掌握現代科學技術、自立於世界民族之林，這是好幾代中國人的夢想。1860年代興起的洋務運動，試圖大規模引進西方先進科學技術、興辦現代化軍事工業和民用企業，以富國強兵。1910年代，中國科學社倡導的科學救國思潮，試圖通過科學啟蒙發展中國的科學事業進而改變中國。1950年代，新中國政府提出工業、農業、國防和科技“四個現代化”的發展目標，建設社會主義現代化強國。2018年，中共中央總書記習近平要求中國“努力成為世界主要科學中心和創新高地”。
“世界科學中心”這個概念，最早是英國科學史家丹皮爾（William Cecil Dampier，1867—1952）1929年提出來的，，不過他沒有給出明確的界定。1954年，英國物理學家、科學學創始人之一貝爾納（Joho Desmond Bernal，1901—1971）提出“技術和科學活動中心”概念，把公元10萬年前至1954年人類歷史分18個時代，提出每個時代有2—8個不等的技術和科學活動中心，並揭示了科學成就之間、技術成就之間、科學和技術之間的歷史聯系。其中，中國兩次被列為技術和科學活動中心（公元100年起和公元800年起）。
1962年，日本學者湯淺光朝（1909—2005）給出了世界科學活動中心的定量判據，並描述了科學中心轉移現象。之後學術界就把世界科學中心轉移現象稱為“湯淺現象”。湯淺把科學成果數占同時期世界科學成果總數25%以上的國家稱為世界科學活動中心。據此統計，近代以來世界科學活動中心轉移發生了4次：意大利（1540—1610年）→英國（1660—1730年）→法國（1770—1830年）→德國（1810→1920年）→美國（1920年起）。他還探討了科學革命與工業革命和社會革命之間的關係。
無獨有偶，中國學者趙紅州（1941—1997）1974年利用《復旦大學學報》刊載的“自然科學大事記”，統計各國科學成果所占同時期世界科學成果數的比例變化，獨立於湯淺發現了科學活動中心轉移現象。他得出結論說，世界科學活動中心的轉移周期為80年左右，各科學活動中心的峰值年依次為：1620年→1710年→1790年→1870年→1950年。
趙紅州後來還更加細緻地分析了世界科學中心的成因。
他發現傑出科學家隊伍人數與重大科學成果數成正比，各科學中心隨其傑出科學家人數占世界科學家人數比例的變化而轉移，而且隨著歷史的推移，多產的科學家人數越來越少，科學中心越來越依賴於單產的科學家人數。
在科學家隊伍的社會年齡與科學中心轉移的關係上，他發現，一個處於科學中心的國家，其傑出科學家的平均年齡一旦超過了50歲，這個國家的科學不久就會衰落下去而退出科學中心。如果教育失策，科學家隊伍的平均年齡會老化，就會導致科學的迅速衰落。他根據對歷史上取得1928項重大科學成果的1249名傑出科學家的統計，發現傑出科學家做出重大貢獻的最佳年齡區在25—45歲之間，其最佳峰值年齡為37歲左右。
綜合科學家隊伍人數和社會年齡，趙紅州提出了“創造力因子”的概念以衡量一個國家的科學創造力。一個國家的創造力因子等於該國傑出科學家隊伍人數與其科學家隊伍平均年齡與當時最佳科學發現年齡差的比值。就是說，一個國家的科學創造力越高，其科學家隊伍人數就越多、其平均年齡與當時世界最佳科學發現年齡之差就越小。
趙紅州發現，任何一個國家，其取得的重大科學成果數都與其科學家隊伍的創造力因子成正比。他還發現，創造力因子與重大科學成果數的比值，在一個較長的歷史時期相對不變，於是就將這個比值稱為“科學勞動的智力常數”。智力常數表示每取得一項重大科學成果所消耗的科學創造力的大小。不過，在1670—1740年，智力常數發生突變，科學成果數隨科學家隊伍人數的增長而下降。進一步的分析發現，此時社會付出的科學勞動以改變科學範式的方式發揮作用，預示著科學革命。
趙紅州的研究，不僅深入了對世界科學中心轉移現象的認識，也為我們預測未來世界科學活動中心的走向提供了參考。不過，湯淺和趙紅州的研究，都沒有充分解釋美國占據世界科學活動中心的時間超長的原因。這是值得進一步研究的。
作者：黃晏霖（山西大學研究生）
