2000年以后，日本科學(xué)家連續(xù)獲得諾貝爾獎，在我們國家引發(fā)了很多關(guān)注。首先，很多人納悶，日本為什么可以拿到這么多諾獎？我的答案是，當(dāng)一個(gè)國家的發(fā)展階段和積累到了，出現(xiàn)眾多的諾獎，某種程度上是必然的。

明治維新以后的150年來，日本一直在認(rèn)真地學(xué)習(xí)歐美的各種制度和科學(xué)技術(shù)。在經(jīng)濟(jì)方面，1990年代基本上就追平了歐美。90年代，從人均GDP的角度，日本趕上或者超過歐美國家。

但我理解你的疑問，那就是日本經(jīng)濟(jì)的高光時(shí)刻是在上世紀(jì)70、80年代，為什么后面在經(jīng)濟(jì)進(jìn)入停滯狀態(tài)的幾十年里，日本基礎(chǔ)科研卻獲得了持續(xù)突破。經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展與基礎(chǔ)科研突破，二者到底存在怎樣的聯(lián)系。

很顯然，從基礎(chǔ)科學(xué)研究到技術(shù)轉(zhuǎn)化落地，再到技術(shù)進(jìn)步推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展，這是一個(gè)多步驟的超復(fù)雜工程。如果說基礎(chǔ)科研尋求的是從0到1的突破，那么技術(shù)進(jìn)步就是從1到10的提升，而進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段以后，那就是從10到100、1000、10000的過程，存在無限可能。下面，我對諾獎與日本產(chǎn)業(yè)發(fā)展的影響做一個(gè)分類。

一

第一個(gè)大類型，諾獎研究給日本產(chǎn)業(yè)帶來巨大貢獻(xiàn)的例子，代表人物是2019年諾貝爾化學(xué)獎得主吉野彰（Akira Yoshino），搞鋰電池材料的。他是日本知名化學(xué)公司旭化成公司的研究人員，他的獲獎成果是鋰電池的電極材料。

日本是全世界第一個(gè)將鋰電池投入商業(yè)使用的國家，最早是1991年由索尼公司推出。當(dāng)時(shí)搞鋰電池的日本公司是很多的，旭化成是其中一家，東芝公司也有研究，索尼公司也有研究，并第一個(gè)推出類似掌上錄像機(jī)這樣的鋰電池使用產(chǎn)品。此后20年，日本企業(yè)基本霸占了鋰電池行業(yè)，且保持了對正極負(fù)極材料、隔膜、電解液等關(guān)鍵材料較長時(shí)間的主導(dǎo)權(quán)。

第二個(gè)例子是2014年日本三位科學(xué)家，赤崎勇、天野浩和中村修二因發(fā)明“高效藍(lán)色發(fā)光二極管”而獲得當(dāng)年諾貝爾物理學(xué)獎，藍(lán)色發(fā)光LED獲得了市場的廣泛認(rèn)可。

三位科學(xué)家中，中村修二（Shuji Nakamura）后來加入美籍，但他所有的成果都是在日本企業(yè)獲得的。這個(gè)企業(yè)是在日本規(guī)模很小的化學(xué)企業(yè)，叫日亞化學(xué)。赤崎勇和天野浩是在名城大學(xué)做研究，跟豐田集團(tuán)的一個(gè)下屬公司豐田合成（Toyoda Gosei Co.， Ltd.）合作。兩方幾乎同時(shí)突破了這個(gè)技術(shù)，但由于專利申請問題，雙方打官司，之后和解。

日亞化學(xué)是全球首家推出了白色發(fā)光LED燈的企業(yè)。1995年日亞化學(xué)的LED相關(guān)產(chǎn)品的收入只有約28億日元。2000年發(fā)展到約420億日元。2005年擴(kuò)大到1500億日元的規(guī)模。白色的光是由三原色構(gòu)成的，其中另外兩色，比如紅色，60年代就突破了，但能夠穩(wěn)定發(fā)藍(lán)色光的半導(dǎo)體一直沒有得到突破。

日本這幾位科學(xué)家攻克了這個(gè)問題。突破之后的90年代，整個(gè)白色LED燈全球市場基本上也是被日本霸占。其它國家的生產(chǎn)基本上也是要依靠日本專利的授權(quán)。

此外諾貝爾醫(yī)學(xué)獎也有給日本產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來巨大經(jīng)濟(jì)效果的例子。2018年諾貝爾醫(yī)學(xué)獎授給了本莊庶，獲獎理由是為癌癥免疫療法做出了貢獻(xiàn)。本莊教授發(fā)明的癌癥治療藥Opdivo給日本制藥公司“小野藥品”帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

以上就是諾獎為企業(yè)、產(chǎn)業(yè)直接帶來巨大經(jīng)濟(jì)效益的典型案例。

二

第二種類型，是諾獎研究基本沒有帶來經(jīng)濟(jì)成果的例子。

日本一個(gè)很著名的公司叫島津制作所（SHIMADZU），在京都成立150年左右了。日本是佛教國家，很多人家里都有佛具，用來祭祀祖先、供奉祖先牌位。島津制作所最初也是佛具制造商。明治維新以后，它被迫轉(zhuǎn)型，最開始做中學(xué)教具模型，一步一步走向高端化，目前是日本頂尖的高科技儀器生產(chǎn)商。

島津制作所有一個(gè)叫田中耕一（Tanaka Koichi）的人，2002年因?yàn)榕c美國科學(xué)家約翰·芬恩一同發(fā)明“對生物大分子的質(zhì)譜分析法”，獲得諾貝爾化學(xué)獎。田中耕一獲獎后，日本社會轟動了。為什么？因?yàn)?strong>他只有一個(gè)本科學(xué)歷，畢業(yè)于日本東北大學(xué)，后來一直是默默無聞的工程師。

田中耕一在實(shí)驗(yàn)中，用激光照在某種試劑上，快速地分析蛋白質(zhì)里面的氨基酸合成，結(jié)果因?yàn)橐淮螢觚?，反而獲得了驚人的效果，他的發(fā)現(xiàn)在現(xiàn)實(shí)中得到應(yīng)用。為此，他發(fā)表了論文，申請了專利，也開發(fā)了機(jī)器。但他開發(fā)的機(jī)器，全球只賣了一臺，獲獎自身沒有給他所在的企業(yè)帶來巨大的收益——除了諾獎消息發(fā)布的第二天，島津制作所的總市值上漲80億日元之外。

還有一個(gè)例子，白川英樹（Hideki Shirakawa）于2000年獲得諾貝爾化學(xué)獎。他獲獎的理由，簡單地說是發(fā)明了“可以導(dǎo)電的塑料”。因?yàn)樗芰显诔ＷR理解中都是不通電、不導(dǎo)電的，但他發(fā)現(xiàn)這種塑料可以導(dǎo)電。

這個(gè)發(fā)現(xiàn)過程也很有意思，他是在東京工業(yè)大學(xué)學(xué)習(xí)，做博士生。當(dāng)時(shí)他們實(shí)驗(yàn)室還有一個(gè)韓國留學(xué)生，日語不是太好，在試驗(yàn)的時(shí)候溝通過程出現(xiàn)了問題，他把催化劑增加了1000倍，結(jié)果發(fā)現(xiàn)做出來的東西跟以前的不一樣，有一點(diǎn)光澤。白川當(dāng)時(shí)靈機(jī)一動，這個(gè)東西竟然有這種光澤，那么會不會導(dǎo)電呢，結(jié)果試驗(yàn)后真的能導(dǎo)電。

但白川這個(gè)成果，直到今天也沒有獲得廣泛的應(yīng)用，為什么？因?yàn)樗膽?yīng)用場景很有限，如果只是能導(dǎo)電，那么很多材料都能取代這個(gè)東西。第二，因?yàn)檫@種塑料其實(shí)有一定毒性，有毒的東西是不能大規(guī)模應(yīng)用到民生產(chǎn)品當(dāng)中的。

三

第三種類型，我想重點(diǎn)談一下諾獎研究從側(cè)面推動了日本產(chǎn)業(yè)和技術(shù)發(fā)展的例子。

小柴昌俊（Masatoshi Koshiba）是2002年諾貝爾物理學(xué)獎獲得者，他跟田中耕一是同一年得獎，一個(gè)物理學(xué)獎，一個(gè)化學(xué)獎。他這個(gè)成果是完全沒有現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的，因?yàn)樗茄芯坑钪胬锏囊环N最微小的粒子。

小柴昌俊的研究是在日本岐阜縣神岡一個(gè)廢舊的礦山隧道里進(jìn)行的，這個(gè)隧道距離地面上千米，為的是把其它宇宙射線屏蔽掉，而只讓這種粒子通過。實(shí)驗(yàn)裝置里還有一個(gè)巨大的超純水的水池，里面放的是高純水，旁邊放了很多高敏感的傳感器。順便說一下，芯片的工廠每天都需要大量的超純凈水，水的純度要求超過99.9999%?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)中積累的技術(shù)很多時(shí)候是可以轉(zhuǎn)用的。

這種粒子碰到純水的時(shí)候，可能發(fā)出微妙的小光，這種光是極其微弱的，需要有傳感器捕捉到它。日本電視臺后來在節(jié)目中打了一個(gè)比方，有一個(gè)人站在月球上，他打開一個(gè)手電筒朝我們地球照，我有這種傳感器，能瞬間捕捉到月球上的手電筒發(fā)射的光。

說實(shí)話，小柴的研究其實(shí)還沒有什么現(xiàn)實(shí)應(yīng)用，但因?yàn)槿毡疽阒形⒆佑^察，所以必須要有高敏感的傳感器，這就對儀器設(shè)備制造提出了高要求。科研發(fā)現(xiàn)和高端儀器，這二者之間很像“雞生蛋、蛋生雞”的關(guān)系，科學(xué)不斷進(jìn)步，就對現(xiàn)實(shí)設(shè)備提出要求，相反，不斷的有新的設(shè)備出現(xiàn)，又能促進(jìn)科學(xué)發(fā)現(xiàn)。

這個(gè)定律在半導(dǎo)體領(lǐng)域也適用，光刻機(jī)這種設(shè)備和光學(xué)發(fā)現(xiàn)之間的相互促進(jìn)，實(shí)際上把基礎(chǔ)科研、工程技術(shù)進(jìn)步、產(chǎn)業(yè)化三個(gè)版塊全部串起來了，少了一塊，都不可能成功。

當(dāng)然，這三個(gè)版塊的打通，也不是幾年或十幾年就可以的，比如小柴在礦山隧道的研究主要是1980年代中期，但17年后他才獲得諾獎。這還算是比較快的，還有很多諾獎得主拿獎和做實(shí)驗(yàn)的時(shí)間相差三四十年。

小柴是1926年生的，1951年東京大學(xué)畢業(yè)，后來去芝加哥大學(xué)拿了博士，1970年在東京大學(xué)榮升教授。我們算一下，從小柴讀大學(xué)到實(shí)現(xiàn)重大突破，花了30多年時(shí)間，然后拿獎又花了17年，整整半個(gè)世紀(jì)過去了?？梢哉f，要培養(yǎng)一個(gè)諾貝爾獎得主，就是需要半個(gè)世紀(jì)的過程，這個(gè)時(shí)間很難壓縮的。

除了時(shí)間，國家的持續(xù)投入很重要，這和企業(yè)是不一樣的。但日本的經(jīng)驗(yàn)也表明，企業(yè)的投入也非常關(guān)鍵。

四

第四個(gè)類型是，雖然沒有獲得諾貝爾獎，但是長期緊盯科技前沿，日本和歐美國家比翼齊飛也獲得巨大經(jīng)濟(jì)效果的例子。

2009年諾貝爾物理學(xué)獎授予了華裔科學(xué)家，被稱為光纖之父的高錕（Charles K Kao）。高錕在英國做研究時(shí)，美國（主要是康寧公司）和日本也都在光纖領(lǐng)域積極地開展研究。日本東北大學(xué)的西澤潤之等也做出了很大的貢獻(xiàn)。

80年代以后，日本企業(yè)也成為光纖生產(chǎn)的主流企業(yè)，住友電工等在光纖工業(yè)化生產(chǎn)方面也走在了全世界前列。2009年兩位諾貝爾物理學(xué)獎的獲得者是因?yàn)榘l(fā)明了CCD，也就是把光信號轉(zhuǎn)換為電子信號的半導(dǎo)體產(chǎn)品。80年代以后，在CCD產(chǎn)業(yè)化方面，日本做得最好，其中索尼是全球的佼佼者。

日本的奧林帕斯公司在過去幾十年，一直是全球內(nèi)窺鏡產(chǎn)品的霸主。而內(nèi)窺鏡也使用了2009年諾貝爾物理學(xué)家的發(fā)現(xiàn)成果——光纖和CCD的研究成果?？梢哉f，2009年諾貝爾物理學(xué)獎得主雖然不是日本人，但其相關(guān)成果的產(chǎn)業(yè)化，日本企業(yè)做得也挺好。

這個(gè)例子是想說明緊跟國際研究前沿，那么在產(chǎn)業(yè)化方面，其它國家也可能走到前面獲利。這一點(diǎn)對中國其實(shí)很重要。中國的市場大，產(chǎn)業(yè)化的轉(zhuǎn)化潛力是很強(qiáng)的。

基礎(chǔ)科學(xué)的研究和突破，退一步說緊跟國際前沿的研究會對經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生巨大的推動作用。日本的經(jīng)驗(yàn)?zāi)軌蜃C明這一點(diǎn)。其實(shí)，其它諾貝爾獎獲獎大國的發(fā)展和它們的經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的關(guān)系也是類似的。

我們看今天中國的科技創(chuàng)新，基礎(chǔ)科研很可能在大規(guī)模突破的前夜，因?yàn)槲覀兂掷m(xù)投入已經(jīng)有幾十年了，積累的效果肯定會顯現(xiàn)；同時(shí)，在技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)化方面，中國明顯在追趕日本，有些領(lǐng)域甚至開始領(lǐng)跑日本甚至歐美，應(yīng)用創(chuàng)新水平高，這是我們的優(yōu)勢，非常寶貴。

本次主要是針對諾貝爾獎或者說基礎(chǔ)研究做了一些最近觀點(diǎn)、思考的分享。當(dāng)前一個(gè)國家的產(chǎn)業(yè)競爭力，基礎(chǔ)研究是最重要的部分，但不是全部。這一點(diǎn)從日美的競爭案例也可以觀察到。下次我們會聊一下基礎(chǔ)技術(shù)格局和產(chǎn)業(yè)競爭范式的根本變化是如何改變?nèi)毡井a(chǎn)業(yè)競爭結(jié)果的。