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好的科学研究与对影响因子没贡献的诺贝尔奖论文 精选

已有 59363 次阅读 2015-11-18 15:08 |个人分类:奇闻逸事|系统分类:海外观察|关键词:Glashow,Weinberg,t',Hooft,Salam,Higgs,杨振宁,Hype,Cycle| Higgs, weinberg, Glashow, Hooft, Salam

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好的科学研究与对影响因子没贡献的诺贝尔奖论文

11.17.2015

什么是好的科学研究?

最近偶尔和一些做科学传播的朋友在微信群上聊天,他们中有人在讨论什么样的研究是好的研究。我当时插了一句嘴,说:“好的科学研究,是只有少数专家才能真正看懂的研究。”

我后来仔细想了想,其实不尽然。不少真正好的科学研究,常常一开始连少数专家都看不懂。

在科学史上不乏这样的例子,不少伟大的研究在开始的时候,即使是很专门的领域内专家恐怕也常常会不知其所以然。尽管这些研究不少年后会被更多的人知道,但真正关心和懂得其内容的人其实并不会有多少。

如果要用外行和领导们比较喜欢的影响因子、引用次数这些指标在短期来来衡量的话,这些工作恐怕早就被当垃圾扔掉。

如果这些工作后来没有得到诺贝尔奖这样的大奖的肯定的话,大概也只会有很少数专家会继续关心它们。

这让我想起了2005年11月8日1979年度诺贝尔物理学奖获得者Shelton Glashow(1932-)在中国科学院研究生院给师生们做物理学研究的演讲中提到的他发表于1961年并在后来获得诺贝尔奖的那篇重要论文。他当时说这篇论文在发表之后好些年几乎没什么引用,而且在开始被引用的时候还并不完全是正面的。

当时我只对Galshow演讲中说理论物理实际上是一门实验科学这个说法印象深刻,并没有专门去在意他提到的那是篇什么论文,发表在什么地方,以及如何被引用。

最近想起来这件事,就好奇地去查了一下。

Glashow与周光召 (王鸿飞 摄于 2005.11.08)

Glashow等人的诺贝尔奖论文

Glashow的这篇论文题为《弱相互作用中的部分对称性》(Partial Symmetries  of   Weak   Interactions,   Glashow,  SL, Nuclear  Physics, 22, 579, 1961),从1961年到今天为止其SCI引用数为2700多次。有意思的是在1961-1969年八年间只被引用了8次,平均一年一次,包括4次自引。Glashow提到的那篇不太正面的引用是1967年Steven Weinberg(1933-)发表的《轻子的一个模型》的论文(A  Model  of  Leptons,  Weinberg,  S,  Physical  Review  Letters, 19, 1264, 1967.) Weinberg是Glashow的中学同年级同学,他的这篇论文也为Weinberg赢得了1979年的诺贝尔物理学奖。可是Weinberg的这篇论文在发表之后头几年的引用情况更是不堪入目。这篇论文在1967-1971年间一共被引用了6次,1969年1次,1970年1次,1970年4次。这种的论文的作用完全是在拉低Physical Review Letters这样的顶级期刊的影响因子。

Glashow论文初期引用 (1961-1970)

Weinberg论文初期引用(1967-1972)

这篇论文以及Glashow的那篇论文在1971年之后的引用数目突然增加,是托了1999年诺贝尔物理学奖获得者Gerard t' Hooft(1946-) 的福。t' Hooft在1971年发表了题为《具质量的杨-米尔斯场的可重整化拉格朗日量》(Renormalizable  Lagrangians  for  Massive  Yang-Mills  Fields,  Hooft,  GT,   Nuclear   Physics  B,  35,  167,  1971.) t' Hooft这篇划时代的论文不仅带火了Glashow和Weinberg的两篇论文,而且带火了Abdus  Salam (1926-1996)和JC Ward发表于1964年那篇题为《电磁与弱相互作用》的论(Electromagnetic  and  Weak  Interactions,Salam, A;  Ward, JC,Physics Letters, 13, 168-171,1964.)这篇后来为Salam带来1979年诺贝尔物理学奖的论文,其最初的引用情况也一样惨不忍睹,在1964-1971年间包括自引一共被引用了7次。

Salam & Ward论文初期引用(1965-1972)

对这中间的故事有兴趣的人可以看被Galshow称为“物理学家的物理学家”(physicist's physicist)的Sidney  Coleman(1937-2007)于1979年在Science上发表的关于1979年诺贝尔物理学奖的介绍文章(Sidney  Coleman, 206,  1290, 1979.)Sidney Coleman的博士导师、博士同学和博士学生都得过诺贝尔物理学奖,听他讲这里面的故事,应该会很有意思。我在宾夕法尼亚大学做博士后的时候经常去听物理系的学术报告,其中听过一次Coleman的报告。

关于理论粒子物理的更多的故事可以看t' Hooft获得诺贝尔物理学奖之前出版的那本著名的科普书《寻觅基元:探索物质的终极结构》。这本书很有意思,看过之后似乎有点明白为什么杨振宁先生没有得到传说中的第二个诺贝尔奖。我在十几年前看过其中文版,后来又去弄了个英文版来翻翻。不过这本书原版究竟是英文还是荷兰文,我到现在也没搞清楚。

Gerard t' Hooft《寻觅基元:探索物质的终极结构》中文版信息链接:http://book.douban.com/subject/1316930/

半路出家的粒子物理学家Higgs

还有一件有意思的事情是,Glashow那篇1961年的论文,在1966年被Peter Higgs(1929-)这个半路出家的物理学家引用了一次。Higgs这篇论文题为《没有无质量玻色子的自发对称性破缺》(Spontaneous   Symmetry  Breakdown  Without  Massless  Bosons, HIGGS, PW, Physical Review, 145, 1156, 1966.) 。Higgs在1964年发表的那两篇为他赢得2013年诺贝尔物理学奖的论文,题目分别是《对称性破缺无质量粒子和规范场》(Broken  symmetries,  massless  particles  and  gauge  fields, Physics  Letters,12,132–201,1964.)和《对称性破缺和规范玻色子的质量》(Broken   Symmetries   and   the   Masses   of   Gauge   Bosons,  Physical  Review  Letters, 13, 508, 1964.), 也与Glashow的论文有关,但其中只引用了Glashow的其它两篇相关论文。

我在这里说Peter Higgs是半路出家的物理学家,是因为他本来研究分子振动理论,而且他这辈子发表的物理学加起来也不过十篇左右。

Higgs在1954的博士论文题目是《分子振动理论中的一些问题》(Some   Problems   in   the   Theory   of   Molecular   Vibrations)。他的网页上说,Higgs是从分子振动的理论中开始他将对称性的概念应用到物理系统中的兴趣的 (His  thesis “work  which  signalled  the  start  of  his  life- long   interest   in   the   application   of   the   ideas   of   symmetry   to   physical  systems”)。

Peter Higgs在爱丁堡大学的网页链接:http://www.ph.ed.ac.uk/higgs/peter-higgs

好的研究是做给少数几个人看的

我不敢说所有的好的研究都是做给少数几个人看的,但是这个世界上有相当一部分好的和重要的工作的确是做给少数几个人看的。

我经常对人们所说的论文或者研究工作需要具有广泛的影响(general impact)和引用这件事情充满疑惑。尽管Glashow的1961年那篇论文到现在已经被引用了2700多次,Weinberg的那篇1967年的论文也被引用了5600次,不过Salam那篇1965年的论文到现在也只被引用了不到450次。无论几十年之后引用多少,不可忽略的事实是这些论文在发表之后的好些年引用都一直相当少,后来因为某些具体的原因才突然增加。

科学的Hype Cycle

今天在跟一位资深同事讨论我所研究的领域的发展规律的时候,他跟我提到所谓美国IT业界常常用到的Hype Cycle的概念。

Hype Cycle (来自维基百科)

维基百科Hype Cycle介绍连接:https://en.wikipedia.org/wiki/Hype_cycle

国内有人将Hype Cycle翻译成为技术成熟度曲线。其实在科学的不同学科领域也存在类似的不同阶段的发展曲线,只是科学领域的引导期也许更难预测,不同阶段投入的人力和研究经费也可能有更大的不确定性。上面那些诺奖论文引用曲线搞得不好也可能类似的行为。好事而不怕麻烦的人们不妨去总结一下。

如果弄不清这里面的规律和阶段性,而硬性用非常简单和片面的标准进行评价,受到伤害的恐怕不只是科学发现和技术创新吧。

外行和领导了不了解这些是一个问题,身在其中的很多科学家也不太明白搞得不好是更大的问题。


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