1984，中国科学的寒冬——国产量子化学程序覆灭记　 　

左克

美国汤姆森科学论文检索（SCI）发布的数据显示，我国的SCI论文数从2004至2006年起连续三年排在世界第5位。到了2007年，中国首次超过日本位居第四，与位居第三的德国和居第二的英国只差400篇和4000篇左右。SCI论文主要反映一个国家基础科学研究的状况，我们这样一个科技论文大国，按道理说对科学计算软件的需求应当是很大的，也应该像美、英、德、日一样，有大量自己开发的科学计算软件作为支撑。但实际情况确是，目前国产的科学计算软件极少，几乎所有的计算工作都是用国外软件完成的。是中国科学家的水平不行，还是中国科学家不重视科技软件的开发？在回答这个问题之前，先让我们看看国产量子化学程序是怎么覆灭的吧。

量子化学就是原子和分子层次的量子力学，是量子力学在化学领域的应用。所谓量子化学程序，就是从量子力学基本方程（非相对论的薛定谔方程，或相对论的狄拉克方程）出发，通过计算原子、分子、聚合物、表面、固体材料的电子结构，预测它们的物理、化学性质的一类科学计算程序。

广义的量子化学计算很早就有，比如最简单的Huckel理论方法，对于小分子xx靠手算都能完成。而现代量子化学计算则离不开计算机的发展，否则就无法完成大量复杂的计算。人类{dy}个非经验的量子化学从头计算是1952完成的，当时人们用手摇计算机算氮分子，足足摇了两年。如今，这样的计算在最普通的计算机上只需几秒钟就能完成，可见计算机对量子化学的影响有多大。现代的量子化学程序在60年代末开始出现，但是直到70年代中期，也就是采用大规模集成电路的第四代计算机诞生后，才逐渐发展起来。

在当代科技中，量子化学计算在结构化学、xx化学和材料科学领域中越来越具有重要地位，因而备受重视。几乎每个发达国家都有本国开发的量子化学程序，至于美、英、德、日等国，由不同部门开发的此类程序往往有十几种甚至几十种之多（未公布的不算在内），其中用的最多的有Gaussian，GAMESS，ADF等。

一些量子化学的初学者常常会有这样的疑问：为什么没有听说过国产的量子化学程序呢？

中国的量子化学研究，早在上世纪50年代就开始了。以中科院院士（当时称学部委员）唐敖庆、徐光宪等人的研究为代表，中国科学家在这二十多年里做了大量的理论研究工作（虽然从1966年下半年到70年代初出现了短期的停滞），在研究过程中还针对具体问题，编写了一些计算机程序，不过严格意义上的量子化学程序未见公开报道。刘若庄院士曾对我国前三十年的量子化学研究工作做了总结，见：

刘若庄，戴树珊，三十年来我国量子化学的发展概况，化学通报，06，10，1979。

据公开的资料，中国真正的量子化学程序是1978年出现的，比国外晚了10年左右，但发展得非常快。从1978年到80年代初，出现了很多中国科学家自己开发的量子化学程序（部分公开发布的程序见附件1）。这些程序主要采用从头计算，Xα和半经验方法，用于模拟原子、分子和固体材料。有些程序即使拿到现在，与国外同类产品相比也是{lx1}的（如用于稀土体系计算的INDO程序）。

既然中国曾经有不少自己开发的量子化学程序，并且在这个过程中培养了一批人才，那么中国的量子化学研究应该是越发展越好，成为强势研究领域才对。如果它们能像国外同类程序一样坚持发展到现在，不论是走学术路线还是走商业路线，都会对我国的科技事业起到巨大的推动作用。但是，经过短暂的辉煌后，从1984年开始，国产量子化学程序在“科学的春天”里销声匿迹了；更确切地讲，国产量子化学程序是和众多的高科技项目一起，集体牺牲的。据网上查到的一些材料，在这期间遇难的还有：

1984年，北京大学开发的国产静动力分析程序，被引进的德国程序淘汰（见附件2）；
1984年，运十停飞；
1984年，半导体和通用电路研发项目全部停止，改为单纯引进；
1984年，停掉了个人计算机和小型计算机研制项目，改为进口组装；
……

另外，在1984年的1月和10月，中美合资北京吉普、中德合资上海大众先后开业，提前敲响了中国汽车工业的丧钟。

以上列出的都是民用项目和基础研究项目。比这稍早，还有大量的军事项目下马。不过军事涉嫌“不和谐”，这里略去不讲。

如果说，一个量子化学程序消失是量子化学界的个案，一批量子化学程序消失是化学界的个案，那么，中国各种高科技项目在1984年集体消失，还能用“个案”来解释吗？这一个个偶然中，肯定隐藏着必然因素。那么国产量子化学程序消失的原因究竟是什么呢？

（一）错误的科技政策
由于量子化学程序广阔的应用前景和对计算机速度的依赖性，使得国外xx的程序，几乎都受到计算机公司的财力和技术支持，甚至提供免费的计算机进行测试。比如IBM支持过GAMESS、HONDO、MOLCAS、Gaussian、Alchemy-II、AMPAC、MOPAC和Mulliken，而当年xx的UniChem程序（包括MNDO、Dgauss、CADPAC等），就是Cray计算机公司投资开发的。相比之下，中国年轻的量子化学程序却没有这样的机遇。原因就是1984年自废武功式的科技政策，研制计算机的科研队伍被解散。中国计算机业缺席，使得国产量子化学程序失去了可靠的运行和测试平台，缺少必要的硬件技术支持，凡是用国产计算机语言编写的程序，自然就死掉了。由于技术封锁，当年引进的外国计算机都不是{zh0}的（何况很多实验室连这样的计算机也买不起），中国的量子化学家不仅没有必要的硬件技术支持，也没有国外计算机厂商提供的经费资助。那些采用国际通用计算机语言编写的量子化学程序，即使移植成功，也很难进行优化，导致在这些外国计算机上跑不快，不如引进的Gaussian程序好用，用的人自然就少了。

（二）崇洋媚外的社会风气
当时国内上上下下存在着一种崇洋媚外的风气，对洋技术、洋理论的无限美化，国产技术被贬为垃圾。而错误的科技政策（其根源也是崇洋媚外），又为崇洋媚外提供了事实依据，造成国产程序没人信，没人用。某些人放着国产的静动力分析程序不用，宁可进口昂贵且结果不可靠的外国程序（见附件2），也是由于这个原因。

（三）科研中的急功近利
1984年xxx成功访美后，国家的科技政策从自主研发变为技术引进。国际xx的量子化学计算程序SCF-Xα-DV和Gaussian也是在这一时期进入中国的。当时的Gaussian还是个学术程序，远不像今天这么保守，只要花很少的一点钱，就能买到源程序。如果中国的科学家们通过研究和消化Gaussian的算法，完善自己的程序，那么国产的量子化学程序还是能够得到快速发展的，这也正是Gaussian程序引进者的初衷。但除了个别单位以外，这种情况并没有出现。原因就是科技界的急功近利。由于做应用型计算远比程序开发出文章快，对研究人员的理论功底要求又比较低，一些过去从事量子化学研究的人员放弃了程序开发，仅仅满足于引进国外软件后作应用型计算。这造成从事算法和程序开
发的科研人员越来越少。

（四）决策者没有真正重视科学技术
进入八十年代后，中国科技研发经费占国内生产总值的比例，从七十年代的2%以上急剧下降，1984年更是降到0.6%以下。本人在两年前的文章《辉煌的xxx时代——中国计算机事业回顾》中，对此已有披露。这里再举一例。很多人都知道xx的“863计划”，说是在1986年3月，王大珩、王淦昌等4位科学家联名向中央递交了一份重要报告，很快得到某领导人的批示。在正史里，“863计划”都是作为某人的政绩来讲的，而且据说这个批示（而不是4位科学家的联名报告）“为我国高科技的发展指明了方向”。但实际上，“863计划”是一些有良知的科学家在中国科技危难之际发出的温和警告，当然{zh1}是皆大欢喜：既为一些重点高科技项目争取到了经费，又照顾了领导的面子。但

以上四条，对于其他消失的中国科技项目来说，也是适用的。

虽然“造船不如买船，买船不如租船的洋奴哲学”在xx以后成了正统，但大量“中国出口一台32美元的DVD只能得到1美元利润”一类的实践陆续曝光，不断检验了洋奴哲学的错误。如今，“自主研发”越来越成为中国科技界的共识。在这种背景下，据说国家的科技政策也有了调整，但也有浑水摸鱼的，例如我们都知道的铁道部“自主研发”的“耻辱号”列车，就好比有人买到了Gaussian源代码就称Gaussian是“国产量子化学软件”一样可笑（我丝毫不怀疑龙永图们有这种本事），至今也没人追究。

令人欣慰的是，经过中国科学家的努力，最近这些年陆续开发出几个在国际上有一定影响力的量子化学程序，国家也有意对这些程序进行重点扶植。在看到已有成果的同时，我们要牢记当年的教训，洋奴哲学的影响必须肃清。