自牛顿以来的科学家--近现代科学-第25章
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共决策的失误、决策成本的增加、官僚机构的低效率等。制定公共决策是一个比较复杂的过程，存在着多种障碍和制约因素，使得政府难以真正做到正确合理。同时，公共决策是各种利益集团妥协的产物，难以代表全体公民的利益。政府有不断扩张的倾向，使得政府的财政支出逐年扩大，增加了决策成本。由于政府垄断了公共产品的供应，一方面因缺乏竞争、没有追求利润的动机，会导致机构臃肿、人浮于事、效率低下，另一方面，政府官员可能用公共产品交换私人产品从而获取个人利润，产生腐败。总之，政府失灵与市场失灵一样，同样会导致社会资源浪费、经济效益降低、资源配置低效、社会福利减少和政府开支的增长等一系列弊端。
政府失灵决定了社会经济活动的一部分功能必须由除政府、营利的机构个人或者企业之外的第三者（通常是非营利机构，大学是典型的非营利机构）来承担。
那么，在何种意义上科学研究归于市场失灵或者公共产品？科学研究中一些科研活动具有公共产品性质。一个国家的社会公益类科研机构提供的服务都认为是公共产品，则这些科研机构可视为政府或者非营利机构，如果把社会公益类科研机构的服务认为是私人产品，则这些科研机构就是营利的企业。
因此，政府所做的大多数科学研究是介于学术型科学家所做的基础研究和产业型科学家所做的应用研究的那种中间性研究工作。几乎所有的政府科学都有最终的使用目的，但它一般不像产业科学那样目标是事先预定的、近期能够实现的、有明确的成果界定标准的，也不像高校或者某些非营利研究机构那样自由地探索人和自然现象而不考虑其经济应用前景，而是涉及到在广泛的国家利益中从事具有基础性质的长期性研究。说到底，政府科学家进行的是一种对策研究，为政府行为提供解决国内外问题的各种技术手段。
政治家应用科学以追求他的政治目标。一个重要的用途是用于军事。自19世纪中期以来，产业科学变得重要。在欧洲，19世纪是个相对和平的世纪。而20世纪则不大相同，产生了两次世界大战，不同的科学家在其中扮演了不同的重要角色。第一次世界大战是化学家的战争，第二次世界大战是物理学家的战争。
第一次世界大战中德国伟大的化学家哈伯是一个激进的爱国者，战争开始后把自己的实验室交给政府控制。哈伯发明了固氮法，避免了德国过早地崩溃。当战争进入僵持阶段，他开拓了毒气的使用。如果德国军队充分利用了哈伯的发明，也许德国赢得了战争。第二次大战中很多科学家都卷入了战争。科学家促使美国政府加紧制造了原子弹，这两颗原子弹摧毁了日本的两座城市。
二次世界大战后，科学在很多程度卷入战争，大约一半的科学家直接或者间接地与战争有关。美国和苏联两个大国的对峙和竞争把世界引入冷战。军事竞赛的结果是两国的核武器足以把世界毁灭数次。除了核武器之外，还有化学武器和生物武器也有类似的功能。
冷战结束后，苏联大批的科学家失业。美国虽然没有那么严重，同样很多的科学家发现自己没有了科研经费。虽然企业也可以生产军事产品卖给政府，但是这与政府资助军事科学直接获取成果是有区别的。
政府科学家尤其是从事军事研究的科学家需要对政治特别小心，否则很容易受到资料失密、出卖国家机密等的指控。二次大战后的奥本海默和1999年美国能源部洛斯阿拉莫斯实验室物理学家李文和事件就是典型的例子。
据美国早期的一项调查表明，科学家群体中，只有11％的科学家喜欢政府职业，31％的科学家喜欢工业职业，48％的科学家喜欢大学，剩下的1％喜欢咨询工作或者其他活动＇3＇。
5、大学与产业的合作
大学研究与产业研究的关系经历了互不相干、相互关联阶段之后，现在已经发展到了相互交叉的阶段。
在很长一段时间，大学中的纯科学观念成为主流观念。许多学术科学家认为学术研究服务于工商业会有害于基础研究，而很多企业管理者也认为大学研究不符合产业需要和国家利益，大学与产业的关系处于一种若即若离的状态。冷战结束后，科学的技术化、技术的科学化的趋势进一步加强，产业界和大学不仅发现都面临着巨大的竞争压力，也发现了相互合作的机遇。在学术科学家看来，学术研究的投入需要不断地加大，单一的经费来源不足以维持基础研究的深入；基础研究、应用研究和开发研究之间的界限变得模糊了，贡献知识的学术研究也在贡献着具有商业价值的新产品和新工艺，科学家们可望从产业界得到以研究为基础的商业投资。在产业界看来，国内外的市场竞争格局发生了变化，从“大鱼吃小鱼”变成了“快鱼吃慢鱼”，因此企业开始设法控制和投资大学基础研究，以便能够能以最快的速度把学术界的成果开发以抢占市场先机。
美国国家科学基金会于1984年开始筹建一种大学与产业合作研究组织—工程研究中心，其目的就是通过政府的政策导向，使大学学术研究的资源充分应用到工业产品的创新上，帮助产业界特别是研发能力较弱的中小企业研究开发一些带有共性的关键技术，以确保美国的经济大国地位。
受美国创立工程研究中心的影响，世界其他国家也相应地建立了类似的组织机构，如英国实施了交叉学科研究中心计划，强调与工业界共同发展有应用价值的基础研究。中国政府也先后由原中国计划委员会和国家科技委员会建立了“国家工程研究中心”与“国家工程技术研究中心”。其目的也是使大学或研究机构针对产业领域的关键性、基础性和共性技术问题，为产业界提供工程化、配套化和成熟化的研究成果。
对政府过分鼓励大学与产业的合作，学术科学家总会有一些担心。例如，国家加大资助工程研究中心会影响到对传统研究的投入，会减少对个人项目的资助，因而不利于学术研究中最富有创造性的个人研究的发展，从而干扰了学术研究的方向。
6、简单比较：卡文迪什实验室与贝尔实验室
剑桥大学的卡文迪什实验室是大学科学研究的典型，贝尔电话实验室是产业科学研究的典型。以下通过对布拉格任实验室主任时期（1938～1953年）的卡文迪什实验室与巴克莱（O。E。Buckley）任总裁时期（1940～1951年）的贝尔实验室做一个简单的比较，来具体说明学术型科学家与产业型科学家的不同＇4＇。
1）人数和人员构成。卡文迪什实验室1948年研究人员160人，研究生123人，教授3人，高级讲师4人，讲师10人，因此构成人员包括教师性质的研究人员、学生性质的研究人员和普通研究人员。贝尔实验室1950年为5700人，其中约30％的专业人员从事基础研究和基础发展研究（有80名物理学家），60％的专业人员为电气、机械、冶金和其他技术人员。
2）研究领域和成就。在卡文迪什实验室，皮鲁兹（M。F。Perutz；1914…）和肯德鲁（J。C。Kendrew；1917…）分别对血红和肌红蛋白晶体结构进行了研究，两人于1962年获得诺贝尔化学奖（大概只有一半的功劳可以记在这个时期）；克里克（F。H。C。Crick；1916…）和沃森发现DNA的双螺旋结构，两人于1962年获得诺贝尔生理医学奖；赖尔（M。Ryle；1918…1984）和休伊什（A。Hewish；1924…）对无线电物理和射电天文学开始进行研究，两人于1974年获得诺贝尔物理学奖。卡文迪什实验室进行的都是基础科学的研究。在贝尔实验室，菲斯克（James Brown Fisk）、哈格斯特拉姆（H。D。Hagstrum）等人研究磁控管，皮尔斯（J。R。Pierce）和舍弗尔德（W。G。Shepherd）发明了反射速调管，皮尔斯和康普夫纳（Rudolf Kompfner）对行波管进行了改进，皮尔森（G。L。Pearson）及其同事发明了热敏电阻，泡脱（R。K。Potter）等发明了声谱仪，在雷达技术方面做出重大贡献，布拉顿、巴丁、肖克莱发明晶体管并因此获得诺贝尔物理学奖，香农（C。E。Shannon；1916…2001）提出了信息论，发展了微波技术，发明了台式电话机。贝尔实验室进行的都是专利产品的发明研究，获得诺贝尔奖的发明也具有实用价值。
3）科学家流出。卡文迪什实验室培养出的几位获诺贝尔奖的科学家都继续在不同的大学里工作，没有一个流向产业科研组织。而贝尔实验室获得诺贝尔奖的3位科学家后来都去了大学当教授：布拉顿1962年开始任惠特曼大学访问教授，1967年任该校的物理教授；巴丁1951年去了伊利诺伊大学担任物理和电器工程两个系的教授，肖克莱1956年在硅谷创办了一家公司，公司失败后，1963年到了斯坦福大学任电器工程教授。
4）领导人对实验室的看法。布拉格认为，实验室应该把教学和研究有机地结合起来。巴克莱认为，企业研发机构必须进行基础科学研究，但是这种研究无论对于和平时期还是战争时期来说都是按实用的目的定位，贝尔实验室是以科学适于实用目的位职业的人员的最大组织。
注：
1、SCI（Science Citation Index，科学引文索引）是美国ISI（Institute for Scientific Information）利用科学计量方法对科技刊物和论文进行评价的一种工具。目前SCI收录全世界150多个学科领域的近3500种核心学术刊物，它的扩展部分还收录了5600多种刊物。刊物的质量由影响因子指标决定，影响因子是某刊物两年中论文被引用数与可以被引用的论文数之比，影响因子越高表明刊物质量越高； ISI还对某领域的刊物检索5年中每年300篇引用最多的论文，按个人、单位和国家进行统计，然后再按总引用数和每篇论文的平均引用数排序，列出高影响力论文。作为个人，他的论文能进入高影响力论文的排序行列，表明作者的研究成果具有新颖性，并且影响面较大。因此，SCI容易被管理者列为评价科学家成绩的首选指标。
2、转引自戈德史密斯、马凯编《科学的科学—技术时代的社会》，科学出版社，1985年，p109。
3、巴伯，科学与社会秩序，三联书店，1991。
4、比较的基本资料来源于阎康年所着《卡文迪什实验室—现代科学革命的圣地》和《贝尔实验室—现代高科技的来源》两书，河北大学出版社，1999年。
自牛顿以来的科学家
第三篇 不同类型的科学家（上）
第15章 理论科学家与实验科学家
克里克既不像布拉格那样的理论家，也不像佩鲁兹那样的实验家。他介于这两种类型的科学家之间。他偶尔也做点实验，但更多的是埋头考虑解决蛋白质结构的理论。他经常会有什么新发现，变得非常激动，立刻把它告诉任何愿意听的人。过了一两天他经常会意识到他的理论站不住脚，于是又回到实验中去，一直到百般无聊之中又产生了对理论的新想法为止。 ——沃森
从科学的结构来看，科学由实验（包括观察）和理论两部分构成，科学家的队伍也可以分为实验科学家和科学家。对理论没有兴趣而在实验方面做出成绩的科学家称为实验科学家，对实验没有兴趣而在理论方面做出成绩的科学家就成为理论科学家。对一些科学家而言，这可能是一个相对的概念，因为他们在实践和理论方面都有建树，且把自己理论和实验方面的贡献看得同样重要。
以物理学为例，阿西莫夫对实验物理学家和理论物理学家给出了一个描述性的定义＇1＇。
“有的物理学家会致力于在特定条件下进行精确的测量。或许，他打算测定在某些化学反应中所释放出来的热量的精确数量；或许，他打算度量某一种亚原子粒于在分裂成其他粒子、并释放出能量时的精确方式；或许，他打算知道大脑的微弱电势在某些药物作用下的精确变化。在这些工作中，他都可以称得上是位“实验物理学家”。
另一方面，一位物理学家也可能特别有兴趣去仔细钻研早已得到的测量结果，希望从中发现具有普遍意义的思想。或许，他能推导出某些数学关系式来，这些公式能够解释这
些测量结果为什么是这样的，而且，如果他找出了这些关系，就能用它们来预言某些还没进行过的测量结果。而一旦进行了这些测量，其结果又和所预言的相一致的话，他很可能就
发现了一条被称做“自然法则”的东西。试图用这种方法来获得自然法则的物理学家，就是“理论物理学家”。”
我们很难分出究竟是理论科学家还是实验科学家对科学贡献大。科学研究活动中，理论科学家和实验科学家相互配合，协同发展。在着名的英国剑桥大学卡文迪什实验室从创始人到历任实验室主任共10位科学家中，第一任主任麦克斯韦、第六任主任。莫特（1977年获诺贝尔物理奖）、第八任主任爱德华兹S。F。Edwards；1928…）是理论物理学家，卡文迪什本人、第二任主任第三代瑞利男爵（1904年获诺贝尔物理奖）、第三任主任J。J。汤姆逊（1906年获诺贝尔物理奖）、第四任主任卢瑟福（1908年获诺贝尔化学奖）、第五任主任W。L。布拉格（1915年与其父W。H。布拉格获诺贝尔物理奖）、第七任主任派帕德（A。B。Pippard；1920…）和第九任主任弗伦德（R。H。Friend；1953…）是实验物理学家。
1、理论科学家的特征
图1 物理学的三个领域
关于理论科学家的特征，可以直接引用杨振宁先生的有关物理学家的精彩的描述。杨振宁给出了物理学的划界，并说明了玻尔、海森伯、薛定谔、狄拉克、爱因斯坦等几位理论物理学家的区别。物理学的三个部分和其中的关系：唯象理论（phenomenological theory）（2）是介乎实验（1）和理论架构（3）之间的研究。（1）和（2）合起来是实验物理，（2）和（3）合起来是理论物理，而理论物理的语言是数学。
狄拉克最重要的贡献是提出了狄拉克方程。海森堡最重要的贡献是海森堡方程，是量子力学的基础。可是写出这两个方程的途径却截然不同：海森堡的灵感来自他对实验结果（1）与唯象理论（2）的认识，进而在摸索中得到了海森堡矩阵方程式。狄拉克的灵感来自他对数学（4）的美的直觉欣赏，进而天才地写出他的方程—狄拉克方程。他们二人的喜好和注意的方向不同，所以他们的工作的领域也不一样，如图2所示。此图也标明玻尔、薛定谔和爱因斯坦的研究领域。爱因斯坦兴趣广泛，在许多领域中，自（2）至（3）至（4），都曾做出划时代的贡献。
图2 几个理论物理学家的风格
理论科学家需要非常好的数学才能。这是演绎法所必不可少的。爱因斯坦在谈到牛顿时说：“他（牛顿）不仅作为某些关键性方法的发明者来说是杰出的，而且在善于运用他那是地的经验材料上也是独特的，同时他对于数学和物理学的详细证明方法有惊人的创造才能”。爱因斯坦本人的数学已经是很好的了，但他说：“我总是为同样的数学困难所阻”。由于研究的需要，他专门请了一个很强的年轻的数学助手。
尽管理论�
