机构属性的诺贝尔科学奖分布规律研究

　　摘要诺贝尔科学奖是现代科技奖励中学术权威性最高、时间序列最长、获奖者数据量和授奖成果影响最大的国际科技奖项。对诺贝尔科学奖数据进行深度分析和挖掘，将有助于揭示科学技术发展特别是重大科学发现产出和分布的潜在规律。文章系统完整收集并分析了1901—2018年诺贝尔科学奖获奖机构信息，并按照机构性质，将获奖机构划分为大学、研究院所或实验室、基金会、企业或公司、医院或诊所等五类。

　　通过对获奖机构进行详细统计分析，本研究认为，获奖机构高度集中分布于大学和科研院所，但美、英、德、法等主要获奖国家呈现不同特点;基于不同获奖机构属性的获奖者年龄变化趋势呈现领域差异性，诺贝尔物理学奖呈现明显特性，诺贝尔科学奖获奖者获奖年龄、重大成果产出年龄和授奖时滞均呈现相似的变化趋势，但同一学科不同获奖机构的获奖者呈现不同的变化趋势;科研人员隶属多机构的现象促进了跨机构的学术交流与合作，美、英、德、法等主要获奖国家的主要获奖机构呈现出不同特点。最后，本文提出建议，我国要跻身创新型国家前列和世界科技强国之列，应着力建设基础科学研究强国，并提出了建设基础科学研究强国的四点建议。

　　关键词诺贝尔奖,诺贝尔科学奖,定量分析,获奖机构

　　1引言

　　作为全球科技界公认的权威科技奖项，诺贝尔科学奖是现代科技奖励中学术权威性最高、时间序列最长、数据量最大的国际性科技奖项。根据诺贝尔奖官方网站公布的数据，截至2018年，诺贝尔科学奖(生理或医学奖、化学奖、物理奖)共颁发331项(次)，授奖607人次。

　　获得奖项的多寡可以从一个侧面折射出相关国家在相应基础科学领域的科学创新能力，是一个国家科学技术发展水平的重要标识。对诺贝尔科学奖数据进行深度分析和挖掘，可以观察过去百年来国际物理学、化学、生理学或医学领域基础前沿研究创新的一些内在规律，是科学学研究的重要内容。

　　我国已经确定在2035年左右跻身创新型国家前列，在2050年左右建成世界科技强国的科技发展战略目标。因此，在重大基础前沿研究领域作出我国的重大贡献，创造出若干诺奖级科学发现成果，成为基础科学研究强国，为丰富人类科技文明知识体系作出我国应有的独特贡献，就是不言而喻的内在目标。为实现这一目标，就必须严肃地研究和回答科技强国的主要特征和标志、科技强国的主要科技指标、我国建成科技强国的量化目标。

　　作为基础前沿科学领域原创性重大科学成果奖项，诺贝尔科学奖是一个不能忽视的科技指标。研究诺贝尔科学奖的分布规律，可以为国家科技决策层和科技部门思考促进基础科学研究、培育杰出科学人才、催生重大原创基础研究成果等的科技决策和科技政策，提供良好的镜鉴。

　　本文从诺贝尔科学奖获奖者所在机构的属性，分析各类获奖机构的特点和获奖机构的年龄规律，深度了解诺贝尔科学奖获奖机构的特点，了解国际重大科学发现成果的机构分布情况和规律，旨在为我国科技强国战略布局、卓越科学创新机构建设和杰出人才的培养提供政策依据。

　　2国内外研究现状

　　对诺贝尔科学奖及其获奖者系统性的学术分析，始于朱克曼对美国诺贝尔奖获得者的梳理和统计。从1977年开始，朱克曼历经十年之久完成著作《科学精英：美国的诺奖获得者》(ScientificElite:NobleLaureatesintheUnitedStates)[1]——这是国际上第一本从学术角度研究诺奖及其获奖者的学术专著。

　　该著作在科学社会学奠基者默顿的理论框架下，从诺贝尔获奖者出身背景、师承关系、研究工作和获奖前后的研究工作等多方面进行分析，开创了深度观察以诺贝尔科学奖为代表的国际权威科学奖项及杰出科学家科学发现规律的科学学研究方向。

　　由于诺贝尔奖的成果权威性和世界影响性，此后，关于诺贝尔奖及其获奖者的研究逐渐成为科学学研究的重要内容，具体研究内容呈多样化和深入化的趋势，涉及诺贝尔科学奖的方方面面：诺贝尔奖得主的获奖年龄分析[3,4,9,11,20,22,43]、性别分别[5]、国籍分布[6]、教育背景或学术背景分析[7-8]，获奖成果产生年龄分析[9]、获奖学科或成果性质分析[10]，获奖者与科学家群体比较分析[11-12]，获奖成果的引文分析[13]，各国诺贝尔奖得主科研活动与创新思维特征分析[14]，诺贝尔科学奖中的科学合作[15]、获奖者群体创新方法研究[16-17]等。

　　随着研究人员和研究成果的逐渐增多，诺贝尔奖科学奖的相关规律研究也逐渐成为一种“科学现象”。根据具体研究内容的不同，我们将目前诺贝尔奖获得者的相关研究分为个人层面和国家或机构层面两大类。有关获奖者个人层面的研究，除上述论及的通过诺贝尔奖获奖成果产出年龄评估科学家重大科学发现出现时间[9,11,18-23]，获得学术成果获认可的时间间隔[24]以及师生关系或者说师承效应研究[25-26]，另有研究将诺贝尔奖作为衡量个人学术能力的定量指标，以此为基础分析获奖者个人学术影响及其获奖前后的学术影响力、创造力变化[13,27]。

　　有关国家或机构层面的研究，把诺贝尔奖作为科技实力的体现用于衡量国家或机构在科技实力或科技转化率方面的差距：如通过统计诺贝尔奖获奖者获奖时所属国籍，间接进行国际科技实力的对比分析;通过研究诺贝尔奖科学成果到商业产品的转化过程，提出了“企业主导的创新模型”、“企业与大学或公共机构合作的创新模型”和“新创企业转化成果的创新模型”[28];根据诺贝科学奖获奖最多的4个大国(美国、英国、法国和德国)1901年以来获奖数量变化趋势、亿均人口获奖数量变化趋势以及亿均人口诺奖获奖率变化趋势，认为美国作为世界科技中心的地位正在逐渐被削弱，美国按照人口平均的诺贝尔科学奖的获奖能力自1972年以来一直在下降[29];根据诺贝尔奖国家获奖数量多寡的变化趋势推测国际科技布局主导时代的变化特征，认为美国绝对主导诺贝尔奖项的时代已经结束[30]。

　　对于研究机构与诺贝尔奖数量的相关性研究主要涉及通过分析大学科学研究产生诺贝尔奖的意义和规律，认为诺贝尔奖注重原始创新研究，而大学是诺贝尔奖产生的沃土[31]。Schlagberger等[32]选取1994—2014年诺贝尔自然科学奖155位诺奖得主(物理学奖55位、化学和生理学或医学奖各50位)为研究对象揭示其职业流动性。

　　结果表明，诺奖得主中作出诺奖成果和获得诺奖都在同一国家的占77%，部分获奖者虽然更换国籍，但单位变化后机构属性未发生变化，因此作出获奖成果和获得诺奖时所在单位属性没有发生变化的获奖者占82.6%。Ye等[33]的统计结果认为，从1950年开始，几乎所有的获奖者都没有离开他作出获奖成果时所在的国家。据此，我们认为，诺贝尔获奖者在同一国家内的相似性质的单位间或不同国家相似性质单位间流动更为频繁。

　　如果将时间拉长至整个诺奖授奖史，由于国际科技合作引发的人才流动近些年来才越发频繁，获奖者获奖成果和最终获奖单位为同一属性的机构的比例可能会更高。目前，对于诺贝尔科学奖获奖机构的深入分析比较少[36]，对获奖机构类型和获奖数量趋势的分析也较少见。本文以此为出发点，统计并分析1901—2018年诺贝尔科学奖获奖机构数据，希望为我国宏观科技战略布局和创新型国家及世界科技强国的建设提供数据支持和相关科技政策决策依据。

　　3数据来源及处理方法

　　诺贝尔官方网站是发布诺贝尔奖获奖者信息的权威网站，也是诺贝尔获奖者相关信息最可靠的数据来源[34]。据统计，该网站发布了自1901年诺贝尔奖开始颁发以来诺贝尔物理学奖、化学奖、生理学或医学奖、和平奖、文学奖和经济学奖(由瑞典国家银行在1968年设立“瑞典国家银行诺贝尔经济奖”，习惯上称之为诺贝尔经济学奖，并于次年首次颁奖)历年获奖者个人信息、人物传记、获奖感言等音频或视频资料，诺贝尔遗嘱及其他获奖者个人信息，获奖者数据概览等。

　　因此，文章所用数据主要来自该网站。然而，该网站没有对诺贝尔获奖者做出重要成果的单位信息作官方统计，也没有在获奖者个人信息中作明确的标识，仅在部分获奖者个人述评中有所涉及。我们认为，对获奖者作出重要成果的单位属性及特点进行分析虽然更有意义，但数据获取需要耗费大量的时间和人力，数据的准确性也无从考证[35]。

　　鉴于获奖者做出获奖成果的单位属性与最终获奖单位属性的高度一致性，我们将获奖机构属性与获奖成果产生机构的属性做了类比，将诺贝尔奖官方网站提供的获奖者机构信息作深入分析。这里，我们将获奖时机构属性与获奖成果产生机构属性作类比，逻辑上可能产生的影响是：绝大多数获奖者在做出获奖成果后，由于积累了部分学术资源后，将更理智地选择对其职业生涯发展更有利的研究机构或学术平台。这容易引发学术资源在学术机构上的“马太效应”。

　　对于本研究而言，这种影响不仅不会削弱我们的研究意义，反而将从逻辑上加强了研究诺贝尔科学奖获奖机构属性的研究意义——获奖者获奖时所在的单位是获奖者理智选择后的结果，这些机构何以引起诺奖级科学家的注意力并最终引发科学界的“良禽择木而栖”现象?研究使用的数据还包括研究团队前期研究成果中根据官方网站数据进行系统统计分析的部分数据[24]，包括1901—2018年诺贝尔科学奖获奖者成果产生时间等数据。

　　3.1诺贝尔科学奖数据

　　经统计，自1901年首次颁奖至2018年，物理学奖(Physics，P)112项(次)，210人;化学奖(Chemistry，C)110项(次)，181人;生理或医学奖(Medicine，M)109项(次)，216人;获奖人数607人次，共计604人(有3人2次获奖)。获奖国家共计27个，获奖机构共计213个。各国获得诺贝尔科学奖的统计情况如表2所示。在统计获奖者所属国家数据时，由于从获奖机构层面进行国家获奖数据统计，因此与以往按照获奖者国籍进行统计的方法不同，我们按照以下原则进行统计，该种方式将更加符合机构和国家知识产权的共享规定。

　　(1)若同一获奖者同一年获奖，且属于不同单位但同一国家的，按该国获奖1人次计算。例如，2005年生理学或医学奖获奖者BarryJ.Marshall同属于NHMRCHelicobacterpyloriResearchLaboratory，QEIIMedicalCentre和UniversityofWesternAustralia三个单位。

　　(2)若同一获奖者同一年获奖，且属于三个不同单位但同一国家，同上处理。数据中仅2009年生理学或医学奖获奖者JackW.Szostak同属美国三家机构。上述两种情况共有39位诺贝尔自然科学奖获得者。

　　(3)若同一获奖者同一年获奖，且属于不同单位、不同国家的，按各国获奖1人次计算。例如，2002年化学奖获奖者KurtWüthrich同属于TheScrippsResearchInstitute，LaJolla，CA，USA和EidgenössischeTechnischeHochschule(SwissFederalInstituteofTechnology)，Zurich，Switzerland。上述情况有12位获奖者，涉及51个国家。

　　(4)同一获奖者在不同年份获奖(不论奖项)，同属一个国家的，按照实际获奖次数进行统计。例如，1956年和1972年物理学奖获奖者JohnBardeen两次获奖时均在美国。此类情况有3人。同时，对部分奖项数据进行了合理归并处理，如1909年物理学奖获奖者FerdinandBraun，获奖时所在单位信息为StrasbourgUniversity，Strasbourg，Alsace(thenGermany，nowFrance)，因此，该奖项归入德国。同一年奖项由不同国家获奖者分享的，各个国家分别计算一次获奖;同一奖项由一人或者由来自相同国家的获奖者分享的，该国计算一次获奖，共去除国家重复奖项163项，其中化学奖去掉34项，物理学奖去掉64项，生理或医学奖去掉65项。

　　需要说明的是，由于统计角度不同，各国获奖次数有明显的差异。以日本为例，按照获奖者国籍进行统计时，1949—2018年日本诺贝尔奖获奖者26人，其中含美籍日裔2人、文学奖获奖者3人、和平奖1人。除去上述获奖者后，1949—2018年诺贝尔科学奖获奖人数为20人，含化学奖7人、物理学奖9人、生理或医学奖4人。

　　但此处在统计国家获奖数据和机构获奖数据时，统一使用获奖时获奖者所在机构(国家)，因此，统计结果与上述数据存在差别。经分析，差异主要来源于以下4位获奖者：1973年物理学获奖者江崎玲于奈、1987年生理或医学奖获奖者利根川进、2008年化学获奖者下村修、2010年化学获奖者根岸英一，获奖时所在单位均在美国。

　　4数据结果分析

　　不同性质的获奖单位在不同领域表现出迥异的科学原始创新成果生产力。如前所述，由于部分获奖者在获奖时同属于不同机构，因此，机构累计获奖次数明显大于实际获奖者人数。此种计算方法虽然导致了大量重复获奖者信息，但展示了所有获奖机构真实的获奖隶属情况数据，也更符合知识产权的共享规定。

　　4.1基于机构属性的诺贝尔科学奖获奖数量统计

　　为了进一步统计，需要将同一奖项由不同类型的机构共享的情况进行整理。据此，做出基于机构属性的诺贝尔自然科学奖获奖机构分布。诺贝尔自然科学奖获奖机构中，大学与研究所是获奖机构中的绝对主力。因此，在基础前沿科学研究创新中，大学和科研院所是原创性科学知识发现的主力军，尤其是美国哈佛大学、斯坦福大学、加州理工大学、洛克菲勒大学、麻省理工学院，以及英国剑桥大学、牛津大学等表现卓著。科研院所中，德国马普学会和英国MRC分子生物学实验室、法国巴斯德研究所等优势明显。这与大学和科研院所是以基础研究、应用基础研究为主要任务的机构定位是分不开的。

　　5结论与建议

　　创新驱动是知识发现与技术发明驱动，创新驱动也是形势所迫。在激烈的国际竞争中，唯创新者进，唯创新者强，唯创新者胜。诺贝尔科学奖作为国际上公认的重大科学发现的标杆，是否获得诺贝尔科学奖已经成为一个国家原始科技创新软实力的重要评价指标。随着我国科技实力不断增强、科技基础不断厚实，科技产出的数量增长雄踞世界第二，科技创新的质量化发展是大势所趋。

　　应以此为契机，研判和把握世界科技发展大势，敏锐抓住科技革命的新方向，进一步扩大我国科学研究的国际影响力，优化基础科学研究重点布局领域体系，加强基础科学杰出科学人才培养，完善基础研究稳定经费支持政策体系，协调好国家顶层设计的竞争性择优支持的定向基础研究资助体系与科学家自由探索的基础前沿高风险研究资助体系之间的关系[39]，进一步提升我国原始创新能力对世界科技发展的贡献。基于本文的分析结果，提出如下建议。

　　1)制定我国跻身创新型国家前列及世界科技强国的基础科学强国目标

　　世界科技强国必然是基础科学研究强国。基础科学研究强国，必然在科技领域对人类作出重大原始创新发现和贡献。诺贝尔科学奖鼓励人类在科学精神引导下探索自然界的深层规律，以促进人类深入理解自然为目标，通过原创性基础科学发现成果为人类作出最大的科学贡献，获奖成果无疑是人类科技知识大厦上的闪耀明珠。取得系列诺贝尔科学奖，是一个国家基础前沿原始创新能力的有力展示。

　　迄今获得最多诺贝尔科学奖的美国、英国、德国、法国、瑞士和日本等国家，毫无疑问都是世界上科技创新能力最强的国家。中国迄今为止仅有两位本土学者获得诺贝尔科学奖，分别是屠呦呦(2015年)和高锟(2009年)。

　　除诺贝尔科学奖外，我国科学家在科技领域国际奖项的占有率方面表现也不甚理想，与主要发达国家相比，我国在国际科技领域大奖获奖人数方面还存在很大差距[38]。我国要建设世界科技强国，必须要制定建设基础科学研究强国的战略目标、政策体系，厚植创新土壤，培养科学精神，激发科学思想，长期稳定支持基础科学研究。值得一提的是“日本诺奖现象”。日本在2000年制定的《第二期科学技术基本计划》中提出，日本要在“未来50年获得30个诺贝尔奖”。

　　截止到2018年，从获奖机构层面进行统计，日本共获得诺贝尔科学奖15项(从获奖者国籍进行统计为18项、21人，但4人获奖时所在单位在美国。前文已有述及，此处不予赘述)，共17位获奖者。2000年此计划制定以来，日本获得诺贝尔科学奖12项，获奖者14人。可以看出，此计划制定以来，日本几乎平均每年就有1人获得诺贝尔科学奖，日本正在一步一步实现该宏伟目标。

　　2)以建设基础科学研究强国为目标，建设一流卓越科学创新机构

　　来源于不同机构属性的科学家在作出重大原始创新、成果转化和获得学术认可方面存在明显区别。这种区别不仅来自于学科属性的特异性，还来自于不同属性机构的内在科学创新机理的特异性。因此，应客观认识不同机构研发力量的成长和发展规律，针对不同研发环境有区别的营造适宜的科研氛围。观察百年诺贝尔奖的历史，尽管近年来诺奖获奖机构的多样性有所增加，但大学、科研院所等科学专业机构仍然是科学发现和创新的主要力量。基础前沿科技知识创新是一项高智力、高投入、高风险的活动，需要相应的科学研究机构长期不懈地持续攻关努力。

　　从国际上诺奖科学奖获奖机构的属性可以看出，有长期良好科学传统的历史悠久的世界一流大学、科研院所是诺奖科学成果产出的主力机构。因此，建设卓越科学创新机构，聚集科学精英人才，培育科学追求精神，传承发扬优良科学思想，是不断产出重大科学发现成果的基本前提条件。而我国的大学、科研院所等科学创新机构，无论是其科学研究发展历史、还是科学影响力，与世界一流机构的差距仍然很大。同时，要加强对基础研究的稳定支持力度。

　　长期稳定支持前沿基础研究，是促进重大前沿科学问题持续攻关而做出重大原始创新成果的组织因素，这一点对于任何组织类型的科研机构都适用。一方面，要改变长期以来并不真正重视基础科学研究的现象。有研究显示，作为中国科学研究人员中精英群体，两院院士关注的热点仍然是应用学科或应用基础学科[40]。

　　这表明我国对基础研究的战略布局和高度重视还有待进一步落实。另一方面，我国基础研究的经费支持强度目前仅占研发投入的5%左右，明显低于发达国家的15%左右。不论从对人类的知识体系发展须有大的贡献来说，还是必须要对未来跻身创新型国家前列乃至建设世界科技强国提供更大的科技支撑来说，我国都必须加强中长期的前沿基础研究创新[39]。

　　我国科技发展的内外部环境正在并将继续发生深刻变化，我国科技发展的阶段必须从过去的主要利用科技发达国家的知识创新供给，转变为更多的依赖我国自主知识创新供给的发展阶段。针对不同机构特点，全面加强基础研究是提高我国原始性创新能力、积累智力资本的重要途径，是跻身世界科技强国的必要条件，是建设创新型国家的根本动力和源泉。

　　3)吸引和培养杰出科技人才队伍，促进基础科学研究经费来源多元化杰出科技人才是国之重器。科学研究尤其是重大科学发现和重大技术突破有其最佳年龄区间[41-43]。而这一年龄区间不仅受学科领域影响，也受研究人员所处的机构属性影响。

　　因此，应在遵循学科发展和机构发展规律的同时，遵循人才成长规律、挖掘人才成长潜能;出台或改革相应的培育科技突破主力军的科技政策，确保处于创造力高峰期的科研人员具有必要的学术自由，加强建设完整系统的基础研究优秀科学人才培养和配置体系，遴选建设和支持一批新型的、以支持重大前沿挑战性科学问题研究为导向的研究单元及一流人才队伍，形成面向重大挑战性科学难题持续攻关的国家基础科学研究创新团队[39]。

　　参考文献

　　[1]ZuckermanH.Scientificelite:NobellaureatesintheUnitedStates[M].NewYork:FreePress,1977.

　　[2]重大科学发现偏爱青年人[J].中国民营科技与经济,1996(3):27.

　　[3]梁立明.科学发现年龄定律是一种威布尔分布[J].自然辩证法通讯,1991,13(1):28-36.

　　[4]朱安远,朱婧姝,郭华珍.历届诺贝尔奖得主各种年龄(年限)的分布研究(上)[J].中国市场,2015(2):130-138.

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