据说钱学森有三次"论证"亩产万斤的文章,其中最著名的是1958年6月16日发表在"中国青年报"第四版上一块巴掌大文章:"粮食亩产量会有多少?"(附后)这种充其量就是类似科普幻想的小文章,本来不应该起到多大作用的,竟然在中国大地上为"农业大跃进"火上加油,起到极大的坏作用,最终造成饿死几千万人的大悲剧。本文不去讨论农业大跃进的是是非非,只谈这个"粮食亩产万斤"理论。
钱是从植物光合作用中对光吸收效率这个单一因素作为出发点来论证他的"理论"的。这十分容易理解。不要说一个力学家,就是植物学家也很难用简单叙述来谈植物生长中其它问题。能量问题才是最基本,最容易被理论家说清楚的东西。对钱的"亩产万斤" 的批判这几年在网络上有过不少。有人甚至设计方法计算钱应该对60年代饿死人承担多大"血债"。今天,钱老刚刚走了,我不想在这个时候再给他"算帐",也不同意那种简单的"算帐办法"。我完全以好心来理解,解释他的错误。对于一位刚离开我们的逝者,不要太苛求。
从钱的文章中可以看到,他立足的假定是如果植物可以利用太阳光能量的30%的话,农作物的产量将大大提高。因为,通常的这种光合作用光利用效率很低,可能只有2-3%。那么,他的假设(光利用效率提高到30%)有没有可能?答案是否定的。实验和理论都证实这是不可能的。首先,植物只能利用太阳光中可见光这部分,并且是其中主要在440纳米附近的蓝区和680纳米附近的红区,前者位于蓝光区域,后者位于紫光区域,而对于处在500-600纳米之间的绿光吸收的甚少,所以我们看到的植物基本上都是绿色。这部分能量仅占全部自然光能量的30%。即使这部分照射到植物叶面的可被用作光化反应的光,也只有不到30%被植物利用。这是被实验证实的,我不知道上世纪50年代是不是知道了这点?所以,经过这两个大约不到30%的利用,植物叶面能够利用的太阳光能量大概就是10%多些。再考虑阴天下雨,以及植物叶子并不是整齐面向阳光去吸收太阳能(物理学中所说散射截面问题),植物光化合利用效率最高只可能达到5-6%左右。一般比这要低很多。当然,植物光合作用机制非常复杂,上面只是非常简单分析。因此我们知道,钱犯了一个极大错误-随意设想光能转换效率,这又是他的"理论预测"的关键。对于一个理论家,这是致命的错误。
但是我还要再为钱老辩护几句。自然科学中一些新理论的提出都是在实验发现了旧理论无法解释实验事实之后提出来的,一般会在当时看来像是"离经叛道"。从钱学森文章看到,他是在"有报导河南某地小麦打出2105斤和3530斤小麦",以及同样是河南某地一亩地里收160万斤蔬菜的"实验数据"提出来的。这其实也算理论家的"正常"工作,只是不该是力学家-当然,这不是不允许的。不过这里他又犯了一个理论家致命的错误:对于"实验事实",特别是不同寻常,需要建立"新理论"来解释的"实验数据",没有经过"重复实验结果"的核对!没有检查真假。
斯人已去,我不想在这个时候去批评他。愿他一路走好。
*附钱学森的文章*
粮食亩产量会有多少?
" 前年卖粮用萝挑,去年卖粮用船摇,今年汽车装不了,明年火车还嫌小!"。这是江西井冈山农民的一首民歌。我们的土地正在农民双手豪迈的劳动中,付给人们更多的粮食,6月12日中国青年报第一版上发表了一个动人的消息:河南省遂平县卫星农业社继小麦亩产2105斤以后,又有2亩9分地平均每亩打下了3530斤小麦。
土地所能人们的粮食产量碰顶了吗?
科学的计算告诉人们:还远得很!今后,通过农民的创造和农业科学工作者的努力,将会大大突破今天的丰产成绩。因为,农业生产的最终极限决定于每年单位面积上的太阳光能,如果把这个光能换算农产品,要比现在的丰产量高出很多。现在我们来算一算:把每年射到一亩地上的太阳光能的30%作为植物以利用的部分,而植物利用这些太阳光能把空气里的二氧化碳和水分制造成自己的养料,供给自己发育、生长结实,再把其中的1/5算是可吃的粮食,那么稻麦每年的亩产量就不仅仅是现在的2000多斤或3000多斤,而是2000斤的20多倍!
这并不是空谈。举一个例:今年河南有些特别丰产试验田要在一亩地里收160万斤蔬菜。虽说蔬菜不是粮食,但到底是亩产160万斤!
所以,只要我们有必需的水利、肥料等等条件,加上人们的不断创造,产、量的不断提高是没有问题的。今天条件不具备,明天就会创造出来,今天还没有,明天一定会有!