師和學(xué)生注重升學(xué)率,與講授“科學(xué)的思維方法”相比,他們更注重講授知識(shí)。即使在大學(xué),由于入學(xué)者數(shù)量急劇增加,學(xué)生們的基礎(chǔ)能力和水平整體降低,教師不得不對(duì)他們進(jìn)行體系化的、容易接受和理解的教學(xué)。這樣,以往形成的適合培養(yǎng)優(yōu)秀的“意外發(fā)現(xiàn)”能力的教育環(huán)境逐漸失去了。

現(xiàn)在,即使是研究機(jī)構(gòu),允許從事像白川所說(shuō)的“完美主義”研究工作這樣的研究機(jī)構(gòu)幾乎不存在了,能夠按照野依所說(shuō)的堅(jiān)持“長(zhǎng)期不懈的研究”的研究機(jī)構(gòu)也是難能可貴的了。大學(xué)在人事管理中,確定了“業(yè)績(jī)主義”的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)——以的數(shù)量(注:最近,不僅根據(jù)的數(shù)量,而且還根據(jù)以后被引用的次數(shù)評(píng)價(jià)論文的質(zhì)量。這種現(xiàn)象逐漸變得顯著起來(lái)了。這種評(píng)價(jià)方法是以“越是高水平的論文,它被引用的次數(shù)就越多”為邏輯前提的。但是,正如白川的論文——“聚乙炔膜的制法”在發(fā)表后幾乎沒(méi)有引起學(xué)術(shù)界注意的那樣,優(yōu)秀論文未必就立刻受到許多研究專(zhuān)家的注意并被他們頻繁地引用。就是說(shuō),判斷“越是高水平的論文,它被引用的次數(shù)就越多”這一邏輯關(guān)系是否正確,需要一個(gè)很長(zhǎng)的驗(yàn)證過(guò)程。如果在短時(shí)間內(nèi)就以被引用的次數(shù)多少來(lái)評(píng)價(jià)論文的質(zhì)量,那么,就會(huì)經(jīng)常得出錯(cuò)誤的評(píng)價(jià)結(jié)果,也可能忽略掉真正優(yōu)秀的論文。)來(lái)評(píng)價(jià)研究者的業(yè)績(jī),把它作為任免(注:以前,大學(xué)教師一旦被錄用,就能夠獲得終身保障(即所謂“終身雇傭制”)。但是,近年來(lái),尤其是對(duì)助教,許多大學(xué)開(kāi)始實(shí)行“任期制”。該制度規(guī)定,只要助教不增加的數(shù)量,不但不能得到晉升,就連助教的位置也難以繼續(xù)得到確保。為此,他們就選擇那些能在短時(shí)間內(nèi)發(fā)表多篇論文的課題進(jìn)行研究。)和晉升職稱(chēng)和職務(wù)的標(biāo)準(zhǔn);在研究經(jīng)費(fèi)分配中,確定了“競(jìng)爭(zhēng)主義”的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)——重點(diǎn)向在一定時(shí)間內(nèi)確實(shí)能夠取得成果者提供經(jīng)費(fèi)。年輕的研究者們?yōu)榱舜_保有研究場(chǎng)所和經(jīng)費(fèi),不得不選擇能夠在短時(shí)間內(nèi)獲得成果的“短期研究”課題進(jìn)行研究。

三、田中耕一

田中于1959年出生在富山市。他出生幾星期以后,他的母親就去世了。于是,他就由從事銼鋸齒工作的叔父撫養(yǎng)。由于田中的叔父把家中的一部分空間作為工作場(chǎng)地,并且每天都在這里工作,因此,田中從少年時(shí)代就在觀看他叔父所從事的反復(fù)進(jìn)行同一個(gè)動(dòng)作,把變鈍的工具變成鋒利的工具的勞動(dòng)過(guò)程中成長(zhǎng)著,并逐漸養(yǎng)成了不知疲倦地、重復(fù)地做同一種工作的工匠性格。在上小學(xué)期間,教他的澤柿教誠(chéng)老師注重通過(guò)觀察和實(shí)驗(yàn)發(fā)揮學(xué)生們的個(gè)性,認(rèn)為“科學(xué)不是按照教科書(shū)中寫(xiě)的去尋找答案的,而是通過(guò)自己思考去發(fā)現(xiàn)的”[3]26。這對(duì)田中產(chǎn)生了很大影響。

在初中和高中時(shí)代,田中雖然人緣較好,卻不合群;他雖然擅長(zhǎng)數(shù)學(xué)和物理,但在班里并不顯眼。受他養(yǎng)母的教育思想——為參加考試而學(xué)習(xí),即使學(xué)習(xí)成績(jī)有點(diǎn)提高,但對(duì)于整個(gè)人生來(lái)說(shuō)也沒(méi)有什么意義——的影響,田中沒(méi)有上預(yù)備學(xué)校(注:指講授報(bào)考大學(xué)所必要的知識(shí)和技能的不屬于正規(guī)的學(xué)校教學(xué)體系的教育機(jī)構(gòu)。其主要教育對(duì)象是高考落選并愿意在翌年繼續(xù)報(bào)考的高中畢業(yè)生,但即使是高中的在校學(xué)生,他們中的許多人也在假期和放學(xué)以后去那里學(xué)習(xí)。),而是獨(dú)自學(xué)習(xí),準(zhǔn)備考試。他在高中畢業(yè)以后,就考入日本東北大學(xué)工學(xué)部電氣工學(xué)科學(xué)習(xí)。他之所以選擇電氣專(zhuān)業(yè),除了因?yàn)樗麖暮⑻釙r(shí)代就喜歡收音機(jī)的制造等以外,更重要的是因?yàn)樗紤]到,如果學(xué)習(xí)電氣專(zhuān)業(yè),將來(lái)容易找到穩(wěn)定的工作。在大學(xué)期間,他留級(jí)一年,花費(fèi)了5年時(shí)間才畢業(yè)。留級(jí)的一半原因是,他在食堂打工洗餐具的時(shí)候,熱衷于研究高效的洗刷方法,從而影響了他上德語(yǔ)課的出勤率。

大學(xué)畢業(yè)以后,由于經(jīng)濟(jì)上的原因,田中決定不去研究生院繼續(xù)學(xué)習(xí),而首先想去索尼公司工作。但是,他沒(méi)有通過(guò)該公司的就業(yè)考試。后來(lái),經(jīng)過(guò)他的指導(dǎo)教師的介紹,他到制造自然科學(xué)儀器的島津制作所工作了。在島津制作所,他被分配在中央試驗(yàn)所工作,參加了“開(kāi)發(fā)和研制蛋白質(zhì)質(zhì)量分析儀”的研究團(tuán)隊(duì)。1985年2月,田中發(fā)現(xiàn)了“溫和電離法”,并以此獲得了2002年諾貝爾獎(jiǎng)。

田中雖然因獲得諾貝爾獎(jiǎng)而獲得了研究專(zhuān)家的聲譽(yù),但是,他在島津制作所并不只從事研究,還從事研制、生產(chǎn)、改進(jìn)、銷(xiāo)售蛋白質(zhì)質(zhì)量分析儀的工作。他認(rèn)為,從事銷(xiāo)售工作對(duì)于從事開(kāi)發(fā)儀器的企業(yè)技術(shù)專(zhuān)家來(lái)說(shuō)是有意義的,傾聽(tīng)儀器使用者們的要求和意見(jiàn),這有助于開(kāi)發(fā)出更優(yōu)良的儀器。

1.發(fā)現(xiàn)的過(guò)程

質(zhì)量分析法是測(cè)量分子質(zhì)量的一種方法,其所依據(jù)的原理大致如下。首先,把被測(cè)量的分子變成陽(yáng)離子并把它放在正極處,然后,在兩極間直接接通高壓電流。此時(shí),陽(yáng)離子便迅速移向負(fù)極。如果這些離子所帶的電荷相同,那么,離子的質(zhì)量越小,它們運(yùn)行的速度就越大。因此,如果測(cè)定出這些離子的運(yùn)行時(shí)間,那么,就能夠測(cè)量出它所在的被測(cè)量分子的質(zhì)量(注:田中的研究團(tuán)隊(duì)所采用的方法,是讓被檢驗(yàn)物質(zhì)分子和質(zhì)子相結(jié)合,使其變成陽(yáng)離子的方法。此外,還有除去電子使其變成陽(yáng)離子的方法。另外,即使不把被檢驗(yàn)物質(zhì)分子變成陽(yáng)離子而變成陰離子,也能夠進(jìn)行質(zhì)量測(cè)定。還有,這里談了根據(jù)離子的運(yùn)行時(shí)間測(cè)定其質(zhì)量的方法,此外,還有當(dāng)離子通過(guò)磁場(chǎng)的時(shí)候,根據(jù)離子的彎曲度測(cè)定其質(zhì)量。詳見(jiàn)有關(guān)儀器分析的著作。)。為此,要求離子呈現(xiàn)出單個(gè)的游離狀態(tài)。

許多物質(zhì)一旦被加熱就蒸發(fā)并分離成單個(gè)分子,然而,像蛋白質(zhì)這樣的高分子物質(zhì)一旦受熱,那么,它就在分離成單個(gè)分子之前就自身分解完了。因此,即使把它變成離子,用質(zhì)量分析法所測(cè)定出的不是原來(lái)的質(zhì)量,而是分解以后的質(zhì)量。所以,當(dāng)時(shí)的人們認(rèn)為,使用這種方法不能測(cè)定出蛋白質(zhì)的質(zhì)量。

但是,田中所在公司正是讓他的研究團(tuán)隊(duì)研制測(cè)定蛋白質(zhì)分子質(zhì)量的質(zhì)量分析儀。田中在其中承擔(dān)的任務(wù)是尋找不分解蛋白質(zhì)而使之變成離子的方法。為此,他們采取的方法是:首先,把很細(xì)的金屬粉末(當(dāng)時(shí),日本在加工金屬超微粉末技術(shù)方面是聞名于世的,因此,田中他們?nèi)菀桌眠@些金屬超微粉末)和被檢驗(yàn)物質(zhì)混合在一起;然后,用激光在極短的時(shí)間內(nèi)照射這些混合物[3]127。由于金屬的超細(xì)微粉末能夠高效地吸收能量,并能夠在瞬間升溫,因此,如果把它和被檢驗(yàn)的物質(zhì)相混合,那么,處于高溫狀態(tài)中的金屬超細(xì)微粉末就會(huì)立即把它的熱傳遞給蛋白質(zhì)。這樣,蛋白質(zhì)分子就可能會(huì)迅速被加熱并在分解之前游離成每一個(gè)蛋白質(zhì)分子(注:如果在高溫的基礎(chǔ)上再進(jìn)行加熱,蛋白質(zhì)當(dāng)然會(huì)變質(zhì)。但是,即使變質(zhì),如果不分解,其質(zhì)量也不會(huì)改變,因此,這不影響質(zhì)量測(cè)定。)。這就是他們所希望的結(jié)果。

然而,這種結(jié)果卻怎么也得不到。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,田中本來(lái)應(yīng)該先把金屬超細(xì)微粉末和丙酮混合,再把它和被檢驗(yàn)物質(zhì)混合在一起。但是,他卻誤把金屬超細(xì)微粉末和丙三醇混合了。一般來(lái)說(shuō),在這種情況下,就要拋棄含有丙三醇的實(shí)驗(yàn)物質(zhì),重新做實(shí)驗(yàn)。但是,田中卻沒(méi)有拋棄它,而是直接將它與被檢驗(yàn)物質(zhì)相混合并用激光照射它。并且,他還測(cè)量它的質(zhì)量,雖然結(jié)果很微小,但在儀器上看到了像信號(hào)那樣的圖像[3]139。就這樣,他進(jìn)行了半年多的實(shí)驗(yàn)觀察研究,確定了準(zhǔn)確地測(cè)定各種蛋白質(zhì)分子質(zhì)量的條件[3]151-153。就是說(shuō),他成功地發(fā)現(xiàn)了測(cè)定蛋白質(zhì)分子質(zhì)量的方法——“溫和電離法”。

田中的研究成果被發(fā)表以后,幾位從事質(zhì)量分析的專(zhuān)家又把以往放棄的有機(jī)高分子作為研究對(duì)象了。其結(jié)果是,到現(xiàn)在,生物有機(jī)高分子的質(zhì)量分析法不僅被應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、化學(xué)等領(lǐng)域的研究,而且還正在被應(yīng)用于診斷疾病。完成上述質(zhì)量分析法的研究工作涉及到了很多研究專(zhuān)家,田中作為其中貢獻(xiàn)最大的一個(gè)人獲得了諾貝爾獎(jiǎng)(注:現(xiàn)在不是使用田中發(fā)現(xiàn)的方法,而是使用德國(guó)Hillenkamp教授和Karas教授發(fā)現(xiàn)的另外的方法。諾貝爾獎(jiǎng)評(píng)審委員會(huì)認(rèn)定做出最大貢獻(xiàn)的是田中,但也有不少人認(rèn)為,Hillenkamp教授的貢獻(xiàn)也大,所以也應(yīng)該給他頒獎(jiǎng)。參見(jiàn)大巖ゆり:“ノ—ベル賞の謎に迫る——田中耕一さん受賞の背景とは”,[HTSS]載《世界》(巖波書(shū)店),第722號(hào)(2004年1月號(hào)),第296—304頁(yè)。)

2.研究的社會(huì)背景

田中比白川和野依年輕20歲,他不是大學(xué)教師,而是隸屬于企業(yè)的技術(shù)專(zhuān)家。與白川和野依所處的年代相比,在田中讀初、高中的年代,教育環(huán)境和整個(gè)社會(huì)環(huán)境都很壞。但是,田中在上小學(xué)的時(shí)候就在澤柿老師的教導(dǎo)下,形成了這樣的認(rèn)識(shí):自然科學(xué)是“未完成的且是正在發(fā)展著的知識(shí)”。并且,即使在考大學(xué)的時(shí)候,他也沒(méi)有上過(guò)預(yù)備學(xué)校。因此,他似乎沒(méi)有受到過(guò)應(yīng)試考試的惡劣影響。另外,他雖然樂(lè)于與同學(xué)交往,卻不搞小集團(tuán)。他與他人和而不同,能夠保持自己的相對(duì)獨(dú)立性,能夠與時(shí)代風(fēng)潮保持一定距離。因此,年輕的田中就不自覺(jué)地形成了一種較強(qiáng)的內(nèi)向型的性格,一種依照自己所想來(lái)處理事物的習(xí)慣和成為“意外發(fā)現(xiàn)”根源的自由、柔性的創(chuàng)造力。

與白川和野依不同,田中不是在大學(xué)搞研究,而是在企業(yè)的中央研究所里搞研究。與在大學(xué)搞研究不同,在企業(yè)內(nèi)搞研究,確立研究課題的不是研究專(zhuān)家個(gè)人而是企業(yè),企業(yè)擁有確立研究課題的決定權(quán)。在企業(yè),那些不能指望給其帶來(lái)利益的研究課題經(jīng)常被束之高閣??墒?,作為隸屬于企業(yè)的島津制作所之所以敢于確立“研制蛋白質(zhì)分子質(zhì)量分析儀”這種在當(dāng)時(shí)的學(xué)術(shù)界被認(rèn)為不可能成功且很難給企業(yè)帶來(lái)直接利益的研究課題(注:該課題是田中所屬研究團(tuán)隊(duì)接受質(zhì)量分析部門(mén)責(zé)任者洼寺俊也的建議而設(shè)立的。田中說(shuō):“正因?yàn)樗麄儾皇腔瘜W(xué)家(研究團(tuán)隊(duì)中的5人的專(zhuān)業(yè)都是物理學(xué)或者電氣工學(xué)),……所以他們才能夠在當(dāng)時(shí)大膽地提出研究計(jì)劃。”[3]122當(dāng)然,這樣的研究課題只有得到企業(yè)的許可才能夠得以實(shí)施。因此,應(yīng)該對(duì)島津制作所形成的能夠吸收并采納青年研究專(zhuān)家的創(chuàng)造性設(shè)想給予高度評(píng)價(jià)。),其主要原因在于有如下作為背景的經(jīng)濟(jì)界的普遍風(fēng)潮和島津制作所的企業(yè)傳統(tǒng):在20世紀(jì)80年代的日本,由于經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展,因此,企業(yè)有充足的資金資助那些未必能夠給企業(yè)直接帶來(lái)利益的基礎(chǔ)研究,各企業(yè)紛紛成立中央研究所,積極開(kāi)展基礎(chǔ)研究(這種現(xiàn)象被稱(chēng)為“中央研究所熱”)。其間,島津制作所則是一家曾經(jīng)創(chuàng)造出最早研制出X射線實(shí)驗(yàn)儀器等業(yè)績(jī)的、積極開(kāi)發(fā)新的自然科學(xué)儀器的、具有進(jìn)取精神(敢于攻克科學(xué)難題的精神)的企業(yè)。在當(dāng)時(shí)的島津制作所的中央研究所,一旦確立了研究課題,研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)始研究工作,那么,雖然以后的研究工作有一定的時(shí)間限制,但是,研究所卻能夠給予各個(gè)研究團(tuán)隊(duì)的自主權(quán)利,使其研究具有自主性[3]121,124。就是說(shuō),研究工作雖然有時(shí)間限制,但是,企業(yè)卻能夠?yàn)檠芯繄F(tuán)隊(duì)和研究專(zhuān)家個(gè)人提供發(fā)揮“意外發(fā)現(xiàn)”能力所需要的充裕的精神、時(shí)間和經(jīng)濟(jì)條件。

但是,當(dāng)日本進(jìn)入20世紀(jì)90年代且經(jīng)濟(jì)變得不景氣的時(shí)候,以往掀起的所謂“中央研究所熱”的風(fēng)潮退卻了,各企業(yè)又把研究重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到能取得顯著效應(yīng)的開(kāi)發(fā)研究上來(lái)了。即使在島津制作所,中央研究所也把其名稱(chēng)改為基礎(chǔ)技術(shù)研究所,在組織和研究對(duì)象方面也發(fā)生了改變[3]40??傊?,在80年代形成的支持在短時(shí)間內(nèi)不能取得成果的“長(zhǎng)期研究”的寬裕的環(huán)境條件,在進(jìn)入90年代以后,便從整個(gè)產(chǎn)業(yè)界消失了。

另外,如上所述,田中從事的對(duì)儀器的產(chǎn)品化、改良、銷(xiāo)售等工作,對(duì)其開(kāi)發(fā)研究起到了很大作用[3]74-78。就是說(shuō),對(duì)于田中來(lái)說(shuō),這項(xiàng)業(yè)務(wù)大概和白川與MacDiamid教授間的合作研究、野依到Corey教授研究室留學(xué)具有相同的意義吧。但是,即使是在島津制作所,現(xiàn)在也不能以“培養(yǎng)各部門(mén)專(zhuān)家并讓其擔(dān)任各部門(mén)工作是提高效率的做法”為由,讓一個(gè)技術(shù)專(zhuān)家掌握各個(gè)階段的業(yè)務(wù)了[3]75。

四、結(jié)語(yǔ)——科學(xué)發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)

為了完成出色的發(fā)現(xiàn)和發(fā)明,不僅需要知識(shí)的積累,而且還需要從中產(chǎn)生認(rèn)識(shí)上的飛躍。研究專(zhuān)家所具有的“意外發(fā)現(xiàn)”能力使這種飛躍成為可能?!耙馔獍l(fā)現(xiàn)”能力來(lái)源于每個(gè)人所擁有的自由、靈活的思考力和創(chuàng)造力。在白川和野依上初、高中的時(shí)候,日本社會(huì)擁有培養(yǎng)具有優(yōu)秀的“意外發(fā)現(xiàn)”能力的人才的能力了。但是,到了20世紀(jì)60年代以后,這種能力就迅速衰弱了。田中盡管在70年代上了初中和高中,但是,他由于能夠遠(yuǎn)離那個(gè)年代的風(fēng)潮,因此,他能夠獲得“意外發(fā)現(xiàn)”能力。

要把依靠“意外發(fā)現(xiàn)”所獲得的新設(shè)想變成具體的發(fā)現(xiàn)和發(fā)明,就要有在精神、時(shí)間和經(jīng)濟(jì)方面充裕的研究場(chǎng)所。在白川和野依工作的時(shí)代,大學(xué)雖然能夠提供這樣的研究場(chǎng)所,但是,在業(yè)績(jī)主義和競(jìng)爭(zhēng)主義盛行的現(xiàn)在卻很難做到這一點(diǎn)。另外,在田中進(jìn)行后來(lái)使他獲得諾貝爾獎(jiǎng)的研究工作的20世紀(jì)80年代,企業(yè)雖然能夠提供一定程度的充裕的研究場(chǎng)所,但在經(jīng)濟(jì)不景氣且企業(yè)間競(jìng)爭(zhēng)激烈的現(xiàn)在,就很難提供這樣的研究環(huán)境??傊瑹o(wú)論從培養(yǎng)研究者的角度講,還是從研究環(huán)境的角度講,我們不能不說(shuō),能夠具備“諾貝爾獎(jiǎng)級(jí)”的發(fā)現(xiàn)和發(fā)明的條件,在現(xiàn)在的日本幾乎沒(méi)有了。

大學(xué)盛行業(yè)績(jī)主義和競(jìng)爭(zhēng)主義的結(jié)果是,迫使研究者選擇在短期內(nèi)取得成果的課題進(jìn)行研究。就是說(shuō),現(xiàn)在日本大學(xué)的研究體制不適應(yīng)雖有失敗的可能性,但若成功就能取得劃時(shí)代成就的研究實(shí)踐,而轉(zhuǎn)向支持大量的中等水平的研究。當(dāng)然,筆者決不否認(rèn)這種研究的意義。開(kāi)展這種研究雖然有助于各個(gè)領(lǐng)域知識(shí)的增長(zhǎng),但是,如果不產(chǎn)生劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)和發(fā)明,那么,科學(xué)技術(shù)就不能不喪失其發(fā)展的基礎(chǔ),也不能取得飛躍發(fā)展。另外,筆者也不主張完全放棄對(duì)研究者進(jìn)行業(yè)績(jī)主義和競(jìng)爭(zhēng)主義的評(píng)價(jià),應(yīng)該貫徹平均主義原則。過(guò)度的平均主義將會(huì)使發(fā)展停滯下來(lái),這是歷史的教訓(xùn)??傊?,一方面要重視競(jìng)爭(zhēng),另一方面要積極地建立如野依所說(shuō)的“長(zhǎng)期研究”的體制和機(jī)構(gòu),這是當(dāng)務(wù)之急。

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