2000年來的20年間，日本共有19位科學家獲得諾貝爾自然科學獎，平均每年一位，令世人驚嘆。 日本何以取得「井噴」式成就？日本科學「井噴」最不可忽視的原因是，該國在經濟快速發展時持續加大科研投入，在經濟形勢嚴峻時依然不吝於科研投入，並把堅持原始性科技創新作為改觀日本前途的必由之路。
北京時間10月9日傍晚，2019年諾貝爾化學獎揭曉，授予約翰·班寧斯特·古迪納夫（John. B. Goodenough）教授、斯坦利·惠廷漢姆（Stanley Whittingham）教授、吉野彰教授。
吉野彰出生於1948年1月30日，出生於日本大阪，現年71歲。吉野教授於1970年從京都大學工學部石油化學科畢業，1972年獲工學碩士學位，2005年獲大阪大學工學博士學位。1972年，吉野彰進入旭化成工業株式會社，1994年擔任AT&T技術開發部長，1997年擔任旭化成工業株式會社離子二次電池事業推進室室長。2005年至今，吉野教授擔任旭化成工業株式會社吉野研究室室長。
此前，日本曾於2000年至2002年連續三年摘得諾貝爾自然科學獎桂冠。這次，日本又摘得諾貝爾自然科學獎桂冠。
日本在邁入21世紀的最初20年裡，平均每年獲得1枚諾貝爾自然科學獎獎牌，將過去的諾貝爾獎強國——英國、德國、法國遠遠甩在身後，令國際社會驚嘆不已。人們不禁要問，日本何以在21世紀初期出現諾貝爾獎井噴現象？
以下，擬從宏觀、中觀和微觀三個視角嘗試考察一下導致日本在21 世紀初期出現諾貝爾獎井噴現象的可能原因。
1 二戰後日本的經濟、科研和教育
統計表明，2000年以後的日本諾獎獲得者的獲獎研究成果大都是在上個世紀70、80年代前後取得的，比他們的獲諾獎時間要早二、三十年。
大隅良典的獲獎研究成果實際上也是上個世紀80年代末90年代初在東京大學執教期間取得的，距今已有二十多年。
因此，如果要從宏觀視角探尋導致21世紀初期日本諾貝爾獎出現井噴現象的原因，有必要將視線投向上世紀的七、八十年代，乃至六十年代。當時的日本社會一定發生了某種巨大的變化，使得當時的科學家有條件取得足以獲諾貝爾獎的研究突破。
1.1 戰後經濟的飛速發展
經濟的發展無疑對科技的發展起著重要的促進作用。科技的發展需要足夠的優秀人才、先進的實驗儀器設備和充裕的研究經費，這些要素無不需要堅實的經濟基礎。實際上，日本上個世紀六、七十年代的經濟發展就提供了這樣的一個後盾。
在上個世紀60年代，日本政府制定了著名的「國民收入倍增計劃」，推動經濟以近於10%的年平均增長率持續高速增長。
和湯川秀樹有深交的，京都大學名譽教授佐藤文隆在接受日經社採訪時就提到了經濟要素對科技發展的作用：「70年代之後日本科學十分具有活力。伴隨著經濟發展，日本的理論研究和實驗都達到了世界頂尖水平。湯川秀樹點燃了火種，而助長火勢的就是經濟發展。」
1.2 科研經費投入持續增長
1960年，日本在制訂「國民收入倍增計劃」的同時，還制定了與此目標相呼應的「振興科學技術的綜合基本政策」，提出要力爭將國民收入的2%用於科研。下圖揭示了這一時期日本研發費投入佔國民收入及國內生產總值之比的實際增長情況。該圖顯示，2%的數值目標進入七十年代後不久即告達成，也就是說，日本上個世紀七十年代初的研發投入強度就接近達到了我國今天的水準。
20世紀70年代兩次石油危機對世界經濟造成很大的衝擊，但日本國民生產總值仍然增長了1.8倍。在科研資金的投入方面，1971年提出的目標是，將國民收入的3%用於科研。由於國際經濟發展的影響，這一目標在實踐當中受到影響，研發經費的增長低於60年代，但到1975年，日本的研發經費總額還是達到2.62萬億日元，佔國民收入的2.11%，超過了法、英兩國的研發經費總額，步入科技大國的行列。
主要國家研發費投入佔國內生產總值之比的推移
從上圖中可以看出，20世紀最後的20年裡，除去泡沫經濟破裂之初的三、四年，日本的研發費投入佔國內生產總值之比基本上處於不斷攀升的態勢。事實上，即使在泡沫經濟崩潰之後面對著嚴峻的經濟形勢，日本政府也依然不吝嗇於科研投入。由2015年諾貝爾物理學獎得主梶田隆章主持的超級神岡探測器便建於1991年，耗資約104億日元。可以說，如果沒有這臺領先世界的儀器，梶田想要作出諾獎級研究幾乎是不可能的。
前已述及，2000年以後的日本諾貝爾獎得主的獲獎研究成果大都是在20世紀七、八十年代前後取得的。換言之，日本21世紀初期的諾貝爾獎獲獎者大多數是在日本將研發費投入佔國民收入之比提高到2%之後才取得重大科技突破的。這一點非常重要！
從圖中還可以發現，德國、法國，尤其是韓國近年來的研發費佔國內生產總值之比也相當之高，但卻沒有像日本一樣培育出眾多諾貝爾獎得主。由此看來，加大研發費的投入只是取得諾獎級科技突破的必要條件，並非充分條件。因此，有必要進一步考察其他因素。
1.3 第二次教育改革卓有成效
本世紀日本諾貝爾獎獲得者接受義務教育和高等教育的年代大多集中於上個世紀五、六十年代，而當時日本的教育正經歷著一場深刻的變革。
學界一般認為日本經歷了三次教育改革，第一次改革從明治維新開始到第二次世界大戰結束為止（1868-1945）。這一時期的教育體制與西方啟蒙運動以來的教育理念相悖，目的是讓個人服從於國家。
大日本帝國明治天皇《教育敕語》，於1890年頒布，是這個教育體制的最高綱領
可想而知，如此僵硬的體制必然會退出歷史舞臺，1947年頒布的《教育基本法》提供了一種新的選擇，即用和平主義和民主主義教育取代以往的國家主義和軍國主義教育，對教育理念、學校制度、課程教學等多方面進行了改革。例如許多國際知名的文學作品被寫進教科書，而這些作品無不洋溢著科學精神，包含尊重人權與個性、世界的合作與和諧等要素。戰後開始的這場改革被稱作為第二次教育改革。日本的第三次教育改革從七十年代開始，直至今日仍在繼續。
《教育基本法》 御署名原本。來源：國立公文書館
從時間上看，與諾獎井噴關係最為密切的是第二次教育改革。
日本大學教育在經濟高速成長期得到了很大的發展。首先，大學數量明顯增加。1960年至1970年間，日本高等教育機構的總數從525所增加到921所，增加了75%。相對應的，大學生數量大幅增加，1970年的在校生數量（168.5萬）是1960年（71萬）的2.4倍。日本的大學教育在六十年代中期儼然進入了「大眾化階段」。這為大幅度提高公民科學素養奠定了基礎。
這一時期，日本大學的學科結構也發生了顯著變化。經濟的高速增長加大了對理工類人才的需求，工程類學生的比例從1960年的15.4%上升到1970年的21.1%，人文學科類學生的比例則從1960年的15.4%下降到了1970年的12.7%。
教育經費的增長也成為這一時期的一個明顯特徵。日本教育經費佔國民收入的比例從六十年代起一直處於上升趨勢，到1977年這一比例已經達到了8.02%。同時，高等教育經費佔教育經費的比例也穩步上升，從1960年的13.4%上升到了1970年的16.9%，中間有些年份甚至超過了18%。
第二次教育改革不僅使日本的大學教師獲得了更多研究自由和穩定的經費支撐，而且還使學生獲得了更多參與科學研究的機會，得到了更多科學研究訓練。這些無疑會對日本學者的科學研究產生積極影響。根據湯森路透的數據，1982年日本在五個科學領域中發表的論文數量為12534篇，僅次於發表數量為33744篇的美國，位列世界第二，而當年世界總論文發表數量僅為121739篇。
要而言之，日本經濟從上個世紀六十年代開始進入高速增長期，歷經十餘年一躍成為世界經濟強國。伴隨著經濟的發展，日本的研發經費投入總額和研發經費投入強度也在不斷增大，這為科技發展奠定了堅實的物質基礎。經濟的發展需要補充大批高質量的專門人才，特別是理工科人才，這就要求大學擴大教育規模、調整學科結構，增加經費投入，提高辦學質量，改善治理方式。這些因素綜合起來，給日本的諾獎得主們創造了一個得天獨厚的教育環境和研究氛圍。
日本高校培育21世紀諾貝爾獎得主情況
從圖中可以得出以下兩點信息：
第一，日本的諾貝爾獎得主們大多在名古屋大學、東京大學、京都大學等國立綜合大學接受了教育。這也從一個側面說明日本本土的高等學府，特別是國立綜合大學已經具備培育出眾多諾貝爾獎得主的條件。
第二，名古屋大學和東京大學在這一方面表現尤為突出。進入21世紀後，名古屋大學出身的下村修、益川敏英、小林誠、天野浩等先後摘得諾貝爾獎桂冠，使得名古屋大學的積分攀升至13分，佔據明顯優勢。因此可以說，名古屋大學是日本高等學府的典型代表之一。
學風開明、自由
二戰結束之前，日本在本土內一共設立了七所帝國大學：東京帝國大學、京都帝國大學、東北帝國大學、九州帝國大學、北海道帝國大學、大阪帝國大學、名古屋帝國大學。這七所帝國大學二戰後被改造成了以研究為主的國立綜合大學。作為一所研究型大學，名古屋大學教師中「科研至上」的觀念可謂根深蒂固。1992年、2007年的卡內基大學教師國際調查顯示，七成左右的日本大學教師在教育與研究中更重視後者。在國立綜合大學中，這種傾向更為嚴重。儘管在學生趨於多元的高等教育後大眾化階段，這種研究至上的辦學模式已經引起日本民眾越來越多的非議，但它在研究人才的挖掘和培養上確實存在諸多優勢。
而且，名古屋大學還是日本最年輕的帝國大學，它的創立要比第一所帝國大學——東京大學晚六十多年。為了同老牌帝國大學競爭，名古屋大學教師的晉升相對比較快，以致該校教授和副教授大都比較年輕，學術風氣也更為開明、自由與民主。名古屋大學副校長渡邊芳人在2009年接受記者採訪時指出：「名古屋大學的校訓是『做有勇氣的知識分子』，其含義不僅僅是培養獲取已有知識的人才，而且是有勇氣抱著懷疑精神進行研究的人……並且，導師的開明可以說是一個重要因素……」
名古屋大學的開明、自由與民主還體現在不拘一格地選拔人才上。2001年諾貝爾化學獎得主野依良治原本畢業於京都大學，碩士畢業後留校擔任助教。在他決定離開京都大學、但尚未找到去處之際，兩位名古屋大學的教授熱情地將其邀請到自己所在大學擔任有機化學講座的副教授並任講座負責人。當時野依在學術界並不出名，刊發其不對稱合成研究成果的雜誌影響力也不高。但是名古屋大學依然肯定了他對待學術的態度和能力，並破格錄用了他。
綠色螢光蛋白的發現者下村修1960年被名古屋大學破格授予理學博士學位，但他當時只是名古屋大學理學部的一名進修生，博士論文也只有六頁。由於他首次製得海螢螢光素的結晶，並揭示了其化學結構，獲得了國際同行的高度評價，故儘管他只是一名專科畢業生，而且在名古屋大學只進修了兩年，但是名古屋大學仍然破格授予其最高學位。正是因為有了這張博士文憑，下村修隨後才得以前往普林斯頓大學做博士後研究，並最終發現綠色螢光蛋白。
藍光二極體的發明人之一赤崎勇從松下技術研究所調回名古屋大學時已年滿51歲。為了支持他開展化合物半導體研究，名古屋大學花巨資專門為其建造了一間無塵實驗室，而當時日本的大學普遍都還沒有無塵實驗室。此後，為回報名古屋大學，赤崎將自己的研究室建設成了一座「不夜城」，並為名古屋大學培養出了一名年輕的諾貝爾物理學獎獲得者——天野浩。
2.2產學合作活躍
名大在名古屋市的位置
名古屋市與豐田市等城市一起形成了世界知名的汽車工業都市圈，即著名的「中京工業地帶」。坐落在工業都市圈中的名古屋大學與產業界的合作不僅非常緊密，而且由來已久。渡邊副校長在接受採訪時曾強調指出：「名古屋大學所在的製造業發達的名古屋地區，有豐田汽車等集團，應該說名古屋大學的工學和產業界聯繫最為密切，開展產學研合作是一個重要內容。」
名古屋大學在舊制帝國大學中比較早地設立了和企業合作的「共同研究中心」，在校內營造出了一種濃厚的產學合作研究氛圍。野依良治可謂是開展產學合作研究的一個典範。野依非常重視三「際」，即國際、學際和社會際。社會際主要指大學和產業界之間的交流合作。他認為：雖然日本當時在許多領域已經具有比較高的論文引用頻率，但是產生了強烈影響的研究並不多，因此，需要藉助產業界來使研究成果走向應用，以擴大研究成果在社會上的影響。這就要求大學高度重視產學合作。實際上，野依在不對稱合成反應領域取得的重大科技突破可以說是和高砂香料工業、帝人株式會社等產業界合作夥伴開展協同創新的結果。
產學合作在日本受到了高度的重視，尤其是在高等教育經費受限，日美「技術摩擦」加劇的情況下。實際上，東京大學、京都大學、北海道大學、東北大學等日本國立大學也都建立了產學合作研究機構，開展合作研究。譬如，東京大學小柴昌俊主持的神岡探測器項目就離不開企業的大力支持；田中耕一獲獎更表明日本的企業通過開展產學合作已具備了作出諾貝爾獎級科技突破的實力。
總的來說，以名古屋大學為代表的日本高等學府，特別是國立綜合大學重視科研、敢於打破常規，努力為學生及任教人員自由開展科學研究創造良好條件；並通過與產業界開展產學合作，實現互惠雙贏，大幅度地提升了大學和企業開展原始性科技創新的能力。
3 日本的科學工作者
日本的科學工作者給大多數人留下的第一印象大概都是工作態度認真嚴謹。對日本的諾貝爾獎得主逐一進行考察之後，不難發現他們身上還具有一些其他共性。
3.1 師承關係密集
即使是在世界範圍內，日本科學工作者中密集的師承關係也是十分突出的。
在三個諾貝爾自然科學獎項中，日本得獎人數最多的獎項是物理學獎。故以物理學獎為例，概覽一下「名師出高徒」現象在日本諾獎獲得者中的體現。
小柴和梶田師徒二人是以不同時期做出的不同研究成果分別獲得諾貝爾物理學獎的，赤崎勇和天野浩則是以同一時期在同一領域做出的研究成果同時獲得諾貝爾物理學獎的。1981年赤崎回到曾經擔任過副教授的名古屋大學工學部電子工學科任半導體講座教授，進行藍色發光二極體（LED）的研究。1982年，還是大學本科四年級學生的天野浩加入到赤崎勇實驗室。二人經過十年的努力，終於在1992年成功得到了高亮度的藍色發光二極體。同年赤崎勇從名古屋大學退休轉到名城大學理工學部任特聘教授，天野浩也跟隨其老師前往名城大學任講師。這種師徒二人共同進行研究、共同獲獎的情況可以說是師承關係的典型體現第三個例子來自於2008年的物理學獎得主益川敏英和他在名古屋大學的導師坂田昌一。投身物理學界的契機來源於1955年高中時代的益川在雜誌上讀到坂田昌一的一篇論文，內容是一個由質子、中子和λ粒子構成的複合粒子模型。他曾在演講稿中寫道：「原來我的想法十分膚淺，以為科學還是歐洲那邊19世紀以前弄出來的東西。如果這件事發生在首都東京，我也許不會關注，但是就在我居住的名古屋，科學在發展！由此我產生了想要加入他們的強烈願望」。正是因為看到了這篇論文，益川才決定考取名大的物理學系，並最終成功通過入學考試，進入了坂田昌一實驗室。坂田在他的時代也是聲名赫赫的物理學家，可謂是諾貝爾獎級別的大師，雖然他自身沒有獲得諾貝爾獎，但他的學生為他圓了諾獎夢。
4 結語
實際上，日本雖然遭遇了「失去的二十年」，但研發經費的投入總量即使在泡沫經濟破滅後的蕭條期也沒有出現下跌。目前，日本的全社會研發經費投入強度仍然在3.0%以上，明顯高於美、德、法等國。日本的第三次教育改革的確遇到了一些難題，青年學生因貪圖安逸越來越不願意出國留學，大學行政法人化迫使部分教師不得不由基礎研究轉向應用研究，這些對基礎研究的發展不可避免地會產生一些消極影響。但是，日本的教育體制和科技體制的運轉仍然比較正常，而且科學工作者的價值取向和精神狀態並沒有發生明顯的變化，因此有理由相信，日本的50年30個諾貝爾獎計劃完全有可能順利完成。只是當中國躋身於創新型國家行列之後，很有可能會奪走更多的諾貝爾獎，以致日本的諾獎井噴現象很難維持太久