諾貝爾自然科學(xué)獎對我國高等教育的啟示

崔芬萍，裴世鑫，孫婷婷

(南京信息工程大學(xué)，南京 210044)

一、引 言

諾貝爾自然科學(xué)獎(化學(xué)獎、物理學(xué)獎、生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎)是最重要的世界性科學(xué)獎，獲獎成果在很大程度上代表了人類科學(xué)研究的最高水平和發(fā)展走勢，在促進(jìn)科學(xué)研究、技術(shù)進(jìn)步和社會發(fā)展中發(fā)揮了巨大作用，以至于人們經(jīng)常用一個國家所擁有的諾貝爾自然科學(xué)獎的數(shù)量來評價該國科學(xué)政策的成敗和該國在世界科學(xué)界的地位。①金俊岐:《從諾貝爾科學(xué)獎的象征意義說起》，自然辯證法通訊，2002年第2期，第5－6頁。因此，各國紛紛展開有關(guān)諾貝爾自然科學(xué)獎的研究，并形成了一門新的學(xué)問——諾貝爾獎學(xué)，②呂淑琴，陳洪，李雨民:《諾貝爾獎的啟示》，北京:科學(xué)出版社，2010年，第1頁。研究者來自社會學(xué)、管理學(xué)、教育學(xué)、科學(xué)史等領(lǐng)域。

本文以1901—2015年諾貝爾自然科學(xué)獎得主為分析對象，進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計、圖表分析，研究諾貝爾自然科學(xué)獎得主的國籍分布和獲獎年齡的分布，計算人均獲獎成果量等數(shù)據(jù)，尋找諾貝爾自然科學(xué)獎得主分布的規(guī)律，為我國高校在制定科研政策、人才培養(yǎng)計劃以及管理政策等方面提供參考。

二、諾貝爾自然科學(xué)獎概述

1901年，諾貝爾自然科學(xué)獎首次頒發(fā)，到2015年已歷時115年，其間除了第一次世界大戰(zhàn)、第二次世界大戰(zhàn)以及經(jīng)濟(jì)大蕭條等原因沒有頒獎外，每年頒獎1次。到2015年，諾貝爾物理學(xué)獎共頒獎109次，201位物理學(xué)家獲獎;諾貝爾化學(xué)獎共頒獎107次，172位化學(xué)家獲獎;諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(以下簡稱生醫(yī)學(xué)獎)共頒獎106次，210位科學(xué)家獲獎。在115年中，總計583人次獲獎。其中，法國女科學(xué)家Marie Curie于1903年和1911年分別獲得了諾貝爾物理學(xué)獎和化學(xué)獎，成為諾貝爾自然科學(xué)獎歷史上唯一獲得過物理學(xué)獎和化學(xué)獎的科學(xué)家，也是為數(shù)不多的女科學(xué)家之一。美國物理學(xué)家 John Bardeen于1956年和1972年兩度獲得諾貝爾物理學(xué)獎。英國生物化學(xué)家Frederick Sanger于1958年和1980年兩度獲得諾貝爾化學(xué)獎。因此，到2015年，全世界共有580人獲得了諾貝爾自然科學(xué)獎。

三、獲獎?wù)叩膰植技皢⑹?/h2>

(一)1901—2015年諾貝爾自然科學(xué)獎獲得者的國籍分布

根據(jù)諾貝爾獎官方網(wǎng)站上的信息，對1901年以來諾貝爾物理學(xué)獎、化學(xué)獎、生醫(yī)學(xué)獎以及諾貝爾自然科學(xué)獎得主的總數(shù)按國籍進(jìn)行統(tǒng)計。①具有雙重國籍的科學(xué)家在兩個國家各統(tǒng)計0.5人次，獲獎?wù)邍疄榍疤K聯(lián)的科學(xué)家歸入俄羅斯。

截至2015年，諾貝爾化學(xué)獎獲得者共172人次，分布在25個國家，排在前8名的國家依次是美國、德國、英國、法國、日本、瑞士、以色列、瑞典和荷蘭，其中擁有美國籍的化學(xué)家為66人次，占諾貝爾化學(xué)獎得主總?cè)舜蔚?8.37%。諾貝爾物理學(xué)獎獲得者共201人次，分布在19個國家，排在前8名的國家分別是美國、德國、英國、法國、俄國、荷蘭、日本和瑞典，其中擁有美國籍的物理學(xué)家為89.5人次，占諾貝爾物理學(xué)獎得主總?cè)舜蔚?4.53%。諾貝爾生醫(yī)學(xué)獎獲得者共210人次，分布在23個國家，排在前8名的國家分別是美國、英國、德國、法國、瑞典、澳大利亞、瑞士和丹麥，其中擁有美國籍的生醫(yī)學(xué)家共計96人次，占諾貝爾生醫(yī)學(xué)獎得主總?cè)舜蔚?5.71%。到2015年，諾貝爾自然科學(xué)獎得主共583人次，分布在32個國家，排在前8名的國家分別是美國、英國、德國、法國、瑞士、瑞典、日本和荷蘭，其中擁有美國籍的科學(xué)家為251.5人次，占總?cè)舜蔚?3.14%。

從統(tǒng)計結(jié)果來看，在單項獎得主數(shù)量排名前8的國家中，三項諾貝爾自然科學(xué)獎均有分布的國家分別是美國、英國、德國和法國，這4個國家的物理學(xué)獎、化學(xué)獎和生醫(yī)學(xué)獎得主人次分別為147.5、129、153，分 別 占 各 學(xué) 科 獲 獎 人 次 的73.38%、75.00%、72.86%。這4個國家的獲獎人次為430，占總獲獎人次的73.76%。

日本科學(xué)家湯淺光朝認(rèn)為，當(dāng)一個國家的科學(xué)成果數(shù)量在某個時期超過同期全世界取得的重大科學(xué)成果總數(shù)的25%時，可以將這個國家稱為世界科學(xué)活動的中心。②［日］湯淺光朝:《科學(xué)活動中心的轉(zhuǎn)移》，趙紅洲譯，科學(xué)與哲學(xué)，1979年第2期，第53－73頁。根據(jù)湯淺光朝的定義，美國是當(dāng)今世界科學(xué)活動的中心。因此，諾貝爾自然科學(xué)獎在美國、英國、德國和法國的分布變化在很大程度上體現(xiàn)了世界科學(xué)活動中心的轉(zhuǎn)移。

為便于比較，以10年為一個統(tǒng)計周期，將1901—2015年諾貝爾自然科學(xué)獎得主在各國的分布及總的獲獎情況列于表1。

表1 1901—2015年諾貝爾自然科學(xué)獎得主的國籍分布

(二)獲獎?wù)咴诿绹?、英法?國和其他28國的分布

為便于比較，將獲獎?wù)甙磭譃槿?獲獎?wù)邍疄槊绹臍w為一類，稱為美國類;英國、德國或法國籍的獲獎?wù)邭w為一類，稱為英德法3國類;其他28國獲獎?wù)邭w為一類，稱為其他28國類。按照時間順序，以10年為一個統(tǒng)計周期，根據(jù)表1的統(tǒng)計結(jié)果，1901—2015年，三類獲獎?wù)咴谥Z貝爾化學(xué)獎、物理學(xué)獎、生醫(yī)學(xué)獎以及三項獎的合計分布如圖1所示。圖1(A)表示某一類國籍獲得三大獎項的總?cè)舜坞S時間的變化，圖1(B)、1(C)、1(D)分別表示某一類國籍獲得生醫(yī)學(xué)獎、化學(xué)獎和物理學(xué)獎的人次隨時間的變化。

圖1 1901—2015年諾貝爾自然科學(xué)獎得主的國籍分布

由于世界經(jīng)濟(jì)大蕭條和兩次世界大戰(zhàn)，各項諾貝爾獎均受到不同程度的影響。物理學(xué)獎在1916年未頒獎，化學(xué)獎在1916、1917和1919年未頒獎，生醫(yī)學(xué)獎在1915—1918年未頒獎，這種情況在1921—1930年、1931—1940年、1941—1950年都有發(fā)生。為了校正因未頒獎而對國籍分布曲線造成的影響，作圖時我們對原始統(tǒng)計數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理:在受到影響的時間段中，將獲獎人次除以頒獎年數(shù)，再乘以10作為該時間段某一類國籍所獲得的獎項數(shù)。最后一個統(tǒng)計時間段為2011—2015年，因為統(tǒng)計周期尚不足10年，因此，在數(shù)據(jù)處理上也做了相同的處理。

從圖1可以看出，諾貝爾物理學(xué)獎、化學(xué)獎、生醫(yī)學(xué)獎和獲獎總?cè)舜卧跁r間上的分布規(guī)律基本一致。英德法3國類的諾貝爾獎得主在1940年代之前一直保持多數(shù)。這說明在第二次世界大戰(zhàn)之前，世界科學(xué)活動的中心在歐洲。隨著時間的推移，英德法3國類諾貝爾獎得主人次總體呈下降趨勢。從1930年代中期開始，美國類諾貝爾獎得主人次呈上升趨勢，以1940年代為界，美國類的獲獎人次超過了英德法3國類。

從圖1還可以看出，其他28國類諾貝爾獎得主人次在每一個統(tǒng)計時間段基本呈振蕩分布的狀態(tài)。但是，在其他28國類中，化學(xué)獎得主的人次在1990年代之后連續(xù)增長，這主要是源于1990年代后日本化學(xué)家獲獎次數(shù)的增加。

(三)獲獎?wù)邍植甲兓脑蚝蛯ξ覈叩冉逃膯⑹?/h3>

圖1表明，以第二次世界大戰(zhàn)為轉(zhuǎn)折點，諾貝爾自然科學(xué)獎得主從歐洲人占優(yōu)勢轉(zhuǎn)變?yōu)槊绹苏純?yōu)勢，擁有美國籍的諾貝爾自然科學(xué)獎得主不但在人次上占優(yōu)勢，而且呈持續(xù)上升的趨勢。這種轉(zhuǎn)變說明，以二戰(zhàn)為界，世界科學(xué)活動的中心從歐洲轉(zhuǎn)移到了美國。

眾所周知，18世紀(jì)末19世紀(jì)初和19世紀(jì)70年代的兩次科技革命都起源于歐洲，歐洲是19世紀(jì)世界科學(xué)活動的中心。到了20世紀(jì)，兩次世界大戰(zhàn)橫掃歐亞大陸，尤其是第二次世界大戰(zhàn)，現(xiàn)代戰(zhàn)爭的巨大破壞力重創(chuàng)了歐洲經(jīng)濟(jì)。此外，20世紀(jì)20年代，歐洲一度掀起反猶的逆流，流失了一大批猶太裔科學(xué)家。而美國是唯一沒有遭受戰(zhàn)爭破壞的工業(yè)化國家，為開展科學(xué)研究提供了比較安定的環(huán)境。美國政府提供良好的科研條件，吸引大批不堪戰(zhàn)爭侵?jǐn)_的歐洲科學(xué)家，極大地促進(jìn)了美國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。戰(zhàn)后，美國一直處于世界經(jīng)濟(jì)的主導(dǎo)地位，為開展科學(xué)研究創(chuàng)造了必要的經(jīng)濟(jì)條件。

經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)、優(yōu)秀人才、研究平臺和科研環(huán)境在科學(xué)發(fā)展中具有重要作用，優(yōu)秀人才是科技發(fā)展的核心?？梢哉f，世界科學(xué)活動中心的轉(zhuǎn)移，歸根結(jié)底是人才中心的轉(zhuǎn)移，是吸引和聚集優(yōu)秀人才所必需的研究條件的轉(zhuǎn)移，是世界經(jīng)濟(jì)中心的轉(zhuǎn)移。兩次世界大戰(zhàn)客觀上導(dǎo)致適宜的研究條件從歐洲向美國轉(zhuǎn)移，因此，制定合理的人才政策，創(chuàng)建高水平的研究平臺，凝聚優(yōu)秀的科研團(tuán)隊，發(fā)掘人才潛力是當(dāng)前我國高等學(xué)校提升教研質(zhì)量的必由之路。

四、獲獎?wù)叩哪挲g分布及啟示

(一)1901—2015年諾貝爾自然科學(xué)獎得主的年齡統(tǒng)計

以5歲為一個年齡段，對1901—2015年諾貝爾物理學(xué)獎、化學(xué)獎和生醫(yī)學(xué)獎得主在獲獎時的年齡進(jìn)行統(tǒng)計，統(tǒng)計結(jié)果如表2所示。

表2 1901—2015年諾貝爾自然科學(xué)獎得主的年齡分布

續(xù)表2:

(二)各年齡段的獲獎人次分布

根據(jù)表2，將1901—2015年諾貝爾物理學(xué)獎、化學(xué)獎、生醫(yī)學(xué)獎以及三項獎的合計按該年齡段的獲獎人次制圖，結(jié)果如圖2所示。圖2(A)、2(B)、2(C)和2(D)分別表示各單項獎得主和三項獎的全部得主在年齡上的分布。

諾貝爾化學(xué)獎、物理學(xué)獎、生醫(yī)學(xué)獎的獲獎人次和獲獎總?cè)舜卧谀挲g方面總體呈正態(tài)分布。

圖2(A)顯示，諾貝爾化學(xué)獎得主的年齡分布是一個標(biāo)準(zhǔn)的正態(tài)分布曲線，前5位的年齡段分別為56—60歲、51—55歲、61—65歲、46—50歲和66—70歲。從表2的統(tǒng)計結(jié)果來看，分布于這5個年齡段的獲獎人次為120，占諾貝爾化學(xué)獎總獲獎人次的69.77%。

圖2(B)顯示，相對于諾貝爾化學(xué)獎，諾貝爾物理學(xué)獎得主的年齡分布較為分散，但也呈正態(tài)分布。前5位的年齡段分別為46—50歲、41—45歲、51—55歲、61—65歲和56—60歲。根據(jù)表2，分布于這5個年齡段的獲獎人次為129，占諾貝爾物理學(xué)獎總獲獎人次的64.18%。

圖2(C)顯示，諾貝爾生醫(yī)學(xué)獎得主的年齡分布在56—60歲年齡段略有異常，在其他年齡段呈正態(tài)分布。前5位的年齡段分別為61—65歲、51—55歲、46—50歲、56—60歲和66—70歲。根據(jù)表2，分布于這5個年齡段的獲獎人次為152，占諾貝爾生醫(yī)學(xué)獎總獲獎人次的72.38%。

從圖2(D)可以看到，受生醫(yī)學(xué)獎得主年齡分布的影響，三項獎得主的年齡分布在56—60歲年齡段稍有異常，在其他年齡段呈標(biāo)準(zhǔn)的正態(tài)分布。排在前5位的年齡段分別為51—55歲、61—65歲、46—50歲、56—60歲和 41—45歲。根據(jù)表2，分布在這5個年齡段的獲獎人次為392，占諾貝爾自然科學(xué)獎得主總?cè)舜蔚?7.24%。

圖2 1901—2015年諾貝爾自然科學(xué)獎得主的年齡分布

(三)獲獎人年齡分布的原因和對我國高等教育的啟示

雖然在諾貝爾獎的歷史上，出現(xiàn)過楊振寧、李政道這樣的特例，①楊振寧、李政道在1956年取得創(chuàng)造性研究成果——發(fā)現(xiàn)宇稱不守恒定律，第二年該成果就被實驗證實，由此獲得諾貝爾物理學(xué)獎。但是，科研成果需要反復(fù)檢驗，一項新發(fā)現(xiàn)或一項新理論得到科學(xué)界的普遍認(rèn)可需要經(jīng)歷艱難的過程，一項重要的科研成果從提出到獲得諾貝爾獎更是需要十幾年，甚至幾十年的時間。如美國化學(xué)家錢永健在研究成果發(fā)表15年后獲得了2008年的諾貝爾化學(xué)獎;高錕從1966年提出光纖通信理論到獲得2009年諾貝爾物理學(xué)獎，經(jīng)歷了43年;2013年因“上帝粒子”而獲獎的兩位科學(xué)家，從提出理論到獲獎更是經(jīng)歷了半個世紀(jì)的時光。據(jù)統(tǒng)計，一名物理學(xué)家從作出貢獻(xiàn)到獲得認(rèn)可，平均要等待整整18年。

從圖2可以看出，諾貝爾自然科學(xué)獎得主在獲獎時的年齡主要集中在46—65歲。從生理學(xué)的角度來看，這是人的成熟期和衰老期，但是，考慮諾貝爾自然科學(xué)獎所表彰的科研成果從提出到獲獎的平均等待時間，我們發(fā)現(xiàn)，諾貝爾自然科學(xué)獎得主在取得獲獎成果時的年齡一般為28—47歲，這時的人恰恰處在中青年時期，這意味著中青年學(xué)者是取得創(chuàng)新成果的中堅力量。根據(jù)國際通行的學(xué)制，28歲左右一般可以獲得博士學(xué)位，獲得博士學(xué)位后的科學(xué)探索是科學(xué)家從事研究的起點，而受教育者在取得博士學(xué)位的過程中，導(dǎo)師的作用不容忽視。因此，在研究諾貝爾獎得主的同時，必須要注意其導(dǎo)師的貢獻(xiàn)。

因此，在高校教研與管理工作中，必須在發(fā)揮老教師作用的前提下，特別注重對中青年教師的培養(yǎng)。當(dāng)前在我國高校中，中青年教師面臨著工作和生活的雙重壓力，為了充分發(fā)揮中青年教師的教研能力，高校要盡量為他們創(chuàng)造良好的科研條件，建立科學(xué)的評價制度，營造寬松的研究氛圍，最大限度地緩解他們的壓力;鼓勵中青年教師開展科研工作，潛心治學(xué);從感情上、政策上吸引人才，從科研環(huán)境、生活條件上留住優(yōu)秀人才，吸引更多的優(yōu)秀人才進(jìn)行教學(xué)和科研。

五、頒獎次數(shù)、獲獎?wù)呷舜?、受獎成果?shù)量與人均獲獎成果量的關(guān)系及啟示

(一)1901—2015年諾貝爾獎頒獎次數(shù)與獲獎?wù)呷舜?/h3>

以10年為一個時間段，對1901—2015年諾貝爾化學(xué)獎、物理學(xué)獎、生醫(yī)學(xué)獎和自然科學(xué)獎之和在每個時間段內(nèi)的頒獎次數(shù)、獲獎?wù)呷舜渭笆塥劤晒麛?shù)量進(jìn)行統(tǒng)計，用某一單項獎在某個時間段的成果數(shù)量除以該時間段的獲獎?wù)呷舜魏皖C獎次數(shù)，作為該獎項在該時間段的人均獲獎成果量。結(jié)果列于表3。

表3 1901—2015年諾貝爾自然科學(xué)獎頒獎次數(shù)、獲獎?wù)呷舜?、受獎成果?shù)量和人均獲獎成果量

從表3可以看出，在115年的諾貝爾自然科學(xué)獎的頒獎歷史中，不考慮未頒獎年份的影響，每個時間段的授獎成果量為10—14項，受獎?wù)呷舜螀s有比較明顯的變化。以1940年代為界:1940年代以前，每個時間段的獲獎?wù)呷舜渭s為12;1940年代以后，每個時間段的獲獎?wù)呷舜纬^了20。統(tǒng)計結(jié)果表明:1940年代以前，諾貝爾自然科學(xué)單項獎以授予1個人為主;1940年代以后，諾貝爾自然科學(xué)單項獎以同時授予2—3人為主。

(二)頒獎次數(shù)、獲獎?wù)呷舜渭叭司@獎成果量的分布

為便于比較各個時間段內(nèi)獲獎?wù)呷舜?、獲獎成果數(shù)量的變化，我們對表3的統(tǒng)計結(jié)果做了一定的處理:分別以表3中每個時間段的獲獎?wù)呷舜魏统晒麛?shù)量除以該時間段的頒獎次數(shù)，再乘以10，作為該時間段內(nèi)的獲獎?wù)呷舜魏统晒麛?shù)量，以頒獎時間為序，將1901—2015年諾貝爾物理學(xué)獎、化學(xué)獎、生醫(yī)學(xué)獎以及三項獎的合計以10年為一個時間段，使用經(jīng)過處理的數(shù)據(jù)制圖，得到該時間段的頒獎次數(shù)、獲獎?wù)呷舜?、獲獎成果數(shù)量和人均獲獎成果量隨時間的變化曲線，結(jié)果如圖3所示。圖3(A)、3(B)、3(C)和3(D)分別表示頒獎次數(shù)、獲獎?wù)呷舜?、獲獎成果數(shù)和人均獲獎成果量在各時間段的分布情況。

圖3 1901—2015諾貝爾自然科學(xué)獎的頒獎次數(shù)、獲獎?wù)呷舜?、成果?shù)量及人均獲獎成果量

(三)人均獲獎成果量的變化和對我國高等教育的啟示

從圖3可以看出，在諾貝爾獎的歷史上，隨著時間的變化，獲獎?wù)呷舜魏瞳@獎成果量都呈增長趨勢。但是，獲獎?wù)呷舜蔚脑鲩L速度要高于獲獎成果量的增長速度。因此，在整個諾貝爾自然科學(xué)獎的頒獎歷史上，人均獲獎成果量呈明顯下降趨勢，如圖3(D)所示，2001—2010年，人均獲獎成果量僅為1911—1920年的三分之一。

1950年代以前，各單項獎的獲獎人次以1人居多，有少量2人獲獎的情況;1950年代以后，各單項獎的獲獎人次以2—3人居多，很少有1人獲獎的情況:這是造成諾貝爾自然科學(xué)獎人均獲獎成果量變化的直接原因。導(dǎo)致這種變化的深層次原因是科學(xué)研究的開放性。隨著現(xiàn)代交通和通信技術(shù)的發(fā)展，國際學(xué)術(shù)交流與合作越來越便捷，不同地域的科研人員完全可能選擇相似的科學(xué)問題開展研究，而且往往以團(tuán)隊的形式進(jìn)行研究。當(dāng)研究成果被認(rèn)可后，提高了2—3人獲獎的概率。從根本上說，造成人均獲獎成果量變化的原因是世界性的學(xué)術(shù)交流與合作研究，人均獲獎成果量的降低是科學(xué)研究開放性的體現(xiàn)。

高校是集教學(xué)、科研和社會服務(wù)于一體的機(jī)構(gòu)，必須順應(yīng)科學(xué)研究的開放性，開展并不斷強(qiáng)化國際交流與合作，提升高校教師尤其是中青年教師的國際化水平，進(jìn)而提高高校教學(xué)和科研的質(zhì)量。同時，高校是連接學(xué)生與社會的橋梁，必須在高校的教學(xué)和實踐課程中，增加培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊精神的內(nèi)容，有意識地培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊合作精神。

六、結(jié) 語

諾貝爾自然科學(xué)獎記錄了115年來的重大科研成果，反映了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的光輝歷程。獲得諾貝爾獎是可遇而不可求的，是科學(xué)家為了追求真理，在研究生涯中的意外之喜。然而，就像種子的生長離不開土壤一樣，科學(xué)家的耕耘也離不開培養(yǎng)人才的各種條件。從諾貝爾自然科學(xué)獎得主的國籍分布變化、年齡分布以及人均獲獎成果量的變化中可以看到，一個國家的經(jīng)濟(jì)實力、科研體制、科學(xué)家群體數(shù)量、團(tuán)隊精神、國際合作與交流等都對科學(xué)的發(fā)展具有一定的影響。充足的科研經(jīng)費(fèi)是科學(xué)研究的有效保障，開放寬松的學(xué)術(shù)氛圍是開展科學(xué)研究所必需的條件，公平合理的人才遴選和評價機(jī)制是發(fā)揮創(chuàng)造力的重要因素。高校唯有給予教師尤其是中青年教師自由發(fā)揮的空間，才能最大程度地激發(fā)青年教師的能動性和創(chuàng)造力，有效提升教研質(zhì)量和管理水平，從而全面提升高校的整體水平和競爭力。