美国大学科研工作的一些特点

美园现有大学(包括学院,下间)三千零三十大所,大部分都是四年制的综合性大学和专业学院,还有相当一部分二年制的社区学院和初级学院,初级学院已有多年历史,早期的初级学院多巳升格为四年制的文理学院,而社区学院从六十年代以来获得迅速发展。

美国的大学是多种多样的,其组织形式,专业设置和培训目标大不相同,大学的教学规模也相差十分悬殊。象著名的加利福尼亚大学,设有八个分校,学生有十二万人之多;威士康辛大学和伊利诺斯大学的学生人数也在五万人左右。一九七四年,美园有三十四所大学的学生人数均超过三万人,然而,有三百多所大学的学生人数均不足二百人。

六十年代以来,萸国大学教育发展很快,学生入学人数激增。一九大O年美国大学学生注册人数三西七十九万人,到一九七五年达到一千零二十万人。操美国教育部门估计,到一九八二年,美闊大学学生注册人数将达到一千一百九十五万人。

加逮培养科学家、工程师和高级科研人才是燙园敏育发晨的一个重要特点。因此,研究生教育在大学敏育中占有很重要的地位。一九六O年美国研究生人数仅三十万零五千人,到一九七六年,研兜生人数巳发晨剃一百三十二万人。一九七七年美霄有三万七千人获得博士学位,三十三万八千人获得硕士学位。

美国大学开展科研活动已有一百余年历史。一八六二年美剐耶鲁大学第一次授予自然科学博士学位和一八七大年约翰·幂普金斯大学酋先刨办研究院,标志耆美国大学开晨科研工作和培训高级科研人才的起点。目前,獒国已有六百多所大学不同程.度地开展科研活动。但是,科研工作却高度集中在二百八十多所能授予博士学位的大学,它们所使用.的科研经费占美国全国大学科研经费的百分之九十八。这种高度集中的状况,部分地反映出科研工作,特别是基础研究与研究生教育的密切关系。科研工作已成为研究生教育不可分割的组成部分。科研]作集中在少数名牌大学的现象尤为突出。例如,麻省理工学院、加利福尼亚大学、斯坦福大学、密执安大学、加州理工学院哈佛大学、威士康%大学、普林斯顿大学、约翰·常普金斯大学、康乃尔大学,这十所大学的学生注册人数只占美国全国大学生人数的百分之四,所授予的学位只占美国全国大学授予学位人数的百分之六,然而,它们却接受阂家航空与航天局对大学科研拨款的一半,国肪部对大学科研拨款的三分之一,还搂受其他政府部门和工业企业的大量科研拨款。它们链年的科研经费都在数千万美元,有的甚至超过一亿美元。

一九七七年美国大学的科研经费共五十一亿a千万美元(其中有大学管理的政府科研中心的科研.经费十一亿七千万美元),占美国全国科研经费的百分之十三左右。一九七六年美国大学有专职科研人员六万四千人(其中有政府研究中心的专职科研人员一万三千人)。

大学既是教学中心,

又是科研中心

在美国,发展科学技术的特点之一恐加强大学在研究工作中,特别是在基础研究中的作用。二次大战以前,美国的大学是传统的教育机构,科研工作的规模较小,科研工作主要是以教学人员个人兴趣为转移,作为教学工作的一项付产品。当时,研究工作几乎全是基础理论性的,由教学人员兼作研究工作,专职研究人员很少。政府对大学的科研括动很少支持,提供的研究经费十分有限。到二次大战前夕,美国有一千四百多所大学,只有一百八十所大学开展部分研究工作,全国大学总的科研费用不到五千万美元,因此,美国大学的科研工作,特别是蕃础研究仍落后于西欧国家,美国工业部门主要依靠引进德国和英国的基础研究成果来发展美国的技术。在二次大战中,美国政府为了动员大学的科研力量为战争服务,曾经大力扶植大学的科研工作,特别是从五十年代后期以来,美国政府对大学的科研拨漱不断增加,使大学科研工作的规模迅速扩大。目前,美国大学的科研工作已占美国全国科研工作的百分之十三,大学的基础研究已占全国基础研究的五分之三。美国大学既是培养高级专门人才的敏学中心,又是大规模开展科研工作的中心。

根据学生注册人数和开展科研工作的规模,美国的大学基本上可分为三种类型:

第一类:既从事大规模教学工作,又开展大量科研活动的学校。例如加利福尼亚大学,有学生十二万人,教师八千七百多人。该校除所展的院系实验室和研究所开展科研工作外,还管理着美国联邦政府能源研究发展暑的(原屠原子能委员会)三个重要的大型科研中心:劳伦斯伯克利实验室、劳伦斯利弗莫尔实验室和洛斯阿拉摩斯科学实验室。这些研究中心曾经对美国高能物理学、核物理学的发展和各种核武器的研制工作作出了重大贡献。

第二类:以开展科研工作和培训高级科研人才(科学博士)为主的学校。这类学校相对来说,学生人数不多,研究生所占比例很大,师资水平高,研究力最雄厚,接受联邦政府大量科研合同并管理着联邦政府的重要科研中心。例如,加州理工学院,麻省理工学院、普林斯顿大学、约翰,霍普金斯大学等。

加州理工学院一九七八年共有学生一千七百人,本科学生和研究生各占一半,教师却有七百二,十人之多,除个别教师外,都具有博士学位。加州理工学院管理着美国国家航空与航天局的重婴大型科研中心一喷气推进实验室,是接受国家航空与航天局科研合同的主要大学之一。喷气推进实验室一九七六年有科研人员三千三百名人,科研经费一亿九千三百万美元。

麻省理工学院现有学生八千人,其中一半是研究生。教師共一千七百多人,其中具有博士学位者上千人。该校设有七十多个研究实验室和三十四个跨学科研究中心,从一年级开始就要求学生制订出研究计划和发明计划,本科高年级学生、研究生和教师都参加研究工作。该学院管理者美圜空军的奢名的林肯实验室。一九七六年林肯实验塞的研究经费达九千万美元。

洛克菲勒大学更为独特,它的前身是一九O一年建立的洛克菲勒医学研究所,一九五四年改为大学。该校只有研究生一百人,没有本科学生,每年招收研究生二十人。但是,它却有教师四百五十人。从一九五九一九七五年,该校培养了二百七十五名博士并有一人获得诺贝尔奖金。它既是一个专门研究生物和医学的研究所,又是一所专门培养高级科研人才的大学。洛克菲勒大学的师资水平很高,先后有十六人获得诺贝尔奖金。

第三类:是以教学工作为主的学校,虽然也制订了科研工作计划和培训研究生的计划,但规模很小。例如,路易斯安那州立大学虽有学生四万出人,但研究工作較少开展。又如美国二年制的初级学院和社区学院,虽然发展很快,学生已达二百多万人,基本上不开展科研工作,以培训学生准备就业或转入四年制大学为主要任务。

美国大学集中了很大一部分美国的优秀科学家。美国具有博士学位的科学家和工程师百分之六十都在大学工作。他们不仅从事敏学工作,而且大力开展科研活动。美国大学很重视让高年级学生和研究生参加科研工作,如果把它们从事的科研工作按时间换算成专职的科研人员,就相当于美国大学实际,上增加了四万三千名专职科研人员。大学的教学与科研工作密切结合,既提高了教学水平,又提商了学生和教师的科研工作能力。

大学是基础研究和跨学科研究的主要基地

在美国,蔷础研究主婴是在大学里进行的。一九七七年,大学所使用的基础研究经费占全国基础研究经费的百分之六十一(包括大学管理的政府科研中心的基础研究费),其次是应用研究,研制工作很少进行。

二次大战前,美国大学的基础研究比较薄弱。到了战争时期,基础研究落后的弱点充分暴露出来,雷达研究就是一例。美国政府曾经动员了大量科研人员开展雷达研究,仅麻省理工学院的无线电实验室就有四千多人。然而,最先研究出雷达的却是英国。因此,美国从雷达研究的教训中认识到:探索性研究可能同时在几个国家进行,但最先获得成功的必定是基础知识最雄厚的国家。

五十年代,美国国防部、原子能委员会和国家航空与航天局大力支持大学基础研究。当时,国防部对大学科研的拨款就占大学科研经费的一半。基础研究对美国军事研究带来了一系列重大成果.例如,核研究的结果出现了“鲑鱼"号核潜艇的动力装鸞;对氮化合物聚合作用的研究制成了"北极量”固体燃料火箭;射电天文学的研究导致发明无线电导航设备等等..

五十年代初,物理科学研究在美国大学的基础研究中居首位,其次是生命科学(包括生物科学、农业科学和临床医学).工程科学、社会科学和其他领城。在物理科学研究中,高能物理学处于优先地位,其次是核物理学、固体物理学和古典物理学.美国一些著名大学大都进行高能物理学研究。例如,斯坦福大学的斯坦福直线加速器中心,麻省理工学院的贝茨直线加速器实验室,加利福尼亚大学的劳伦斯伯克利实验室等。

六十年代以来,生命科学研究在美国大学的基础研究中处于首要地位。从一九六四到一九七四年的十一年中,生命科学研究都占美国大学基础研究经费的一半左右。其次是物理科学、工程科学、环境科学和社会科学。

七十年代以来,美国大学的基础研究在一定程度上转向环境科学、能源研究、生物科学、癌症和心血管病的研究等。

科学技术领域的互相渗透是当前科学技术发展的一个很重要的特点。一方面学科越来越多,分工越来越细,另一方面是学科之间的相互联系越来越密切,越来越朝着综合的方向发展,新的边缘学科不断出现.美国一些著名大学由于各种科学人才汇集,学科广泛,设备比较完善,学校内部的组织机构受旧传统的束缚较少,因此有利于跨学科研究的发展,从五十年代以来,美国不少大学纷纷建立各种跨学科研究中心.这种研究的组织形式使不同学科的科学家汇集一堂,互相交流各种学术观点,瓦相启发和互为补充,不但促进了本学科的发展,也经常出现新的边缘学科。

麻省理工学院是美国大学中开展跨学科研究的主要大学之一。它目前已建立了三十七个跨学科研究实验室和研究中心,打破了各系、各学科,甚至各学院之间的学科界限,进行协作研究,共同解决只靠一门学科难以解决的尖端科研项目.它甚至要求数学工程师和物理工程师都要学习社会科学、管理科学和生命科学。因此,麻省理工学院为了适应管理科学和社会科学对自然科学的渗透,于一九五0年在该校新设立了管理学院,以及人文科学和社会科学学院。

目前,麻省理工学院设立的跨学科研究中心主要有:电子系统实验室、电子学研究实验室、核科学实验室、材料科学与工程研究中心、空间研究中心、能源实验室、运轨研究中心,以及癌症研究中心等。此外,麻省理工学院为了适应现代科学发展的特点,使其科研组织形式更为灵活,一旦需要几个系共同攻关时,马上就组织起临时性的跨学科研究机构。各有关院或系的研究人员也经常互相求教,例如,血液的流动和血液与活组织超低温保存的研究经常微要借助于运轨科学和流体力学等学科。

政府在大学设立大型科研中心

美国联邦政府在大学设立大型科研中心,是从二次大战初期开始的。这是美国政府动员大学的科学人力和物力为战争服务的一项重要措施。早期成立的科研中心有:加利福尼亚大学的洛斯阿拉縻斯科学实验室和劳伦斯伯克利实验室;约翰·霍普金斯大学的应用物理学实验室等。战后,又新建了许多研究中心,如加州理工学院的喷气推进实验室;麻省理工学院的林肯实验室,哥伦比亚大学的辐射实验室,加利福尼亚大学的劳伦斯利弗莫尔实验室等。

这些中心是由联邦政府出资,由一所大学或几所大学,有的由几十所大学共同进行管理并在科学上进行指导,其研究计划是根据联邦政府有关部门的研究任务确定的。在组织上,这些研究中心虽然也受大学管理,但都是独立的研究机构。这些研究中心由于接受政府部门的大量科研拨款,不但研究经费充裕,规模庞大,拥有各种先进的仪器设备,而且吸收了大学的许多优秀科学家参加研究和指导研究工作。因此,不论在战时和战后时期均取得了很多重要成果,特别是对美国发展核武器、弹道导弹、人造卫星、宇宙飞船、无线电电子设备等军事科研作出了重大贡献。

例如,加利福尼亚大学的洛斯阿拉摩斯实验室从一九四三年建立以来,先后设计并制造了美国第;一颗原子弹和第一颗氢弹。目前美国武器库中大多数的核武器都是在这个实验室研制出来的,至今仍是美国研制核武器的主要基地。

阿贡国家实验室于一九四六年创建,由芝加哥大学和阿贡大学联合会共同管理,是美国著名的快中子增殖堆的研究基地。它在快中子反应堆物理学和反应堆安全的研究方面,以及超导磁铁的设计和加工方面都处于领先地位。

美国政府在大学设立的科研中心,目前都已成为美国政府的科研忏干力量。

圍绕大学发展地区性科学与工业研究中心

五十年代以来,随着美国大学教学和科研工作的迅速发展,以及联邦政府对科研工作的大量拨款,伴随出现了一些以科学研究为基础发展起来的新兴工业部门,如波士顿一剑桥地区和旧金山地区兴起的无线电电子工业和半导体工业,在洛杉矶地区聚集的航空与宇航工业.因此,美国大学科研工作的发展对新兴工业的布局产生了重大影响,出现了一种新的趋势,即工业科研机构和工业公司围绕着大学发展起来,而不像二次大战前那样,工业研究机构是围绕着大型工业企业兴建的.这样,工业实验室和研究所可以聘请大学的科学家和教学人员.充当工业研究的顾问,共同参加研究工作,参加会议,给公司人员讲课,使大学的基础研究成果和新的科学思想能迅速转移到工业实验室来,从而缩短理论研究到生产的周期。另一方面,大学的学生和教师则可利用工业实验室的优越条件,共同进行研究,并可聘请公司的高级专家来校讲授先进的专业课程,从而大大提高教学水平。

目前,美国已形成了五个主要的地区性科学与工业研究中心。它们的共同特点是:拥有大规模开展科研活动的名牌大学,大量的工业研究所和实验室,以及力量雄厚的政府科研中心。

例如波士顿——剑桥中心,是围绕哈佛大学和麻省理工学院发展起来的。二次大战初期,美国政府决定在这两所大学新建四个重要的实验窄,即哈佛大学的无线电研究实验室和心理与声学实验室,以及麻省理工学院的辐射实验室和伺服机械实验室。这项决定后来成为美国东部六个州科研机构大发展的起源。当时,美国各地的科学家和工程师纷纷受聘到此工作,如辐射实验室的研究人员一度多达四千人。

战后,美国空军和海军相继又新建几个重要的研究机构,例如,一九五一年在麻省理工学院建立的林肯实验室。目前,在林肯实验室新址所在的美国一百二十八号公路沿线聚集了几百家工业研究机构和工业公司,新建的建筑群延伸二十多公里。

波士顿——剑桥中心现有一百所大学与学院,七百八十多个工业实验室和工业公司,以及二十多个政府科研机构,科研人员达五万余人,形成了一个庞大的地区性科学与工业研究中心。

又如旧金山——帕洛阿尔托中心,它是围绕斯坦福大学、加利福尼亚大学和加州理工学院而形成了另一个强大的地区性科学——工业研究中心。

斯坦福大学由于在二次大战前研制成功第一台电阻调谐振荡器,以及速调管,战后又发现核磁共振现象,而吸引了大批电子工业公司在此兴建工业实验室。目前这里已形成了美国半导体的集中产地——“硅谷”。美国最大的半导体公司之一的仙童公司,西方最大的激光公司之一的频谱物理公司和相干辐射公司都兴建于此。又由于这里有著名的加州理工学院喷气推进实验室和通用航空喷气公司,从而吸引了大批航空和字航工业研究机构,使航空与宇航工业在这一地区得到蓬勃发展。