·科技纵横捭阖·
数理科学大事的周期性
2012年荷兰伊拉斯谟斯大学的B.
de Groot和P. H. Franses发表了《共同
的社会经济周期》一文,对在1789-
2009年间发表的80多篇论文的整理表
明:社会经济变量(如消费者物价指数、
就业率、利率、商品价格、GDP、战争与霸
权等)中,存在大约8年、12年、21年、32
年和55年的明显周期性,其中71个案例
的4个周期8.423(±1.162)、21.03(±
2.422)、31.57(±1.625)、54.73(±0.811)
年呈现正态分布[1]。
 图1 数学大事的功率谱
1. 数学和物理学大事的周期性
据《中国大百科全书·物理学》给出
的1600—1984年的293件物理学大事
以及维基百科列举的1501—2009年的
167件数学大事时间序列的分析表明,这
些近似周期仍然大体存在。其中:数学
大事的周期是5年、9年、16年、21年、33
年、50年等;物理学大事的周期是5年、7
年、12年、16年、21年、27年、37年、48
年。数学和物理学大事共有的周期约是
5年、7~9年、16年、21年、48~50年。图
1和图2分别是数学大事和物理学大事
的功率谱。若从小波周期图上分析,还
可以看出最近几十年来,7~9年周期有增
强 的 趋 势。这 些 周 期 与de Groot、
Franses报道8年、12年、21年基本吻
合。更长的周期不吻合的原因,可能源
自数学和物理学大事样本的选取具有一
定的主观性,亦即它们不像社会经济的
定量指标那样更客观。
上述数学和物理学大事的周期获
取,综合考虑了功率谱、小波周期图的结
果;并考虑到大事年代的精确度为1年
(即没有精确到月份和日期),将周期差
别在1年的各周期合并成一个近似周期。
 图2 物理学大事的功率谱
2. 共有周期性可能源自地球运动的状态
变化
这些共有周期里的8年和12年周
期,明显对应着地球在太空运动中所受
的天文变化周期。12年的周期,与太阳
黑子周期11.3年有大致的一致性;8年周
期,与地球-月球-金星-木星,亦即太阳
系里对地球运动影响最大的4个天体的
位置重演周期十分接近[2]。
先前就有些著作中提到自然条件与
人类发展进程的关系。在1845-1846
年马克思和恩格斯所著的《德意志意识
形态》里,指出“人们所遇到的各种自然
条件——地质条件、地理条件、气候条件
以及其他条件”和人类历史进程之间的
相互作用[3]。《中国大百科全书·天文学》
第1版的“地外文明”条目也写到“人在宇
宙间不占有特殊地位。当然,人类的外
形是地球的自然条件决定的”的观点。
因此,“ 天文变化→地球自然条件变化→人类生产变化→人类的思维”的因果链
条是一种客观存在。
3. 共有周期性可能的意义
数理科学的发展,应该受到地球和
人类所处太空环境变化周期性的制约。自觉运用这种周期性,特别是最近几十
年中具有强度增大趋势的7~9年周期,
对于科研人员的研究过程和科技政策的
制定都有积极的意义。
1)对于科研人员,在一个比较重要
的课题上坚持5~10年或以上,是做出重
要成果的基本时间保证。频繁更换研究
课题,可能会与重要科技成果擦肩而
过。随着科技知识总量的增加,物理学
家做出诺贝尔奖成果的平均年龄,从20
世纪80年代开始,已经超过40岁[4]。这
也表明,10年以上的坚持是取得重大科
技成果的基本时间保证。
2)从科技政策角度看,对数理科学
机构和工作者的考核周期,应该不低于5
年。设立相对宽松的研究政策,并“资助
人而不是资助项目”,都是真正促进当今
数理科学发展的基本政策保证。
参考文献
文/杨正瓴
作者简介 天津大学电气与自动化工程学院,
副教授。图片为本文作者。
栏目主持人 关增建,电子信箱:guanzj@sjtu.edu.cn。 (编辑 王丽娜)
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