美國最佳化學系風貌

張俞紅　吳淑媛

張俞紅 英國倫敦大學皇家霍力威學院理學碩士 清華大學高等研究中心辦公室主任

吳淑媛 清華大學材料科學與工程系碩士 清華大學經濟管理學院人事辦公室主任

創建“世界一流大學”現在已成為我國各大名校追求的目標。一個廣被接受的看法是，一個大學的優秀程度，主要依靠學科的優秀程度作衡量的標準。如果一個大學在大多數重要學科上都名列世界前茅，才會被認為屬於“世界一流”。基於這樣的認識，我們認為，為了要對“世界一流大學”作可靠的詮釋，莫過於對個別的學科做一個了解。我們是在這樣的動機下，打算對一些重要的學科逐一進行探討，希望能對這些學科的“世界一流”性有所了解。

　　從《科技中國》2004年11月號起，我們連續介紹了美國的最佳物理系、商學院、生物系以及數學系的風貌。作為這一系列的繼續，本文對美國的最佳化學系進行介紹。

　　關於統計樣本收集的說明

　　我們的目標是研究“世界一流”，但是由於在全世界範圍內收集有一致性和自洽性的資料有困難，而在美國範圍內較易於獲得，我們決定選擇以美國為對象，嘗試對美國的“一流”化學系進行探討。由於美國的學術研究在世界上領先，美國的一流化學系應當屬於“世界一流”。

　　一些學科在美國的學術聲望排名，可資公開查詢的資料有兩個來源。一個是“美國國家研究委員會”[1]（US National Research Council）對美國研究型大學在各學科的博士研究生教育的評比，其中牽涉到學術研究聲望的評比。最近的一次評比結果，於1995年發表。另一個來源是在美國頗具影響力的雜誌《美國新聞與世界報道》 （US News & World Report）[2]不定期對於美國大學中的一些學科的評比報告。對於化學學科的最近期的評比結果，發表於2002年。這兩個評比，前十名的排行結果幾乎完全一致，唯一的差別是前者包含芝加哥大學(University of Chicago)，而後者包含斯奎普研究院（Scripps Research Institute）。 由於後者是遠新於前者的評比，我們採用其結果。可是，由於無法收集到關於斯奎普研究院比較完整的資料，我們僅對斯奎普研究院以外的、名列前10名中的其餘九個化學系進行分析。這10個化學系按排名順序為：

　　根據互聯網上公布的資料[3]，我們收集了以上除斯奎普研究院(Scripps)以外的九個化學系的相關信息，以此為依據分析其學術研究的一些基本狀況，用圖表的方式，統計出包括教師隊伍的構成、專業領域分布等我們認為比較有指導意義的信息，並根據圖表的結果，指出其含意。統計對象為承擔教學任務的正式學術研究人員（即faculty,以下簡稱教師），包括教授、副教授和助理教授。統計的數據來自九個系共計326人，其中不包括退休人員或不承擔教學工作的專門研究人員。由於這九個系中仍有10位教師獲得博士學位的時間無法確定，因此在以下涉及此項信息的統計數據中這10位教師就沒有被計入。故本文圖1、圖2、圖3及圖5中統計人數為326人，圖4、圖6及圖7中，統計人數為316人。

　　教師隊伍基本情況

　　我們首先統計了美國“化學系九強”教師隊伍的一些基本情況，以期獲得一些概況性的了解，結果見圖1－圖4。

　　圖1顯示了九所大學化學系現有的在職教師人數，反映了各學校化學系的現有規模。大體上看，這些化學系的規模都不算大，其中只有兩所大學的化學系（加州大學伯克利分校和威斯康星大學）的教師規模在五十人以上，卻有四所大學的化學系（加州理工學院、哈佛大學、斯坦福大學及哥倫比亞大學），它們的正規在職教師人數都在30人以下。這九所大學化學系教師的平均人數為36。

　　圖2顯示了以上九所大學化學系教師系列職務的結構。教授為教師隊伍的主體，占76%，副教授和助理教授明顯少於教授的數量，分別占教師總數的6.5%和17.5%。應當指出的是，美國國會為保護老年人的權益，通過了法案，禁止強迫性退休。而助理教授和副教授則遵照各大學的既定晉升機制逐年晉升、聘用或淘汰，這是教授在教師隊伍中比例高的重要原因之一。

　　由於以上九所大學化學系的教師在學術上具有領先地位，授予這些教師博士學位的學校在一定程度上也應該在化學學科中有優越的地位。圖3中顯示了以上九所大學化學系教師的博士學位來源，即授予博士學位的學校，按人數的多少排列於前10名。調查結果顯示，本文“化學九強”中除了伊利諾大學之外的八所大學均名列來源學校的前10名。另外兩個名列前10名的大學（芝加哥大學和耶魯大學）同樣是世界最著名的大學。這個重疊現象說明這些大學化學系在教學和學術研究上的成績的一致性，——即所謂“名師出高徒”，也間接驗證了我們的“化學九強”名單的可靠性。另外值得一提的是，哈佛大學的化學系雖屬小系，目前的在編教師人數僅25人（見圖一），可是培養出來的人才卻為數可觀。

　　從圖4中可以看出這九個化學系目前在職的教師中10人為1945年至1954年期間獲得博士學位，41人為1955年至1964期間年獲得博士學位，71人為1965年至1974年期間獲得博士學位，62人為1975年至1984年期間獲得博士學位，63人為1985年至1994年期間獲得博士學位，69人為1995年至2004年期間獲得博士學位。考慮到在美國大學中研究生獲得博士學位的年齡大致在25歲到30歲，以上數據間接反映出目前在職教師的年齡分布概況。圖4顯示，美國大學裡的化學學科在過去幾十年中發展上並無大起大落，七十年代是一個增長期，其後即保持相當穩定的規模。

　　專業分布情況

　　教師在化學學科中的研究方向上的分布及其隨時間的變化是本次調研的主要側重點。傳統上，化學包含四大專業，即無機化學、有機化學、物理化學及分析化學。可是，近幾十年來，化學已向科學的其它領域迅速地交叉發展。最明顯的是，一方面向生物發展，另一方面向材料科學和物理發展。有鑑於此，我們將化學的研究專業擴充，分為以下八類： (1)生物化學（Biological chemistry，包含化學生物 chemical biology、生物物理等）；(2) 無機化學(Inorganic chemistry，包含有機金屬化學organometallic chemistry 等)；(3) 有機化學(Organic chemistry)；(4) 材料化學（Materials chemistry，包含高分子化學polymer chemistry、納米科學nanoscience 等）；(5) 物理化學(Physical chemistry，包含化學物理chemical physics等)；(6) 分析化學(Analytic chemistry)；（7）理論化學（Theoretical chemistry, 包含計算化學computaional chemistry等）；(8)其它（包含核化學nuclear chemistry,環境化學environmental chemistry、大氣化學atmospheric chemistry等）。需要說明的，化學中的各專業也在交叉發展，有些專業間的界限已不易劃分。

　　圖5中給出了這九個化學系目前在職的全體教師專業分布情況。數據顯示“生物化學”、“有機化學”及“物理化學”是“美國化學系九強”的大專業。

　　圖6顯示，在不同專業中教師獲得博士學位的年代分布，自1945年起每十年統計一次，用不同顏色的曲線表示。各點表示在該時間段內獲得博士學位的教師的人數，也反映了在相應的時間段內各專業新增教師的人數，各條連線的走向反映了不同時期內從事各學科研究的教師人數的增長情況，這從另一個側面反映不同時期各專業的“冷”和“熱”。

　　在圖7中，自1945年起，每十年統計一次在該時間段內獲得博士學位的各專業教師人數占在該時間段內獲得博士學位的各專業教師總數的百分比用不同顏色的曲線表示。各條曲線反映了不同時期區間內從事各學科研究的教師人數的相對增長情況，這從另一個側面反映不同時期內各專業的“冷”和“熱”。很明顯，近十幾年來，在各類學科的相對發展上，“無機化學” 、“物理化學” 及“分析化學”三類呈增長勢態， 尤其是“無機化學” 、“物理化學”二類增長強勁。

　　調查結果的綜合分析

　　綜合以上各圖表所顯示的結果，我們得到下列結論：

　　1．美國的九強化學系，其學校均有百年以上的歷史，在學術上有長期的積累。

　　2．美國大學化學學科，在七十年代有較大幅度發展。其後，保持相當穩的規模。（見圖4）。

　　3．相對於理科的物理學科、數學學科及生物學科，美國大學裡的化學學科是規模較小的學科，其九強化學系在編教師的平均人數僅為36人。

　　4．近幾十年來，化學已向科學的其它領域迅速地交叉發展。最明顯的是，一方面向生物發展，另一方面向材料科學和物理發展。

　　5．近二十幾年中，在各類學科的相對發展上，“無機化學” 、“物理化學” 及“分析化學”三類呈增長勢態， 尤其是“無機化學” 、“物理化學”二類增長強勁。

　　6．一流的老師教出一流的學生。美國最出色的化學系，它們的教師，絕大多數來自同樣一組一流化學系（見圖3）。美國的九強化學系，進入統計的教師人數共326人，其中來自圖3中的十所名校的為232人，占71%。

　　結束語

　　為實現建成世界一流大學的宏偉目標，必須有一支學術素質一流、效率高、結構能順應學科發展潮流的教師隊伍，這也是世界一流大學保持活力和長盛不衰的基礎。通過以上調查，我們對美國化學系九強的風貌有了進一步的認識，也對化學各專業的發展趨勢有了一些了解。

　　隨着一大批老教師逐漸離開教學和科研第一線，引進高水平的專業人才以充實教師隊伍已經成為各高校的首要工作之一。我國高校的教師隊伍正處於新老交替的關鍵時期。教師隊伍是大學中最重要的組成部分，教師個人的學術水準和教師隊伍的專業結構直接決定了一所大學的教學和科研水平，以及發展的前景。應該看到，由於“文革”等歷史原因造成的我國高校教師隊伍這次較大規模的新老交替過程也同時為優化高校的教師隊伍、實現各學科的合理布局提供了一次契機。考慮到現今各高校引進的新教師中年齡在45歲以下的占絕大多數，可以預期這次新老交替過程將對我國高校的未來發展產生十分深遠的影響。

　　如何優化教師隊伍、實現順應學科發展潮流的學科布局，這本身又是一個十分複雜和困難的問題。本文中我們比較詳盡地調研了美國九所著名大學化學系的教師隊伍的狀況，希望這些材料能夠對在我國高校中如何建立“世界一流”的化學學科有所裨益，也能夠對有志於化學研究的年青學子在選擇專業時有所幫助。

　　【致謝】美國紐約州立大學石溪分校的朱鵬年教授、清華大學的廖沐真教授和聶華桐教授對本文的寫作提出了寶貴意見，作者在此表示感謝。

　　張俞紅 英國倫敦大學皇家霍力威學院理學碩士 清華大學高等研究中心辦公室主任

　　吳淑媛 清華大學材料科學與工程系碩士 清華大學經濟管理學院人事辦公室主任

　　[1] Research Doctorate Programs in the United States: Continuity and Change，Marvin L. Goldberger, Brendan A. Maher, and Pamela Ebert Flattau, Editors，1995，ISBN

　　[2] Chemistry Departments ranked in 2002, U.S. News and World Report Rankings 2002，http://www.usnews.com/usnews/edu/grad/rankings/phdsci/brief/phy_brief.php

　　[3] 本文中的統計數據由以下網址獲得：

　　UC/Berkeley　　http://chemistry.berkeley.edu/index.shtml

　　Caltech　　http://chemistry.caltech.edu/

　　Columbia　　http://www.columbia.edu/cu/chemistry/

　　Cornell　　http://www.chem.cornell.edu/

　　Harvard　　http://www.chem.harvard.edu/

　　Illinois　　http://www.scs.uiuc.edu/chem/

　　MIT　　http://web.mit.edu/chemistry/www/index.html

　　Scripps　　http://www.scripps.edu/chem/

　　Stanford　　http://www.stanford.edu/dept/chemistry/

　　Wisconsin　　http://www.chem.wisc.edu/