两人就一起取得了诺贝尔物理学奖

文章作者:管理一号 | 2019-10-06
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图片来源:CBS News图片来源:CBS News

  原标题:你觉得谁会拿下今年诺奖?有人出成果第二年就做到了,也有人等了55年

  科学界中似乎总有一些“幸运儿”。杨振宁和李政道在 1956 年 10 月发表宇称不守恒的论文一年后(1957 年 10 月),两人就一起取得了诺贝尔物理学奖。无独有偶,约翰内斯·格奥尔格·贝德诺尔茨(Johannes Georg Bednorz)和卡尔·亚历山大·米勒(Karl Alexander Müller)因 1986 年发现钡镧铜氧化物的高温超导性质而取得 1987 年的诺贝尔物理学奖。

  n Rous)似乎就没有上面四位那么幸运了,他直到 1966 年才因而获得诺贝尔生理学或医学奖,中心足足隔了 55 年时间。和他有着类似遭遇的还有恩斯特·鲁斯卡(Ernst Ruska),他 1931 年发明晰电子显微镜,一直比及 1986 年才获得诺贝尔物理学奖。

  由此可见,并非所有成为诺贝尔奖取得者的道路都是平整的。一项新的研究发现,尽管物理学家们可能早早地完成了突破性作业,但他们平均要等候 23.5 年才干赢得朝思暮想的奖项。而关于化学家,情况则正好相反,他们取得诺贝尔奖的年纪较大,但等候的时间最短。科学家们做出获奖作业时的年纪以及获奖前的等候时间,与他们地点的研究范畴有关。

  多少岁才能拿诺奖?

  1895 年 11 月 27 日,阿尔弗雷德·诺贝尔(Alfred Nobel)签订遗嘱,捐献他的大部分财产设立诺贝尔物理学、化学、生理学或医学、文学以及和平奖。1968 年,瑞典中央银行(Sveriges Riksbank)设立经济学奖以纪念阿尔弗雷德·诺贝尔。

  从 1901 年到 2018 年,诺贝尔奖共授出 590 次,获奖者 908 位,获奖组织 27 个;有 347 项单独授予了一位获奖者,141 项同时授予了两位获奖者,102 项同时授予了三位获奖者。在此期间,受第一次世界大战(1914-1918)和第二次世界大战(1939-1945)的影响,有些年份未颁发某些学科的奖项。

  根据诺贝尔奖官方网站提供的信息,在 1901 - 2017 年间,所有诺贝尔奖获得者的平均年龄为 59.6 岁。获奖年龄最小的是 17 岁的巴基斯坦学生马拉拉·尤素福(Malala Yousafzai),她于 2014 年获得诺贝尔和平奖;年龄最大的是 90 岁的莱昂尼德·赫维奇(Leonid Hurwicz),他于 2007 年获得诺贝尔经济学奖。

1901-2017 年所有诺奖得主的年龄分布情况。数据来源:诺贝尔奖官网1901-2017 年所有诺奖得主的年龄分布情况。数据来源:诺贝尔奖官网

  诺贝尔的遗嘱原本规定:诺贝尔奖应当“每年分配给在前一年中给人类带来最大利益的人”。但在实际的颁奖过程中并没有遵循关于“前一年”的声明要求,这就带来一个问题:仅凭获奖者的平均年龄并不能反映他们完成获奖研究时的时间。

  科学家们到底是在什么时候做出了能将自己送入科学最高殿堂的成果?我们很难用平均年龄 59.6 岁这个数字对这个简单的问题予以回答。现在,一项新研究或许能带给我们答案。

  越来越晚的开始

  为了弄清楚科学家们都是在多大年龄的时候完成了最具突破性的工作,拉斯穆斯·比约克(Rasmus Bjørk)基于诺贝尔奖官方网站发布的“详细信息(Advanced Information)” 对 178 位诺贝尔奖得主情况进行了分析。相关论文发表在 Scientometrics 上。

  比约克是丹麦技术大学(Technical University of Denmark)能源转换与储存系的副教授,物理学博士,2013 年以来一直从事热电器件及其设计的研究,编写了多个高级热电数值模型,他还致力于热电性能的测试并建立了实用系统。

  比约克参考的信息主要集中于 2000 年以来的 46 位化学奖得主、 1995 年以来的 61 位物理学奖得主和 2006 年以来的 30 位生理学或医学得主。他根据诺奖委员会官方对历年获奖研究的科学背景介绍以及相关文章的引用,对这些诺奖得主的获奖之路进行了分析。

  统计结果表明,所有诺奖得主做出诺奖级发现时的平均年龄为 44.1 岁。与其他领域相比,物理学领域的获奖者通常更年轻——化学家获得诺贝尔奖的平均年龄为 46.5 岁,生理或医学家为 45.1 岁,经济学家为 43.9 岁,而物理学家为 42 岁。

诺奖得主做出获奖工作的平均年龄。图片来源:doi:10.1007/s11192-019-03065-4诺奖得主做出获奖工作的平均年龄。图片来源:doi:10.1007/s11192-019-03065-4

  2011 年,本杰明·琼斯(Benjamin F。 Jones)和布鲁斯·温伯格(Bruce A。 Weinberg)的统计结果则显示:诺奖得主做出获奖级研究的平均年龄为 39.0 岁,其中化学家为 40.2 岁,生理或医学家为 39.9 岁,物理学家为 37.2 岁。而在针对 1901 - 1950 年获奖者更早的分析结果中,科学家做出诺奖级发现的平均年龄仅为 35.4 岁,而化学家的平均年龄为 38.3 岁。

  显然,最新统计得到的年龄比早期更高,反映了近年来诺贝尔奖获得者做出诺奖级发现的时间越来越晚。这可能有助于解释英国广播公司(BBC)得到的  1950-2016 年传统(自然)科学领域诺贝尔奖得主年龄有明显增长趋势的结论。

诺奖得主年龄分布趋势。图片来源:BBC诺奖得主年龄分布趋势。图片来源:BBC

  另外,竞争者的大量出现也让每个科学家得奖的概率变得更小。诺贝尔博物馆资深策展人古斯塔夫·卡尔斯特兰德(Gustav Källstrand)在 2016 年接受 BBC 采访时曾指出,学术圈在上世纪发生了巨大的变化,一百年前世界上只有一千来个物理学家,而现在这一数量甚至上升到了百万级别,这也让每年取得的突破性进展的数量不断增加。

  发表之路

  那么这些诺奖得主在获奖前发表了多少篇与诺奖工作相关的论文呢?统计学给出的答案是:这对物理学家来说相对容易一些,他们平均只发表了 5.4 篇文章。而对经济学家来说,诺奖之路道阻且长,他们人均要发表 17.3 篇,居所有学科之首。化学和生理学/医学研究人员介于两者之间,发表论文平均数分别为 8.1 和 9.8 篇。而所有诺奖得主平均发表文章数量为 9.6 篇。

所有获奖者的诺贝尔奖委员会为每个获奖者所引用的论文数量。图片来源:doi:10.1007/s11192-019-03065-4所有获奖者的诺贝尔奖委员会为每个获奖者所引用的论文数量。图片来源:doi:10.1007/s11192-019-03065-4

  比约克还计算了不同科学领域诺奖得主论文发表所对应的平均年龄的标准差,结果发现物理学奖得主的标准差比其他领域奖项得主要小得多。与其他领域相比,物理学奖获得者在短短几年内就能把代表着未来诺奖成果的主要论文都发表出来,而经济学获奖者发表的诺奖论文往往有更长的时间跨度。

不同科学领域诺奖得主发表相关工作的时间跨度。图片来源:doi:10.1007/s11192-019-03065-4不同科学领域诺奖得主发表相关工作的时间跨度。图片来源:doi:10.1007/s11192-019-03065-4

  漫长的等待

  比约克还计算出了科学家们获得诺贝尔奖的平均“等待时间”。对于所有科学类获奖者来说,平均等待时间为 22.3 年。比更早之前的等待时间更长。

  其中,化学家们做出重大发现可能花了最长的时间,但他们等待获奖的时间却最短——从发现到获奖,平均需要 20.8 年。生理/医学科学家紧随其后,平均等待时间为 21.2 年,而经济学家和物理学家的平均等待时间分别为 23.2 年和 23.5 年。

获奖年龄和进行获奖工作的年龄对比。图片来源:doi:10.1007/s11192-019-03065-4

获奖年龄和进行获奖工作的年龄对比。图片来源:doi:10.1007/s11192-019-03065-4

  比约克认为,这可能表明物理学家更容易因为职业生涯早期的一项突破而获诺奖,而经济学家必须经过多年的发展才能提出新的理论,然后因此获诺奖。

  另外,与前人相比,现在的诺奖得主做出获奖发现的时间也越来越晚。与 20 世纪上半叶相比,现在的获奖者们完成最具创造性工作的平均年龄迟了 5.5 岁。

  比约克认为这是由于科学家们将更多的时间花在了处理其他的学术任务上,例如撰写资助申请书和履行其教学职责。他说:“这减缓了他们的研究进展。”

  当然,统计结果也有一些局限性,例如分析以诺奖得主的所有工作都是同等重要的假设为前提,但实际情况并不一定如此。加之这项研究所用的样本量确实太小了(我们必须承认诺奖得主的数量和动辄上万的调查采样数量相比根本不值一提),所以了解这项研究的局限性也很重要。

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