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在政治挂帅闭关锁国时期搞科研
《创新话旧》第6章(1)
温景嵩
南开大学 西南村 69楼 1门 401号
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第六章 创新点(5)── 我的第一个理论创新
6.1 初入科学殿堂
6.1.1 时值1957年反右之后
从本章起,我们将把回顾往事的镜头转向更遥远的年代。那是在半个世纪前,1957年秋,我从北京大学物理系气象专业毕业,被分配到我国气象事业中的科学殿堂──中国科学院大气物理研究所。当时它还不是一个独立的研究所,只是老地球物理研究所的一个研究室──第二研究室,简称二室。它在66年“文革”时才从地球所独立出来。记得当时二室只有两个组,一个研究天气动力学,一个研究气候学。我被分配到天气动力学研究组。时值1957年反右之后,这对我们这一届大学毕业同学产生了巨大而深远的影响。我们到天气组领导人
6.1.2 下乡与上山
当1957年我们下放劳动时,在时间长短上没有限制。我们被告知,要作好长期劳动的打算,不要老想着什么时候回科学院,这不利于我们的思想改造。可实际上不到一年就起了变化,把我们召回了地球所。原来那时正赶上“大跃进”,要大家“破除迷信,解放思想”,要“敢想敢干”,要大家“树雄心,立壮志”。于是当时老地球所二室的气候组提出了一个宏伟规划,要“改造西北干旱气候”,措施是“开源节流”。“开源”又分两个方面,一是到祁连山冰川上去搞融冰化雪,一是搞人工降水。“节流”则是到水库去进行抑制蒸发试验。气候组人手少,人力不够,于是天气组的领导
然而实践证明,“改造气候”的口号提得太高了,不切实际。“龙王爷”只存在于人们的神话世界中,在现实世界中并不存在。就我当时所参加的祁连山高山冰川融冰化雪的工作而言,第一年,在高山冰川上进行的小面积黑化冰川以加速融冰化雪试验还可以,以碳黑黑化冰川的效率为最高。但第二年大面积大范围推广时就出现了问题。高山冰川路途险阻,无路可通。加之高山缺氧,人们易患高山反应症。通常,这只是高山登山队经过特殊训练,有特殊装备的少数运动员干的事。因此不可能期待从陆路解决黑化冰川的技术问题。使用飞机在空中撒播碳黑是一种可能方案。但高山地区是飞行禁区,一般飞行条令禁止在高山山区作低空作业飞行,飞机必须保持在峰顶以上
6.2 转折
6.2.1 《十四条》的到来
我感觉甘肃的三年困难好像走在了全国的前面。不久,就成了全国规模的大问题,针对这个形势中央进行了调整。“大跃进”,“敢想敢干”的口号不见了,取而代之是新的“调整、巩固、充实、提高”的八字方针。各行各业都在总结经验教训,先后出台了一系列新的政策。在科研方面,则提出了有名的《十四条》。这是在敬爱的周总理和聂荣臻副总理主持下制定的。《十四条》在我国科研事业的发展史上起到了十分好的积极作用。它的具体十四项条文现在已记不清,但是核心的两条却仍然记忆犹新。第一条讲的是科研机构的根本任务,有六个字,即“出成果,出人才”。所谓“成果”当然是指科研成果,而不是生产任务。第二条是“任务”应当带动“学科”,而 不能代替“学科”,即“任务要带学科”六个字。这条要科研机构的科研人员应摆正“生产任务”和“发展学科”两件大事之间的关系。生产任务当然要搞,而且是首先的要务。但不是目的,对科研机构来讲,目的是通过生产,把学科发展起来,拿出新的有重要意义的科研成果才是科研机构,科研人员的最主要的目的。地球所二室的领导在学习贯彻《十四条》过程中,做了以下一些决策。第一,不再提“改造西北干旱气候”的口号,这不仅不现实,而且按照《十四条》的精神,这是直接的生产任务,本来就不应是科研机构的事。按照新的《十四条》的精神,明确了大气所的根本任务是发展大气科学,通过物理化把气象学从描述性学科发展成定量的理论性的学科。在这个指导思想下,把原来提出“改造西北干旱气候”宏伟规划的气候组,划归给地理研究所。因为这个组搞的是气候统计,仍然属于描述性的地理学、气象学的范围。
6.2.2《十四条》与《SCI》
在回顾我们在
我以为《十四条》的核心第一条,到目前仍然具有重要的指导意义。当然,有的同志可能会认为,第二条“任务带学科”也有指导意义。但根据我自己的经验这只是问题的一个方面,对应用学科,对工程技术可能第二条有特别现实的指导意义,但并不全面。因为还有基础学科存在,对它们则似乎应该是另一种提法,即:“学科带学科”,像本书前面几章里面讲的在气溶胶力学方面所取得的几项突破性成果,那都是“学科带学科”的结果。只有对那门学科的发展历史有一个深刻全面的研究和理解,发现了新问题并引进新方法,然后通过自己的刻苦努力,才能取得新的突破。以上这些事,对于只通过完成生产任务而言,是无法带动起来的。尽管,我们在前一章中已经谈到气溶胶力学和悬浮体力学有十分广阔的应用背景。我们那几项成果却不是通过应用工作才取得。相反,这些成果正是通过对这一学科发展历史进行了深刻研究的基础上,找到了它的突破口,才能完成。
现在来谈《十四条》的核心第一条:“出成果,出人才”的现实指导意义。打倒“四人帮”,拨乱反正,批判“极左”思潮后,现在大家敢搞科研,敢搞理论,敢出文章,不再怕“四人帮”整人的“一篇论文主义”,“一本书主义” 的大帽子了。这些都是好事,问题在于现在有些部门,有些单位,有些机构,走到另一个极端,把“出成果,出人才”的根本任务抛到九霄云外,而实际上搞的却是:“出论文,出人才”,或“出《SCI》,出人才”。在考核一些单位的成绩和水平,在对科研人员实行晋级提职政策时,他们把一个单位或一个人出《SCI》论文多少,当成了一个非常重要的指标,根本不问他解决了什么重要问题,出了多少有意义的成果。对此,本书第一章中已经谈到。现在重温《十四条》之际,我觉得有再次对《SCI》的问题加以分析的必要。以出《SCI》论文为科研人员的任务,这种做法,根本上违反了《十四条》的精神。《十四条》的具体条文可能已经过时,但是它对科研机构科研人员基本任务的规定──“出成果,出人才”却不可能过时,而是放之四海而皆准的真理。对于《SCI》的问题也是一样。首先《SCI》是一个“广谱”,能够列入《SCI》系统的学术刊物和杂志,并不都在同一个高水平上,其实《SCI》刊物的水平也参差不一,有高有低。现在应当破除对《SCI》 的迷信,不要以为一上了《SCI》 就都了不起。实际上,不是那么回事,就是《SCI》 系统自己对进入它的各个学术刊物也有个考核。这种考核被 量化为一个叫“影响因子”的标准来衡量。某一刊物的影响因子的定义是,该刊在前两年发表的论文在统计年份中被引用的次数,和该刊前两年发表的论文总篇数的比.很明显,某一刊物影响因子的实质是,在统计年份里,对该刊近两年发表的论文平均每一篇论文被引用的次数.影响因子越大,对该刊物近两年发表的论文,在当年平均每一篇被引用次数越多,该刊物的影响因子就越大,水平就越高。反之,引用次数越少,影响因子就越小,水平就越低。不同时间,引用次数会有变化,影响因子也就有变化。现在以2003年我们所了解到的物理学科类国内外著名的,已列入《SCI》系统的刊物的情况为例,它们的影响因子分别列在下表之中。(温注:此表中数据由南开大学物理学院
《SCI》刊物影响因子举例
刊物名称 |
影响因子 |
《Phy. Report(物理报告)》 |
8.341 |
《Phy. Rev. Lett.(物理评论快报)》 |
6.226 |
《Phy. Rev.A. (物理评论A)》 |
2.810 |
《Phy. Rev.B. (物理评论B)》 |
3.070 |
《Phy. Rev.C. (物理评论C)》 |
2.695 |
《Phy. Rev.D. (物理评论D)》 |
4.363 |
《Phy. Rev.E. (物理评论E)》 |
2.235 |
《中国科学A》 (英文版) |
0.340 |
《中国科学B 》(英文版) |
0.840 |
《中国科学C 》(英文版) |
0.396 |
《中国科学D 》(英文版) |
0.610 |
《中国科学E 》(英文版) |
0.376 |
《中国物理快报》(英文版) |
0.813 |
《中国数学年鉴》(英文版) |
0.144 |
《中国分析化学年鉴》(英文版) |
0.288 |
从这个表中可以看到最显著的一个特征,就是尽管大家都已列入《SCI》系统,实际水平相差却十分巨大。你在这表上的任何一个刊物上发表了一篇论文,就可以算你有了一篇《SCI》论文,对于不追究你是多大影响因子的《SCI》的人讲,这可能很了不起,但对真正的内行人讲,他一定会追究你是多大影响因子的《SCI》,那就会显原形了。从物理类讲只有在《物理快报》或《 物理评论快报》上发表的论文才能算是高水平的论文。而通常我们讲的《物理评论》却不行,影响因子比前两种差了一大截,至多可算是中等水平吧。而我国平常把《中国科学》看成是最高水平的刊物,也列入了《SCI》,但拿影响因子来衡量,就差得更远,差一个数量级。如果拿国际高标准来衡量,《中国科学》就只能算是水平较低的刊物,没有什么人引用,在国际上没什么影响。所以现在确实是到了应该破除对《SCI》迷信的时候了,否则它会阻碍我国科学的进一步发展。如果我们迷恋于《SCI》论文的篇数,就会引导我国科研人员不能下大决心出真正是国际高水平,在国际上有大影响的成果,而满足于低水平的重复凑数,对我国科研事业发展很是不利。当然也有不是凭论文篇数,而是凭论文水平来评的。特别是国家级的评审就是如此。例如国家教育部评审国家级重点学科的工作,他们就不是以《SCI》论文多少为准,相反它限制每一个学科组,不管你有多少人,你的《SCI》论文再多它都不要,而只要20篇有代表性的论文,平均下来每人至多只要几篇就够了。大家报上来的都是20篇,又怎么去评呢。从理论物理学科看,就是要看影响因子的大小,北京师范大学的理论物理平常知名度和我们南开大学的理论物理差不多,但在它的20篇送审论文中有几篇《物理评论快报》的高水平的论文,而我们却一篇都没有,只到《物理评论》为止,从影响因子看,比《物理评论快报》的差一大截。结果北京师大的理论物理那次被评为重点学科,而我们却没评上。也有人可能要提出不同意见,说:不应拿刊物的水平来决定论文的水平。发表在较低水平刊物上的论文,不一定每篇论文都低,发表在较高水平刊物上的论文,不一定每篇论文都高。这话也对,这个问题在评国家自然科学奖的工作中解决得比较好。在论文篇数上,评国家自然科学奖也有限制,也不看《SCI》的多少。有朋友曾问过我,我那赢得国家自然科学奖的成果上报时,送审了几百篇论文?以为必定要有几百篇论文,才能评上国家大奖。其实这完全是误解。国家大奖也完全不是以《SCI》篇数取胜,相反它也限制在20篇代表作上,再多也不管用。那它根据什么来评呢,也是看水平。但与评国家级重点学科不同,它是直接看文章本身的水平。文章水平之高低看引用,本质上和评价刊物水平高低一样,看有没有人引用你,特别是要看国际上有没有人引用你,引用了多少次,引用是什么性质的,是一般性的呢,还是有重要性质的引用,这样就更科学更准确。不会发生以刊物水平定高低的偏差。以我2000年荣获1999年度国家自然科学奖的成果为例,在上报20篇论文中,确有发表在影响因子相当低的刊物上。比如《中国科学》,它的影响因子不到1,水平是够低了,但最终还是评上大奖,靠的就是因为引用多。对我这20篇代表作,国际同行引用有100多篇。我把这100多篇引用都查出并复印出来报上去,份量要比我本身的20篇大得多。其中还有重要引用,有些是以实验来证实了我的理论预测的,这就比一般引用重要的多,对理论文章而言,这种引用有决定意义。也有是不仅为《SCI》刊物所引用,而且引用在国际著名学者的学术专著上,载入了国际相应学科的发展史。例如前面几章曾谈到的巴切勒和我的论文曾被引用在国际著名胶体科学家罗塞尔等人和东特的两部胶体科学著作。又例如,本章将要谈到的我们在云物理上的论文,虽然它是发表在《中国科学》上,影响因子相当低。但这篇论文曾被国际著名云物理学家普鲁帕克(Pruppacher)和克莱特(Klett),以及戈顿(Cotton)和 安塞斯(Anthes) 等两组科学家,引用在他们的两部云物理专著上。这是两部国际云物理发展特别是20世纪的发展史。能被引用在这两部史册上,自然是论文的意义重要的很好的证明。这些例子,都一再说明了刊物水平高低,对国家大奖来说,不那么重要,重要的是论文本身水平的高低,那就要看有没有人引用,有没有重要引用。这些才是是更重要的因子。最近在《光明日报》的“院士论坛”专栏,我国著名生物物理学家邹承鲁院士和另一位院士合写了一篇文章,文章的中心就是谈的《SCI》问题。他们对《SCI》论文所表示的看法和我们这里谈的一致。就是不应该以《SCI》论文的数量来评判水平高低,关键要看质量,质量高低看引用。他们在文章中说,我国现在从《SCI》论文数量来看已经很多了,在世界上排名第6,似乎可以说我国科研水平已位居国际前列。但他们接着说,其实不然。原因就在于引用,邹承鲁院士说如果考察论文被引用的情况,我国论文被引用的情况就很不妙,排名次序要降到第18位。邹承鲁院士又说,以上讲的引用还包括了国内同行的引用,如果把国内同行引用排除在外,只看国际同行引用,那就差得更远。邹院士对这一点没有给出具体排名顺序,但从我们前面表中所引《中国科学》的影响因子只有零点几,较之国际最高水平差一个数量级,就可以看出,若仅从国际同行引用来考察,我国学者的论文排名必定还要靠后,彻底改变我国科研事业在国际上的地位,赶上国际先进水平还有一段长路要走。这里首要的一环就是要端正指导思想,纠正“出《SCI》,出人才”的错误指导思想,回归到“出成果,出人才”的轨道上来。这才是发展我国科学事业的康庄大道。
6.3 在顾震潮先生的领导下
6.3.1 投身于人工降水的飞行作业
前已讲到,由于大气所领导贯彻执行《十四条》的精神,我们最终被划归到
6.3.2 人工影响天气的进一步发展
人工影响天气的工作很重要,从那时起直到现在,我国各地气象部门对此继续开展了大量的工作,收到了很好的效果,为各地经济建设的发展作出了有价值的的贡献。例如,人工增雨就是一项成绩不小的工作。但有时在群众中会寄予过分的希望。去年我的一位不是搞气象的朋友曾问我一个问题,他说“南水北调能否不走陆路而走空中,使用人工降水办法来把南方的水调过来,解决北方干旱问题。”我答复是:“不可能”。我说人工降水是有条件的,这个条件就是要有云,而且不是一般的什么云都可以用来人工降水,必须云层十分厚,云中含水量十分大,空气中水汽含量大,水份供应十分充足。这就大大超过我们人类现有的控制能力。北方干旱地区常常是为高气压所控制,在高气压控制的地方,都是下沉气流,晴空万里,不可能有降水云出现。要形成云,要形成雨层云、积雨云那样的云,就必须要由低气压控制,如低涡。在这种天气形势下,才会产生很强的上升气流,才会有南方暖湿气流过来补充水份,这就涉及到要调整大气环流的形势,但从人类现在所掌握的能量看,还是太渺小了,根本不可能控制和调整大气环流形势。当年大跃进时,我们科学院提过“改造西北干旱气候”的口号,中央气象局也成立过“人工控制天气研究所”,但实践很快证明此路不通。我们只好收起“改造气候”的口号,中央气象局也把那个研究所改为“人工影响天气研究所”。虽然如此,多年来的实践经验证明,局地的人工影响天气,例如人工增雨和人工防雹等等,却是有效的,而且很有必要。几十年来我国在这方面已经做了大量的工作。
6.3.3 建立湖南衡山高山云雾站
按照《十四条》精神,人工降水工作对科学院大气所讲,不是目的,目的是带出云物理学科。因此,与开展人工降水的同时,甚至更早一些时候,大气所就开始筹建高山云雾站,以取得对云物理结构的感性认识。虽然我们开展人工降水飞行作业时,也同时在飞机上对云物理的微结构进行观测,但那不能有系统、有组织、有计划大量地进行。在当时条件下,只有建立高山云雾实验站,才能对我国云雾微物理特征进行有系统的,有组织有计划的大量观测。为此有关领导从当时苏联请来了一位高山云雾实验专家苏拉克维里泽(Сулаквелидзе Г. К.),经过他在我国各地考察选定了在湖南南岳衡山建立云雾实验站。他认为衡山的地形和云雾条件是他所见到的最理想的观测云物理结构的好地方。于是,我们这些前两年登上了西北祁连山的青年人,现在又被召登上了南岳衡山云雾之乡。不过那次在祁连山是搞融冰化雪作业,根本没有想到要带动什么学科,要出什么科研成果。而这次却有着明确的目的,要进行研究,研究我国云雾物理实际情况,要出科研成果。当时的条件很差,山上没有粮,就要自己背粮上山。山上没有住的地方,就借住在和尚庙里。没有实验场地,就借气象局的高山气象观测站。没有实验设备,就自己动手。还是土法上马,那时人们的政治热情都非常高,只要说是党的号召,人民的需要,马上就会挽起袖子来动手干。在
衡山云雾实验站搞了几年,最后终于停了下来,条件实在太差了。高山上空气潮湿,洗出来的衣服几天都干不了,过冬尤其艰苦,湿冷难忍,一位在山上坚持了两个冬天的同志终于得了严重的关节炎。另一方面,高山云雾站也有局限性,所测得的都是云底部的情况,测不到更重要的内部情况,包括上升气流和湍流以及温度、压力、水汽、含水量时空四维的结构,以及相应的云滴、大云滴、雨滴时空四维结构。所以后来也就撤销了。
6.3.4 抓住云的微物理的中心问题
终于有一天
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