人杰地灵?!:论美国等国人才辈出及近代中国数学落后的原因
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(一)战争、对抗以及随之而来的国防需求是促使美国科技蓬勃发展的一个重要因素

第二次世界大战之前,在美国大学里开展的科学研究规模较小,参加的人数不多。当时,“自然科学家还没有取代人文社会科学学者成为美国大学教师队伍中最光荣的成员”。在1940年以前,所有美国高等院校的全年研究经费总共不超过2700万美元,而且基本上都由非政府机构提供。以哈佛大学化学系为例,20世纪30年代初,全系的研究经费不过1万余美元,著名化学家和教育家J. B.科南特(James Bryant Conant,1893—1978,1933—1953年任校长)当时总算幸运地获得了其中的5000美元(到1970年,哈佛大学化学系的年度研究经费达到200万美元)。化学的情况尚且如此,数学及其他一些学科的情况可想而知。到1940年,情况终于发生突变。这一变化不论是对美国的国防事业和战争机器,还是对美国的科学技术、高等教育和经济,都产生了极大的影响。而这一切,根据两位哈佛大学前校长科南特和普西的回顾,在相当大程度上要归功于一位叫V.布什(Vannevar Bush,1890—1974)的前国防研究委员会主席(1940—1945)和科学与发展研究办公室主任(1941—1945)。

布什原是一位电气工程师,曾为美国海军做过潜艇探测研究。1919年起他在麻省理工学院(MIT)任教。1930年,他和一个小组在MIT为解微分方程而研制成一种微分分析器,即第一台模拟计算机。该机能处理多达18个自变量。它是第二次世界大战以后发展起来的电子计算机的前身。1939年,他出任华盛顿的卡内基学院院长。

布什

1940年,法国在纳粹德国“闪电战”的攻击下迅速沦陷,整个美国及其他“自由世界”国家为之震动和沮丧。人们开始担心,继法国之后,遭浩劫的将轮到英国。当时,虽然美国想尽力避免战争,但是形势显然已发展到不得不做准备以应不测的时候了。这时,美国总统F. D罗斯福(Franklin Delano Roosevelt,1882—1945)求助于时任华盛顿卡内基学院院长的布什。总统要求布什就美国科学如何最有效地组织起来用于国防建设提出建议,同时,就如何援助同盟国的问题提出建议(虽然后者当时是不能公开的)。接着,总统要求布什采取步骤推动参战准备工作。

罗斯福

布什根据总统指示迅速将“国防研究委员会”组织起来。在国防研究委员会委员们(上面提到的科南特是其中之一)的支持下,布什强烈要求政府不要自己调集人力和物资,自己单独建设实验室,而是采用承包合同的办法,把必需的工作分给那些在现有的非政府机构工作的、具有资格的、能胜任的专门人才(大学生也包括在内)去做。布什是一个讲究实效的现实主义者。他建议,在履行研究工作合同的同时,推行竞争和奖励制度。他还建议,对专家们提出的各种建议应另组织专家队伍来评估。

科南特后来评论布什所倡导的这种工作模式时说,它大大改变了高等院校与联邦政府之间的关系,并使战后美国的“科学世界”变得完全不同于战前年代。这种改革的实质是:从1940年起,美国政府开始把政府实验室的研究工作扩展、转移到非政府机构中去,并通过合理的安排,把联邦政府的研究资金用于高等院校及有关科研机构。原先联邦政府用于科学研究和发展的经费,直到1940年,还只有740万美元。到了战争年代,这一经费急剧膨胀到每年10.5亿美元,主要用于海、陆、空三军和公共卫生服务等方面的研究。

由于美国政府采用了布什的政策,数学家、物理学家、化学家、工程技术专家等并肩作战,美国在雷达、密码破译、猎潜艇、火炮自动瞄准、导弹、喷气式飞机、原子弹等一系列研究项目中做出了历史性的贡献(从对“曼哈顿工程”的回忆材料中可以比较具体地看到这一情景)。如果没有他们的研究成果,美国及其盟国很可能在这场战争中失利。

到了1944年,战争的结束已经在望,罗斯福总统再次向布什求教,要求他回答几个问题:①如何使战时获得的科学知识,在确保军事安全的同时,在战争结束时能尽快地转化为社会所用;②如何使反对疾病的科学战争继续下去;③政府如何才能最有效地帮助官方和私人的研究活动;④如何才能发现天才,并培养天才,以保证今后的科学研究保持在战时所达到的高水平上。

普西认为,罗斯福总统(当时已患病)完全意识到了先进的科学技术对战争的重要性。因此,很可能是为了国家的安全,他继续关注着战后的科学研究。他还可能有更重要的考虑和希望:既然科学在战争时期为军事服务,促进工业的发展,那么在战后复原期间,它也可以被用来发明新产品,创造新产业,从而增加人民的就业机会,以达到充分就业。后来事态的发展正是这样。

布什应总统要求,于1945年(当时罗斯福总统已去世,杜鲁门副总统继任总统)提出了一份以“科学:无穷尽的新领域”为题的报告。这份报告被认为是划时代的,因为它为美国科学的进一步发展确定了目标,指明了方向。它的要点有以下几条:

(1)国家的利益要求把科学从两翼推到舞台的中心,成为政府重要的和应持久关心的大事。联邦政府要担负起推动发展新的科学知识和培养能发展科学的人才的责任,因为只有联邦政府才有可能拨发大笔资金来实现这些意图。

(2)继续支持基础研究为重中之重。基础理论研究是一种智慧探索的研究,不存在实用目的。正是基础研究为科学提供了资本。布什在报告中写道:“我们美国在战争年代所做的,只是用美国佬的机灵把以前欧洲科学家所做出的基础发现加以应用,此外别无长进。”“如果再这样依赖下去,从军事角度看我们是不安全的;工业的进步难免要比其他国家迟缓,在国际贸易上也将处于劣势。”

(3)开展基础研究最适宜的地方是大学、学院和一些有成就的研究机构。对我们来说,这一点是最重要的。由于由政府主持的多数研究机构必然是任务定向的,所以它们总是属于应用一类的。在美国,只有那些强大的私立高等院校才能发展知识,发现和培养天才,从而满足探索“无穷尽的新领域”所要求的必要条件,并且持续前进。

(4)不要过分依赖集体协作搞项目。虽然在战争年代,这种做法被证明很有效率,而且有几个显著的成功例子(注:其中之一是研制原子弹的“曼哈顿工程”。从1941年12月起,这项工程改由布什领导的科学研究与发展办公室负责),但是,“要大踏步前进就必须依靠知识分子自由发挥作用,由他们自己选定研究对象,进行调查研究。只有受到他们个人好奇心和探索未知事物愿望的支配,才能得到成果。这就是说,如果要科学继续前进,就应重视学术自由”。

(5)要提倡科学情报的国际自由交流。

(6)要提高科学家的待遇和奖励,吸引更多的优秀人才参加科学研究工作。

(7)自然科学和医学研究的扩展不应削弱社会科学、人文科学及其他对国民福利必不可少的研究。

迄1959年,美国联邦政府用于研究和发展的年度经费已近80亿美元,1965年进一步达到150亿美元。到20世纪60年代中期,高等院校每年有18亿美元用于研究,主要是物理学和生物科学方面的研究,其中有15亿美元来自联邦政府各有关部门。联邦政府拨给高等院校的科学研究与发展经费占到联邦政府对基础研究经费总拨款的50%左右。

普西坦率承认:“联邦政府所以重视科学,并愿拨巨款用于发展科学,应归因于联邦政府对国防的关心。”确实,由于科学在第二次世界大战期间显示的威力,以及“冷战”,特别是受1957年10月4日苏联第一颗人造地球卫星发射成功的刺激,美国掀起了一股空前的科学热。科学不但被看作与安全、健康和繁荣息息相关,还被有些人看作“救世之道”。

最后让我们谈一谈无所不在的数学。第二次世界大战期间获得的巨大成就和宝贵经验给美国政府负责科技政策的官员们以深刻教育。他们从战时一系列重大研究课题的实施过程中尝到了数学的“甜头”,从而开始认识到数学的重要性,认识到“应用科学是技术的基本组成部分,而应用数学则是应用科学的核心部分,纯粹数学和应用数学的各个部分又组成了一个不可分割的有机的整体”。由于国防和卫生是如此重要,美国联邦政府于1946年授权海军研究局和公共卫生服务机构支持有关研究工作,这种资助持续达12年之久。于是,海军研究局就成为第一个为自然科学和数学系统地提供资助的机构。接着,空军和陆军的相应部门、能源部的前身原子能委员会、国防部及以后成立的国家自然科学基金委员会(NSF)也先后开始为数学提供强有力的支持。最使人感到吃惊的莫过于:由于这些部门所支持的研究经费充足,进展顺利,取得很好的成效,美国数学会的一个小组竟建议国防部削减对数学的支持。这些都是其他国家的数学家们所难以想象和不胜羡慕的。