?三院士聯名撰文談科研成果評價
?左起：張涵信、周恆、童秉綱。來源：中國科學院學部
撰文 | 張涵信、周恆、童秉綱（中國科學院院士）
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論文數量、發表刊物的影響因子以及引用率是近年來比較流行的科研成果評價方法。在流體力學領域工作的諸多同志，希望我們對此發表意見。我們認為，針對不同學科和不同問題，其合理的評價方法可能並不相同。
回顧流體力學的發展歷程，我們會發現，真正好的成果，是從實際出發，在解決實際需求上經得起考驗的成果。
現代流體力學源起實際需求
?路德維希·普朗特（Ludwig Prandtl）在1904年用普朗特水槽模擬流體過程。來源：Aus dem Nachlass von Prandtl an der Universit?t G?ttingen
什麼樣的評價標準對學科發展有利，也許可以從那個學科的發展過程看出一些規律。現代流體力學奠基人普朗特的成功即是一例。
1904年，29歲的工程師普朗特在國際數學大會上發表了一篇僅有4頁的論文，提出了邊界層的新概念。哥廷根大學大數學家克萊因一眼就看出了其潛在的價值，認為那是該次會上最有價值的文章。他隨後建議哥廷根大學把普朗特請到學校來，為其成立流體力學研究所。很快，該研究所就成為國際上引領流體力學發展的中心。
對此，人們好奇的是，克萊因是一名數學家，為什麼能對流體力學中的一個成果作出準確的判斷。而普朗特原本是名工程師，為什麼會對流體力學這樣的基礎學科作出重大貢獻。
原來，在18世紀末，對理想流體的力學研究已取得系統性成果，而這與數學家的參與有關。克萊因是一名關心科學支撐技術發展的大數學家，對當時流體力學的進展已有了解，知道其成就及問題。特別是理想流體在物體表面不滿足實際的粘性邊界條件，大大限制了其解決實際問題的能力。普朗特的文章正是解決這一問題的關鍵，從而被克萊因一眼看中。
普朗特作為一名工程師，其研究流體力學更多是從實際流動現象出發，以能解決實際問題為第一要義。同時又力求把問題的解決建立在科學基礎上，而不滿足於僅僅用經驗或半經驗的方法。這一做法，客觀上符合科學和技術的發展規律，從而既解決了實際問題，又推動了學科發展。
普朗特在那4頁紙的論文中提出的邊界層概念，以及後來在其他學科中發現的類似現象，最終還促成了應用數學中有名的漸近匹配方法的出現。而值得人們深思的是，這篇意義重大的論文在很長時間裡，並沒有被人引用。只是在十幾年後，他的一個學生用級數的方法解出了他提出的方程，才開始被人引用。不久後，他的成果被寫入教科書，現在是每一個學流體力學的人必學的內容。
需求導向影響學科活力
?馮·卡門（Theodore von Karman）在加州理工學院噴氣推進實驗室。來源：美國國家航空航天局（NASA）噴氣推進實驗室（Jet Propulsion Laboratory）
世界上並不存在脫離具體事物的「純」基礎科學問題，一切客觀事物都是具體的。而在解決具體的科學和技術問題的過程中，卻有可能提煉出具有共性的學科問題，從而反過來推動學科的發展。這正是普朗特的研究所能在解決實際問題和促進學科發展上都取得了重大成就的原因。
普朗特的流體力學研究所從名字上看，似乎是一個純學術研究所，特別是它是設立在以理論研究著稱的哥廷根大學裡的。但實際上，它的研究，主要著眼於當時正在興起的航空技術。
到了二戰以後，客觀條件發生了很大改變。普朗特建立的流體力學研究所不再以促進航空技術發展為推動力，逐漸失去活力。1997年，哥廷根大學最終撤銷了該研究所，代之以更有發展前途的其他研究所。
與之形成對比的是，師從於普朗特的馮·卡門在美國堅持了以促進航空航天技術發展為主要目標的研究方向，不但對促進美國的航空航天技術作出了巨大貢獻，也大大促進了流體力學及其他力學分支的發展，出現了新的流體力學分支學科，如高速空氣動力學、稀薄氣體動力學、化學流體力學以及物理力學等。
在這裡，是否堅持應用需求導向成為影響流體力學學科活力的關鍵因素。流體力學研究中著名的湍流問題也是一個很好的例子。
對湍流的研究一開始就有兩種不同的著重點，一種是從理論推理出發，以簡單的湍流為研究對象，再試圖推廣至複雜的湍流問題。另一種則是根據實際的需求，從觀察物理現象出發，找出現象的物理本質和關鍵問題，提出簡化模型，進行分析計算。
80多年的實踐證明，第一種方法雖然發表的論文數以萬計，但仍不能解決實際應用的需求；第二種方法雖然開始時也要在一定程度上依靠經驗，但其將研究對象選定為管流、邊界層流等實際存在的湍流，在實驗和計算上做了許多工作，既解決了實際湍流計算中的眾多需求，還同時使對湍流本質的研究達到了新的高度。
雖然這一做法距離徹底弄清湍流本質及找到具有普適性的湍流計算方法也還有不小距離，但目前看來，我們還沒有找到比這更有效的研究方法。
如何作出正確評價
?菲利克斯·克萊因（Felix Klein）。來源：history.mcs.st-andrews.ac.uk
克萊因對普朗特成果的評價，可以說是科研成果評價的一個典範。它不僅影響了普朗特一個人，而且影響了流體力學直到現在的發展。
回顧這一歷程，我們發現，克萊因之所以能做到這一點，是因為他具備了作為一名評審人所應具有的三個素質。
首先是對論文所涉及的領域要有一個宏觀的了解。即了解當時流體力學的現狀和存在的問題，知道當時已發展得相當充分的理想流體力學之所以無法用於解決很多重要實際問題，關鍵是因為不能滿足流體在物面的粘性邊界條件。
其次是對論文要解決的問題的重要性能作出正確判斷。即看出普朗特的論文要解決的問題，正是針對理想流體力學的關鍵不足處，打中了問題的要害。
三是對該論文是否真的解決了或真能解決問題，能作出正確判斷。事實上，普朗特在論文中提出的思想和方法，真正發揮作用是十幾年以後的事了。所以克萊因的判斷帶有一定的預測性。
如果一個評審人具備了上述三條能力，對科研成果作出正確的評價自然就水到渠成了。
而對做研究的流體力學工作者來說，無論是為解決實際問題，還是為推動科學發展，都要從實際出發。如要提出簡化模型作為研究對象，則該模型必須能反映現象的主要本質。
真正好的成果，只能是那些能經得起考驗、在解決實際問題上確能發揮作用的成果。這裡和上面我們多次提到的實際問題，並不只是指有實用價值的工程技術問題，也包括對實際存在的重要自然現象的認識和預測等。
因此，對以文章的形式出現的流體力學科研成果，應力求像克萊因那樣去作評價，而不能簡單地以文章數量及所刊登刊物的影響因子等作為主要評價標準。因為按後一種方法評價很高的論文，也許過若干年後被發現實際沒有解決任何實在問題，這種例子並不鮮見。
本文原載《科學時報》 2011年08月03日 A1要聞版，《知識分子》獲三位作者授權刊載，配圖為編者所加。
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