為什麼日本人能得十多次諾貝爾物理學獎?日本的物理科研有哪些值得借鑒的地方?
算上今年,總共有11個日本人得到了諾貝爾物理學獎,比獲得其它兩個獎項的日本人加起來都多,為什麼日本的物理科研這麼強?有哪些值得我們借鑒的地方?
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在我的研究生期間,輾轉於北大,日本KEK,和美國的BNL。接觸了三個不同地方的科研環境,相差還是非常的大。北大實驗室給我打下紮實的基礎,在日本KEK學到了努力和堅持是多麼得重要,美國BNL給了我充分的自由和想像的空間。
我在研二的時候去了日本KEK的國際直線對撞機部,參與超導加速器的預研。野口修一博士是我當時的導師,他是日本超導加速器的領軍人物,ILC加速器原件部的頭。那個時候野口san已經60多歲了,每天親自下到實驗室,參與擰螺絲這樣的事情。對於我來說是震驚的。這個級別的科學家無論在中國或美國早就脫離了實驗室,做著申請錢,或四處開會的事情。哪怕現在我這麼低級別的科研人員,畢業4年後,一半的時間都是寫提案,開會,討論,協調工人和工程師的工作。野口san早上比我到得早,晚上比我回家晚。早上從8點干到凌晨1點。不止是他,在晚上8~9點我回宿舍之前,KEK的加速器大樓燈大多都是亮著的,好多白髮蒼蒼的老人們進進出出。
很多細節我現在都忘了,有一點我還清晰的記得,並且告訴我的學生。那就是每天實驗完成後,數據分析必須在當晚做完。當時,我們做完實驗已經是晚上8點,我要去超市掃貨(8點後,日本的超市賣不掉的食物會大降價),我想回去第二天再來處理數據。結果野口san說當天的事當天完成,明天還有明天的事。我只能在那裡數據處理到凌晨1點,還要調格式,以便符合日本實驗室的標準,當時有點不甘願的。北大導師也沒這麼逼我的。1點以後,野口san過來,看了看我的數據曲線,然後就「幺西了」,之後他花了一個小時跟我討論曲線的物理意義,怎麼改進。討論中涉及了歐洲,中國,美國各實驗室在這方面的進展,每家的優點和不足,比讀一篇review的文章收貨大得多。當天做到2點多,我回家,野口san還沒離開。晚風中,感動不已。第二天野口san準時8點到實驗室,開始準備8:30的早會。之後無論在中國還是美國,以後都沒有這樣深度的討論了。我在日本接下去的時間裡,經常和老科學家們工作到深夜。後來跑美國來後,也保持著當天事當天完的習慣,前一天的實驗,第二天就能給出presentation,包含數據,分析,改進,計劃。所以現在美國的老闆說我幹活就是快。其實根本不快,習慣而已。
野口san親自做實驗,並不是因為手下沒人。他有好幾個技術工人,他們都很努力。但野口san一定是把最後的關。他們整個組都對中國人非常友好。下面照片的最左邊綠衣服的就是野口san,最右邊的是山本san,他周末總帶我去周邊玩。後面兩個是技術工人。當時我在照相視野外,本來我也穿著超凈服的。紀念一下吧,都是7年前的事了。。。
總的來說,日本人做物理就是努力,就是深入。美國這邊競爭超級激烈,什麼級別的人幹什麼級別的事情。我還是懷念日本學習的那段時間,和在美國做學生和年輕博士後時天天做實驗的日子。那才是像我理想中的科研生活。
有這樣的一批專註的,努力的,堅韌的科學家。加上政府穩定的支持,大量的重量級的科研成果我覺得很正常。
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謝謝評論中指出,不要對長輩叫XX君。其實我一點日文都不懂。。。一般叫教授們都是XX-San。我也不知道San是什麼意思,反正是尊稱。我一直以為XX君是尊稱。。。現在把原文中的君都改成了San。希望沒有漏了的。看到有漏的評論區中指出啊。謝謝各位幫忙找錯。
1 有那麼一次在研究室通宵,發現對面辦公室的教授早上六點就來學校了(他60多歲了)
2 我同學研究室的老闆,一般都是半夜2點左右回復當天的郵件。
3 周末經常可以在學校看到教授與副教授(但是基本見不到學生)
但是在日本,因為高學歷≠高工資,所以很多人讀本科或者讀碩士也就是為了混畢業,找個工作而已。但是讀到博士的人90%以上都是真正喜歡科研的人,正是這批人撐起了日本的科研。
不過現在日本有一個很大的問題,年輕人越來越不喜歡讀博(我這一屆38個日本人碩士,沒有一個人讀博),京大的博士生中外國人的比例已經佔了60%,日本的科研的確未來堪憂。
我們國家可能讀博的很多人都是為了找個好工作,賺錢,所以相對而言真正熱愛科研的人比例比較小。
原因大概有很多。
主要內容看這裡:在日本讀物理是什麼體驗? - Summer Clover 的回答
但給我印象很深的還有那種「萬般皆下品,唯有學術高」的風氣。
尤其在東大這種"Reach High. Very High."的學校,像早大那種我只想找個靠譜的工作好好過日子的風氣會被教授呵呵一臉。(這裡沒有黑早大的意思。早大活力無限,我很喜歡那種氛圍。)
其實這種氛圍和施一公提倡的氛圍很接近的。只是中國的名校生們找體面的工作很困難,所以這種氛圍激起一撥學生強烈抵制。東大學生也有反抗,不過東大生在日本找工作很容易,所以總體上(表面上)維持了對這種氛圍的提倡。(在東大那種我只是來混口飯吃的學生也挺多的。)
A同學:sensei啊,我想去S大讀個Master然後在灣區當碼農你覺得怎麼樣。
H教授:呵呵(永遠一副迷之微笑),US的Master啊, is almost nothing.(一副嫌棄臉。╭(╯^╰)╮)
A同學:....
這種風氣有一個副作用就是,我很明顯的感覺到,職業教育來講,日本遜於美國一大籌。堪憂。
高票答案寫的不錯,但那種嚴謹的態度和踏實的工作作風不是只有物理科學的學者才有的,那只是日本學術界比較普遍的現象而已。
至今為止,日本一共有24人曾獲諾貝爾獎,其中2人獲獎時已經取得美國國籍。除去諾貝爾經濟學獎之外,其他獎項均曾收入囊中。其中,最多的為物理學獎11人(2000年後8人),其次為化學獎7人(2000年後6人)、生理學獎3人(2000年後2人)、文學獎2人(2000年後0人)、和平獎一人(2000年後0人)
也就是說 日本在自然科學領域的21位獲獎者中,有16位是進入21世紀之後獲得的,僅僅次於美國,位居世界第二。這一點很值得我們思考。
自然科學,尤其是基礎物理學,僅僅依靠嚴謹紮實的作風是很難做出諾貝爾獎級別的成就的,優秀的指導老師,良好的團隊協作,一流的設備,甚至牛頓式樣的「靈光一現」,都是很重要的。
而日本物理學科的11位獲獎者, 也在很大程度上恰恰說明了這個道理。
我們先來看下物理學獲獎11人名單:
下面進入故事會時間。
1
今年(2015年)10月6日,日本物理學家 梶田隆章 因其在中微子震蕩方面的研究獲得諾貝爾物理學獎。梶田隆章在觀測中微子時發現異樣,進而藉助位於日本岐阜県飛驒市一個深達1000多米的廢棄礦中建造的超級神岡探測器(Super-K)進行了大量的觀測數據積累,發現了中微子震蕩,成功證明了中微子具有質量,從而打破了當代物理學的基石--粒子物理標準模型中對中微子質量為0的假設。 1999年曾獲得日本物理學最高獎項『仁科芳雄獎』。
獲獎當天,梶田隆章對媒體表示:雖然結果上是我獲得了諾貝爾獎,但是我認為我的『老師』功勞更為重要。此處的『老師』,很有可能就是2008年過世的梶田隆章的學術指導老師、也是恩師之一的戶塚洋二教授。
2008年7月10日,享譽學術界的日本物理學家戶塚洋二因罹患大腸癌過世,享年66歲。 他於1998年首次觀察到中微子振蕩並測定出了中微子質量,被譽為『必將獲得諾貝爾獎』的物理學家。上文中提到的超級神岡探測器(Super-K)就是由他帶頭,耗資一億美元,在原有的神岡探測器的基礎上,擴大20倍修建而成,並於1996年開始觀測。正式藉助這個世界上最大的地下中微子觀測裝置,戶塚洋二教授跟他的得意門生梶田隆章教授成功觀測到了『中微子振動』現象。
2014年,美國雜誌《今日物理》曾預言,由於戶塚洋二已經過世,梶田隆章可能會與阿瑟 麥克唐納 一起分享諾貝爾物理學獎。這一預言很快就在2015年實現。
下圖就是超級神岡探測器 部分照片。
2
其實戶塚洋二和梶田隆章的也算同門師兄,二人博士期間都師從於著名物理學家小柴昌俊 教授。(眼熟么?)
時間退回到戶塚洋二教授離世的2008年。戶塚洋二去世後,他的恩師 小柴昌俊 曾撰文寫道:如果戶塚能再多活18個月,必將獲得諾貝爾獎。
戶塚的恩師小柴昌俊,於1979年開始主持指導修建上文中提到的神岡探測器,可以稱作是神岡探測器系列的開山鼻祖。他於1987年藉助神岡探測器成功完成了人類歷史上首次對中微子的觀測,並憑藉在天體物理學方面做出的先驅性貢獻 獲得 2002年諾貝爾物理學獎。
小柴昌俊曾在一次談話中說到: 在繼承我衣缽的弟子當中,有2人足已獲得諾貝爾獎。一般都認為他指的是戶塚洋二和梶田隆章。要不是戶塚洋二去世的早,估計這句話也早已實現了吧!
師徒三人 還曾於2002年 共同獲得了潘諾夫斯基實驗粒子物理學獎。
小柴昌俊和戶塚洋二師徒二人也曾在1987年一起獲得『仁科芳雄獎』。
3
時間繼續倒追。
2002年諾獎物理學獎獲得者 小柴昌俊 教授 於1959年結婚,後育有一男一女。當時的媒人就是他人生中的貴人與『恩師』--朝永振一郎教授。
朝永振一郎教授,著名日本物理學家,量子電動力學的奠基人之一。憑藉其在量子動力學方面的研究,於1965年獲得諾貝爾物理學獎。
朝永振一郎曾在日本理化學研究所工作,接受過日本近代物理學的奠基人仁科芳雄(對,就是上文中的仁科芳雄獎)的指導。
同時還受過仁科芳雄指導和深遠影響的還有日本另一位著名的物理學家,他就是湯川秀樹,日本首位諾貝爾獎獲得者。
話說湯川秀樹和朝永振一郎從初中起便是同學,然後讀了同一所高中,同時升入當時的京都帝國大學,湯川秀樹不愛說話,在班上並不起眼。他的父親甚至產生過讓他放棄大學,轉讀專門學校的想法。他還是上門女婿,原本姓小川,後入贅湯川家(當時一個醫院的院長),取其此女,改姓湯川。
1935年,他在論文中闡述了原子核之內質子跟中子的相互作用,並提出了核子的介子理論,預言介子的存在。這一預言在1947年被其他科學家所證實,從而使他在1949年,獲得了諾貝爾物理學獎。
4
南部陽一郎是第一位獲得諾貝爾獎的日裔美國人。但是他完全是東大人,從本科到博士,都是在東大完成的。作為著名的粒子物理學家,他在這個領域開展了很多先驅性的工作,並發現了亞原子物理學中的自發對稱性破缺機制,也是『弦理論』的奠基人之一。2008年,他在87歲高齡的時候終於獲得了諾貝爾物理學獎。(長壽是獲得諾貝爾獎的必要條件)
而他的導師,正是朝永振一郎,前諾貝爾物理獎獲得者。
2008年,與南部陽一郎同時獲得諾貝爾物理學獎的還有2位日本人,分別是 益川敏英 和小林誠。
這兩位獲獎者是師兄弟,二人於1973年提出小林-益川矩陣,用來解釋弱相互作用中的電荷宇稱對稱性破缺。
這二位其實可以算是南部陽一郎教授的半個徒弟,他們二人都受過其學術指導,研究也受到了南部陽一郎教授的很大影響。
5
還有一位與以上研究和學者有著剪不斷,理還亂關係的著名學者,他就是 坂田昌一。
首先, 坂田昌一是日本首位諾獎獲得者湯川秀樹的得意門生。 其次, 坂田昌一 是 諾獎獲得者益川敏英 和小林誠的博士生導師,對南部陽一郎也進行過教導。 最後, 坂田昌一為諾獎獲得者 今年諾獎獲得者梶田隆章的研究提供了強有力的先行研究的基礎。他從理論上證明了如果中微子有質量的話,就會產生振動現象。
坂田昌一教授如果不是早逝,或許也能獲得諾貝爾物理學獎。
他提出的『坂田模型』是強子模型的早期先驅,比夸克模型還早。他的坂田模型也啟發了後來的卡比博-小林-益川矩陣。1970年,他的恩師湯川先生為他撰寫諾貝爾獎推薦信,但坂田昌一在三周後不幸去世,享年59歲。
6
2014年諾貝爾物理學獎獲得者赤崎勇和天野浩是師徒關係,獲獎時 赤崎勇已經 85歲高齡。
簡單總結的話(真的是太粗略了,原諒我的低水平),如下:
站在巨人肩膀上,可以看得更遠。上面的故事會,也許多多少少,能告訴我們,為什麼日本的物理學獎如此之多。
21世紀後日本獲得的諾貝爾獎基本都是上個世紀80-90年代的科技結晶,是日本經歷過高速經濟增長,對科研進行穩定資金投入的結果。而近年來,日本財政吃緊,科研投資減少,日本科研能力、論文數質量上都開始了不同程度的滑坡。很多學者對於日本科研的未來表示了擔憂。
以上。
http://weixin.qq.com/r/PDvQyNXEvojBrZGr924u (二維碼自動識別)
某匿名用戶看了幾張圖就想搞個大新聞,人工合成牛胰島素確實是意識形態問題,但細節根本就沒搞清,另外,請把圖刪了
1966年4月19日,人工合成結晶牛胰島素通過國家鑒定。但有列席者反對爭取諾貝爾獎[1]。
1973年,學者楊振寧建議總理周恩來,將上述成果推薦予諾貝爾委員會,但周氏拒絕[1]。
1977年6月12日至30日,學者錢三強率領中科院團隊訪問澳大利亞,該國科學家建議錢氏,將上述成果推薦予諾貝爾委員會[1]。
1978年9月,楊振寧準備提名中國科學家角逐諾貝爾獎,並就此知會政協主席鄧小平。同一時期,中科院收到瑞典皇家科學院來信,要求中方推薦來年的諾貝爾化學獎候選人[1]。
1978年11月3日,國家科委黨組與中科院黨組舉行聯席會議,同意上述成果申報諾貝爾獎[1]。
1978年12月11日至13日,錢三強主持總結評選會議,徵選出4名候選人,分別是:鈕經義、鄒承魯、季愛雪、汪猷。基於多方考慮,最終保留鈕經義為唯一候選人[1]。會議報告總結:
「 我們建議,以鈕經義同志一人名義,代表我國參加人工合成胰島素研究工作的全體人員申請諾貝爾獎金,擬由楊振寧教授和王應睞教授分別推薦。[1] 」
結果
1979年諾貝爾化學獎分別授予赫伯特·布朗( 美國)與格奧爾格·維蒂希(德意志聯邦共和國 西德)[7],鈕經義沒有獲獎,成為紀錄上首位中華人民共和國國籍的諾貝爾獎候選人。《南方周末》第1137期對此有詳盡介紹[8]。
好了,圖已刪
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有幾種情況,1.諾貝爾獎通常具有滯後性,也就是會獎給20-30甚至50年前具有突出科研貢獻的沒有掛的個人,而我國科研人員很多在60-70年代被批鬥掛了。2.在我國科研很多情況是記在集體名下的,像屠呦呦這樣的科學家能把科研成果記在自己名下的是非常幸運的。3.如圖,侵刪。也就是說意識形態問題所以也有就算推薦也婉拒的情況。4.我國很多科研都是以機密形式服務于軍方,不會公開。5.也許真的是水平不行。大家猜猜是哪種情況才是現實。
最重要的是積澱,日本的本土科學家已經有了5代了。反觀中國,從78年算起,至今不到40年,我們剛剛完成系統化的高等教育,我們才剛剛有在國際上做出重要科學貢獻的第一代(以王貽芳、薛啟坤、潘建偉為代表,實際上他們都有留洋經歷)物理學家。
日本物理學家譜系圖(來自科學網—輕舟的報告、我等的羞臊)
老生常談,穩定的社會,對文化教育的重視。看上去很簡單,但是真正能做到這兩點的國家世界上沒有幾個。日本給了研究人員很高的地位和尊重,而且日本的學習能力真的很強。與中國比,日本的優勢在於沒有那麼多」祖上闊過」帶來的心理包袱,對於外來文化很好的吸收和接受。即便在鎖國的幕府時期還是有蘭學家從荷蘭學習歐洲文化。日本明治維新四十年以後技術研究已經趕上當時俄國這種西方二流國家水平。中國向西方學習時間和日本差不多長,至今已經一百多年了還有很大的差距。究竟誰更擔得起用幾十年走過了西方國家幾百年發展軌跡的評價?
我們學校搞科研的青年教師工資才一千多,全部收入最多四五千。然後領導還天天教育大家不要總想著賺錢,要不怕吃苦。大概他們覺得兩彈一星時期那樣的條件才能出成果吧(′A`)。
就說一個事情,很多的著名學術期刊都有英語和日語選項,尤其是在本人從事的工程和物理領域。
但是我們就算特么的想快點定位英文文獻都得先翻牆用谷歌
外行管內行,毛不懂,賊勢力。你講道理,他耍流氓。你點頭哈腰,他囂張跋扈。你百依百順,他無端挑剔…說多了都是眼淚,這是惡勢力,沒人脈,不懂交際,不給好處,不會奉承,舉步維艱,層層剝削。當研究人員苦於鑽研這門道時,那專業研究就自然而然…
中國要花很多的錢僱傭很多的人來監督一線科研人員以保證經費不會被「亂花」,在我校,人員比是1:1.
天道酬勤、業道酬精,一分耕耘一分收穫。
日本的教育經費投入,佔GDP5-6%,戰後持續了40多年。
中國的教育經費投入,佔GDP4%以下持續到2012年。最近兩三年才達到5%左右。
日本的研發經費投入,佔GDP的比例在3.x%,至今超過了20年。
中國的研發經費投入,佔GDP的比例在2%,最近兩三年才達到2%。
跟諾貝爾獎關係最大的基礎科學研究經費,中國只劃撥了總研究經費的5%給基礎科學。
2015年,我國基礎研究經費為716.1億元,對比一下,華為一個企業的研發經費是596億。
日本的成就不是一天練成的。
.
再說明一下,別以為中國的研發經費投入太少,
中國的研發經費投入,佔GDP的比例在2%,這個比例,在全球能排名前15。
已經甩開了至少30個發達國家,對發展中國家更是碾壓。
然後你再對比一下,日本的的研發經費投入佔GDP的比例在3.x%,這是個什麼概念。
...
2016年度全球研發投入100強企業排行榜-中商情報網
世界研發經費排名前50強,排名50的研發經費26億歐元,相當於30億美元,200億¥。
各國在50強排行榜單中上位的企業家數分別是:
美國23家,日本8家,德國8家,瑞士2家,英國2家,韓國2家,
中國1家,荷蘭1家,義大利1家,瑞典1家,法國1家.
我在讀應用物理(光電專業),看到諸位的高見,仔細思索片刻,覺得「風」是個大問題。本來想就教師隊伍談談的,但畢竟受業於師,盡量避開教師話題,只講一件小事。我進學校加入了校科協,幹了一學期,發現和「科技」實在關係有限,科協下屬七個部門只有我們科研競賽部和「科學」有這麼一點「名義上的關係」,然而,即使在科競部,依然是三步走的工作:值班、開會、做表格。(特別吐槽,開會時指導老師XX總是說許多重複的東西,本來很好解決的事情總是要花幾個小時)
原因很簡單,因為日本對基礎科學的投入是巨大的。
不像中國,想造個對撞機公知還在那裡罵,然後中國得諾獎少了,也是同樣的這群公知在罵。沒去日本前,覺得日本得獎真是老天沒眼。
去了日本後,覺得日本要是不得獎那才是真的老天沒眼。。
至少不應該去要求讓數學退出高考,去問學這些買菜又用不上的話
盡量不要外行領導內行。
雖不是物理 但也是理工科 在本分野日本有名的教授下的研究室學習兩年。感受到日本研究者對科研的仔細周到和勤奮堅持。
拿勤奮這一點說,我教授今年64歲,明年退休。一年除了出差和正月初一外,天天6:00-10:30會在辦公室。一般早上5:00就可以收到前一天晚上發給他的郵件的回信了。看到有人說我天朝要求文章,在我天朝只要刷夠文章,拉夠項目,每個學期照著PPT念幾節課,就能升副教授,教授。至於當了教授,博導之後,也就是申請課題,項目結題時候比較上心,說是有文章要求,其實還不是轉嫁給手下小老闆和學生身上,自己掛個名。日本,自己條件夠了之後,還要等上面的人調走或者開出一個新的課題組才能升職。
我覺得一方面和民族性格,社會風氣有關,國內太浮躁功利。另一方面,國內對科研人員的規章制度還不夠具體健全,文章只要數量不求質量,項目報銷系統漏洞也比較多,讓人比較容易套出錢來 。
不過也要看到我們在進步呀,比如前幾年一個教授帶6,7個學生的司空見慣,現在教育部也進行了規範。冰凍三尺非一日之寒,日本從明治維新就在學西方,我們洋務運動之後卻因為種種原因斷斷續續,甚至說改革開放後才系統化重視學術科研教育。路還是要一步一步地走的。
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