現實的科學國界

江穎斐

2019年諾貝爾物理學獎得主迪迪埃·奎洛茲

2019 年諾貝爾物理學獎得主詹姆斯·皮布爾斯

與其他獎項相比，諾貝爾自然科學獎在學界內具有極高的公信度與權威性，其獲獎者代表著在該領域內的最高水平。加之諾貝爾自然科學獎偏重基礎科學領域，是關乎人類對自然認知的基礎性知識，在該領域內取得突破性成果，更體現一個國家的整體科研水平與原始創新能力，為隨后的科技應用與生產實踐帶來源源不斷的推動力。

因此，諾貝爾自然科學獎獲獎數量，像一個不夠精確卻足夠明了的指標，反映著現代自然科學在國別層面的發展格局。本文就通過統計歷年諾貝爾自然科學獎的國別歸屬，來管窺這項科學榮譽之下的國際競爭。

推動者

根據諾貝爾獎官方數據，自1901年頒發該獎項以來（數據截至2019年度獲獎名單公布后），共有612位科學家獲得諾貝爾自然科學獎，其中4位科學家兩次摘得諾獎桂冠。對這612位科學家所屬國籍進行統計（雙重國籍者統計兩次）發現，他們分布于世界6大洲31個國家。其中擁有美國國籍的獲獎人就有267位，占比43.63%，并與位居其后的英、德、法等國拉開較大差距，可謂遙遙領先。第五名是日本，共有22位獲獎者。

到目前為止，中國籍諾貝爾自然科學獎得主共有兩位（一位是楊振寧，于1957年與李政道一同在美國獲得諾貝爾物理學獎，已于2017年加入中國國籍;一位是屠呦呦，于2015年獲得諾貝爾生理學或醫學獎，是第一位獲得諾獎的中國本土科學家），位居第18位。排名在此之前的國家均為發達國家，其中位居前列者均為世界經濟強國。可見，諾貝爾自然科學獎在地理空間上，存在明顯的集聚現象，并且集中于發達國家，美、英、德、法四國獲獎者幾乎就占據了總數的3/4。

若想通過諾貝爾自然科學獎獲得者的數量來體現一個國家的整體科研實力，那么國籍統計也許并不十分合適。因為科學精英在人生歷程的不同階段，常常發生跨國遷移，他們的國籍、出生地、教育地、工作地，以及諾獎成果完成地之間，在空間上并不統一。

考慮到學術傳統、工作合作、科研經費和設備對研究工作的重要性，考察諾獎成果的完成地（獲獎的研究工作是在哪個國家進行的）顯得更為準確。例如，楊振寧先生雖然已是中國國籍，但當年他獲得諾獎的成果是在美國完成的，即便那個時候楊振寧尚未加入美國國籍，根據諾獎成果完成地統計原則，他的諾獎歸屬地應該被計入美國。

從諾獎成果完成地的角度來看，其空間集聚性現象更為明顯。612位獲獎科學家的成果，集中于25個國家完成，其中美國幾乎占據半壁江山。也就是說，一個世紀以來，對人類具有重大意義的科學發現與發明，幾乎一半是在美國國土上誕生的，另外超過1/3的成果完成于西歐。人類現代自然科學當之無愧的主要締造者，是美國與西歐國家。它們在這100多年里，不斷推進著人類對自然的認知邊界，是當今世界的科學中心。

到目前為止，中國籍諾貝爾自然科學獎得主共有兩位。

三種類型

在諾獎頒發至今的近120年間，我們如果在不同的歷史時期截取時間切面，就可以歷時性地考察自然科學在不同國家的發展歷程。陳其榮教授在2011年做過該類研究。

自1901年起至今，每20年為一個階段，可以將諾貝爾自然科學獎的發展歷程劃分為6個時期。不同國家所完成諾獎成果數量在各階段的起落，可以大致劃分為三種類型。

直線上升型。此類型以美國和日本為代表。美國自1907年阿爾伯特·邁克爾孫獲得第一個物理學獎之后，諾貝爾自然科學獎獲獎人數逐年上升，且增勢迅猛，至今一直保持在高位，尚未出現衰落跡象。日本的情形與美國較為相似，只是起步晚了近半世紀。1949年湯川秀樹獲得的物理學獎是日本首座諾貝爾自然科學獎，進入21世紀后，日本獲獎者數量出現“井噴”現象，僅2000年至今，已有19位日本本土科學家問鼎諾獎，占日本諾貝爾自然科學獎獲獎總人數的86.4%。

諾獎級別的科研創新，與學科積累傳統、知識傳承體制關系密切。

直線下降型。與直線上升型相反，德國、法國在20世紀的第一個20年內，頻頻獲獎，但隨后獲獎者數量逐漸減少。雖然從全球范圍內看，德、法兩國依然是諾獎的熱門國家，但早已不及往日輝煌，尤其是在美國的耀眼光芒映照下。同樣走向暗淡的還有近代自然科學的發源地—意大利，它在20世紀初期短暫地延續了往昔余暉之后，幾乎退出了諾獎角逐的舞臺。

單峰型。還有一些國家在某個特定階段，獲獎數量明顯高于其他時期，形成諾獎小高峰，如20世紀二三十年代的奧地利、六七十年代的英國、八九十年代的瑞士、冷戰時期的蘇聯，以及21世紀以來的以色列，但這樣的高潮似乎不具有延續性與穩定性。

“現代物理學之父”愛因斯坦

如果對各階段獲獎人數進行排序，可以發現諾貝爾自然科學獎空間集聚地的轉移軌跡，即20世紀前40年德國位居榜首，40年代起美國一枝獨秀，并一直保持至今，只是在21世紀到來之際，出現了新的追趕者—日本。

護城河

縱觀諾貝爾自然科學獎獲獎歷史，美日兩國在獲獎數量上能成為直線上升型國家，很大程度上源自兩國首先實現的世界經濟強國地位。美國在19世紀末（一說是1894年）GDP超過英國成為世界霸主，20多年后成為世界科學中心，40多年后在諾獎獲獎數量上一騎絕塵;日本于1970年GDP超過西德，80年代后期超越蘇聯，成為世界第二經濟大國，其后30年，“階段內諾獎數量”躍居世界第二。

由于諾貝爾自然科學獎側重于那些對人類科學認知具有開創性貢獻的基礎研究，而非可以直接指導實踐與進行商業生產的應用技術發明，因此，一個國家的總體經濟實力是保障科學家進行諾獎級原創性研究的重要前提。優越的經濟條件推動科學創新，而科學創新又通過隨后的生產實踐反哺經濟發展，經濟強國與科學強國之間的循環累積效應，使得國家的優勢在隨后不斷加強、延續，美國就是最突出的例子。

除了經濟基礎之外，日本在國家層面對基礎科學研究的重視以及對諾貝爾獎的推崇，使其迅速成為一位有實力的追趕者。20世紀60年代，日本提出“振興科學技術的綜合基本政策”，將國民收入的2%用于科學研究，1971年又將目標提高至3%，高于美、德、法等國。進入新世紀的2001年，日本出臺了“第二個科學技術基本計劃”，提出在未來的50年內獲得30個諾貝爾獎的目標，引發熱議與爭議。然而，時間僅僅過去了不到20年，50年目標已經完成了大半。

如果說，日本的諾獎獲獎人數爆發，主要源于諸如本國經濟增長、政策導向這樣的“內力”，那么美國科研實力的迅速崛起，在一定程度上還借助了難得的“外力”。

20世紀30年代起，法西斯政府推行的種族滅絕政策，以及彌漫整個歐洲的二戰硝煙，迫使大批歐洲科學家，尤其是猶太科學家紛紛逃離歐洲，來到美國尋求庇護。據統計，二戰期間被迫流亡的約1.2萬猶太人中，至少有63%被美國接受，其中約1400名是科學家，包括“現代物理學之父”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為甚，僅1937—1939年，德國高校損失了45%的師資。大規模的德國知識流亡與美國知識注血，極大地加速了德、美兩國之間的世界科學中心接替。

美國國家科學院

從微觀角度來看，諾獎級別的科研創新，與學科積累傳統、知識傳承體制關系密切。根據美國社會學家哈里特·朱克曼對1901—1972年286位獲獎者的統計，41%的獲獎者至少求學或共事于一位諾貝爾獲獎者周圍。1972年前，美國92位獲獎者中，存在師徒關系的比例在物理學領域為61.3%、化學為57.9%、生理學或醫學為42.9%。1909年化學獎獲得者奧斯特瓦爾德（Ostwald）的學生能斯特（Nernst）獲得1920年化學獎，能斯特的學生密立根（Millikan）獲1923年物理學獎，密立根的學生安德森獲1936年物理學獎，安德森的學生格拉澤獲1960年物理學獎。

因此，科學家的大批外流，對于一個國家、一個科研機構來說，不僅僅是失去了這些科學家本身，更是徹底摧毀了科學創新所必需的學術積累與傳承機制，使其難以為繼，更難以復興。

以德國柏林大學（今柏林洪堡大學、柏林自由大學的前身）為例，該校自1810年創立以來，名師薈萃，不僅有人文領域的世界級大師黑格爾、叔本華，還有自然科學巨擘愛因斯坦、普朗克、薛定諤、海森堡、玻恩、費歇爾等，在柏林大學任教或畢業的學生中，有21位獲得諾貝爾自然科學獎。但二戰時期科學家的集體逃離，使得該校一蹶不振。1954年，柏林大學誕生了該校迄今為止最后一位諾貝爾自然科學獎得主博特，其后再無科學家獲得諾貝爾獎。

學術優勢一旦形成，就會發生良性循環的“邊緣—中央”人才遷移現象，科學精英紛紛從世界各地匯聚至科學中心。

從中觀層面的科研機構來看，諾獎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。截至2018年，諾貝爾自然科學獎得主獲得最高學歷最集中的三所大學，分別為英國劍橋大學（61人）、美國哈佛大學（55人）、加州大學伯克利分校（34人）。

從宏觀的國家層面來看，截至2018年的603位諾貝爾自然科學獎獲得者，其中32.67%出生于美國，38.64%在美國接受教育，42.74%擁有美國國籍，47.26%在美國完成諾獎研究工作。美國科學界吸引和匯聚了世界范圍內的優秀大腦，維持著其作為世界科學中心的領先地位。經濟實力是一國科研水平提升的內生動力，由人才流動形成的空間層面的“馬太效應”，則是以外力的方式維持并不斷擴大著已有優勢。

2008年，中國在科研領域的經費支出超過日本;2018年國務院發布《關于全面加強基礎科學研究的若干意見》，確立“到本世紀中葉（2050年），把中國建設成為世界主要科學中心和創新高地”的戰略目標。根據近一個世紀以來世界各國科研實力消長變化來看，中國與諾貝爾自然科學獎、與世界科學中心的距離，也許只需要時間來縮短。