江穎斐

2019年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主迪迪?！た迤?/p>

2019 年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主詹姆斯·皮布爾斯

與其他獎(jiǎng)項(xiàng)相比，諾貝爾自然科學(xué)獎(jiǎng)在學(xué)界內(nèi)具有極高的公信度與權(quán)威性，其獲獎(jiǎng)?wù)叽碇谠擃I(lǐng)域內(nèi)的最高水平。加之諾貝爾自然科學(xué)獎(jiǎng)偏重基礎(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域，是關(guān)乎人類對(duì)自然認(rèn)知的基礎(chǔ)性知識(shí)，在該領(lǐng)域內(nèi)取得突破性成果，更體現(xiàn)一個(gè)國(guó)家的整體科研水平與原始創(chuàng)新能力，為隨后的科技應(yīng)用與生產(chǎn)實(shí)踐帶來源源不斷的推動(dòng)力。

因此，諾貝爾自然科學(xué)獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)數(shù)量，像一個(gè)不夠精確卻足夠明了的指標(biāo)，反映著現(xiàn)代自然科學(xué)在國(guó)別層面的發(fā)展格局。本文就通過統(tǒng)計(jì)歷年諾貝爾自然科學(xué)獎(jiǎng)的國(guó)別歸屬，來管窺這項(xiàng)科學(xué)榮譽(yù)之下的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)。

推動(dòng)者

根據(jù)諾貝爾獎(jiǎng)官方數(shù)據(jù)，自1901年頒發(fā)該獎(jiǎng)項(xiàng)以來（數(shù)據(jù)截至2019年度獲獎(jiǎng)名單公布后），共有612位科學(xué)家獲得諾貝爾自然科學(xué)獎(jiǎng)，其中4位科學(xué)家兩次摘得諾獎(jiǎng)桂冠。對(duì)這612位科學(xué)家所屬國(guó)籍進(jìn)行統(tǒng)計(jì)（雙重國(guó)籍者統(tǒng)計(jì)兩次）發(fā)現(xiàn)，他們分布于世界6大洲31個(gè)國(guó)家。其中擁有美國(guó)國(guó)籍的獲獎(jiǎng)人就有267位，占比43.63%，并與位居其后的英、德、法等國(guó)拉開較大差距，可謂遙遙領(lǐng)先。第五名是日本，共有22位獲獎(jiǎng)?wù)摺?/p>

到目前為止，中國(guó)籍諾貝爾自然科學(xué)獎(jiǎng)得主共有兩位（一位是楊振寧，于1957年與李政道一同在美國(guó)獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，已于2017年加入中國(guó)國(guó)籍;一位是屠呦呦，于2015年獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)，是第一位獲得諾獎(jiǎng)的中國(guó)本土科學(xué)家），位居第18位。排名在此之前的國(guó)家均為發(fā)達(dá)國(guó)家，其中位居前列者均為世界經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國(guó)?？梢姡Z貝爾自然科學(xué)獎(jiǎng)在地理空間上，存在明顯的集聚現(xiàn)象，并且集中于發(fā)達(dá)國(guó)家，美、英、德、法四國(guó)獲獎(jiǎng)?wù)邘缀蹙驼紦?jù)了總數(shù)的3/4。

若想通過諾貝爾自然科學(xué)獎(jiǎng)獲得者的數(shù)量來體現(xiàn)一個(gè)國(guó)家的整體科研實(shí)力，那么國(guó)籍統(tǒng)計(jì)也許并不十分合適。因?yàn)榭茖W(xué)精英在人生歷程的不同階段，常常發(fā)生跨國(guó)遷移，他們的國(guó)籍、出生地、教育地、工作地，以及諾獎(jiǎng)成果完成地之間，在空間上并不統(tǒng)一。

考慮到學(xué)術(shù)傳統(tǒng)、工作合作、科研經(jīng)費(fèi)和設(shè)備對(duì)研究工作的重要性，考察諾獎(jiǎng)成果的完成地（獲獎(jiǎng)的研究工作是在哪個(gè)國(guó)家進(jìn)行的）顯得更為準(zhǔn)確。例如，楊振寧先生雖然已是中國(guó)國(guó)籍，但當(dāng)年他獲得諾獎(jiǎng)的成果是在美國(guó)完成的，即便那個(gè)時(shí)候楊振寧尚未加入美國(guó)國(guó)籍，根據(jù)諾獎(jiǎng)成果完成地統(tǒng)計(jì)原則，他的諾獎(jiǎng)歸屬地應(yīng)該被計(jì)入美國(guó)。

從諾獎(jiǎng)成果完成地的角度來看，其空間集聚性現(xiàn)象更為明顯。612位獲獎(jiǎng)科學(xué)家的成果，集中于25個(gè)國(guó)家完成，其中美國(guó)幾乎占據(jù)半壁江山。也就是說，一個(gè)世紀(jì)以來，對(duì)人類具有重大意義的科學(xué)發(fā)現(xiàn)與發(fā)明，幾乎一半是在美國(guó)國(guó)土上誕生的，另外超過1/3的成果完成于西歐。人類現(xiàn)代自然科學(xué)當(dāng)之無愧的主要締造者，是美國(guó)與西歐國(guó)家。它們?cè)谶@100多年里，不斷推進(jìn)著人類對(duì)自然的認(rèn)知邊界，是當(dāng)今世界的科學(xué)中心。

到目前為止，中國(guó)籍諾貝爾自然科學(xué)獎(jiǎng)得主共有兩位。

三種類型

在諾獎(jiǎng)?lì)C發(fā)至今的近120年間，我們?nèi)绻诓煌臍v史時(shí)期截取時(shí)間切面，就可以歷時(shí)性地考察自然科學(xué)在不同國(guó)家的發(fā)展歷程。陳其榮教授在2011年做過該類研究。

自1901年起至今，每20年為一個(gè)階段，可以將諾貝爾自然科學(xué)獎(jiǎng)的發(fā)展歷程劃分為6個(gè)時(shí)期。不同國(guó)家所完成諾獎(jiǎng)成果數(shù)量在各階段的起落，可以大致劃分為三種類型。

直線上升型。此類型以美國(guó)和日本為代表。美國(guó)自1907年阿爾伯特·邁克爾孫獲得第一個(gè)物理學(xué)獎(jiǎng)之后，諾貝爾自然科學(xué)獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)人數(shù)逐年上升，且增勢(shì)迅猛，至今一直保持在高位，尚未出現(xiàn)衰落跡象。日本的情形與美國(guó)較為相似，只是起步晚了近半世紀(jì)。1949年湯川秀樹獲得的物理學(xué)獎(jiǎng)是日本首座諾貝爾自然科學(xué)獎(jiǎng)，進(jìn)入21世紀(jì)后，日本獲獎(jiǎng)?wù)邤?shù)量出現(xiàn)“井噴”現(xiàn)象，僅2000年至今，已有19位日本本土科學(xué)家問鼎諾獎(jiǎng)，占日本諾貝爾自然科學(xué)獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)總?cè)藬?shù)的86.4%。

諾獎(jiǎng)級(jí)別的科研創(chuàng)新，與學(xué)科積累傳統(tǒng)、知識(shí)傳承體制關(guān)系密切。

直線下降型。與直線上升型相反，德國(guó)、法國(guó)在20世紀(jì)的第一個(gè)20年內(nèi)，頻頻獲獎(jiǎng)，但隨后獲獎(jiǎng)?wù)邤?shù)量逐漸減少。雖然從全球范圍內(nèi)看，德、法兩國(guó)依然是諾獎(jiǎng)的熱門國(guó)家，但早已不及往日輝煌，尤其是在美國(guó)的耀眼光芒映照下。同樣走向暗淡的還有近代自然科學(xué)的發(fā)源地—意大利，它在20世紀(jì)初期短暫地延續(xù)了往昔余暉之后，幾乎退出了諾獎(jiǎng)角逐的舞臺(tái)。

單峰型。還有一些國(guó)家在某個(gè)特定階段，獲獎(jiǎng)數(shù)量明顯高于其他時(shí)期，形成諾獎(jiǎng)小高峰，如20世紀(jì)二三十年代的奧地利、六七十年代的英國(guó)、八九十年代的瑞士、冷戰(zhàn)時(shí)期的蘇聯(lián)，以及21世紀(jì)以來的以色列，但這樣的高潮似乎不具有延續(xù)性與穩(wěn)定性。

“現(xiàn)代物理學(xué)之父”愛因斯坦

如果對(duì)各階段獲獎(jiǎng)人數(shù)進(jìn)行排序，可以發(fā)現(xiàn)諾貝爾自然科學(xué)獎(jiǎng)空間集聚地的轉(zhuǎn)移軌跡，即20世紀(jì)前40年德國(guó)位居榜首，40年代起美國(guó)一枝獨(dú)秀，并一直保持至今，只是在21世紀(jì)到來之際，出現(xiàn)了新的追趕者—日本。

護(hù)城河

縱觀諾貝爾自然科學(xué)獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)歷史，美日兩國(guó)在獲獎(jiǎng)數(shù)量上能成為直線上升型國(guó)家，很大程度上源自兩國(guó)首先實(shí)現(xiàn)的世界經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國(guó)地位。美國(guó)在19世紀(jì)末（一說是1894年）GDP超過英國(guó)成為世界霸主，20多年后成為世界科學(xué)中心，40多年后在諾獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)數(shù)量上一騎絕塵;日本于1970年GDP超過西德，80年代后期超越蘇聯(lián)，成為世界第二經(jīng)濟(jì)大國(guó)，其后30年，“階段內(nèi)諾獎(jiǎng)數(shù)量”躍居世界第二。

由于諾貝爾自然科學(xué)獎(jiǎng)側(cè)重于那些對(duì)人類科學(xué)認(rèn)知具有開創(chuàng)性貢獻(xiàn)的基礎(chǔ)研究，而非可以直接指導(dǎo)實(shí)踐與進(jìn)行商業(yè)生產(chǎn)的應(yīng)用技術(shù)發(fā)明，因此，一個(gè)國(guó)家的總體經(jīng)濟(jì)實(shí)力是保障科學(xué)家進(jìn)行諾獎(jiǎng)級(jí)原創(chuàng)性研究的重要前提。優(yōu)越的經(jīng)濟(jì)條件推動(dòng)科學(xué)創(chuàng)新，而科學(xué)創(chuàng)新又通過隨后的生產(chǎn)實(shí)踐反哺經(jīng)濟(jì)發(fā)展，經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國(guó)與科學(xué)強(qiáng)國(guó)之間的循環(huán)累積效應(yīng)，使得國(guó)家的優(yōu)勢(shì)在隨后不斷加強(qiáng)、延續(xù)，美國(guó)就是最突出的例子。

除了經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)之外，日本在國(guó)家層面對(duì)基礎(chǔ)科學(xué)研究的重視以及對(duì)諾貝爾獎(jiǎng)的推崇，使其迅速成為一位有實(shí)力的追趕者。20世紀(jì)60年代，日本提出“振興科學(xué)技術(shù)的綜合基本政策”，將國(guó)民收入的2%用于科學(xué)研究，1971年又將目標(biāo)提高至3%，高于美、德、法等國(guó)。進(jìn)入新世紀(jì)的2001年，日本出臺(tái)了“第二個(gè)科學(xué)技術(shù)基本計(jì)劃”，提出在未來的50年內(nèi)獲得30個(gè)諾貝爾獎(jiǎng)的目標(biāo)，引發(fā)熱議與爭(zhēng)議。然而，時(shí)間僅僅過去了不到20年，50年目標(biāo)已經(jīng)完成了大半。

如果說，日本的諾獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)人數(shù)爆發(fā)，主要源于諸如本國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、政策導(dǎo)向這樣的“內(nèi)力”，那么美國(guó)科研實(shí)力的迅速崛起，在一定程度上還借助了難得的“外力”。

20世紀(jì)30年代起，法西斯政府推行的種族滅絕政策，以及彌漫整個(gè)歐洲的二戰(zhàn)硝煙，迫使大批歐洲科學(xué)家，尤其是猶太科學(xué)家紛紛逃離歐洲，來到美國(guó)尋求庇護(hù)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，二戰(zhàn)期間被迫流亡的約1.2萬猶太人中，至少有63%被美國(guó)接受，其中約1400名是科學(xué)家，包括“現(xiàn)代物理學(xué)之父”愛因斯坦、“原子彈之父”希拉德、“氫彈之父”特勒等。歐洲的精英流失又以德國(guó)為甚，僅1937—1939年，德國(guó)高校損失了45%的師資。大規(guī)模的德國(guó)知識(shí)流亡與美國(guó)知識(shí)注血，極大地加速了德、美兩國(guó)之間的世界科學(xué)中心接替。

美國(guó)國(guó)家科學(xué)院

從微觀角度來看，諾獎(jiǎng)級(jí)別的科研創(chuàng)新，與學(xué)科積累傳統(tǒng)、知識(shí)傳承體制關(guān)系密切。根據(jù)美國(guó)社會(huì)學(xué)家哈里特·朱克曼對(duì)1901—1972年286位獲獎(jiǎng)?wù)叩慕y(tǒng)計(jì)，41%的獲獎(jiǎng)?wù)咧辽偾髮W(xué)或共事于一位諾貝爾獲獎(jiǎng)?wù)咧車?972年前，美國(guó)92位獲獎(jiǎng)?wù)咧?，存在師徒關(guān)系的比例在物理學(xué)領(lǐng)域?yàn)?1.3%、化學(xué)為57.9%、生理學(xué)或醫(yī)學(xué)為42.9%。1909年化學(xué)獎(jiǎng)獲得者奧斯特瓦爾德（Ostwald）的學(xué)生能斯特（Nernst）獲得1920年化學(xué)獎(jiǎng)，能斯特的學(xué)生密立根（Millikan）獲1923年物理學(xué)獎(jiǎng)，密立根的學(xué)生安德森獲1936年物理學(xué)獎(jiǎng)，安德森的學(xué)生格拉澤獲1960年物理學(xué)獎(jiǎng)。

因此，科學(xué)家的大批外流，對(duì)于一個(gè)國(guó)家、一個(gè)科研機(jī)構(gòu)來說，不僅僅是失去了這些科學(xué)家本身，更是徹底摧毀了科學(xué)創(chuàng)新所必需的學(xué)術(shù)積累與傳承機(jī)制，使其難以為繼，更難以復(fù)興。

以德國(guó)柏林大學(xué)（今柏林洪堡大學(xué)、柏林自由大學(xué)的前身）為例，該校自1810年創(chuàng)立以來，名師薈萃，不僅有人文領(lǐng)域的世界級(jí)大師黑格爾、叔本華，還有自然科學(xué)巨擘愛因斯坦、普朗克、薛定諤、海森堡、玻恩、費(fèi)歇爾等，在柏林大學(xué)任教或畢業(yè)的學(xué)生中，有21位獲得諾貝爾自然科學(xué)獎(jiǎng)。但二戰(zhàn)時(shí)期科學(xué)家的集體逃離，使得該校一蹶不振。1954年，柏林大學(xué)誕生了該校迄今為止最后一位諾貝爾自然科學(xué)獎(jiǎng)得主博特，其后再無科學(xué)家獲得諾貝爾獎(jiǎng)。

學(xué)術(shù)優(yōu)勢(shì)一旦形成，就會(huì)發(fā)生良性循環(huán)的“邊緣—中央”人才遷移現(xiàn)象，科學(xué)精英紛紛從世界各地匯聚至科學(xué)中心。

從中觀層面的科研機(jī)構(gòu)來看，諾獎(jiǎng)獲得者無論其受高等教育地還是工作地，都集中在世界一流的研究性大學(xué)。截至2018年，諾貝爾自然科學(xué)獎(jiǎng)得主獲得最高學(xué)歷最集中的三所大學(xué)，分別為英國(guó)劍橋大學(xué)（61人）、美國(guó)哈佛大學(xué)（55人）、加州大學(xué)伯克利分校（34人）。

從宏觀的國(guó)家層面來看，截至2018年的603位諾貝爾自然科學(xué)獎(jiǎng)獲得者，其中32.67%出生于美國(guó)，38.64%在美國(guó)接受教育，42.74%擁有美國(guó)國(guó)籍，47.26%在美國(guó)完成諾獎(jiǎng)研究工作。美國(guó)科學(xué)界吸引和匯聚了世界范圍內(nèi)的優(yōu)秀大腦，維持著其作為世界科學(xué)中心的領(lǐng)先地位。經(jīng)濟(jì)實(shí)力是一國(guó)科研水平提升的內(nèi)生動(dòng)力，由人才流動(dòng)形成的空間層面的“馬太效應(yīng)”，則是以外力的方式維持并不斷擴(kuò)大著已有優(yōu)勢(shì)。

2008年，中國(guó)在科研領(lǐng)域的經(jīng)費(fèi)支出超過日本;2018年國(guó)務(wù)院發(fā)布《關(guān)于全面加強(qiáng)基礎(chǔ)科學(xué)研究的若干意見》，確立“到本世紀(jì)中葉（2050年），把中國(guó)建設(shè)成為世界主要科學(xué)中心和創(chuàng)新高地”的戰(zhàn)略目標(biāo)。根據(jù)近一個(gè)世紀(jì)以來世界各國(guó)科研實(shí)力消長(zhǎng)變化來看，中國(guó)與諾貝爾自然科學(xué)獎(jiǎng)、與世界科學(xué)中心的距離，也許只需要時(shí)間來縮短。