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诺贝尔奖得主有哪些异于普通科学家的特质? 精选

已有 16928 次阅读 2020-4-27 07:59 |系统分类:科研笔记

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李际超/ 国防科技大学

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注:图片来源于网络

在整个历史中,少数人对科学和社会产生了深远而持久的影响。尽管长期以来,人们对理解精英科学家的职业生涯有着浓厚的兴趣,但由于数据收集的困难,对精英科学家科研活动模式与规律的定量化分析仍然很少。

在最近的一篇文章中,我们融合诺贝尔奖官网、维基百科词条、诺奖获得者个人网站及微软学术图谱多源数据,通过姓名消歧获取了545位诺奖获得者完整的论文发表及引文合作网络数据,同时将诺奖科学家与普通科学家的职业生涯进行对比分析,探究了诺奖科学家论文发表、科研合作及颠覆性创新的工作模式和规律[1]。


在学术生涯早期,诺贝尔奖得主就崭露头角


人们普遍认为,重大的科学突破都是在科学家的学术生涯早期完成的,如爱因斯坦 26岁提出了相对论,海森伯26岁发现不确定关系,薛定鄂提出玻动力学只有26岁,玻尔28岁提出氢原子模型等等,这些“天才”在学术生涯早期是否已经具有了异于常人的特质?研究发现诺奖获得者在学术生涯早期(前五年)发表的论文数量是普通科学家的2倍多(11.15 vs 6.59),文章平均影响力更是普通科学家的8倍多。

那这种差异是由于诺奖获得者本身天才还是与其所在的优秀团队造成的呢?答案是两者兼具:一方面,诺奖获得者早期与其他科学家合作发文的数量是普通科学家的1.77倍,而早期独立作者发文数量与普通科学家无异,表明诺奖获得者早期更乐意与他人合作;另一方面,诺奖获得者早期独立撰写论文比与他人合作撰写的论文有更大概率成为未来获奖论文,这表明诺奖获得者先天的优势也是其未来成功的重要因素。


诺贝尔奖得主的高被引论文出现在职业生涯的什么时候?


虽然我们发现诺奖获得者在学术生涯早期更容易做出突破性贡献,但目前越来越多的证据表明科学家突破性成果的取得是随机的。

我们研究了诺奖得主的诺奖论文与最高引论文在其学术生涯中的分布情况,确实与随机分布比这两类文章都倾向较早发表,但以上的结果并不排除潜在的选择效应——因为诺奖只颁发给在世的学者,并且颠覆性的技术从被发现到获得世人认可需要较长时间(平均为17年),同时我们也注意到有近一半最高被引论文也是获奖论文。

为排除选择效应,我们去除诺奖论文并重新计算高被引论文在获奖前学术生涯中的分布情况,研究发现,跟普通科学家一样,诺奖获得者重新计算后的高被引论文服从随机定律,并且高被引论文通常也会集聚出现,具有所谓的“热手期”,诺贝尔科学家的“热手期”在其学术生涯中也会随机分布。与普通科学家不同,普通科学家“热手期”通常一般为一个,持续时间一般为三到五年,而诺贝尔奖获得者平均会有1.93个“热手期”周期,持续时间也更长,并且相比于其他阶段,诺奖获得者在这“热手期”发表的学术成果获诺奖的概率是其他时间段发表学术成果的1.4倍。


第一作者获诺贝尔奖的概率更高吗?


如今科学研究一个重大转变是所有科学家之间的合作交流越来越频繁,一篇论文合作者的平均数量也越来越多。与大趋势相同,诺贝尔奖获得者所发表的文章中平均作者数量也越来越多,并且每篇论文平均合作者数量更多。然而,团队规模增大带来的一个问题是功劳如何分配,因为诺贝尔奖对于每个领域每年最多颁发三名获奖者。通过对诺奖论文的团队规模进行研究。我们发现相比于一般论文,诺奖科学家的诺奖论文为第一作者的概率更高(45.04% vs 30.64%),并且小团队撰写的论文在未来获得诺奖的概率比同等情况下其他文章更大,该现象同时也支持了最近Nature上该发表文章的研究结论:小团队更容易做出颠覆式创新[6]。


获得诺贝尔奖如何影响后续职业生涯?


诺奖对获奖科学家来说可能是把双刃剑,诺奖给获奖科学家带来了无数的光环,但同时也影响了诺奖科学家正常的学术研究,研究发现,诺奖获得者在授予诺贝尔奖后的两年内发表的学术论文影响力存在显着下降,平均下降率为11.1%。然而这种效应不是永久性的,文章影响力很快在第四年反弹到与获奖当年相似的水平。这一现象也说明,一篇文章的影响力不是由文章作者的地位驱动,而是取决于文章的质量。

为了理解文章影响力突然下降又回升这一现象背后的机制,我们比较了获奖前后诺奖获得者单独发文量和团队撰写的论文数量。研究发现,获得诺奖后,诺奖获得者单独撰写的论文数量急剧减少,团队撰写论文的比例稳步上升,表明在赢得诺贝尔奖之后,团队合作对于获奖者的职业生涯变得越来越重要。同时,我们发现,诺奖获得者在获奖后更有可能转换研究方向,然而获得诺奖后诺奖获得者开展的课题研究并没有获奖前的关注度高,获奖前后新合作者数量、获得的资助也没有明显的区别。值得注意的是,尽管我们发现获奖后文章影响力下降又回升这一现象和研究方向转移都在同一时间发生(被授予诺贝尔奖),但这并不意味着两者之间存在因果关系。无论如何,这些结果凸显了获奖者的坚定不移的科学努力,他们积极地寻求新的研究方向,而不受日益增加的职责和责任所带来的额外负担的束缚。


小结

总之,在扎克曼对科学精英的典范工作的基础上,我们对诺奖获得者的学术生涯进行系统的实证研究,较为完整全面的为我们描述了一幅科学精英学术生涯模式图。尽管诺贝尔奖获得者与普通科学家之间在某些方面存在较大的差别,如在学术生涯早期诺奖获得者更加高产,发表的论文质量也更高,但我们同样发现了适用于普通科学家和精英科学家的通用学术模式,两者的高被引论文都服从“随机定律”,两者都具有“热手期”,也都越来越倾向于跟其他人合作。诺奖获得者在职业生涯中的显着变化通常与诺贝尔奖有关,包括获奖文章更加倾向于小团队,以及他们在获得诺贝尔奖后发表文章的质量暂时的下降并迅速的回升。

以上的研究深化了大家对精英科学家的了解,同时也为科学家更好的规划自己的学术生涯提供借鉴。




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[1]  Li J, Yin Y, Fortunato S, Wang D. Scientific elite revisited: patterns of productivity, collaboration, authorship and impact. J R Soc Interface 2020, 17.

[2]  Li, J., Yin, Y., Fortunato, S. & Wang, D. Nobel laureates are almost the same as us. Nature Reviews Physics 1, 301–303 (2019).

[3]  Li, J., Yin, Y., Fortunato, S. & Wang, D. A dataset of publication records for Nobel laureates. Sci Data 6, 33 (2019).

[4]  Li, J., Yin, Y., Fortunato, S. & Wang, D. A dataset of publication records for Nobel laureates. Harvard Dataverse, https://doi.org/10.7910/DVN/6NJ5RN (2018).

[5]  Liu, L. et al. Hot streaks in artistic, cultural, and scientific careers. Nature 559, 396–399 (2018).

[6]  Wu, L., Wang, D. & Evans, J. A. Large teams develop and small teams disrupt science and technology. Nature 566, 378–382 (2019).






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