在近幾年的諾貝爾獎中,日本恐怕是僅次于美國的“大贏家”。日本在本世紀初提出了要在50年內拿30個諾貝爾獎的目標,現在,又靠近了一步。10月7日,2014年諾貝爾物理學獎揭曉,2名日本科學家和1名美籍日裔科學家因發明藍色發光二極管(LED)一同獲獎,再次引起輿論的沸點。14年里,13位獲獎者,一個人口只有1億多的國家是如何做到的?
◆三名獲獎者:用LED燈“點亮整個21世紀”
名城大學教授赤崎勇、名古屋大學教授天野浩、加利福尼亞大學圣巴巴拉分校教授中村修二3人本次獲獎的理由是“研究出了更明亮、更節能的藍色LED”,評選委員會稱,“當前世界四分之一的電力用于照明,LED為節約電力做出了巨大貢獻”。
上世紀60年代,人們發明了紅色及綠色LED,但三原色之一的藍色LED卻因在材料結晶環節遇阻而被斷言“難以在20世紀實現”。
時任名古屋大學教授的赤崎與天野一起向難倒了全球研究者的氮化鎵結晶制作發起了挑戰。經過反復實驗,他們成功制成了氮化鎵結晶,并于1989年在全球首次實現了藍色LED。
隨后,當時在德島縣日亞化學工業公司當技術員的中村獨立研發出了大量生產氮化鎵晶體的技術,并成功制成了高亮度藍色LED。中村還發明了藍色半導體激光器,并在全球首次將這兩項發明投入實際生產。可以說,赤崎與天野在藍色LED的基礎研究方面貢獻突出,而中村修二的貢獻主要在于實用化研究。
現年85歲的赤崎勇于1973年在松下電器任職時開始進行藍色LED研發,轉至名古屋大學任教后,與當時為該校學生的天野浩(現年54歲)在1989年首次成功開發出藍色LED。
1973年開始LED的研究時,紅色和綠色的LED已經普及,而藍色LED的研發競爭才剛剛開始。當時研究普遍認為硒化鋅是獲取藍光最佳選擇。然而,赤崎先生卻堅信:無論是物理性能還是化學性能,氮化鎵都比硒化鋅穩定,優點也更多。只要努力提高晶體的質量,一定可以打開一條出路。于是赤崎先生開始一場背離主流的孤獨之戰。在1956年召開的半導體國際學術會議上,赤崎先生發表了自己的研究成果,但沒有得到一絲反響。他心里暗下決心,一定要把氮化鎵的研究堅持下去,“我就是那個荒野中孤獨的前行者”。功夫不負有心人,赤崎的研究最終成功。
盡管中村修二現在是美籍日裔研究人員,而且鍍了一身金——美國加州大學圣巴巴拉分校教授、日本愛媛大學客座教授,但是在發明藍光LED的時候只是在日本一家小公司——日本日亞化學工業株式會社工作。
在藍光LED之后,中村又研究出藍色激光器(用于藍光DVD),但日亞化工如同其他公司定下的規矩一樣,藍光LED技術專利歸公司,中村修二只獲得可憐的2萬日元獎勵。
中村修二意識到,自己的權利該靠自己去爭取,于是在2001年將自己的雇主日亞化學工業公司告上法庭,討要發明的收益。2004年,東京一家法院判決日亞化工向中村修二支付200億日元(1.83億美元)補償金。但在二審時,這一數字被降至8億日元。不滿這一結果的中村公開呼吁日本研究者移居美國,他自己在1999年加入美籍。
天野教授獲得喜訊時,正在從法國出差結束后返回日本途中,在德國機場中轉時,他收到了自己獲獎的電子郵件。學校在聯系上天野教授后,臨時通知他:馬上升級到商務艙。10日清晨天野教授從海外回到日本,在接受記者采訪時笑稱:“一直搭乘經濟艙,突然坐上商務艙,還是有許多不習慣。”
◆日本為何能頻頻拿獎?
迄今,日本諾貝爾獎得主人數上升至22人,除兩名文學獎和一名和平獎之外,自然科學獎項占了絕大多數,而加入美籍的南部陽一郎和中村修二,也是由于他們在日本國內的研究成果而獲獎的。日本為何能拿這么多諾貝爾獎?應該說,日本在科研和教育領域確實有值得借鑒之處。
注重基礎研究
早稻田大學創造理工學研究科教授森康晃說,日本科學家能獲諾貝爾獎,是由于知識的長期積累,是通過基礎研究積累、大力培育人才獲得的,并非一朝一夕。
東京理科大學知識產權戰略副教授平塚三好說,日本大學的基礎研究有保障,可以研究那些在10年、20年后可能大有用武之地的課題。
保證科研經費
森康晃說,日本政府向大學和產業技術綜合研究所等公立研究機構提供研究開發經費。日本學術振興會制定的《科學研究費補助金公開招募要領》,涵蓋人文社會、理工、生物等幾乎所有科技領域,并詳細列出了研究項目、研究年限、招募人員資格和辦法,研究資金使用方法等。經費金額從500萬日元到2億日元不等,對于重點項目則不設上限。
傳統重視教育
二戰后,日本通過立法實現了教育均一化,偏僻鄉村都擁有和大城市同等的教學設施和師資。可以說,日本重視教育的傳統,家庭內重視讀書的氛圍,從小就培養學生的求知欲望,為以后投身科研打下了基礎。
◆啟示錄:企業主導科研
從三位獲獎者的研究經歷可以看出,他們的藍光LED首先在企業進行的,是企業根據市場需求加大了這方面的科研投入。而我國很多科研,都是政府投入,企業很少進行這方面的前沿研究。
企業主導科研,往往會根據市場需求,因而具有很強的針對性、適用性,而政府主導的科研項目,一旦監督管理跟不上,那么有的科研就會成為一些人騙取資金的渠道。有的時候政府對科研很是熱心,但是沒有企業的參與,往往只能是一頭熱,難以發揮作用。科研要走向市場,關鍵還在于企業。
目前,我們雖然很重視科研,但是很多時候,這樣的重視是放在政府層面上,政府加大了財政投入,可是一些企業卻沒有重視。>>
◆日本的科研環境問題觀
中村修二:研究者像公務員 沒有自由
中村修二在獲獎后召開的記者會上對日本的研究環境提出了批評。中村說“在日本,研究者就像業務員一樣,即使取得好的研究成果,也只是獎金會增加而已”。他同時批評稱“日本(學術研究領域)沒有自由”,要求日本改善研究環境。
在被問到為什么選擇美國作為研究據點時,中村修二稱,“這里的研究者更為自由,有更多的空間,只要努力,大家都有機會”,“而日本存在性別、年齡等方面的歧視,并不是所有的人都有機會”。中村修二還稱,“日本雖然有很多發明成果,但是企業在全球推廣方面做得并不好,比如手機等最初開發出了很好的產品,但是最終還是失敗了”,“日本應當調整相關的限制和學術研究系統,讓所有人都能夠成就自己的事業”。
經費投入不足等因素致日本科研后繼乏力
獲得今年諾貝爾物理學獎的日本學者的主要研究成果產生于上世紀80年代至90年代前半,當時日本的科研經費以每年10%至20%的增幅迅速增長。但是受財政困難等因素影響,日本從2000年開始在科研方面的經費投入再無明顯增長。
與此同時,日本的人才培養狀況也每況愈下。進入博士課程的人數在2003年達到頂峰后開始大幅減少,而且接受博士的工作崗位也有限,這使得很多博士研究生無法活動終身雇傭待遇的工作崗位,因此也無法踏實地開展研究。




