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兩人就一起取得了諾貝爾物理學獎

文章作者:管理一號 | 2019-10-06
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圖片來源:CBS News圖片來源:CBS News

  原標題:你覺得誰會拿下今年諾獎?有人出成果第二年就做到了,也有人等了55年

  科學界中似乎總有一些“幸運兒”。楊振寧和李政道在 1956 年 10 月發表宇稱不守恒的論文一年后(1957 年 10 月),兩人就一起取得了諾貝爾物理學獎。無獨有偶,約翰內斯·格奧爾格·貝德諾爾茨(Johannes Georg Bednorz)和卡爾·亞歷山大·米勒(Karl Alexander Müller)因 1986 年發現鋇鑭銅氧化物的高溫超導性質而取得 1987 年的諾貝爾物理學獎。

  n Rous)似乎就沒有上面四位那么幸運了,他直到 1966 年才因而獲得諾貝爾生理學或醫學獎,中心足足隔了 55 年時間。和他有著類似遭遇的還有恩斯特·魯斯卡(Ernst Ruska),他 1931 年發明晰電子顯微鏡,一直比及 1986 年才獲得諾貝爾物理學獎。

  由此可見,并非所有成為諾貝爾獎取得者的道路都是平整的。一項新的研究發現,盡管物理學家們可能早早地完成了突破性作業,但他們平均要等候 23.5 年才干贏得朝思暮想的獎項。而關于化學家,情況則正好相反,他們取得諾貝爾獎的年紀較大,但等候的時間最短。科學家們做出獲獎作業時的年紀以及獲獎前的等候時間,與他們地點的研究范疇有關。

  多少歲才能拿諾獎?

  1895 年 11 月 27 日,阿爾弗雷德·諾貝爾(Alfred Nobel)簽訂遺囑,捐獻他的大部分財產設立諾貝爾物理學、化學、生理學或醫學、文學以及和平獎。1968 年,瑞典中央銀行(Sveriges Riksbank)設立經濟學獎以紀念阿爾弗雷德·諾貝爾。

  從 1901 年到 2018 年,諾貝爾獎共授出 590 次,獲獎者 908 位,獲獎組織 27 個;有 347 項單獨授予了一位獲獎者,141 項同時授予了兩位獲獎者,102 項同時授予了三位獲獎者。在此期間,受第一次世界大戰(1914-1918)和第二次世界大戰(1939-1945)的影響,有些年份未頒發某些學科的獎項。

  根據諾貝爾獎官方網站提供的信息,在 1901 - 2017 年間,所有諾貝爾獎獲得者的平均年齡為 59.6 歲。獲獎年齡最小的是 17 歲的巴基斯坦學生馬拉拉·尤素福(Malala Yousafzai),她于 2014 年獲得諾貝爾和平獎;年齡最大的是 90 歲的萊昂尼德·赫維奇(Leonid Hurwicz),他于 2007 年獲得諾貝爾經濟學獎。

1901-2017 年所有諾獎得主的年齡分布情況。數據來源:諾貝爾獎官網1901-2017 年所有諾獎得主的年齡分布情況。數據來源:諾貝爾獎官網

  諾貝爾的遺囑原本規定:諾貝爾獎應當“每年分配給在前一年中給人類帶來最大利益的人”。但在實際的頒獎過程中并沒有遵循關于“前一年”的聲明要求,這就帶來一個問題:僅憑獲獎者的平均年齡并不能反映他們完成獲獎研究時的時間。

  科學家們到底是在什么時候做出了能將自己送入科學最高殿堂的成果?我們很難用平均年齡 59.6 歲這個數字對這個簡單的問題予以回答。現在,一項新研究或許能帶給我們答案。

  越來越晚的開始

  為了弄清楚科學家們都是在多大年齡的時候完成了最具突破性的工作,拉斯穆斯·比約克(Rasmus Bjørk)基于諾貝爾獎官方網站發布的“詳細信息(Advanced Information)” 對 178 位諾貝爾獎得主情況進行了分析。相關論文發表在 Scientometrics 上。

  比約克是丹麥技術大學(Technical University of Denmark)能源轉換與儲存系的副教授,物理學博士,2013 年以來一直從事熱電器件及其設計的研究,編寫了多個高級熱電數值模型,他還致力于熱電性能的測試并建立了實用系統。

  比約克參考的信息主要集中于 2000 年以來的 46 位化學獎得主、 1995 年以來的 61 位物理學獎得主和 2006 年以來的 30 位生理學或醫學得主。他根據諾獎委員會官方對歷年獲獎研究的科學背景介紹以及相關文章的引用,對這些諾獎得主的獲獎之路進行了分析。

  統計結果表明,所有諾獎得主做出諾獎級發現時的平均年齡為 44.1 歲。與其他領域相比,物理學領域的獲獎者通常更年輕——化學家獲得諾貝爾獎的平均年齡為 46.5 歲,生理或醫學家為 45.1 歲,經濟學家為 43.9 歲,而物理學家為 42 歲。

諾獎得主做出獲獎工作的平均年齡。圖片來源:doi:10.1007/s11192-019-03065-4諾獎得主做出獲獎工作的平均年齡。圖片來源:doi:10.1007/s11192-019-03065-4

  2011 年,本杰明·瓊斯(Benjamin F。 Jones)和布魯斯·溫伯格(Bruce A。 Weinberg)的統計結果則顯示:諾獎得主做出獲獎級研究的平均年齡為 39.0 歲,其中化學家為 40.2 歲,生理或醫學家為 39.9 歲,物理學家為 37.2 歲。而在針對 1901 - 1950 年獲獎者更早的分析結果中,科學家做出諾獎級發現的平均年齡僅為 35.4 歲,而化學家的平均年齡為 38.3 歲。

  顯然,最新統計得到的年齡比早期更高,反映了近年來諾貝爾獎獲得者做出諾獎級發現的時間越來越晚。這可能有助于解釋英國廣播公司(BBC)得到的  1950-2016 年傳統(自然)科學領域諾貝爾獎得主年齡有明顯增長趨勢的結論。

諾獎得主年齡分布趨勢。圖片來源:BBC諾獎得主年齡分布趨勢。圖片來源:BBC

  另外,競爭者的大量出現也讓每個科學家得獎的概率變得更小。諾貝爾博物館資深策展人古斯塔夫·卡爾斯特蘭德(Gustav Källstrand)在 2016 年接受 BBC 采訪時曾指出,學術圈在上世紀發生了巨大的變化,一百年前世界上只有一千來個物理學家,而現在這一數量甚至上升到了百萬級別,這也讓每年取得的突破性進展的數量不斷增加。

  發表之路

  那么這些諾獎得主在獲獎前發表了多少篇與諾獎工作相關的論文呢?統計學給出的答案是:這對物理學家來說相對容易一些,他們平均只發表了 5.4 篇文章。而對經濟學家來說,諾獎之路道阻且長,他們人均要發表 17.3 篇,居所有學科之首。化學和生理學/醫學研究人員介于兩者之間,發表論文平均數分別為 8.1 和 9.8 篇。而所有諾獎得主平均發表文章數量為 9.6 篇。

所有獲獎者的諾貝爾獎委員會為每個獲獎者所引用的論文數量。圖片來源:doi:10.1007/s11192-019-03065-4所有獲獎者的諾貝爾獎委員會為每個獲獎者所引用的論文數量。圖片來源:doi:10.1007/s11192-019-03065-4

  比約克還計算了不同科學領域諾獎得主論文發表所對應的平均年齡的標準差,結果發現物理學獎得主的標準差比其他領域獎項得主要小得多。與其他領域相比,物理學獎獲得者在短短幾年內就能把代表著未來諾獎成果的主要論文都發表出來,而經濟學獲獎者發表的諾獎論文往往有更長的時間跨度。

不同科學領域諾獎得主發表相關工作的時間跨度。圖片來源:doi:10.1007/s11192-019-03065-4不同科學領域諾獎得主發表相關工作的時間跨度。圖片來源:doi:10.1007/s11192-019-03065-4

  漫長的等待

  比約克還計算出了科學家們獲得諾貝爾獎的平均“等待時間”。對于所有科學類獲獎者來說,平均等待時間為 22.3 年。比更早之前的等待時間更長。

  其中,化學家們做出重大發現可能花了最長的時間,但他們等待獲獎的時間卻最短——從發現到獲獎,平均需要 20.8 年。生理/醫學科學家緊隨其后,平均等待時間為 21.2 年,而經濟學家和物理學家的平均等待時間分別為 23.2 年和 23.5 年。

獲獎年齡和進行獲獎工作的年齡對比。圖片來源:doi:10.1007/s11192-019-03065-4

獲獎年齡和進行獲獎工作的年齡對比。圖片來源:doi:10.1007/s11192-019-03065-4

  比約克認為,這可能表明物理學家更容易因為職業生涯早期的一項突破而獲諾獎,而經濟學家必須經過多年的發展才能提出新的理論,然后因此獲諾獎。

  另外,與前人相比,現在的諾獎得主做出獲獎發現的時間也越來越晚。與 20 世紀上半葉相比,現在的獲獎者們完成最具創造性工作的平均年齡遲了 5.5 歲。

  比約克認為這是由于科學家們將更多的時間花在了處理其他的學術任務上,例如撰寫資助申請書和履行其教學職責。他說:“這減緩了他們的研究進展。”

  當然,統計結果也有一些局限性,例如分析以諾獎得主的所有工作都是同等重要的假設為前提,但實際情況并不一定如此。加之這項研究所用的樣本量確實太小了(我們必須承認諾獎得主的數量和動輒上萬的調查采樣數量相比根本不值一提),所以了解這項研究的局限性也很重要。

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