周光召25年前的科協演講：歷史的啓迪和重大科學發現產生的條件_風聞
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1999年，中國科協首屆學術年會召開，時任全國人大常委會副委員長、中國科協主席的周光召做主旨報告《歷史的啓迪和重大科學發現產生的條件》，報告縱橫捭闔、上下千年，闡述了科學發現與社會諸多方面關係，這些真知灼見，引起與會者強烈共鳴。
演講 | 周光召
21世紀初葉將是中華民族以堅定的步伐走向世界，自立於世界民族之林的關鍵時期。中華民族的復興要求科技先行，要求在中華大地上湧現有世界領先水平的重大科技創新。
我國當前迫切要求解決的問題是科技與經濟的緊密結合，是將科技創新成果迅速有效地轉化為現實生產力。同時，我國的進一步發展需要更多更好的自有知識產權，需要振奮民族的自信心，實現以弱勝強，後來居上。因此需要在中國大地上出現重大的科學發現。這裏我僅就第二個問題發表一些看法。
一
重大科技創新產生的外部條件正在逐步形成
這些條件，歸納起來有以下6個方面：(1)國家加強了科研經費的投入；(2)對科技已產生重大的社會需求；(3)正在大力進行優秀人才的培養、選拔、吸引和集聚；(4)實行開放政策，保持了穩定的政治局面；(5)開始形成尊重知識和尊重科學的社會環境；(6)提倡創新，開始建立全國科技創新體系。在此，我僅就某些條件予以簡要的説明。
1、國家加強了科研經費的投入
前一段時間，科研和教育經費投入不足，成為我國發展科技的瓶頸。近幾年來，情況有了巨大變化。中央和國務院決定實行科教興國的戰略，從各方面加強了科研和教育經費的投入。隨着經濟水平的提升，科技的重要性日益為社會所認同，可以預計，中央、地方和企業對科研經費的投入都將不斷增長。但科研經費只是獲得重大科研成果的必要條件而非充分條件。在目前的大好形勢下，我們應當更多地注重其它條件的創造。
2、對科技已產生重大的社會需求
(1)合理利用資源，保護生態環境，實現可持續發展已成為緊迫任務。
這其中的嚴重問題之一是環境污染愈益嚴重。據1998年國際衞生組織公佈，全球空氣污染最嚴重的10個城市依次為太原、米蘭、北京、烏魯木齊、墨西哥、蘭州、重慶、濟南、石家莊、德黑蘭，其中我國佔7個。1998年全國一半以上城市降水年均PH值低於5.6，酸雨覆蓋率已超過國土面積的30%以上。以長沙、南昌、懷化為中心的華中酸雨區是全國最嚴重的酸雨區，其中心區年降水PH值低於4.0，酸雨頻率高於90%。
(2)農產品成本過高、質量品種不足、效率低下對農業科技提出新要求。
(3)工業結構不合理，管理不善，市場競爭力不強，大量企業虧損。迫切需要高新技術，改善產業結構，提高產品的科技含量，還需要加強科學預測和管理。
尤其是，我國面對信息社會的挑戰迫切需要高新技術。目前，我國信息產業的核心——亞微米微電子技術、CPU芯片和電腦操作系統完全由外國公司控制；重要電腦和網絡部件、外設、傳感器和應用軟件沒有知識產權；信息資源的建庫、傳輸和處理技術遠遠落後；電腦和網絡應用剛剛起步。我國IT業1998年上半年高速增長但效益下滑。據信息產業部統計，1998年郵電通信業產值1113.9億(+37.7%)；信息產品產值2248億(+26.2%)；固定和移動電話二季度平均放號250萬户，電話普及率達9.55/100人(城市27.51/100人)，但是效益卻明顯下降。主要原因是：硬件產品降價，毛利率低(如微機不到5%)；出口下降；有些地方片面追求高投入、大規模，不重視提高網絡運行水平、優化網絡結構，未充分利用原有設備。根本原因則是重硬件、輕軟件；重規模、輕效益；重引進，輕消化吸收。這些問題，必須依靠高新技術和加強科學管理才能解決。
(4)就業形勢嚴峻，需要開闢新就業途徑。
在新世紀，我國將面臨人口老齡化和就業困難的嚴峻形勢。我國人口20世紀末接近13億，21世紀中葉可能達到16億。目前，我國超過60歲的老齡人口已佔人口總數的10%，超過65歲的已佔7%，開始進入老齡社會，第一產業勞動力大量過剩，第二產業勞動力也已過剩，就業問題將長期困擾我國社會。
3、提高人口素質，是重大科技創新產生的必要條件
歷史的經驗告訴我們，發揮中國人的智慧和潛力是實現我國第三步戰略目標的唯一依靠。我國有世界最多的人口和青年。但若沒有知識、沒有科學態度和科學方法的訓練，人口多將成為嚴重包袱；反之，則將匯聚世界最強大的生產力和創造力。因此，發展科教，提高全民素質是實行科教興國戰略的首要任務。
這裏，我認為有必要強調，中國人是富有智慧和創造力的。這有歷史和現實的事例為證。
(1)我國古代技術的成就
——公元前5000多年的西安半坡人已會製造彩陶。據傳説，黃帝統一華夏後，製造了黃鐘，其長度和底面積作為標準度量單位，其發聲作為基準音；蒼頡創造了文字；螺祖發明了養蠶制絲。但這些傳説還沒有找到考古的證據。
——夏朝冶銅業有很大發展，到商朝，銅器大量在貴族生活中使用，還出現了青銅武器。在龜甲和商代銅器上刻有古代文字3500多個。當時的天文學家還記載了一顆新星的出現。紡織方面已經有了結構複雜的提花機。周朝開始了籌算，卜師們寫出了易經。
——春秋戰國時期是一個百家爭鳴、學術繁榮的時代，出現了一大批思想家，老子、孔子、墨子、莊子、孟子、孫子、屈原等等，對我國社會後來的文化、政治、軍事、哲學、倫理等都產生了決定性影響。這一時期，在科學技術方面出現了名醫扁鵲、名匠魯班、曾候乙編鐘，建造了都江堰，寫出了山海經、禹貢、周髀算經、黃帝內經、天文星佔、考工記等重要著作。
——16世紀前，我國發展了許多卓越的技術，在世界上處於先進地位。我國不僅貢獻了四大發明，有助於世界上資本主義的產生和初期的發展，而且在農業、建築、地理、陶瓷、冶金、醫學等一系列領域有所發明、有所創造，對世界作出了無愧於中華民族的貢獻。在天文觀測、數學計算、資源探測、環境保護等方面也有重要的發現、觀點和成果。
——據李約瑟教授研究的結果，從漢至明朝，中國傳向西方的發明，除火藥、造紙、活字印刷、指南針四大發明外，還包括繅絲、紡絲、提花機、鑄鐵技術、弩、水力石碾、船尾方向舵、水排、龍骨水車、風扇和簸揚車、瓷器、獨輪車、馬蹄鐵掌和馬鐙、走馬燈、遊動常平懸吊器、深鑽技術、弧形拱橋、鐵索吊橋、竹蜻蜓，等等。
(2)華裔學者和中國留學生的貢獻
——到目前為止，已有5位華裔物理學家和一位已由美國返回中國台灣的化學家獲得了諾貝爾獎。他們是李政道、楊振寧、丁肇中、李遠哲、朱棣文和崔奇。
——早期的留學生，如吳有訓、趙忠堯等都作出了極傑出的有資格競爭諾貝爾獎的成果。
——已有相當一批華裔和留學生由於在科學研究上的突出貢獻，得到過世界級的獎勵。
(3)新中國成立後中國科學家的貢獻
——在被封鎖的條件下，自主地發展了“兩彈一星”，解決了國民經濟中若干重大科技問題。
——最早完成人工合成牛胰島素。在數論、數值計算方法、數學定理證明、理論物理、凝聚態和準晶、高能物理、高分子化學、太陽磁場、雜交育種、古生物學、地質和生物調查、資源勘探和環境保護、斷手再植、臨牀醫學等方面都有傑出的工作。
儘管經過了多代人的努力，有上述這些成績，但是，近現代以來完全領先、開時代之先河的開創性科研成果和重大科學發現，卻至今仍然沒有在中國土地上產生。
顯然，我國在世界的復興，需要創造世界第一流的科研成果，需要產生出領導世界科學潮流的科學發現。但是，什麼時候在中國土地上能出現領導世界科研潮流、開闢全新研究領域的一流科研成果呢？同時為達到這一目標，我們還缺少什麼樣的客觀和主觀條件，需要創造什麼樣的氛圍和環境呢?這是我們必須認真思考並予以回答的。
二
現代科學技術發展的歷史帶來的啓迪
本世紀最富創新力的科學發現是相對論、量子力學和基因的雙螺旋結構；最有社會影響和帶動力的科學工程是製造核武器的曼哈頓工程和阿波羅登月工程。就我國來説，在被封鎖的條件下成功地製成了“兩彈一星”，振了國威軍威，提高了中國的國際地位和中國人的自信。我們應當分析這些成功經驗，從中得到啓迪，創造重大創新得以產生的環境和條件。可從以下3個方面發掘重要的啓迪。
(1)世界科學中心的轉移。
(2)本世紀重大科學發現的社會和學術環境。
(3)重大科學發現產生的條件，青年如何才能成為科學發現的主力軍。
1、英國是最早的世界科學中心
直到19世紀末，英國作為世界上率先完成工業革命和佔有大量殖民地的國家，在科學發展上起了帶頭作用。英國是力學、電磁場理論和進化論的創始地，英國人首先發現電子和原子結構，直到本世紀初仍是當時世界科學的中心。這是和英國當時的經濟和政治地位相稱的。
但同時，歐洲各大國都對科學發展作出重要的貢獻。18和19世紀，英國人焦爾和德國人赫爾姆斯創立了能量守恆的熱力學第一定律，法國人卡諾發現了熱力學第二定律；英國人道爾頓提出了原子論，俄羅斯人門德列也夫發現了元素週期表，德國人開創了有機化學，他們都對化學的發展有功；分析動力學是法國人拉格朗日、愛爾蘭人漢密頓和德國人賈寇比共同發展起來的。這些均説明，科學沒有國界，是人類共同發展、共同享有的成果。
再看看數學的發展。數學的發展不需要很多經費，而是更需要創造性的環境和思維。歐洲大陸一直注重數學的發展。早在17世紀，和牛頓同時代的萊布尼茲，就獨立地發現了微積分；到19世紀，歐洲大陸的數學已經超過英國，出現了Gauss、Riemann、Laplace、Poincare等傑出的數學家。
到了19世紀末，出現了物理學的危機。
人們曾經認為，到19世紀下半世紀，力學、熱學、電磁學、光學的理論都已成熟，能夠解釋所有有關的物理現象；但這種樂觀的看法很快就遭到了新的挑戰。挑戰來自於，在19世紀末，法國人發現了放射性，德國人研究了黑體輻射頻率分佈，美國人發現光速不隨地球相對於太空的運動而改變，等等，這些現象都不能用已發展出的理論解釋。
2、相對論、量子力學的發現和科學中心的第一次轉移
20世紀初期的30年，最重要的理論發現是相對論和量子力學，對物質結構認識深入到原子的層次。
1905年德國人愛因斯坦在研究運動物體的電動力學時提出了相對論和光速不變原理，確立了質量能量等價和時間空間變換關係，完全改變了牛頓力學的世界觀。1915年愛因斯坦提出關於重力的廣義相對論。
在20世紀的重大科學發現中，相對論比較特殊，因為它基本上是由愛因斯坦一個人完成的。無疑，愛因斯坦的個人天才起了決定性作用。這和其他發現的環境條件不同，是可遇而不可求的。還值得指出的是，愛因斯坦發現狹義相對論和成功解釋光電效應時，只是一個專利局的職員，並沒有受到大學或研究機構的重視。
量子力學是逐步發現和形成的。1900年德國人普蘭克首先提出光量子論。1905年德國人愛因斯坦用光量子論解釋了光電現象。1913年丹麥人玻爾提出了電子軌道的量子化，用它解釋了原子結構和原子光譜。1916年俄國人索默菲得 (A·Sommerfeld) 改進了玻爾模型，計算了電子的橢圓軌道。1923年法國人德布洛衣提出電子也是一種波動。1925年德國人海森堡引進矩陣作為力學量，德國人波恩、約當和海森堡建立起量子矩陣力學體系。1926年德國人薛丁格提出量子波動力學，證明波動力學和矩陣力學等價；同年，玻恩提出了波函數的統計解釋。1927年德國人約當和英國人狄拉克證明了普遍的變換定理，海森堡提出測不準關係，從而量子力學理論的構建就完成了，並迅速成功地應用於原子、分子和固體結構的研究。
量子力學發展的速度雖然很快，卻是在激烈的學術爭論中展開的。薛丁格爾和愛因斯坦長期不同意海森堡的理論和波恩的統計解釋。愛因斯坦甚至終身都不認為量子力學是一個完備的理論。
相對論和量子力學是本世紀最偉大的科學發現，從上面列舉的情況看，各個歐洲國家都有參與，而主要部分則是德國人完成的。這説明，世界科學中心在本世紀初由英國轉移到歐洲大陸，主要是德國。
3、德國為什麼在本世紀初能成為世界科學的中心？
德國在當時並不是經濟最發達的國家。量子力學發現時，德國正經歷第一次世界大戰失敗後經濟特別困難的時期。正是這種經濟形勢導致了30年代法西斯的上台。當時德國科學家的生活和工作條件都是很差的。可見在條件不夠好的地方也可以產生最重要的科學發現，其關鍵在於要具有優良的學術傳統和人才優勢。
(1)有長期尊重知識、尊重科學的傳統
如德國洪堡大學最早設立的專門從事研究的實驗室，成為國內外其他大學效仿的樣板。
(2)形成若干人才資金集中、學術傳統優良的研究中心
德國率先成立了馬克斯·普蘭克研究所和若干大學的研究中心，如柏林大學、哥廷根大學、慕尼黑大學、萊布尼茲大學等。
(3)採取開放和吸引人才的政策
在希特勒上台以前，德國大學採取開放流動的政策，吸引了大批猶太族的科學家去德國定居和學習。愛因斯坦、波恩等都是猶太族人。同時，鼓勵國際學校交流和人員流動，從而吸引了大批外國留學生。美國原子彈之父奧本海默、氫彈之父特勒，著名匈牙利科學家馮諾曼、魏格勒，著名俄羅斯科學家朗道等當年都曾去德國留學。
(4)積極培養選拔青年
以海森堡為例，他1920年入慕尼黑大學，師從名教授俄國人索默菲得，1923年即獲得博士學位，其間1922-1923年由索默菲得推薦，轉至哥廷根大學師從著名的波恩教授。海森堡畢業後即獲得資助去丹麥哥本哈根，在原子結構量子論的創始人玻爾教授處工作了1年。海森堡自己説，他從慕尼黑學到不怕困難的樂觀主義；從哥廷根學到數學；從哥本哈根學到物理。這為他在1925年發現量子力學打下了堅實的基礎。當時他年僅24歲。
(5)發揮哲學的突破和指導作用
德國在哲學上率先脱離機械論和絕對論的束縛，發展了辯證法和唯物論。德國的科學家都有很高的哲學素養。在發現相對論和量子力學的過程中都進行了對認識論的哲學討論。
(6)理論聯繫實際
德國理論物理學家重視理論和實驗的結合，對當時物理實驗的前沿——原子光譜作了詳盡的分析。海森堡在發現量子矩陣力學以前從事了大量光譜的分析工作，正是在分析光譜強度時找到了物理量不對易這一量子矩陣力學的關鍵。
(7)數學領先
德國在19世紀末，已經成為數學領先的國家，產生了世界超一流的數學家高斯和黎曼等。本世紀初最著名的數學家是德國哥廷根大學的希伯特教授。當時定居德國的理論物理學家中，有一批人如索默菲得和波恩在物理和數學兩方面都具有很高的素養。量子力學的發現與一批物理學家掌握了當時最前沿的數學發展 (如算子和希伯特空間) 有很大關係。
總之，哲學思想的指導和數學研究的領先，理論與實驗的緊密結合，學術思想的活躍和創新，研究機構的開放流動、頻繁的學術交流和激烈的學術爭論，對年輕人才的吸引、集聚和破格選拔，這些優良的學術傳統和優勢是德國當時成為世界科學中心的重要條件。它不僅造就了海森堡一人，而且為發展世界科學造就了一大批人。
4、“二戰”後世界科學中心轉移到美國
“二戰”時，美國利用未受戰爭破壞的強大經濟實力，從戰爭年代開始就大量吸引歐洲和世界的人才，開展軍事科研。戰後，擴大研究規模，建立了許多國家實驗室和國家科學基金會，以軍事研究帶動尖端技術，形成世界最強大的研究開發力量和世界的科學中心城市。從此世界科學中心轉移到美國。
作為世界科學中心的美國，自“二戰”以後取得了許多重大的科技成果，其科學家獲得了最多的諾貝爾獎，這裏就不一一細述了。不過我以為特別有必要談談曼哈頓計劃。戰爭年代，美國大量吸引歐洲的人才，特別是猶太人，開始了曼哈頓計劃，由此開創了科學大工程的先河。應當指出，即使美國的經費充裕，但在高山荒漠區進行曼哈頓計劃，開始時也是非常艱苦的。同樣，我國的“兩彈一星”更是在艱難困苦的條件下完成的。
從曼哈頓計劃和“兩彈一星”的成功，可以認識到這些大工程計劃成功的基本條件是：科學家和參與工作的全體人員的愛國心、使命感和由此而來的獻身精神和高度的責任心；大力協同和強大有力的組織協調；人力物力財力的高度集中和統一指揮。
然而，美國雖然經濟和科研實力雄厚，是其他國家在戰後無法與之比擬的。但是戰後最偉大的科學發現——基因的雙螺旋結構卻不是在美國發現的，而是在遭受戰爭嚴重破壞的英國卡文迪希實驗室發現的。這個實驗室在戰後開創了分子生物學和射電天文學兩個新領域，都取得了震驚世界的科研成果。再一次説明物質條件雖然差一些也並不一定不能產生最好的科研成果。
讓我們回顧一下生物學的發展。早在19世紀中葉，英國生物學家達爾文提出生物進化學説，後來奧地利生物學家孟得爾提出遺傳基因的假説。到本世紀初，美國生物學家摩根發展基因的假説，明確指出，基因存在於染色體上。而基因的雙螺旋結構則是在“二戰”後，歐洲還在醫治戰爭創傷時，由英國劍橋大學卡文迪希實驗室的物理學家克里克和華生於1953年發現的，當時華生只有25歲。
這樣，我們就必定會提出下述的問題：為什麼基因的雙螺旋結構是由物理學家而不是生物學家發現的？為什麼它不在當時最強盛、條件最好、有深厚基因研究傳統的世界科學中心美國產生？搞清楚這兩個問題是十分有意義的。
5、英國劍橋大學的卡文迪希實驗室為何能在戰後經費困難的時期連續做出優異的科研成果？
“二戰”前的卡文迪希實驗室是物理學實驗室，有長期科研的傳統，曾經由發現電子的湯姆生和發現原子結構的盧瑟福擔任主任，在原子結構和原子核物理的發展上作出過重要貢獻。
“二戰”期間，多數科學家放棄了原來從事的研究工作，加入到為國防服務的行列，特別是發展核武器和雷達的工作。
戰後，由於原子能與核武器的發展，要求規模大、保密性高，不能繼續在大學的實驗室進行，故各國都決定成立新的獨立研究機構。這樣，核物理研究工作就由卡文迪希實驗室分離了出去，卡文迪希實驗室的經費因此而減少，面臨科研方向的重新選擇和確定。
(1)果斷地開闢新的研究方向
面對前述的新情況，新任卡文迪希實驗室主任布臘格從實驗室和英國國情出發，果斷地決定將實驗室原有的科研積累加以發展，開闢新的研究領域。一是利用X光衍射進行礦物晶體結構的分析技術，來進行生物大分子的結構分析，力圖從分子的角度瞭解生物的遺傳和生命現象的本質。二是利用在“二戰”中發展起來的雷達技術進行天文研究。
歷史已經證明，由一個以物理學前沿為主要研究方向的世界知名實驗室，改為利用物理學發展出的儀器和物理學家的思維方法，重點從事天文和生物的研究，這樣一個決定是非常正確和極有遠見的。經過幾年的努力，卡文迪希實驗室在這兩個新研究方向上都取得了劃時代的研究成果，開闢了射電天文學和分子生物學的嶄新領域。在天文上發現了類星體和脈衝星，賴爾和休伊什因而獲得了1974年的諾貝爾物理獎。在分子生物上發現了DNA的雙螺旋結構，克里克和華生獲得了1962年的生物和醫學諾貝爾獎。在卡文迪希實驗室分子生物方向工作過的科學家中還有好幾位獲得諾貝爾獎。這就使得在戰後困難的條件下，卡文迪希實驗室重新成為世界最重要的科學中心之一。
(2)科學中心領導核心起到了關鍵作用
卡文迪希實驗室主任布臘格從學科交叉中發現了新的科學生長點，充分調動了實驗室原有的技術力量，以很少的經費，在困難的條件下開創了嶄新的局面。英國開創了分子生物學和射電天文學，以後在這兩個領域又長期領先於世界，布臘格是有很大功勞的。這説明科學中心領導核心的學術水平和戰略部署對中心的科學發現起着關鍵作用。
(3)既要有隻爭朝夕的精神，又不能急於求成
從1946年開始到1953年，發現DNA的雙螺旋結構共經歷了7年時間。對一個以往沒有人進入過的嶄新研究領域，只有信心堅定而不是急於求成的領導人，才能始終不渝地給以支持，並不斷地創造條件，開展學術研討，以尋找突破點。這樣，才有可能在不斷進行科學積累、不斷吸引和發現人才的基礎上作出重大的科學發現；而一旦產生重大科學發現的客觀條件已經成熟，就要抓住時機，以只爭朝夕的精神取得突破性進展。
以上的例子，特別是德國和英國卡文迪希實驗室的事例充分説明，物質條件在重大科學發現和重大科學工程的實現上都只是必要條件，而非充分條件。20世紀最重要的科學發現並不是在條件最好的國家和實驗室中產生的。在有了基本工作條件後，提出明確的目標和戰略，在科學家羣體中形成使命感和凝聚力，創造促使創新思維產生的學術環境，吸引優秀人才和選擇學術帶頭人，將起到更關鍵的作用。
三
以弱勝強，後來居上
我國是人口眾多的發展中國家，在經濟實力上不僅現在不及發達國家，在未來相當長時期內也不可能趕上，因此不能期望科研經費能和發達國家比照。我們必須認識到，在創造了必要的物質條件以後，能不能有重大創新就完全取決於主觀能動性的發揮。我們應當從本世紀科學研究歷史中那些以弱勝強的範例裏吸取經驗，樹立信心，充分調動和發揮中國人的智慧、組織力量和協作精神，完成歷史賦予的使命。
1、必須有以下方面的正確認識和措施
(1)正視產生重大科學發現的困難
重大科學發現一般是在學科交叉的生長點上出現，而不是按照常規計劃，在可預見結果的情況下進行實驗和邏輯推理就能得到的。因為計劃只能在原有的科學原理框架內製訂，科學家個人又受到知識面狹窄和學科傳統觀念的限制，多數人很難有觀念上的突破。這種侷限和困難必須努力克服。
(2)充分認識科學發現的偶然性和必然性
通常在科研探索過程中要出現多次的失敗，但在失敗中可能發生偶然出現的現象，其中包含啓發新思想的萌芽。只有不怕失敗，觀察敏鋭的人才能在單調重複的試探中注意到新的現象或思想的萌芽，並將其發展下去。而科學發現的時機一旦成熟，發現就成為必然；至於由哪一位科學家發現則是偶然的。歷史已經證明，只有那些及時抓住機遇的科學家才能成為最初的發現人。
(3)有創新力的科學家必備的素質
——包袱少，失敗後不怕人笑話，對新事物非常敏感，有強烈的好奇心，不受原有思想方式和原有理論的束縛，敢想敢幹。
——身體相對健康，精力充沛，工作非常努力。
——不受各種社會和家庭事務的干擾，腦子高度集中，日夜處於創新的臨界狀態，從而容易作出重要的成果。
(4)自信、善於學習和做好戰略選擇是有所發現的基本條件
——要有嚴格的科學態度，掌握先進的科學方法，在此基礎上建立起充分的自信。自信不足，不敢碰難問題，僅僅滿足於跟蹤模仿，是巨大的思想障礙。
——要善於學習，既能站在巨人的肩膀上前進，又不盲從權威人士的意見。
——要從自身的實際條件出發，做好課題方向的戰略性選擇。要揚長避短，着力發現學科的新生長點和突破點，集中力量，堅持不懈，才有收穫。在這方面，有經驗的學科帶頭人會起到重要的作用。
(5)要形成創新的學術集體和良好的科學生態環境
要在開放流動的環境下建立能不斷創新的學術集體；要有追求真理、實事求是、崇尚科研道德的精神。科研人員來往要頻繁，學術爭論氣氛要熱烈。通過各種學術觀點的激烈交鋒，單個學科的深入開拓、不同學科的交叉融合，才能形成良好的科學生態環境，實現科學系統的協同進化，科學家個人也才能在這個環境中激發出創造力和新思維。
(6)充分發揮哲學和科學方法論的作用
當前，科學前沿研究的對象多是複雜的系統，很多對象具有無窮多自由度，過去常用的科學方法和思維方式很可能不夠需要，必須進一步發展才能處理複雜系統。因此，要加強對哲學的研討，加強科學方法論、數學及計算方法的研究。另外，觀測儀器是發現新現象的先導，要重視新儀器的研製和實驗手段的開發。
(7)攀登頂峯永不停歇，處於逆境更應奮進
許多人在還沒有建樹時，渴望得到社會的承認、得到社會穩定的職業和社會地位，有一股拼勁；但一旦拿到永久職位和職稱，就不再努力，缺少內在的動力去攀登科學的頂峯。顯然，條件過於優越，可能使人懈怠，而逆境卻常能促使人奮發圖強。現在還沒有得到社會承認、沒有列入重點支持的科技工作者不要灰心，很可能將來出現重大創新的部分科學家是那些身在內地、沒有得到國家重大資助的科學家。
(8)青年要成為科研的主力軍
青年最有條件具備上面所説的素質和條件，因而可能最有創新的活力。青年要想有所發現，就必須刻苦學習和鍛鍊。科學研究沒有捷徑可走，嘗試、失敗；再嘗試、再失敗，只有經過千錘百煉，直到最後才可能取得成功。只有從心理、身體、知識和能力諸方面做好準備的青年，才能抓住難得的機遇，實現理想，做出重大的科學發現。
(9)搞好老中青三結合，發揮中年科技工作者的骨幹作用
一個好的科研集體中，老、中、青科學家各有各的作用，他們互相支持、共同協作，才能形成思想活躍、幹勁十足、經驗得到繼承、技術不斷發展、科研方向始終處於前沿的集體。
當前，在着力培養和選拔年輕科技人員的同時，要充分發揮中年科技工作者的骨幹作用和老年科技工作者的指導作用。
有造詣的中年科學家已經得到社會的承認，承擔了許多重要科研項目的領導任務，是多數科研課題的負責人。在沒有經過識別，也沒有更好識別機制的情況下，社會應當也只能將這些職責主要交給中年的一代，而不會交給品質和能力尚未充分顯現的青年。
(10)尊重和發揮老師的作用
很多時候年青人作出的工作還不完善，需要有經驗的科學家給以指導和加工。如量子力學的完整理論是在海森堡的老師波恩帶領下完成的。年青人的才華常常要由有經驗的科學家來識別，給以培養和鼓勵，才能得到發揮的機會。一個成功的年青科學家身後必定都有一些值得稱道的老師。很多科學大師，如玻爾、波恩、布拉克、費米等在他們生命的後期都帶出了一大批傑出的青年科學家。
結論是，在科學發現的過程中，只要緊緊抓住人才、戰略和學術環境這3個環節，充分發揮科研單位和科學家個人的主觀能動性這個關鍵，主動自覺地克服各種各樣的困難，尋求突破的新途徑，那麼以弱勝強、後來居上是完全可能的。
2、從科學管理的角度，理清人才、戰略和學術環境這3個環節的要點
(1)人才
——要着力選拔有戰略眼光和管理能力的領導班子和學術帶頭人。
——要注重學科綜合交叉，形成相關學科人才的臨界數量和質量。
——應從全國和全世界選拔人才，進行公開招聘，逐步打破目前由本單位人員中提拔教授和研究員的作法，實現完全的開放流動。
——要在給科研重擔和開放流動的環境下加強對年青科學家的識別、培養、選拔和使用。
(2)戰略
——根據科學前沿發展趨勢和國情，在學科交叉的生長點上，揚長避短，以超越為目標，有選擇地制訂獨特的發展戰略。
——不能總是跟在別人後面、以模仿為目標，必須瞄準新生長點，探索新的研究方向和實現途徑。
——不要急於求成、拔苗助長或施加過大的行政壓力。要強調科學研究集體內部的壓力和動力。在加強競爭的同時，要保持相對寬鬆的學術氛圍。
(3)學術環境
——建立創新思維得以萌發和實現的學術集體。要集聚優秀人才、展開學術爭論、加強學科交叉和跨學科協作，提倡科研道德和優良作風。
——處理好競爭與協同、個人與集體、學術帶頭人與助理工作者、戰略的嚴肅性和戰術的靈活性、單科深入和多科交叉、學科發展與國家任務、規定項目和自由探索、老中青三結合、穩定和流動、理論和實驗、科學和哲學、科學和技術、學術水平和市場價值等等關係。
我國正處於經濟起飛的前夕，處於實現國家現代化的關鍵時期，社會對科技已有強大的需求。這種需求，正如恩格斯所説，將會比10所大學更有力地推動科學的發展。這個關鍵時期需要在中國大地上出現偉大的科學家，也一定能出現偉大的科學家。一切有使命感和責任心的中國青年科學家應當珍惜建功立業的大好時機。只要充分發揮我們的智慧和主觀能動性，選好發展戰略和領頭人，團結協作，艱苦奮鬥，實現以弱勝強、後來居上是完全可能的。讓我們在新的21世紀為此而共同努力！
本文經授權轉載自微信公眾號“中國科協之聲”。
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