截至2016年，日本已有22人获诺贝尔科学奖（含两名日裔美籍物理学奖得主），其中进入新世纪后获奖的有17人，平均每年都有1人。日本获诺奖人数仅次于美国，将过去的诺贝尔科学奖强国——英国、德国、法国远远甩在身后，令国际社会惊叹不已。

日本为何在21世纪初期出现诺贝尔奖“井喷”现象？它对我国创新型国家建设有何启示？本文主要从大学学术体系和评价机制角度，对此问题进行初步探讨。

一、从诺奖获得者年龄现象看日本学术体制机制

1. 获诺奖时平均年龄高达68岁

日本新世纪诺贝尔物理学奖、化学奖、生理学或医学奖得主获奖时的平均年龄相差不大，分别为68.8、67.7、67岁。17名诺贝尔科学奖得主获奖时的总平均年龄为68岁，虽然明显高于1901年以来全球590名诺贝尔科学奖得主获奖时的总平均年龄57.1岁，但只略高于同期全球诺贝尔科学奖得主获奖时的总平均年龄。

2. 取得诺奖奠基性成果时平均年龄只有40岁

日本新世纪17名诺贝尔科学奖得主取得获奖奠基性成果时的平均年龄为40岁，比他们获奖时的平均年龄小28岁，与1981~2000年全球诺贝尔科学奖得主取得获奖奠基性成果时的平均年龄39.5岁非常接近。这意味着，20世纪末期以来，诺贝尔科学奖得主取得获奖奠基性成果的峰值年龄在40岁左右，科学家年龄趋近这个峰值时创造力最旺盛。

3. 升任高级职称时平均年龄高达43.35岁

日本新世纪诺贝尔物理学奖、化学奖、生理学或医学奖得主升任教授时的平均年龄非常接近，分别为42.9、43.8、44岁，3个奖项的总平均值为43.35，比他们取得获奖奠基性成果的总平均年龄晚3.35岁。

诺贝尔科学奖得主的中青年时期，大多是科研业绩十分突出的拔尖人才。即便是这样一个特殊优秀群体，他们当中的很多人仍需到40岁以后才能晋升为教授或研究员。之所以这样，主要是因为日本大学教授职数受到严格控制。在英国，一个院系通常只有一名教授。德国和日本稍宽松，但通常也只一个“讲座”（教研室）才有一名教授。教授不退位，教研室中的副教授就不能升为教授。即使教授已退位，也是对外公开遴选教授，教研室中的副教授只是在同等情况下优先而已。

由于教授职数少，升职竞争便异常激烈，因此绝大多数中青年教师都不急于升职。他们更愿意静下心来多做些研究，多出些高质量成果，以便将来申请升职时用研究业绩“说话”。在教授普遍都具有真才实学的情况下，社会对教授的认同度自然也就比较高。这样，政府“富养”教授也会更容易获得社会支持。“富养”教授又会促使中青年教师更加关注高质量研究成果的取得。最终，重大科学发现和技术发明层出不穷。

二、大科学设施成为诺奖成果产出田园

20世纪中叶以后，科技创新的一个重要特征是，大科学装置（或重大科技基础设施）的出现。越来越多的诺贝尔科学奖（特别是诺贝尔物理学奖）的研究成果，都依靠大科学装置取得。特别是2015年诺贝尔物理学奖获得者：日本科学家梶田隆章（Takaaki Kajita）、加拿大科学家阿瑟·麦克唐纳（Arthur B. McDonald），分别基于日本超级神冈探测器Super-K、加拿大萨德伯里中微子观测站SNO这两个大科学装置，以及其所在大型研究团队，发现基本粒子中微子存在质量。

大科学装置，是科学家观察和研究世界的利器。欧美日的大科学装置，一直领先于中国。

1. 诺奖得主梶田隆章（Takaaki Kajita ）

1930年，奥地利物理学家泡利，率先提出了中微子假设，该假设粒子在1956年得到实验验证。自然界中的太阳、宇宙线、核电站甚至地球内部，都能产生大量中微子。从中微子假设的提出至今已历经85 年时间，其成果于1988 、1995 、2002 、2015年先后4次获诺贝尔物理学奖。

2015年10月6日，瑞典皇家科学院宣布：2015年度诺贝尔物理学奖授予梶田隆章（Takaaki Kajita）和阿瑟·麦克唐纳（Arthur B. McDonald），以表彰他们在发现中微子振荡也就是中微子有质量研究中做出的贡献。瑞典皇家科学院在进一步的说明中还提到，他们分别是两个大科学装置：超级神冈探测器Super　Kamiokande与萨德伯里中微子观测站SNO大型研究团队中的科学家。

梶田隆章，埼玉大学理学部物理学科毕业、东京大学理学博士，历任东京大学宇宙线研究所助手（1988年）、副教授（1992年）、教授（1999年），2008年至今任东京大学宇宙线研究所所长。1986年，梶田隆章开始中微子研究，在世界一流物理学家小柴昌俊、户塚洋二门下学习，在观测中微子时发现异样，依此推测中微子震荡的存在。为证实该推论，需要庞大的观测数据，大科学装置Super-K应运而生。1996年，超级神冈探测器成功地观测到大气中的中微子并测定其质量。

2. 超级神冈探测器

超级神冈探测器，是东京大学1982年建造的大型中微子探测器，位于日本岐阜县神冈矿山一个深达1000米的废弃砷矿中，主要部分是一个高41.4米、直径39.3米的圆柱形容器，盛有5万吨高纯度水，容器内壁安装有1.12万个光电倍增管，用于探测高速中微子在水中通过时产生的切连科夫辐射。1985年，神岗探测器开始扩建，名为神冈核子衰变实验II期（KamiokaNDE-II），灵敏度大大提高。1987年2月，神冈探测器与美国的探测器共同发现了大麦哲伦云中超新星1987A爆发时产生的中微子，这是人类首次探测到太阳系以外天体产生的中微子。1991年，为了收集到更多的中微子事例，小柴昌俊建造了更大的水切连科夫探测装置，称为超级神冈探测器Super Kamiokande，简称Super-K或SK。经过再次扩建，Super-K于1996年开始观测，容量扩大了10倍，整个建设投资约为100亿日元。1998年，超级神冈探测器的领导者、日本科学家小柴昌俊发表了测量结果，给出中微子振荡的首个确切证据，认为中微子在3种不同“味”之间可以相互转换，这也表明中微子是有质量的，而不是粒子物理标准模型中预言的零质量粒子。2002年，超级神冈探测器证实：反应堆中产生的中微子发生了振荡。这个探测结果在中微子天文学和粒子物理学中具有里程碑意义，小柴昌俊因此获得2002年度诺贝尔物理学奖。继超级神冈之后，日本还计划2020年后在原址旁，新建超超级神冈Hyper-K，质量从5 万吨提升到100 万吨。Hyper-K 将探测来自295 千米外日本散射中微子源（J-Parc）的中微子束流，也能探测大气中微子和超新星中微子。

3. 东京大学宇宙线研究所

梶田隆章所在的东京大学宇宙线研究所（Institute for Cosmic Ray Research，the University of Tokyo，简称ICRR），是隶属东京大学的一个顶尖科学研究所，在世界宇宙线研究领域享有盛誉，始建于1950年2770米的朝日山上的一间小茅屋观测站，1953年发展为东京大学宇宙射线天文台（俗称Norikura天文台），是日本第一个大学研究机构，1976年改称东京大学宇宙线研究所（ICRR）。东京大学宇宙线研究所（ICRR）总部位于东京大学的千叶县柏市校区，通过观察各种宇宙射线粒子，研究宇宙中的高能现象和基本粒子。东京大学宇宙线研究所（ICRR）成功的案例包括：超新星SN1987A中微子爆发的观测、中微子的发现。

目前，该研究所有3个研究室：中微子与天体室，高能量宇宙射线室，天体物理学和重力室；下属3个野外观测站；神冈天文台（岐阜县神冈市），Norikura天文台（2770米海拔，岐阜县），明野天文台（山梨县），全部工作人员100余人，年度经费约20亿日元左右。

此外，东京大学宇宙线研究所（ICRR）有2个主要的实验设施在日本以外地区：美国犹他州、中国西藏羊八井。中日合作的羊八井宇宙线观测研究，自1990年正式开始以来，取得了许多引人注目的重要成果。中日充分利用羊八井的地理优势，加强中子堆和中子望远镜的研究，以此深入研究太阳活动处于极大期的太阳物理现象等。东京大学宇宙线研究所（ICRR）具有完备的科研工作条件：包括一个图书馆，拥有完整的详细研究宇宙线的资料，其超级计算机和一个大型数据库可快速方便地与世界各地连接获取大量研究信息，保存宇宙线观测站常年运行采集的大量原始数据，并对这些原始数据进行处理。

（本文为国家软科学研究课题

《顶尖科学家、科技创新领军人才成长规律研究》的一部分）

（作者系北京大学科学研究部研究员）