三院士联名撰文谈科研成果评价

2011-8-03 08:15 来源: 科学时报
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张涵信、周恒、童秉纲三院士从流体力学发展的角度进行了论述

  编者按:如今,中国科技期刊论文数量已跃居世界第一,但论文成果引用率低下、各学科创新能力不强的现实也在向人们发问:“唯文章论”式的科研成果评价体系,是否能够继续推动中国科研事业前进?

  中国科学院院士 张涵信 周恒 童秉纲

  论文数量、发表刊物的影响因子以及引用率是近年来比较流行的科研成果评价方法。在流体力学领域工作的诸多同志,希望我们对此发表意见。我们认为,针对不同学科和不同问题,其合理的评价方法可能并不相同。

  回顾流体力学的发展历程,我们会发现,真正好的成果,是从实际出发,在解决实际需求上经得起考验的成果。

  现代流体力学源起实际需求

  什么样的评价标准对学科发展有利,也许可以从那个学科的发展过程看出一些规律。现代流体力学奠基人普朗特的成功即是一例。

  1904年,29岁的工程师普朗特在国际数学大会上发表了一篇仅有4页的论文,提出了边界层的新概念。哥廷根大学大数学家克莱因一眼就看出了其潜在的价值,认为那是该次会上最有价值的文章。他随后建议哥廷根大学把普朗特请到学校来,为其成立流体力学研究所。很快,该研究所就成为国际上引领流体力学发展的中心。

  对此,人们好奇的是,克莱因是一名数学家,为什么能对流体力学中的一个成果作出准确的判断。而普朗特原本是名工程师,为什么会对流体力学这样的基础学科作出重大贡献。

  原来,在18世纪末,对理想流体的力学研究已取得系统性成果,而这与数学家的参与有关。克莱因是一名关心科学支撑技术发展的大数学家,对当时流体力学的进展已有了解,知道其成就及问题。特别是理想流体在物体表面不满足实际的粘性边界条件,大大限制了其解决实际问题的能力。普朗特的文章正是解决这一问题的关键,从而被克莱因一眼看中。

  普朗特作为一名工程师,其研究流体力学更多是从实际流动现象出发,以能解决实际问题为第一要义。同时又力求把问题的解决建立在科学基础上,而不满足于仅仅用经验或半经验的方法。这一做法,客观上符合科学和技术的发展规律,从而既解决了实际问题,又推动了学科发展。

  普朗特在那4页纸的论文中提出的边界层概念,以及后来在其他学科中发现的类似现象,最终还促成了应用数学中有名的渐近匹配方法的出现。而值得人们深思的是,这篇意义重大的论文在很长时间里,并没有被人引用。只是在十几年后,他的一个学生用级数的方法解出了他提出的方程,才开始被人引用。不久后,他的成果被写入教科书,现在是每一个学流体力学的人必学的内容。

  需求导向影响学科活力

  世界上并不存在脱离具体事物的“纯”基础科学问题,一切客观事物都是具体的。而在解决具体的科学和技术问题的过程中,却有可能提炼出具有共性的学科问题,从而反过来推动学科的发展。这正是普朗特的研究所能在解决实际问题和促进学科发展上都取得了重大成就的原因。

  普朗特的流体力学研究所从名字上看,似乎是一个纯学术研究所,特别是它是设立在以理论研究著称的哥廷根大学里的。但实际上,它的研究,主要着眼于当时正在兴起的航空技术。

  到了二战以后,客观条件发生了很大改变。普朗特建立的流体力学研究所不再以促进航空技术发展为推动力,逐渐失去活力。1997年,哥廷根大学最终撤销了该研究所,代之以更有发展前途的其他研究所。

  与之形成对比的是,师从于普朗特的冯·卡门在美国坚持了以促进航空航天技术发展为主要目标的研究方向,不但对促进美国的航空航天技术作出了巨大贡献,也大大促进了流体力学及其他力学分支的发展,出现了新的流体力学分支学科,如高速空气动力学、稀薄气体动力学、化学流体力学以及物理力学等。

  在这里,是否坚持应用需求导向成为影响流体力学学科活力的关键因素。流体力学研究中著名的湍流问题也是一个很好的例子。

  对湍流的研究一开始就有两种不同的着重点,一种是从理论推理出发,以简单的湍流为研究对象,再试图推广至复杂的湍流问题。另一种则是根据实际的需求,从观察物理现象出发,找出现象的物理本质和关键问题,提出简化模型,进行分析计算。

  80多年的实践证明,第一种方法虽然发表的论文数以万计,但仍不能解决实际应用的需求;第二种方法虽然开始时也要在一定程度上依靠经验,但其将研究对象选定为管流、边界层流等实际存在的湍流,在实验和计算上做了许多工作,既解决了实际湍流计算中的众多需求,还同时使对湍流本质的研究达到了新的高度。

  虽然这一做法距离彻底弄清湍流本质及找到具有普适性的湍流计算方法也还有不小距离,但目前看来,我们还没有找到比这更有效的研究方法。

  如何作出正确评价

  克莱因对普朗特成果的评价,可以说是科研成果评价的一个典范。它不仅影响了普朗特一个人,而且影响了流体力学直到现在的发展。

  回顾这一历程,我们发现,克莱因之所以能做到这一点,是因为他具备了作为一名评审人所应具有的三个素质。

  首先是对论文所涉及的领域要有一个宏观的了解。即了解当时流体力学的现状和存在的问题,知道当时已发展得相当充分的理想流体力学之所以无法用于解决很多重要实际问题,关键是因为不能满足流体在物面的粘性边界条件。

  其次是对论文要解决的问题的重要性能作出正确判断。即看出普朗特的论文要解决的问题,正是针对理想流体力学的关键不足处,打中了问题的要害。

  三是对该论文是否真的解决了或真能解决问题,能作出正确判断。事实上,普朗特在论文中提出的思想和方法,真正发挥作用是十几年以后的事了。所以克莱因的判断带有一定的预测性。

  如果一个评审人具备了上述三条能力,对科研成果作出正确的评价自然就水到渠成了。

  而对做研究的流体力学工作者来说,无论是为解决实际问题,还是为推动科学发展,都要从实际出发。如要提出简化模型作为研究对象,则该模型必须能反映现象的主要本质。

  真正好的成果,只能是那些能经得起考验、在解决实际问题上确能发挥作用的成果。这里和上面我们多次提到的实际问题,并不只是指有实用价值的工程技术问题,也包括对实际存在的重要自然现象的认识和预测等。

  因此,对以文章的形式出现的流体力学科研成果,应力求像克莱因那样去作评价,而不能简单地以文章数量及所刊登刊物的影响因子等作为主要评价标准。因为按后一种方法评价很高的论文,也许过若干年后被发现实际没有解决任何实在问题,这种例子并不鲜见。