發(fā)布時(shí)間： 2020年08月13日
前不久寫過一篇關(guān)于美國貝爾實(shí)驗(yàn)室的文章，主要強(qiáng)調(diào)該實(shí)驗(yàn)室重視基礎(chǔ)研究成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，盡快制成高科技產(chǎn)品推向市場，使得美國的科學(xué)技術(shù)水平穩(wěn)居世界第一。但是貝爾實(shí)驗(yàn)室這種幾萬人集中的模式中國學(xué)不來，它的規(guī)模太大，需要投入的資金太多（詳見本報(bào)7月29日一版）。
我想另外再找一個(gè)和我國情況相近的國家——日本看看。日本在明治維新之前，和中國一樣，是個(gè)封閉的農(nóng)業(yè)國家。18世紀(jì)末，被美國等西方國家打開大門，日本人不保守，積極學(xué)習(xí)西方先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和政治制度，發(fā)展自己的科學(xué)技術(shù)和工業(yè)，在第二次世界大戰(zhàn)前就已經(jīng)成為世界強(qiáng)國。二戰(zhàn)中被打敗，戰(zhàn)后在美國的扶植下，很快恢復(fù)了元?dú)?。本文要介紹的是日本理化學(xué)研究所（以下簡稱“理研”），它于1917年成立，至今已有一百多年的歷史。目前理研在日本全國有10個(gè)分所共計(jì)450個(gè)研究室，從事科學(xué)研究的人數(shù)為7000名。
1.日本人有危機(jī)感，知道自己是一個(gè)資源小國，要想在世界上站住腳，不能靠資源、勞力，只能靠產(chǎn)品。理研成立的目的是：“日本雖然人口眾多，但工業(yè)原料和資源匱乏，只能靠知識(shí)的力量來培育產(chǎn)業(yè)，以此推動(dòng)國家發(fā)展?！彼运麄冏鲅芯浚际羌辛α?，追求高質(zhì)量，要做就做世界第一。
在回旋加速器研究方面，日本始終走在世界前列。1937年理研的小型回旋加速器完成，重28噸?；匦铀倨饔擅绹膭趥愃褂?932年發(fā)明。5年以后，理研的仁科芳雄（1890~1951）就造出了世界上第2臺(tái)回旋加速器。理研造這臺(tái)加速器，就是要研究費(fèi)米的設(shè)想：用中子轟擊鈾，可以合成93號(hào)元素。
1944年日本又完成了210噸的大型回旋加速器。二戰(zhàn)結(jié)束后，美國占領(lǐng)軍認(rèn)為回旋加速器能用來制造原子彈，將這兩臺(tái)加速器拆了，沉入東京灣。1965年，仁科研究室的朝永振一郎以“量子電動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究”獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。第二年，日本戰(zhàn)后第一臺(tái)多功能回旋加速器（直徑160厘米）完工。
2.日本為了使他們的產(chǎn)品在世界市場上有競爭力，努力提高產(chǎn)品的質(zhì)量，企業(yè)界主動(dòng)與科學(xué)研究機(jī)構(gòu)合作。他們利用日本制造的大型裝置——電子能量80億電子伏特的同步輻射加速器Spring-8、X射線自由電子激光裝置SACLA、超級(jí)計(jì)算機(jī)“京”等解決了許多工業(yè)界的重要技術(shù)問題。2012年以后，工業(yè)界在這些大裝置上獲得了世界先進(jìn)水平的成果：（1）成功解析了用于光合作用的水分解反應(yīng)的催化劑；（2）豐田汽車公司的排氣催化劑；（3）住友橡膠工業(yè)株式會(huì)社的輪胎橡膠成分優(yōu)化。科學(xué)家對(duì)輪胎橡膠進(jìn)行了同步輻射研究，在質(zhì)子加速器J-PARC上進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)解析，驅(qū)動(dòng)“京”在分子規(guī)模上進(jìn)行設(shè)計(jì)，最后成功生產(chǎn)出低耗能、高耐磨的先進(jìn)輪胎。所有這些都提高了日本產(chǎn)品在世界市場上的競爭力。
以理研的研究成果為核心來創(chuàng)辦企業(yè)，理研認(rèn)可的企業(yè)就是理研的創(chuàng)業(yè)板。例如2007年，理研成立了動(dòng)物過敏檢查以及生產(chǎn)遺傳基因的全自動(dòng)解析裝置的理研創(chuàng)世紀(jì)。2016年Healios公司從iPS細(xì)胞分化出RPE細(xì)胞，生產(chǎn)用于治療黃斑變性的藥品。這些企業(yè)都是理研創(chuàng)業(yè)板的代表。
除了理研創(chuàng)業(yè)板，還有許多企業(yè)和理研的有關(guān)研究小組合作，把理研的研究成果商品化。例如消毒用的最短波長、高效的深紫外LED技術(shù)，遺傳基因檢查系統(tǒng)研究小組與松下醫(yī)療保健株式會(huì)社的合作，理研和住友理工會(huì)社合作的機(jī)器人聯(lián)合中心等。
3.反過來，企業(yè)對(duì)基礎(chǔ)研究做出了積極的回報(bào)。理研的成立就是從實(shí)業(yè)家們以及三井、三菱等財(cái)閥那里募集了資金，同時(shí)向政府游說，讓國家制定了從國庫得到補(bǔ)助金的法律。隨著理研的研發(fā)進(jìn)展，相關(guān)企業(yè)陸續(xù)誕生，共有63個(gè)會(huì)社、121個(gè)工廠成為理研康采恩企業(yè)集團(tuán)的成員。1939年從這些企業(yè)得到的經(jīng)費(fèi)占總研究費(fèi)用的82%。
4.根據(jù)需要和實(shí)際情況，花大力氣在某個(gè)領(lǐng)域建立世界第一的資源中心，為創(chuàng)新的基礎(chǔ)研究創(chuàng)造條件。2001年建立的理研生物資源中心所擁有的細(xì)胞材料是世界上規(guī)模最大的。依托這樣的條件，京都大學(xué)的iPS細(xì)胞研究所所長山中仲彌發(fā)明了iPS細(xì)胞，獲得2012年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。iPS細(xì)胞可以以人類皮膚為材料，生成人類的各種組織和器官，這在人口老齡化社會(huì)是非常具有應(yīng)用價(jià)值的。
在這個(gè)中心建成以前，各種各樣的生物材料散落在各所大學(xué)，當(dāng)研究者退休時(shí)，這些材料就不知所終。在生物上任何實(shí)驗(yàn)要在科學(xué)上成立必須有“再現(xiàn)性”。為了這個(gè)“再現(xiàn)性”，必須使用同樣的實(shí)驗(yàn)材料以及同樣的生物資源。生物資源中心為研究者提供這樣的資源。目前生物資源中心為日本6000多個(gè)研究機(jī)構(gòu)提供材料，結(jié)果的10%已見諸論文。
在iPS研究的基礎(chǔ)上，理研又成立了多細(xì)胞形成中心（CBD），iPS開始走向臨床。開始是治療黃斑變性、骨髓干細(xì)胞再生等，第二代的再生醫(yī)療是人造器官，包括牙齒、頭發(fā)等。
5.做基礎(chǔ)研究需要有堅(jiān)持不懈的精神，不能急功近利。森田發(fā)現(xiàn)113號(hào)新元素是一個(gè)很好的例子。2003年9月森田小組在理研仁科加速器研究中心開始了尋找新元素的研究。在直線加速器RILAC上，用30號(hào)元素鋅的原子核轟擊83號(hào)元素鉍的原子核。如果擊中發(fā)生核聚變，得到質(zhì)子數(shù)為30+83=113質(zhì)子的新元素。但是擊中并發(fā)生核聚變的概率是非常非常小的。2004年7月23日森田小組終于合成了一個(gè)113號(hào)新元素。但是這種新元素壽命很短，需要以很快的速度觀察并記錄它的存在。當(dāng)時(shí)，理研發(fā)布了消息：“我們已經(jīng)成功地發(fā)現(xiàn)了113號(hào)元素，它比迄今為止確認(rèn)存在的所有元素都重1/41/4 ?！?/span>
2005年4月2日，森田小組第二次合成取得了成功。兩年內(nèi)得到了兩個(gè)原子。但是這個(gè)發(fā)現(xiàn)必須得到兩個(gè)國際組織——國際純化學(xué)和應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)（IUPAC）以及國際純粹與應(yīng)用物理學(xué)聯(lián)合會(huì)（IUPAP）的認(rèn)可。批準(zhǔn)元素優(yōu)先權(quán)屬于其推薦的6人聯(lián)合工作小組（JWP）。但是森田的發(fā)現(xiàn)還沒有得到JWP的承認(rèn)，后者認(rèn)為他們的結(jié)論證據(jù)不夠充分。
轟擊實(shí)驗(yàn)繼續(xù)進(jìn)行，但奇怪的是2005年以后再也看不到合成的跡象。直到2012年8月12日，終于得到第3個(gè)113號(hào)元素原子，并且伴有a衰變。當(dāng)年9月27日J(rèn)WP發(fā)來了授予命名權(quán)的郵件。從2003年至2012年經(jīng)歷了8年，終于獲得了成功。事后森田是這么說的，“只講做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，也花費(fèi)了9年以上的時(shí)間，用離子束轟擊的時(shí)間合計(jì)超過570天。搞了100天也不出結(jié)果怎么辦？那只有再干100天，實(shí)驗(yàn)條件不能改變?？释绯龀晒秃苋菀紫氲礁淖儗?shí)驗(yàn)條件。但我和共同研究者們抵抗住了改變實(shí)驗(yàn)條件的誘惑。即使是那么冗長而又枯燥的、幾乎見不到光明的實(shí)驗(yàn)，我的共同研究者們還是一絲不茍地做好實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作，認(rèn)真對(duì)待每一個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟，對(duì)此我表示深深的感謝”。
6.日本的科研對(duì)策和制度
（1）1984年理研提出面向21世紀(jì)今后10年科學(xué)技術(shù)政策的基本方針：“振興富有創(chuàng)造性的科學(xué)技術(shù)，開展國際性的科學(xué)技術(shù)研究，并推動(dòng)科學(xué)技術(shù)與人類以及社會(huì)的和諧發(fā)展。”
（2）1989年建立新的博士后制度。以前在大學(xué)里，博士后的研究很多是由教授給定的。理研的博士后制度為，“給你研究經(jīng)費(fèi)，讓你去想去的研究室獨(dú)立研究。博士后的競爭很激烈，有時(shí)高達(dá)8:1，研究期限只有3年，3年后進(jìn)行考核，有些人成為研究員或教授”。
（3）1989年理研和大學(xué)建立了協(xié)作研究室院制度?，F(xiàn)在理研和36所大學(xué)有合作關(guān)系，大學(xué)的研究生可以到理研做實(shí)驗(yàn)，理研的研究員也可以在大學(xué)里擔(dān)任客座或協(xié)作教授。這個(gè)制度給理研注入了新鮮血液，研究者可以積累教育經(jīng)驗(yàn)，從而促進(jìn)自己的研究。
（4）將理研和產(chǎn)業(yè)界的結(jié)合用制度和組織形式固定下來。2016年理研和物質(zhì)材料研究機(jī)構(gòu)以及產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所一起轉(zhuǎn)變?yōu)椤疤囟▏⒀芯块_發(fā)法人”。1987年一些企業(yè)成立了一個(gè)“和理化學(xué)研究所的親睦會(huì)”，目的是促進(jìn)理研和產(chǎn)業(yè)界的交流。
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