诺奖的奥秘: 700位诺奖得主来自同一棵学术大树

学术 2024-10-11 11:29 山西

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谁在拿诺贝尔奖？来自哪个区域的科学家最易获奖？获得诺奖的最可能年龄是几岁？诺奖得主之间具有神秘的“亲缘关系”？得益于学者们及Nature等刊物对诺奖的统计分析，我们发现了诺奖背后的一些统计学规律。这些规律有时候是如此有趣且引人深思。

图源：nobelprize.org

年龄

如果我们用蓝色、橙色、黄色圆点分别代表物理学奖、化学奖、生理学或医学奖得主，再把这些圆点按照科学家的获奖年龄进行分组排列，我们就能得到如下的年龄分布图：

资料来源：Nature

我们可以发现，这个分布图呈纺锤形，但是曲线相对平缓。纺锤最宽处的横坐标是54岁，这是诺奖得主获奖年龄的众数，有24位科学家在这个年龄获得诺奖。然而所有获奖年龄的平均值要稍高一些，是58岁。

纺锤的最左端是物理学家劳伦斯·布拉格（William Lawrence Bragg），1915年，他与父亲亨利·布拉格（William Henry Bragg）因“在用X射线研究晶体结构方面所作出的杰出贡献”，共同获得诺贝尔物理学奖。当时劳伦斯·布拉格25岁。

位于纺锤最右端的是锂电池之父约翰·古迪纳夫（John Bannister Goodenough），他因开发锂电池而与斯坦利·威廷汉（M. Stanley Whittingham ）、吉野彰（Akira Yoshino）共享2019年的诺贝尔化学奖。时年97岁。

因此，不管是少年得志还是大器晚成，我们都能找到对应年龄的诺奖得主作为榜样，来鼓励人心。

性别

性别不平衡问题一直是学界关注的要点。截至2024年，三大自然科学奖项中的女性得主，仍然只有26人，占比3.98%。若将得主们按照性别分开，性别失衡的现象是相当严重的。如下图：

资料来源：Nature

好在，近年来女性诺奖得主的数量呈上升趋势。整个20世纪，只有11位诺奖女得主。而自21世纪至今，已有15位女得主诞生。变化还是巨大的。

值得一提的是，杰出的女性科学家玛丽·居里（Marie Curie），曾两次获得诺奖（1903年因放射性研究获物理学奖，1911年因发现钋、镭获化学奖），她也是诺奖史上首位两度获奖科学家。可见，即便诺奖存在如此严重的性别失衡现象，却依然无法掩盖女性科学家的杰出锋芒。她们的成就与贡献，是人们应当熟知并永远铭记的。

玛丽·居里

地域

在诺奖的三大自然科学奖项中，几乎54%的获得者都来自于北美洲。紧随其后的是欧洲。

另外，目前统计到的来自欠发达地区（低收入或中低收入国家或地区）的诺奖得主仅有十位。且其中的大部分均以移民北美或欧洲。

Nature在指出这一现象时，半开玩笑地谈到：“为了获得通向诺奖的最佳机会，你最好出生在北美并居住在那里。”

“亲缘关系”

一些研究发现，许多诺奖得主都拥有曾获诺奖的导师，或是从其他诺奖得主的实验室开始自己的职业生涯。换言之，一个诺奖获得者常常在其成长的各个阶段，接受过其他诺奖得主的指导和帮助。

诺奖的这种“传承性”惊人地涉及到了绝大多数诺奖得主，从而使这些获奖者被归并到一个个巨大而牵涉广泛的“学术亲缘结构”当中去。

我们以英国物理学家约翰·W·斯特拉特（John William Strutt）为例。他因在气体性质方面的研究获得1904年的诺贝尔物理学奖。

约翰·威廉·斯特拉特

资料来源：伦敦皇家学会会刊

斯特拉特的学生中，只有约瑟夫·汤姆逊 (Joseph Thomson) 获得过诺奖。他在1906年因对气体导电的理论和实验研究获得了物理学奖。然而在汤姆逊的指导下，共有7位诺奖得主成长起来。

这些后继者又广植桃李、开枝散叶，进一步培养了更多的杰出科学家，最终缔造出了一个硕大无朋的学术传承网络。据研究人员统计分析，有228位诺奖得主，可以被认为处于这个网络结构之中。他们身上总是能够找到这样或者那样的学术联系、渊源传承，最终代代上溯到约翰·W·斯特拉特。

对于这种现象，Nature报道了一个引人注目的数据：截至 2023 年，在获三大自然科学奖和经济学奖的736名学者中，有702名可以被判定从属于同一个学术亲缘网络，复杂的学术传承关系将他们串联到了一起。

趋势

就目前的数据来看，诺奖得主从完成他们的获奖研究，到摘获诺奖，中间需要等待的时间平均为20年。

但据统计，1960年之前的获奖者在作出获奖成就后，平均等待14年即可获奖；而2010年之后的获奖者，平均等待了29年才最终抱得诺奖归。诺奖的“等待时间”变长，这是第一个趋势。

第二个趋势是：诺奖的每项奖项越来越倾向于多人共享。就目前的数据而言，共享最多的是生理学或医学奖，其中约65%的奖项由多人共享；共享最少的是化学奖，其中45% 的奖项由多人共享。如下图：

资料来源：Nature

然而自上世纪以来，单人占有一个奖项的情况正在逐渐下降，多人共享的诺奖数量正在上升。如下图所示：

资料来源：Nature

最后，诺奖奖项的学科构成似乎也正在迈向新的转变。以往诺奖的学科垄断性很突出，排名前五的优势领域几乎垄断了一半的诺奖。如下图：

资料来源：Nature

而今年化学奖、尤其是物理学奖对人工智能技术的青睐，似乎预示着诺奖的学科取向正在悄然转变。对于这种转变，人们态度不一，而其后续的影响，也还有待于时间的验证。

参考文献：

[1] https://www.nature.com/immersive/d41586-024-02897-2/index.html

[2] Mitsis, P. Humanit. Soc. Sci. Commun. 9, 407 (2022).

[3] Ioannidis, J. P. A., Cristea, I.-A. & Boyack, K. W. PLoS ONE 15, e0234612 (2020).

[4] Tol, R. S. J. Scientometrics 129, 1329–1346 (2024).

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