諾貝爾獎頒發數據背後，隱藏著怎樣的趨勢？

2024年諾貝爾獎即將在10月7日開始揭曉。作為科學界最負盛名的獎項，諾貝爾獎不僅僅是對卓越科研成果的褒獎，更是反映科學發展曆程的一麵鏡子。通過分析物理、化學、生理學或醫學這三大領域的諾貝爾獎頒發數據，我們得以窺探到科學發現從萌芽到開花結果的漫長過程，以及科學界如何評估和認可突破性成果。

趙金瑜 | 撰文

瞿立建 | 責編

2021年的諾貝爾物理學獎頒發給了三位科學家：一半授予氣象學家真鍋淑郎（Syukuro Manabe）和克勞斯·哈塞爾曼（Klaus Hasselmann），另一半授予物理學家喬治·帕裏西(Giorgio Parisi)，以表彰他們在“看似複雜無序的混沌係統中，尋找到描述和預測其長期行為的新方法”。真鍋淑郎等人的研究為科學家們今天用來解釋和預測氣候變化的計算機模型奠定了重要基礎。真鍋淑郎早在20世紀60年代就完成了三維大氣環流的建模工作，但直到2021年才獲得諾貝爾物理學獎，整整等待了60年。這個極端例子雖然令人驚訝，但實際上反映了一個普遍現象——科學發現往往需要等待相當長的時間，才能獲得廣泛認可和重大獎項。

2024年9月，利用諾貝爾獎官方信息，《科學美國人》雜誌對上述三個領域的獲獎數據按照子學科進行分門別類，並在時間線上標注獲獎成果研究日期，得到了下麵的三幅概括圖。盡管諾貝爾獎並不能代表科學的全貌，但它們揭示了塑造關鍵科學領域的趨勢和動力，從中也能窺見一些潛在的模式。

圖源：科學美國人。Jen Christiansen; Source: https://www.nobelprize.org/prizes/lists/all-nobel-prizes/all/ (primary reference)

SAIXIANSHENG

諾獎頒發數據背後的潛在模式

首先，科學發現的影響力需要時間來顯現。許多突破性研究在剛發表時可能並未引起廣泛關注，或者其重要性並未被立即認識到。隻有隨著時間推移，當這些發現被其他研究者驗證、擴展，並在實際應用中展現價值時，其真正的重要性才逐漸凸顯。從統計數據可以看出，諾貝爾獎的頒發時間與其所表彰的最早研究工作之間平均存在約20年的時差。這種“滯後效應”在物理、化學、生理學或醫學三個領域都普遍存在。斯坦福大學教授約翰·伊萬尼迪斯（John Ioannidis）曾研究過諾貝爾獎的頒發及其影響，他指出：“需要時間來證明某項成果不僅滿足了好奇心，還具有更廣泛的影響力。”這句話也道出了科學界對研究成果進行長期評估的必要性。

其次，能盡快轉化為應用的技術突破或基礎研究能更快地獲獎。三個領域中獲得諾貝爾獎認可時間最短的方向分別為核物理與粒子物理、有機化學、器官和係統研究。20世紀初，核物理和粒子物理領域的研究往往伴隨著實驗驗證的快速進展，如核反應堆、粒子加速器的迅速發展，以及其在核能、粒子探測中的直接應用。二戰期間的原子彈研發以及隨後快速發展的核能技術，使得這一領域的研究成果能夠很快得到學術界和公眾的認可。對於化學領域，有機化學特別是有機合成的研究往往很快能夠轉化為應用，尤其是在新材料合成、藥物研發、工業用品等方麵。很多有機化學領域的諾貝爾獎得主因為其合成了重要的分子或藥物，直接推動了醫藥或材料科學的進步，而迅速得到了諾貝爾獎的認可。例如，提出分子軌道對稱守恒原理的伍德沃德（Robert Woodward）與霍夫曼（Roald Hoffmann）、提出鈀催化偶聯反應的赫克（Richard Heck）、根岸英一（Negishi Ei-ichi）和鈴木章（Suzuki Akira）。至於器官和係統研究，它與臨床醫學密切相關，許多諾貝爾獎得主因其發現了對某個器官或係統的重大作用（如心血管係統、神經係統等），這些發現迅速得到了臨床驗證和應用。例如，發現一氧化氮作為心血管係統中重要信號分子的福奇戈特（Robert Furchgott）、伊格納羅（Louis Ignarro）和穆拉德（Ferid Murad）、發現構成大腦定位係統細胞的奧基夫（John O'Keefe）、梅-布裏特·莫澤（May-Britt Moser）和愛德華·莫澤（Edvard I. Moser）（感興趣的讀者可閱讀梅-布裏特撰寫的科普文章）。相反地，複雜的理論性研究（如混沌理論相關、量子化學和人類學）通常需要長時間的驗證和發展，因此也是平均獲獎時間間隔最長的學科。

此外，從這些數據中還可以窺見現代科學研究的多樣性和交叉性趨勢。例如，化學獎被戲稱為理綜獎，其中物理化學和有機生物化學占據了最多的獲獎人數，且從事量子物理研究的物理學家得化學獎的情況也時有發生（如因研究放射性獲獎的盧瑟福、發展密度泛函理論的Walter Kohn以及因量子點研究獲獎的Alexei Ekimov），充分反映出了化學與物理學、生物學的緊密聯係。而在物理學獎中，粒子物理和凝聚態物理是主要獲獎領域，但近年來天文學和宇宙學研究的獲獎數量也在攀升，顯示了物理學研究從微觀到宏觀的廣泛跨度。這種跨學科趨勢不僅反映了現代科學研究的綜合性特征，也凸顯了跨領域合作的重要性。這種交叉融合往往孕育著重大突破，但同時也增加了評估研究影響力的複雜性，一定程度也推遲了獲得諾貝爾獎的時間。

盡管長期等待仍是常態，但在2000年以後，似乎出現了一些新趨勢。例如，隨著科學變得更加協作化，單獨的“天才”發現變得越來越罕見，取而代之的是團隊合作的成果，多人獲獎已成常態。同時，隨著科學技術的高速發展和研究進程的快速迭代，三個領域的獲獎時間間隔均顯示出縮短的趨勢。這些趨勢可能反映了現代科學研究範式的轉變。現代科學越來越依賴於大型合作項目、尖端技術和跨學科方法，這使得評估單個研究者的貢獻變得更加複雜。

SAIXIANSHENG

諾獎的啟示

諾貝爾獎頒獎數據為我們提供了一個獨特的視角，讓我們得以審視科學發現的長期影響和科學認可的複雜過程。從真鍋淑郎的氣候模型到如今熱門的量子計算研究，每一項獲獎成果都訴說著一個關於創新、堅持和認可的故事。這些數據不僅展示了諾貝爾獎在推動科學進步中的重要作用，也揭示了科學研究的長期性、跨學科性和動態變化特征。

作為科學界的最高榮譽，諾貝爾獎將繼續激勵著科學家們追求真理，拓展人類知識的邊界。同時，它也提醒我們，真正的科學突破往往需要時間來驗證其價值，需要開放的心態來接受新思想，更需要勇氣和遠見來支持那些可能在當下看似“無用”或“非主流”，但可能改變未來的基礎研究。這點對“內卷”嚴重的中國科學界可能尤其重要。隻看論文的數量和引用數，中國科技發展顯得枝繁葉茂，但很多原創性、顛覆性的研究成果仍然生長在別人家的主幹上。營造一個鼓勵原創、積極健康的科研氛圍，保持對長期、基礎性研究的重視，或許才是確保科學持續進步的關鍵。