文革期间的教育体系民主化——来自美国代表团的观察

　　文 /B. Lubkin，翻译 /杭向

　　原载于美国物理学会的杂志《今日物理》(《Physics Today》)，1972年12月。

　　最近美国到中国的参观者发现中国集中于应用物理而不是基础研究，同时尝试使高等教育系统更加民主。

　　中华人民共和国已经在应用物理的很多方面取得了显著的进步。这是最近7个美国物理学家参观中国并且跟我们讨论他们的观察以后得出的结论。他们看到了集成电路生产，受控核聚变实验，超导重力仪，望远镜--各种各样的科学仪器--全部产自中国。美国的参观者普遍印象是中国非常重视应用物理而不是基础研究。另外，他们发现了一个全社会范围的试图使高等教育系统更加民主化的尝试。

　　大多数物理学家以个人或者科学小组成员的身份旅游参观了中国。但是高能理论学家Marvin Goldberger (普林斯顿大学)领导了一个美国科学家联盟(FAS)的代表团。Goldberger(FAS主席)，Jeremy Stone(FAS的主任)以及中国问题专家Jerome A. Cohen受中国科学技术联合会的邀请讨论科学交流和其他共同感兴趣的领域。

　　物理所

　　科学院物理研究所，位于北京西北，有600-700名员工。所长，施汝为，于1934年从耶鲁大学获得博士学位。大约有150位博士或同等学历者。年度预算为550万元人民币，约合270万美元，Goldberger说。该研究所的研究领域包括：磁性薄膜和铁素体和其在电子仪器中的的应用;氩激光，半导体，宽屏彩电;晶体;胰岛素结构;低温物理，地震预报;人造钻石;语言学的声学方面，以及等离子体物理。

　　在等离子体物理方面，研究所正在用文革以来建成的设备做θ-捏缩实验。检测设备是现代化的，Goldberger说，它使用激光干涉仪等。这个实验室的访客之一是CK Jen(约翰霍普金斯大学应用物理实验室)。有人告诉他，他们观察(D，D)反应产生中子。Goldberger看到了同样的设备，他们尚没有测量中子能谱，他们也清楚这里有一个校验的问题。这个实验室的另一个访客，高能理论家Rudolph Hwa(俄勒冈大学)见证了一个响亮的捏缩实验的演示。他的印象是，虽然实验室似乎只是在建设初期，考虑到他们缺乏经验(手头只有年轻的物理学家就是证明)，它仍然是令人印象深刻的。

　　Goldberger，他们也正在研究激光产生的核聚变，但因为这项工作被转移到一个新的位置，他无法看到。Goldberger和Hwa还听说一个项目，使用激光制造宽屏幕彩色电视。他们没有看到展示，但他们告诉他这种电视比传统彩电画面更明亮，更清晰，一侧屏幕是1.5米宽。

　　该研究所拥有低温实验室，在Jen的一个从前的学生，CS黄，在这里非常活跃。黄曾就读于麻省理工学院和荷兰莱顿，而后回到中国。Jen认为， 以中国现在的时机，可以开始做一些基础的低温物理研究。他戈德伯格和华都看到了超导重力仪被用来测量万有引力常数的小到107的变化。他们还看到一个表面涂有铅的5克锡球，漂浮在磁场中，用Josephson结作检测器。

　　北京大学

　　北京大学成立于1898年，目前有17个系，64个专业，4200名学生。他有2100名教师，与文革前数量相等。另一方面，以前学生录取数量是11000名。据固体物理学家Raphael Tsu说，到1974年，在校学生有望达到10000名。Tsu还说教师数量与文革前保持一致。文革期间，老师们忙于重新整理、写作新的课本，设计新的课程和做研究。北京大学革命委员会的副主席周培源，等同与校长，是一个物理学家，他还是中国科技协会的代主席。周在二战后期在加州理工工作，并于1928年获得博士学位。他的论文是有关广义相对论的。

　　美国科学家联盟代表团就北大的修改过的录取政策与课程变化做了广泛的交流。文化大革命期间，学生不是在大学接受训练。当学生被录取，他们只接受一年新生的学习。到目前这些学生是在他们的第三年。学生不再从高中录取，而是必须在公社、工厂或者军队里工作至少两至三年。他们是从同龄人里，按照智力，政治意识和健康的身体挑选出来的，但最终决定权在大学。当被问及这些学生与老的选拔方式选出来的学生相比如何的时候，FAS被告知，他们还没有足够的机会评价新的系统，因为还没有一个班毕业。文化大革命期间，班级暂停了，所以他们目前刚刚录取了他们的第三班学生。课程从文革前的5、6年被缩短到了目前的3年，(除了理论物理要4年)，而获得相当于本科的学位。在大学里有小型的工厂，其中的一个制造示波器，学生在这些工厂里要花很多时间。在北京大学的初级物理实验室，Goldberger看到了可以与美国相媲美的设备。

　　高能理论学家 杨振宁(纽约州立大学石溪分校)，今年夏天再次回到中国参观。他去年曾成为多年来第一个参观中国的物理学家。(Physics Today, 1971年11月，61页)他与北大物理系一组40到50人的学生聊天，他发现这些学生非常敬业，工作努力而且有高度的积极性。对比于他以前住在中国的时候知道的一般学生，他发现这些学生非常善于表达，他把这归功于目前鼓励人讲话的态度。“学生们非常关心他们自己对社会的贡献，和中国整体的进步。他们把他们自己的学习当作是他们可以为社会做贡献的方法。杨和一个25岁的大一学生进行了交谈，这个学生以前是在工厂做了7年技工。当被问及他是怎样来大学的时候，他说每个适龄的人都有机会来。他们有讨论组来决定他们中的哪一个人会被推荐上大学。然后大学会出人筛选候选人。这个以前工厂的工人觉得尽管他已经忘记很多东西了，他7年的工作给了他其他高中毕业生没有的经历。

　　所有的新生要经过一个为期4个月的补课来弥补他们已经忘掉的知识，为将来的课程提供一个均一的水平。去年理论物理和低温物理没有接受新生，但是今年接受了。这种情况为什么发生并不清楚。“很明显，设立这些专业并分配学生到这些专业里去，中国正在使科学训练，比之余通常情况，比如美国，更加专业化”。他觉得中国已经选择了这样一条路，因为他急需各种应用物理专业的人才，而且中国觉得这种方式可以快速的训练能够解决实际问题的人才。

　　在科学学院，Tsu得知，这里有数学，物理，生物，地质物理，化学，电子与雷达，和物理和生理。Tsu与黄昆讨论了物理课程。黄坤是一个半导体理论学家的领袖，他正要离开北大去指导一个实验性的集成电路工厂。学生们在本科期间学习如下的课程，微积分，矢量，复变函数，微分方程，电与磁，原子物理，现代物理，力学，热力学，固体物理，量子力学，理论物理和统计力学。

　　清华大学

　　同样位于北京的清华工程与技术大学有时被称为中国的麻省理工。这里有2000名教师，其中200位教授。Tsu得知这里有11个系：科学，电力，电子与天线，力学工程，水利，应用数学，化学工程，自动化，建筑，工业材料(也许是冶金工程)，和精密仪器。这所大学没有人文学科。物理，隶属于科学系，很受重视，有一个巨大的物理楼。

　　Tsu得知他们已经没有考试了，而是代之以类似考试的课后作业。学生们现在有机会吐苦水，而不是像以前的教学体系那样。

　　Tsu告诉我们，物理系看起来像一个小型工厂和研究所的组合。他发现那里正在制造的仪器几乎像在惠普制造的某些仪器一样复杂。他看到清华的女孩在做超声焊接，这是集成电路的一个关键技术。

　　他也发现，学生们在使用复杂的设备，而不是像美国本科生用的那些简单的装置。因此他们开始工作的时候，他们已经有了工业经验。

　　在清华，他看到他们正在做集成电路光微缩工作。在这个工序中，你先要画一个模版，而后这个模版被显微镜光微缩成到硅或者锗基底的光敏乳液上。通过一个在美国被称为光刻的过程，不需要的部分被刻掉。然后把芯片放到蒸镀仪，蒸上你想要的金属，比如所铝。这里所用的光学系统都来自于中国光学所，他们用电脑辅助设计。Tsu强调说，人们也许会在美国的IBM，贝尔实验室，德州仪器公司或者几个大型的大学发现如此复杂的集成电路，但绝不会在小型的大学里。但是他发现这种电路在清华大学里到处都是。

　　复旦大学

　　复旦大学位于上海，有人说这有中国最出色的物理学。文化大革命以前，这所大学有6500名学生，2500名老师和教工。据FAS说，现在有150名教授，304名教师和1060名助教和助研。Tsu得知现在有1800名学生。

　　很明显，中国没有研究生。Goldberger问到研究生教育和未来教授的培养会如何进行。他得知他们目前还没有解决这个问题。Goldberger感觉他们仍然在严肃的反思他们的整个的教育哲学，他们正处在转变过程中。

　　Tsu得知这里将不在授予博士学位，因为这被认为是官僚制度。取而代之的是学生将会把自己在研究生院学习的经历放到简历里，而不会拥有学位本身。

　　复旦有六个科学系：化学，数学，物理，光学，原子物理和生物学。在艺术学院，有中国文学，外语，政治学，哲学，经济学，新闻学和历史学系。Tsu发现物理系里几乎所有的工作都是有关半导体，包括相当部分的集成电路。他再一次发现学术与工业相结合的气氛。他说这里正在做大量的工业研究，比如电离真空计，原子计数器，充气管和闪光灯。

　　他也其他几个参观者看到卤-钨灯的制造，这种灯一中高强度的光源。Tsu看到了16英尺长的灯，产生500 000瓦特的功率。他们正在一个名叫蔡祖泉(Tsai)的人指导下建造，他没有接受过正规的训练。

　　上海工业博览会

　　在上海工业展览会展出了大量的科学仪器，所有的设备都是中国制造的。Tsu看到一个44皮秒上升时间采样示波器。(Tsu说美国有一个28皮秒上升时间的)。他看到一个100兆赫兹的数字计数器，与在美国做广告的相似。一个200 000倍分辨率达到7埃的电子显微镜也在展示中。(他得知最好的德国显微镜能够比这个的分辨率高50%)。有一个两米长的2000到10 000埃的光栅光谱仪。他还看到一个质谱仪，质量分辨率达到1000，敏感度10-9。Tsu看到一个类似于美国的真空离子泵的离子泵，可以在14000升/秒的状态下运行。有个拉晶炉，1500摄氏度，能够自动控温。它可以拉出3公里的晶体;这个炉子几乎与能在美国买到的最大的炉子一样大。

　　Tsu还听说了附近的一个工厂，主要由家庭妇女运作。他还听说这个工厂每年可以生产200个扩散炉，这种炉子是用来外延生长硅层的。无论他走到哪里，他都发现人们在运用晶体外延生长技术。

　　计算机研究所

　　在北京的计算机研究所，Tsu看到一个二代计算机，访问时间2微秒，存储32 000单词(48比特单词)。这个机器既有核心存储器也有磁鼓存储器。他得知，中国没有磁盘技术。所以他们会把磁鼓数据转存到外部磁带。输入则是纸带，很明显他们没有用打孔卡。Tsu打开电脑看了，发现他并没有用集成电路。

　　但是在上海，他看到一台叫做TQ-11的机器有些集成电路，但不是全部。他有一个包含8192个单词的磁鼓存储器。

　　半导体所

　　科学院半导体所位于北京。由王守武指导，他1949年毕业于美国普渡大学。这个研究所是科学院里最大的所之一，由四个部门组成：材料科学，激光，集成电路，和微波器件。有四座大楼，其中一个是整个科学院1949年前的大楼。

　　Tsu发现材料科学实验室非常接近美国的同种实验室：你可以看到炉子里的气相或者液相晶体外延生长， 人们在测量载流子密度，均一性和迁移率。一半以上的研究是基于硅技术。另一半是基于砷化镓和其他三到五族的化合物。大多数设备是中国制造的，尽管Tsu偶尔看到日本制造的快速取样示波器。整个大楼有空调控温和双层玻璃，这在中国是一个很平常的特色。

　　Tsu对整个中国的集成电路技术的进步印象深刻。尽管他们还没有生产大规模集成电路，他觉得几年之内中国就可以，而且会被集成进电脑里。他到中国以前，他听说中国人能造原子弹，因为原子弹技术是众所周知的了，但是他们无法做复杂的事情，比如集成电路，这是必须靠观察来学习而不能通过阅读文献而获取的。但是中国人不能参观我们的研究所来学习制造过程。Tsu观察到，所以他们就去做了，尽管他们不得不在这个过程中犯错误。当然这与美国工业的开始的方法没什么不同。

　　电子所

　　中国科学院电子所位于北京。任之恭(C.K. Jen),微博和毫米波专家，发现尽管这个研究所用激光工作，他主要还是集中于自己的领域。这里的工作无论是在科学还是技术上都是非常先进的。他看到他们正在制造和使用两种波的发生器----调速器、行波管和反波器，他们达到了毫米范围。这个设备完全由中国制造，工艺精良，一部分由研究所自己制造。他觉得质量比起美国的来毫不逊色，但是没有超过我们的质量。

　　天体与流体力学

　　林家翹(C.C. Lin麻省理工)工作在天体物理，流体力学和应用数学领域。他参观了一个位于密云的射电天文台，位于北京东北70公里。他看到一个16个盘排成列，每个盘直径两米，间距72米的系统。干涉仪的分辨率是6分钟弧两米。这个系统用来观察太阳光晕的活性，并且自动记录。这个射电望远镜由悉尼大学的W. N. Christenson帮助建造，他定期的来中国为它的设计提供帮助。

　　在南京大学的紫金山天文台，林看到一个施密特望远镜，有一个直径60厘米的球形反射仪和直径43厘米的玻璃矫正器。另外一个天文台有一个更大的施密特望远镜，它的球形反射仪直径有90厘米，校正仪的直径有60厘米。这个望远镜用于观测恒星光谱。紫金山天文台也有一个太阳光谱，分辨率1埃每厘米。

　　在南京大学，林与一个叫Tai的天文学教授对话，他带着他的博士学生从剑桥大学来。他听说他们有30个新学生，或者是天体物理与地质物理专业或者就是天体物理专业的。(这一点不是很清楚)。林还参观了中科院的北京力学研究所。他提示他不一定看到了他们应用力学里面最好的设备，也许是因为保密要求。但是他看到的设备是顶级质量的。他看到了超音速风洞和一个新开发的用于测量流体速度的激光设备。

　　研究所的工作人员集中研究可压缩流体的问题。在另一个场合，这次是在上海，林被问到如何用数字方法解一个他们在设计燃气轮机中遇到的偏微分方程。这些问题，他解释说，无论在中国还是美国都是不容易解决的。

　　核物理

　　范章云(Chang-Yun Fan，亚利桑那大学)是空间物理的专家，但是他没有看到任何直接与他专业相关的东西。然而他却参观了中科院核物理研究所。在那里，他看到了2.5兆电子伏特的范德格拉夫加速器和一个研究用反应器，慢速中子流密度1014每平方厘米每秒。他看到各种各样的中国制造的检测器，碘化钠和碘化铯检测器，固态检测器以及塑料检测器。并且在北京大学，他看到这些设备正在组装中。

　　高能物理

　　当杨振宁(Yang)去年参观中国的时候，他得知他们正在考虑建造一个高能加速器。今年，他很惊讶的看到大量的相对年轻人的物理学家(30到35岁)正在把中国向这个目标推进。尽管精确的设计还没有定下，但是他们正在谈论一个大约1亿美元的加速器。

　　杨觉得经过文革，存在一个特别强调研究工作的应用方面的时期。现在他相信对于什么是实际应用的解释已经放开了。比如，T.H. Ho告诉他有关场论和公理化场论的共组。很多人对高能物理的唯象学很感兴趣;相当数量的物理学家正在涉足这个领域。其他的则对规范场的实体化为过渡态的玻色子和光子的可能性很感兴趣。比如Steven Weinberg (MIT)的工作。但是他没有听到有关这方面的新成果。杨也做了一个他自己在统计力学方面工作的报告。但是据杨说这个主题在中国并不活跃。

　　当Hwa在上海讲授有关高能夹杂物反应的时候，他与那里的一些物理学家进行了长时间的有关哲学的讨论。尽管他们中的一些人看起来并不像高能物理学家，他们非常反对伯克利大学的Geoffrey Chew的靴带观点。他们认为例子里面一定有组成。Hwa感觉这种信念来自由唯物辩证法，认为世界是由物质组成的，而不是抽象的的东西。争论认为我们一定能进一步分裂粒子，因为历史已经证明了。尽管靴带理论成功的预测了所有的粒子质量和其他，他们认为我们仍然需要继续追问例子的组成是什么。在北京他的报告之后，他遇到了一个教授也喜欢组成观，但是给出了一个比较令人信服的论证，考虑到囊括进形式因子。

　　Hwa还见到了一些研究层子的物理学家。他们告诉他他们正在尝试做与加州理工的Murray Gell-Mann有关夸克的工作相同的事情。他们觉得夸克比层子更加成功。

　　未来

　　在参观中国的物理学家看来，未来看起来一片光明。比如，正在撰写此文的时候，哥伦比亚大学的T. D. Le正在中国。上个月中国科学家的一个代表团，包括张文佑在内，正在计划访问美国。张之前在普林斯顿和普渡大学，他在宇宙射线实验中发现μ介原子而被大家所熟知。我们都有很多向对方学习。