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科学无国界--中德学术交流

2002年10月9日

将来,奔驰在德国公路上的也许是既不污染环境、寿命又长的汽车,而这一切可能要归功于一位年轻的中国科学家。

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亚利山大-冯-洪堡:该基金会资助的是个人,而不是项目

74年秦始皇墓兵马俑的发现轰动了世界。七千多个兵马俑神态各异,栩栩如生。但挖掘工作谈何容易。为防止挖掘通道时出现塌方,就必须对排放兵马俑的通道进行钢筋和机械加固,并且不能损坏并排排列的兵马俑。穿透1,4米宽的夯实粘土比钻透钢筋混凝土要困难得多。钻头因材料太细而发热、折断。德国科学家按中国方面的要求,设计了专门的钻探设备,使中国考古人员能够放心大胆地钻探,同时也使那些碍手碍脚的支撑结构变得多余。

中国最大河流长江流域洪灾不断,给沿岸百姓的生命财产构成威胁。1986年以来,中国科学院南京地理与湖泊研究所和德国吉森大学地理研究所就长江流域的气候变化、洪水防护和土壤侵蚀进行合作研究。中德科学家对长江沿岸300多个观测站的水流量、水位、降水、气温及蒸发等数据进行分析,并编制出洪水风险图,提出防洪措施建议。

12%的中国人都患有高血压。高血压可能导致肾病、心肌梗塞和中风。心血管病专家认为,高血压病绝大多数情况下是遗传而致,因此该病诊断和治疗方面的进展取决于能否破译导致这一疾病的基因和分子物质结构。确定与心血管疾病有关的基因,是北京阜外医院和柏林马克斯-德尔布吕克医学中心在北京设立的分子医学研究室的研究目标。

这只是中德科学家携手合作的几个例子。一个名为“交汇”的中德科学交流与合作展览正在德国巡回展出。这是德国举办的第一个有关中德科技交流的展览。德国研究联合会的许斯肯谈起筹办“交汇展”的初衷:

“举办这个展览的起因是中德科学基金研究交流中心、简称中德科学中心2000年10月19日在北京的成立,同时这也是一个回顾中德科学家卓有成效的合作历史的机会。我们努力用通俗易懂的方式来表现展出内容,让外行也能看明白。”

中德合作中心

许斯肯提到的中德合作中心是由中国国家自然科学基金委员会与德意志研究联合会共同建立的双边合作机构。中德两家机构每年各为中心出资一千万元人民币,资助两国共同的科研项目,并各派正副主任共同主持日常工作。中德科学中心的中方负责人韩建国就中心的主要任务侃侃而谈:

“到目前为止,我们主要资助的类别有这样几种,第一:加强中德科学家之间的相互了解,年轻科学家之间的了解,举办双边N+N形式的研讨会,请在这一领域较优秀的专家,双方数目大致相同。第二个方面资助图书、刊物和文集的出版,尤其是中德科学家合作成果的出版。第三个方面支持小型的仪器设备,中德科学家合作必需的小型仪器设备,支持人员互访,中国科学家到德国实验室工作一段。德国科学家也到中国来工作。”

中德科学中心在六个战略领域支持科学家开展合作研究:纳米科学、信息技术、材料、食物营养、干旱环境。纳米技术被视为21世纪的基础科技之一。“交汇展”展示了中德科学家在纳米操纵单个DNA分子构建纳米图形和纳米结构方面获得的突破。这一新方法不仅为纳米生物技术奠定了重要的实验基础,而且也与人类基因组研究和纳米电子学密切相关。中德“交汇展”上中德科学家在建筑学方面的一个合作项目结出的硕果格外引人注目,还是让中德科学中心的中方负责人韩建国来为您介绍:

“德国联邦议会建好以后,噪声非常大。中国科学家根据自己的研究,认为在玻璃上打一些微米量剂的小孔,共振吸收,达到减少噪声的效果。就在联邦议会走廊的玻璃上打了几百万个小孔,结果使噪音得到非常大的缓解。德国报纸说中国人在联邦议会打了几百万个小孔。”

中德科学中心是德意志研究联合会这个德国最大的科研促进机构与外国伙伴联合开办的唯一一个驻外常设机构。为什么中国这个科研水平与世界先进尚存在一定距离的国家受到德国研究联合会的如此重视呢?该联合会副主席艾根贝格教授说:

“中国是一个充满生机活力的国家。其发展速度令人钦羡。政府将推动科技发展视为头等大事。因此,在这方面与中国合作会带来多方面的益处。我们的一个目标是吸引年轻学者到德国来从事一段时间的客座研究,让他们不把美国当作唯一的目标。德国经济界当然也希望与中国加深联络。这一切都给了我们与中国展开良好合作的动力。”

中德科技合作史

1972年10月11日,德意志联邦共和国和中华人民共和国正式建立外交关系。从此,两国之间展开了各个领域的双边合作。科技合作的最初尝试在两国最大的综合性基础研究机构马克斯-普朗克学会和中国科学院之间展开。1974年,马普学会主席吕斯特教授访问北京,与中科院达成口头的合作协议。当时,中国进入文化大革命的晚期,对西方能开放到什么程度,中科院毫无把握。而德国方面对自我禁锢了20多年的中国更是一无所知。经过几年小心翼翼的试探,1978年,马普学会和中科院正式签署了两国间第一个科学合作协议,为双方的科技合作奠定了基础。

双方合作包括高层领导人互访、联合考察、举办讲习班、合作研究、联合培养研究生等等。合作领域涉及生物医学、生物技术、天文、地质、材料、核物理、数学、化学、研制仪器设备等。合作结出累累硕果:中科院应用数学所的马志明教授与德国科学家在随机分析研究方面取得出色成绩,成为第一位荣获马普研究奖的中国学者,得到国际学术界的承认;上海天文台与马普射电天文所和波恩大学合作进行甚长基线干涉测量研究,利用双方的设备,成功进行横跨欧亚大陆的观测。

1985年,中国科学院上海细胞研究所所长庄孝惠教授和德国马克斯-普朗克发育生物研究所所长乌里-施瓦茨教授共同倡议下,马普客座实验室在上海细胞所成立。中方提供基础设施,德方提供设备。双方科学家在这里联合研究,并举办研讨会、小型报告会和培训班等等。这一成功的模式进而发展成“青年科学家小组”和“青年伙伴小组”。中科院国际合作局西欧处的房强谈起与马普的合作如数家珍。他说:

“中科院与马普的合作从最初的人员交流现在逐步发展到了项目交流,以项目为依托的青年伙伴小组、青年科学家小组这种合作。比如我们与马普学会在生物科学领域一共建立了4个青年科学家小组,有两个已经结束了。因为青年科学家小组的期限一共是5年。到了5年它就必须解散。这是完全仿照马普青年科学家小组的样式在中国建立的。

除了这种合作形式以外,我们跟德国马普学会又在别的领域成立了伙伴小组的合作形式,它的领域涵盖了化学、生物领域、材料科学研究领域、自然科学史研究领域,还有数学研究领域。伙伴小组主要是建立在双方研究所的层面上,中科院的一个研究所和德国马普学会的一个科研所有着很长时间的合作,双方合作到了一定深度之后,可以说是水到渠成的产物。青年科学家小组或者伙伴小组为我们科学院的改革提供了新的思路,就是说科学院以后怎么发展,它的研究小组怎么发展,马普的形式可以进行一些借鉴。”

房强强调了中科院与德国合作对促进中国科研水平具有的重要意义。一般来说,中国科学家去美国从事研究是一种个人行为,于中科院的研究计划脱节,而前往德国进行一段时间客座研究的科学家则是带着国内的课题,利用德国的先进设备。在马普学会下设的研究所搞项目研究的中科院科学家的回国率是百分之百。不过,从中德科技合作中获益的不只是中国:

“可喜的一步就是我们看到德国有一些前年博士也到我们科学院的研究所来做一年的工作了。目前在我们上海有一个叫作生命科学研究院,这是一个经过整合的科研机构。它下属有8个生命科学领域的研究所,其中有一个所叫生物细胞化学所。目前在那边有两位德国的博士生在从事一年的研究工作。它那边有一个得天独厚的条件,那里有一个马普学会的客座实验室。这样的话,德国的学生也到中国的实验室也做科研工作。这也是我们比较希望看到的一点,就是双方的合作应是双向的交流,而不是一种单向的交流。

现在,马普也意识到了同我们的合作,他们获益也非常大。比如说在生物多样性方面,德国由于资源匮乏,从事这方面的研究相对来说比较困难。而我们在昆明有一个动物研究所,还有一个植物研究所。昆明生物资源占到全国资源的三分之一,生物资源的研究素材是非常多的。德国马普学会已经在昆明动物所新建了一个马普青年科学家小组,利用生物多样性资源,双方科学家共同发表成果。”

洪堡基金和中国的学者的故事

1769年9月,亚历山大-冯-洪堡在柏林降生。20岁时,他发现了自己对自然科学的热爱。在随后的70年里,他完全献身于科学研究。如果没有洪堡,那么自然地理学、近代地质学、气候学、电磁学和生态学的历史恐怕都要重写。他曾经赴中南美洲考察5年,在没有任何现代登山装备的情况下登上钦博拉索山一个高达5881米的山峰,创造了其后近30年内无人打破的世界记录。

60岁高龄时,他还前往乌拉尔、西伯利亚和中亚等地进行7个月的考察。他用生命中最后25年的时间撰写5卷本“宇宙”这部空前的科学巨著。为了弘扬洪堡对科学锲而不舍的态度和他的人文精神,德国政府设立了以他命名的基金会,让外国的一流学者和专家有机会到德国来从事一段时间的研究,除了促成与德国同行的交流之外,还在不同文化之间架起了一座桥梁。

与德国研究联合会和马普学会不同的是,洪堡基金会资助的是个人,而不是项目。申请洪堡研究金的前提是学术上的成就和从事研究的能力。全球一体化使世界各国处于一种争夺人才的竞争当中。目前,德国的高科技人员转向收入更为丰厚的行业,或是外流美国的现象十分普遍,已引起德国政界和学术界的担忧。在这一背景下,中国年轻学者踊跃申请洪堡研究金,使基金会感到格外高兴。去年,洪堡基金会为全世界1412名年轻科学家发放研究金,其中的中国学者达165人,所占比例近12%。该基金会秘书长奥斯藤博士说:

“中国在过去5、6年中,取代了美国和日本的地位。中国学者在申请洪堡研究金的人数和质量上超过了过去几十年中始终处于领先地位的国家。我们现在观察到,中国政府在培养科研后备力量方面采取及其严格的标准。在那里,年轻人想上名牌大学,竞争非常激烈。而从这些大学毕业的学生相对来说,质量就非常高。可以说,中国由于推行促进科研的政策,其科研队伍从数量到质量上都发生了飞跃。”

2002年1月31日,洪堡基金会首次向29位外国年轻科学家颁发索菲亚-科瓦列夫斯卡亚研究奖,研究金总额2150万欧元。他们用这笔资金可以在德国挑选研究所并组成自己的科研小组来从事有关课题研究。33岁的中国教授张钟就是其中的一位。在凯色斯劳藤的复合材料研究所,张钟带领一个7人研究小组钻研复合材料的长效特性。与金属材料相比,寿命短是复合材料的一大缺陷。

“比如我们做的是短纤维增强的复合材料,同时通过纳米颗粒对材料进行一些改进。我们应用的一个背景是应用在磨擦和磨损的状态下,要做耐磨材料。这样能够延长材料的寿命,通过纳米增强大大改进了复合材料和金属磨擦的表面。”

张钟的研究成果将给德国最重要的工业部门-汽车工业带来直接的实用价值:“我们希望把中间的一些材料应用在液氢环境下。液氢是很低的温度,因为现在德国的汽车工业正在考虑用液氢来替代汽油,因为汽油用得越来越少了,而且非常贵。如果用液氢的话,是一个非常清洁的能源。但是液氢需要工作在低温下,负253度,对任何一种使用材料都是个挑战。所以很多材料的性能我们还要结合在低温环境下应用。这是一个挺重要的应用方面,还有就是汽车上的耐磨材料,它的长效性能,包括能够提高它的使用寿命。”

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