澳门新葡亰娱乐官网今天,我们关注诺奖什么

by admin on 2020年4月20日

近日,2019年诺贝尔物理学奖、生理学或医学奖、化学奖等自然科学类奖项陆续揭晓,引发了公众对诺贝尔奖一年一度的关注。

作者:张小强 程祺 王婷婷 李雨佳 熊卉 李双 刘钰汶 李青彤 来源:
中国科学报 发布时间:2019/10/16 9:18:37 选择字号:小 中 大

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诺贝尔奖自然科学类奖项的设立旨在表彰某一领域最重要的成就,100多年来,诺贝尔奖见证了人类改变世界、改变自身生存和生活状况的努力探索,是对致力科学事业之人的最高奖赏之一。从获奖成果中,国人可以看到中国在不少领域仍然存在差距。

■张小强 程祺 王婷婷 李雨佳 熊卉 李双 刘钰汶 李青彤

诺贝尔奖是世界科学领域的最高奖项之一,每年的奖项公布无疑是科学界的盛事,也引起各方的广泛关注。10月14日,随着诺贝尔经济学奖获奖者的公布,2019年诺贝尔奖正式落下帷幕。

不过,也应看到,70年来我国科学技术从一个很低的起点,由弱到强、持续进步,取得了巨大的成就。诺贝尔奖数量的多寡其实很难反映当前我国科学发展现状和总体科技实力。一方面,诺贝尔奖的评选具有较强时滞效应,不少奖励成果是几十年前取得的,难以反映当下的研究突破。今年诺贝尔物理学奖得主皮布尔斯是大爆炸宇宙学的奠基人之一,自1970年以来,就被广泛认为是世界上领先的理论宇宙学家之一,但迟至今年才获奖。当代中国科学家们获得和平稳定的科研环境不过几十年,近几十年来取得了不少诺贝尔奖级成果,何时获奖或许只是一个时间问题。国庆前夕,共和国勋章和国家荣誉奖章颁发,共有11位科学家入选受表彰,这些科学家所取得的科学成就,其实就是中国科技发展的一个侧面。这些都是我们不必妄自菲薄的理由,我们有足够的底气,以“水到渠定成”的淡然心态看待诺贝尔奖得失。

诺贝尔奖是根据瑞典科学家阿尔弗雷德诺贝尔的遗嘱创立的,分设物理学、化学、生理学或医学、文学、和平五个奖项,于1901年首次颁发。1968年,瑞典央行为纪念阿尔弗雷德诺贝尔又设立了瑞典央行经济科学奖,1969年首次颁发。

2019年奖项公布后,热点话题不断,其中以诺贝尔化学奖“创造纪录”最多。在2019年的诺贝尔化学奖中,John
Goodenough以97岁高龄获奖,成为“最年长的诺贝尔奖得主”,此外,共同获奖人之一的日本化学家Akira
Yoshino成为第24位诺贝尔自然科学领域奖项的日裔获奖者。这24名获奖者中,有19名诞生于2000年至今的20年间。据统计,日本获诺贝尔奖项总数已位列全球第5位,仅次于美国、英国、德国和法国,这一成就与日本的科技战略密切相关。据日本总务省统计局数据显示,2019年1月日本预估人口为1.26亿。人口不及中国1/10,却能获得20余项诺奖,邻邦之国的这一“神话”值得我们关注。

我们之所以要关注诺贝尔奖,不仅是对获奖者及其科研成果进行科普,更要弘扬诺贝尔奖背后的科学家精神。无数获奖者数十年如一日潜心研究、不断探索,将享受科学当作追求,他们身上所展现的探求、勇气、耐心等科学家精神,尤其珍贵。既仰望星空,又脚踏实地,既胸怀世界,又心系祖国,是科学家精神的重要内涵。今年6月,国办印发了《关于进一步弘扬科学家精神加强作风和学风建设的意见》,强调要大力弘扬新时代科学家精神,包括胸怀祖国、服务人民的爱国精神,勇攀高峰、敢为人先的创新精神,追求真理、严谨治学的求实精神,淡泊名利、潜心研究的奉献精神,集智攻关、团结协作的协同精神和甘为人梯、奖掖后学的育人精神。这正是新时代背景下,国家和人民对科学家们的期待,也是科学家群体的奋进方向。

到2019年,诺贝尔奖已经延续了119年,这期间涌现了大批为人类做出巨大贡献的科学家。近日,新一轮的诺贝尔奖获得者名单已经陆续公布。本文统计了1901~2019年的诺贝尔奖数据,盘点了自然科学领域获奖者的国别、年龄、性别、获奖机构分布、重复获奖情况、获奖者获奖时的职称和获奖成果从发表到获诺奖的时长,进一步直观揭示百余年诺贝尔奖的分布状况。

19年内24名诺奖得主

关注诺贝尔奖,还是为了看到差距与不足,营造一个更加健康的科研环境,推动我国科学技术取得更大进步。我国研究与试验发展经费投入总量在2017年就已经超过1.76万亿元,每年SCI数据库收录科技论文达数十万篇,中国科学家发表的国际论文无论是数量还是质量,都有了很大的进步。但真正特别具有原创性,能够对学科和行业有重大影响的思想和成果并不多。如何抓住科研评价体系这个牛鼻子,营造更加健康的科研环境,激发科研人员的最大潜能、产生更多具有原创性的成果,推动科技发展取得更大成就,是改革的重要任务。诺贝尔奖评选遵从唯才是举、不问出身的原则,以科研成果的价值为表彰的基本标准,候选人的资历威望、被提名推荐的次数、所发表的论文数量以及论文发表的学术期刊及其影响因子都不是能否获奖的关键因素。在科研评价体系方面,诺贝尔奖的评审方式,其实可以为我们改革科研评价体系,打破唯论文、唯职称、唯学历、唯奖项倾向提供重要参照。

118年616人获奖,美国独占鳌头

日本高校贡献最大

面对百年未有之变局,我们正处在世界新一轮科技革命和产业变革同我国转变发展方式的历史性交汇期,以科技实力为核心的国际竞争愈发激烈,这种紧迫的形势,更迫切地要求我们大力弘扬科学家精神,尊重科技创新规律、科研管理规律和人才成长规律,通过多种制度安排营造“数十年磨一剑”的科研环境,让科学家们不以获得科技奖励、人才称号为奋斗目标,以“板凳一坐十年冷”的坚守,全身心投入到提高中国科学技术水平和实力的征程上,瞄准世界科技前沿,引领科技发展方向,为建设创新型强国服务,为探索人类未知世界而服务。

从1901年到2019年,诺贝尔奖在自然科学领域共颁奖334次,共有616位获奖者。

2001年,日本在《第二期科学技术基本计划》中提出,要在21世纪初的50年内有约30名诺贝尔奖获得者,这一计划被证明并非“天方夜谭”,日本甚至已在20年内实现近2/3的目标。这一大胆而明确的目标为日本振兴科研、研发世界级创新成果奠定了坚实的基础。

在此期间,诺贝尔奖在某些年份出现过不颁奖的情况,共49次,其中大多数发生在第一次世界大战和第二次世界大战期间。

诺贝尔奖得主无疑有杰出的学术造诣,但卓越研究成果的产出离不开平台和资源。从获奖时的工作单位来看,截至2019年,24名日裔诺贝尔自然科学领域奖项的获奖者中有6名任职于美国,其他均有1个以上的日本工作单位。若获奖者有两个单位,则每个单位分别记1次,日本各机构获诺贝尔自然科学奖项的人次数分布如下。

表1.诺贝尔奖颁奖次数与获奖人数

以京都大学、名古屋大学等为代表的国立大学仍然是日本诺贝尔自然科学领域获奖者的主要工作单位,名城大学、北里大学和京都产业大学这三所私立大学也诞生了4名获奖者,因此大学仍然是重大科研创新和成果创造的主要阵地。

表2.诺贝尔奖未颁发年份

40年中日科研原创对比

以获奖者获奖时的国籍统计,图1展示了人数排名前十的国家。

在软科世界大学学术排名中,教师和校友获诺贝尔奖和菲尔兹奖折合数是评价大学产出重大原创性成果能力的核心指标,显然这一指标能够甄别世界顶尖大学。迄今为止,世界百强大学中80%以上获得过诺贝尔奖和菲尔兹奖,其中82所大学有教师获奖,84所有校友获奖,排名位列世界前10的学校甚至获得过多项诺贝尔奖。

美国独占鳌头,拥有260位诺奖得主,占总人数的2/5,是以84人排在第二的英国的三倍之多。德国与法国分别有68人与34人获奖,位列第四。其他拥有10人以上获奖者的国家分别是日本、瑞士、瑞典、荷兰和加拿大。丹麦以9人排名第十。

2004年,日本5所高校位列世界百强,其中东京大学、京都大学、名古屋大学均有至少1名诺贝尔奖得主。同年中国大陆排名最高的大学为清华大学,排名200名之外,全国无诺贝尔奖获奖者。2019年ARWU世界百强中日本仅占3席,而中国大陆则已有4所高校。虽然中国高校在国际影响力显著提升,但在诺奖领域却远远弱于我们的邻邦日本,这不失为一大遗憾。

如图2所示,排名前十的国家共拥有548位获奖者,占总人数的89%。奥地利、澳大利亚、意大利等24个国家总共有68位获奖者,占总人数的11%。

正如多篇分析文章中指出,科研成果的正确性需要经历多年的验证,诺贝尔奖项也遵循这一规律,因此诺贝尔奖的颁发具有“滞后性”。日本21世纪在诺奖的“爆发”得益于20世纪70年代开始的研究,是当时日本大力投入科研经费、开展教育改革的成果。例如,21世纪的首位日本获奖者Hideki
Shirakawa的获奖成果于20世纪70年代末初见雏形,2019因“开发锂离子电池”荣获诺贝尔化学奖的日本化学家Akira
Yoshino则早在1986年已设计出锂电池的样品原型。

图1.获奖者人数排名Top10国家

科研创新成果需要时间的累积,20余年集中力量开展科研使得日本保持连续获诺奖的记录,而经过近20余年的发展,中国科研实力在国际上的显示度和影响力也与日俱增,但中国高校的原创科研水平是否已达到“获奖水平”?中国高校又能否突破零获奖者的“难关”?

图2.排名Top10国家与其他国家人数比较

由于中国高校在诺贝尔奖上的空缺,本文选择同样体现高校科研原创水平的《Nature》和《Science》上发表的类型为Article的论文总数来对比中日高校科研创新能力。考虑到日本高校科研创新积累的起点约在70年代末80年代初,因此我们选择观测1980-2018年间发表的成果。

获奖机构集中在顶尖高校

1980年,世界所有国家或地区中,美英两国N&S论文数保持领先,美国一年发文总数超过1500篇,英国全年发文400余篇,日本N&S论文数则位列世界第七,总发文数为56篇,而中国大陆机构发表N&S论文数几乎为0。但2018年中国大陆机构单年发表N&S论文数已达到230篇以上,赶超加法日等多个国家,居于世界第四,仅次于美国、英国和德国,中国整体科研创新实力有明显提升。进一步将1980年至2018年日本和中国大陆历年N&S论文数加以对比发现,中国大陆机构在2000年前后上升明显,且自2013年中国大陆机构N&S发文数赶超日本并保持逐年上升的趋势。

良好的学术环境和创新氛围是科研人才取得杰出研究成果的重要前提。在诺贝尔自然科学奖获奖者中,大部分人受益于他们所处的学术环境。

在Web of
Science中检索到中国大陆机构2018年N&S论文数为238篇,其中中国科学院共参与发表94篇。而从1980-2018年的N&S总论文数上看,中国科学院一骑绝尘,总数超过800篇,清华大学和北京大学则旗鼓相当,40年间发文数约190篇。因此,中国大陆科研原创成果产出仍以中国科学院等科研院所为主力。相较于中国,日本科研产出则以大学为主,且分布相对平均。从1980-2018年的总发文量看,日本东京大学居于首位,总发文数达到1200篇,其次是京都大学,发文数600余篇。

本文对获奖者获奖时所隶属的研究机构进行了统计,结果显示在获奖次数排名前13位的20个机构中,美国12所、英国4所、德国3所、苏联1所,基本都是欧美国家的机构。此外,获奖机构集中在世界顶尖高校,在排名前13位的机构中,只有马普学会、MRC分子生物学实验室、贝尔实验室为大型学术科研组织。

进一步比较日本5所诺贝尔奖获奖人次数超过2人的高校与4所中国世界百强高校表现,我们发现目前中国4所顶尖高校的N&S发文数与日本高校1997-2000年前后水平最相近。清华大学和北京大学2018年的N&S发文数基本达到东京大学1997年N&S发文数,而上海交通大学和浙江大学已分别与京都大学和名古屋大学2000年的发文规模相当。

从获奖次数倍数关系来看,哈佛大学位于第一梯队,表现最为突出,共有28次。马普学会、加州理工学院、斯坦福大学、加利福尼亚大学、麻省理工学院、哥伦比亚大学、剑桥大学紧随其后,分别获奖22次、19次、18次、16次、15次、14次、14次。

2000年正是日本开始连续获得诺贝尔奖项的起点。中国高校目前正处于高速前进的阶段,而从中国正式提出建设世界一流高校的“985计划”至今的20年内,中国高校科研创新实力快速提升,中国建设世界一流大学已见成效。“厚积而薄发”,我们有理由相信,中国高校的重大科研创新已蓄力良久,只待问鼎诺贝尔等国际顶尖奖项。

图3.自然科学奖获奖频次排名前13位的20个机构

中“N&S论文”指标,本文中“N&S发文数”指的是类型为Article的论文总数,不计算折合数。数据来源于Web
of Science。)

由于部分获奖者国籍与获奖时所属研究机构分属不同国家,因此,通过对诺奖官网进行数据梳理,本文统计出研究机构获奖次数最多的Top10国家。

[1] 日本诺贝尔奖得主一览.

从图4可以看出,美国的研究机构以300次获奖而高居榜首,远远超过以89次获奖位居第2的英国,德国紧随其后,以国内研究机构66次获奖排在第3名。

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与前两名研究机构获奖次数的悬殊差距不同,第4至第10名的国家研究机构获奖次数差距较小,基本维持在个位数。

[2] 诺贝尔奖官方网站

从国家分布来看,获奖机构基本集中在欧美国家,其中美国占比超过50%,值得注意的是,日本在榜单中表现不俗,取得第6名的成绩。

[3] 屡屡折桂诺贝尔奖,日本科研为什么强.

图4.机构获奖次数最多的Top10国家

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女性获奖者仅占约3%

[4] Akira Yoshino, The Birth of the Lithium‐Ion Battery, Angewandte
Chemie International Edition, 2012

从历史数据看,诺贝尔奖自1901年开始颁发以来,在自然科学奖领域的616名获奖人中,仅有18名女性获得者,占比约为3%。这也凸显了男女在科学领域的严重不平衡。居里夫人是历史上第一位获得诺贝尔奖的女性,一共荣获两次奖项,同时也是第一位获得诺贝尔物理学奖与化学奖的女性。

在生物医学领域,阳盛阴衰的情况稍微好些,诺贝尔生理学或医学奖在1901~2019年总共产生了12位女性获奖者。第一位女性获奖者是于1947年获奖的格蒂特蕾莎科里,她与丈夫共同发现了糖原的催化转化过程,并一起获得了这个奖项。

图5.自然科学奖男女人数分布

花甲之年获奖概率最大

本文选取诺贝尔奖在生理学或医学、化学以及物理学奖项上获奖人数年龄值,并将其分为8个不同年龄段,以获知诺贝尔获奖者年龄差异情况。

由图6可知,在616名获奖者中,50~59岁为分布最广的年龄段,共170人;其次为60~69岁年龄段,为150人。值得关注的是,20~29岁年龄段仅有一人,为1915年获得诺贝尔物理学奖的威廉劳伦斯布拉格,时年25岁;90~99岁年龄段有两人,分别为时年96岁的2018年诺贝尔物理学奖获得者阿瑟阿什金,以及今年97岁的诺贝尔化学奖获得者约翰古迪纳夫。这位新晋的诺贝尔化学奖获得者,打破了历年来诺贝尔奖获得者的最大年龄纪录。

此外,30~49岁年龄段的所有诺贝尔奖自然科学领域获奖者人数为175人,物理学奖项获得者共有78人,尤为突出。同时我们发现,物理学奖获奖者的年龄分布也最广,涵盖20~99岁范围;生理学或医学奖获得者年龄分布在30~89岁范围,主要分布于50~69岁范围。

图6.诺贝尔各奖项年龄分布

获奖者多为教授

对科研人员来说,良好的科研环境有利于重要成果的取得。除了学术氛围浓厚的高校,科研设施完备的研究所也是重要学术成果的产生地。

通过对1959~2019年的自然科学奖获奖者的职称进行统计发现,高校教授共有327人次获奖,研究员共有16人次获奖,双重职称共有8次获奖。除此之外,研究机构成员以及高校硕博等其他类别共有44人次获奖。可见,获奖者大多为教授职称,占比远远超过研究机构的研究员。

除了优越的学术环境和研究设施之外,也有天赋型选手。比如恩戴维约瑟夫森,33岁时,还是一名博士生的约瑟夫森,就凭借约瑟夫逊结这一概念赢得1973年诺贝尔物理学奖。也有不计称谓的,如在1958年与1980年两度获得诺贝尔化学奖的弗雷德里克桑格,因为不想听到别人称他为sir而拒绝英国女王的爵位,还曾拒绝过大多数的采访和教务职称,多年挂名博士头衔,专心科研。

图7.获奖者获奖时的职称分布

从发表成果到获奖约需20年

本文进行了诺贝尔自然科学奖获奖者从成果产出到获奖年份的时间间隔统计,数据从1959年搜集到2019年。

由图8可以看出,诺贝尔自然科学领域多数获奖者从成果发表到获奖间隔11~20年,21~30年段次之,时间间隔
41年以上的人数最少。其中,时间间隔最短的仅为一年,一共有7人;时间间隔最长的多达56年,是来自美国的芭芭拉麦克林托克,她在1983年获得诺贝尔生理学或医学奖,时年81岁。

进入21世纪以来,因为科学技术的迅速发展、受教育水平的提升和科研环境的改善,从事科研的人数越来越多,科研成果也越来越丰硕,获奖时间间隔差出现扩大趋势。正如诺贝尔博物馆馆长古斯塔夫谢尔斯特兰德指出的,科学家并不会在研究获得突破后,就立即获奖。

图8.发表成果与获奖时间间隔统计

迄今为止,诺贝尔奖仅有四人重复获奖,分别是玛丽居里、莱纳斯鲍林、约翰巴丁以及雷德里克桑格尔。其中两人来自美国,另外两人分别来自法国和英国。

居里夫人是首位两次获得诺奖的科学家,所获诺贝尔奖属于不同的领域,分别是1903年的物理学奖和1911年的化学奖。

另一位同样在不同领域获奖的是莱纳斯鲍林,分别获得1954年化学奖和1962年和平奖。同时,他也是唯一一个两次都单独获得奖项的人。

约翰巴丁荣获1956年和1972年诺贝尔物理学奖。他是同一领域获得两次诺奖的第一人,两次获奖时分别占据奖额的1/2和1/3。

雷德里克桑格尔获得1958年和1980年诺贝尔化学奖。他是同一领域内两次获奖的第二人,首次获奖时单独获得,第二次获奖时占据奖额1/4。

作为科学界最具分量的奖项,诺贝尔奖的颁发每年都是世界关注的焦点,它不仅弘扬了科学精神,奖励了为人类作出巨大贡献的科学家,也让更多人了解了时代的杰出研究成果。

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