從諾貝爾獎(jiǎng)看科學(xué)發(fā)展

陳方正

摘要 諾貝爾獎(jiǎng)被廣泛視為衡量地區(qū)科學(xué)水平的標(biāo)準(zhǔn)，但倘若要作量化分析則在得獎(jiǎng)?wù)叩牡貐^(qū)歸屬、地區(qū)劃分、時(shí)段劃分等三方面存在困難。本文考察了1901-2014年間全部575名諾貝爾科學(xué)獎(jiǎng)得主，就以上三個(gè)問(wèn)題制定解決方案，訂定了一個(gè)“諾獎(jiǎng)指數(shù)”（Nobel Index），為10個(gè)國(guó)家/地區(qū)在1901 - 2014年間5個(gè)不同時(shí)段計(jì)算這指數(shù)，由是得出若干結(jié)論，包括眾所周知的美國(guó)科學(xué)以二次大戰(zhàn)為契機(jī)的崛起；英國(guó)在1920-70年間的突出地位；以及日本和俄國(guó)仍然大幅度落后于西方，等等。換而言之，以諾獎(jiǎng)作為標(biāo)準(zhǔn)，在科學(xué)發(fā)展上非西方世界雖然竭力追趕超過(guò)一個(gè)世紀(jì)，但歐美至今仍然占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。最后，我們討論了以諾獎(jiǎng)衡量科學(xué)發(fā)展的局限性，并且對(duì)至今90%以上的諾貝爾科學(xué)獎(jiǎng)項(xiàng)仍然集中于歐美這令國(guó)人扼腕的現(xiàn)象作一簡(jiǎn)單解釋。

關(guān)鍵詞 諾貝爾獎(jiǎng) 科學(xué)發(fā)展 量化分析 諾獎(jiǎng)指數(shù) 西方優(yōu)勢(shì)

自從20世紀(jì)初諾貝爾獎(jiǎng)開(kāi)始頒發(fā)以來(lái)，它的物理、化學(xué)、生理學(xué)與醫(yī)學(xué)等三個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)即被公認(rèn)為標(biāo)志科學(xué)成就的最高榮譽(yù)，因此很自然地，亦逐漸被視為整個(gè)國(guó)家或者地區(qū)科學(xué)水平的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。其所以能夠獲得如此崇高地位，主要原因在于科學(xué)本來(lái)就有比較客觀標(biāo)準(zhǔn)，而歷年瑞典皇家科學(xué)院頒發(fā)科學(xué)獎(jiǎng)項(xiàng)的決定也廣為各方接受，絕少（但也并非完全沒(méi)有）引起爭(zhēng)議。但諾獎(jiǎng)的頒授雖然有其客觀地位，而且是相當(dāng)容易量化的現(xiàn)象，用它作為科學(xué)發(fā)展水平的指標(biāo)卻存在不少困難，而且能夠由之得出何種結(jié)論，也還必須小心考慮。本文以1901-2014年間全部575名諾貝爾科學(xué)獎(jiǎng)得主為考察對(duì)象，制定了一個(gè)“諾獎(jiǎng)指數(shù)”（Nobel index），為10個(gè)國(guó)家/地區(qū)在1901-2014年間的5個(gè)不同時(shí)段計(jì)算這指數(shù)，由是得出若干結(jié)論，其中有眾所周知的事實(shí)，例如美國(guó)科學(xué)以二次大戰(zhàn)為契機(jī)的驚人崛起，但也有不少令人感到意外的結(jié)果，例如英國(guó)在一次大戰(zhàn)之后以至七十年代那半個(gè)世紀(jì)間的突出地位，以及日本在二戰(zhàn)后雖然迅速崛起，但仍然明顯落后于西方，而俄國(guó)的表現(xiàn)更與其發(fā)展科學(xué)的悠久歷史以及十九世紀(jì)的突出表現(xiàn)不相稱等等。最后，我們討論了以諾獎(jiǎng)衡量科學(xué)發(fā)展水平的幾個(gè)相關(guān)問(wèn)題，并且對(duì)90%以上的諾貝爾科學(xué)獎(jiǎng)項(xiàng)集中于歐美這一令國(guó)人扼腕的現(xiàn)象作了一個(gè)簡(jiǎn)單解釋。

一 基本困難和解決方案

以諾獎(jiǎng)作為指標(biāo)來(lái)衡量不同地區(qū)/國(guó)家的科學(xué)發(fā)展水平和趨勢(shì)很有吸引力，因?yàn)樗坪跏莻€(gè)頗容易量化的客觀標(biāo)準(zhǔn)。事實(shí)上，數(shù)年前英國(guó)廣播局（BBC，英廣局）就曾經(jīng)在其網(wǎng)上雜志BBC News發(fā)表“何國(guó)頭腦最好？”的文章，列出1901 - 2010年間各國(guó)諾獎(jiǎng)得主數(shù)目（包括分列的科學(xué)獎(jiǎng)項(xiàng)得主數(shù)目），維基網(wǎng)頁(yè)將之更新至2014年，并且以之計(jì)算各國(guó)每千萬(wàn)人口的得獎(jiǎng)?wù)邤?shù)目。這是個(gè)很能夠吸引注意力的統(tǒng)計(jì)，但它也立刻暴露出好幾個(gè)問(wèn)題來(lái)。最基本，也最重要的是：如何將諾獎(jiǎng)得主歸入特定國(guó)家或者地區(qū)？是以得主出生地，或者其受教育與進(jìn)修（這又有好幾個(gè)不同階段）地區(qū)，抑或其研究工作地區(qū)（那也可能不止一個(gè)）為準(zhǔn)？因?yàn)槿呖赡芏疾灰粯印ＳV局的做法是倘若三者不同，則不問(wèn)情由，一律重復(fù)計(jì)算。這固然有清楚明了的好處，但對(duì)于衡量地區(qū)的科學(xué)發(fā)展水平而言，并沒(méi)有多大意義，因?yàn)橐粋€(gè)人的出生地可能和他日后的事業(yè)沒(méi)有多大關(guān)系，甚至毫無(wú)關(guān)系。一個(gè)絕佳例子是1956年的物理學(xué)獎(jiǎng)得主Walter Brattain：他1902年出生于廈門，父親為當(dāng)?shù)貙W(xué)校美國(guó)教師，翌年即由父母攜帶回國(guó)，自此在華盛頓州成長(zhǎng)，此后成就和中國(guó)再無(wú)關(guān)系。其次，應(yīng)該以那些國(guó)家或者地區(qū)作為衡量單位也需要小心考慮，例如英廣局將孤懸海外，人口僅數(shù)萬(wàn)的法羅群島（Faroe Island，丹麥屬地）和人口五十萬(wàn)的小國(guó)盧森堡也列為得獎(jiǎng)地區(qū)，那顯然只是為滿足一般網(wǎng)上讀者的好奇心，并無(wú)學(xué)術(shù)意義。最后，維基網(wǎng)頁(yè)以2013年人口為計(jì)算各國(guó)得獎(jiǎng)比率的基準(zhǔn)，那顯然也很有問(wèn)題：諾獎(jiǎng)?lì)C授是從1901年開(kāi)始，在過(guò)去百余年間各國(guó)人口因?yàn)閼?zhàn)爭(zhēng)、動(dòng)亂、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、移民等因素的影響，大多數(shù)經(jīng)歷了各不相同的巨大變化，因此以最近人口為基準(zhǔn)雖然方便，但意義就不清楚了。當(dāng)然，英廣局和維基網(wǎng)頁(yè)都是大眾傳媒，它們需要為讀者提供的，是簡(jiǎn)單明了，富有吸引力，而且不致引起爭(zhēng)議的信息，所以其粗略做法無(wú)可厚非。但倘若要認(rèn)真地以諾獎(jiǎng)資料作為衡量地區(qū)科學(xué)發(fā)展水平的根據(jù)，則更細(xì)致的實(shí)質(zhì)工作無(wú)可避免。

1.得獎(jiǎng)?wù)叩貐^(qū)歸屬問(wèn)題

就以上三個(gè)主要問(wèn)題，即得獎(jiǎng)?wù)叩牡貐^(qū)歸屬、地區(qū)劃分和時(shí)期劃分，我們提出了下列解決方案。首先，我們認(rèn)為，諾獎(jiǎng)得主應(yīng)歸人何國(guó)家/地區(qū)是個(gè)實(shí)質(zhì)性問(wèn)題，因此必須通過(guò)其個(gè)人實(shí)際經(jīng)歷，來(lái)考察和判斷其得獎(jiǎng)的發(fā)現(xiàn)到底是在什么環(huán)境中孕育出來(lái)，而絕不能機(jī)械性地以其畢業(yè)的學(xué)?；蛘攉@獎(jiǎng)時(shí)任職機(jī)構(gòu)所在地來(lái)判分——因?yàn)榭茖W(xué)家的主要工作大多是在完成高等學(xué)位之后方才開(kāi)始，而得獎(jiǎng)又可能是在作出重大發(fā)現(xiàn)之后多年，其時(shí)任職機(jī)構(gòu)很可能已經(jīng)改變——雖然例外的情況也不少。此外，由于重要發(fā)現(xiàn)往往是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期醞釀，因此又會(huì)出現(xiàn)跨地域現(xiàn)象。因此我們采取了下列解決方法：通過(guò)閱讀每一位得主的傳略，我們對(duì)其得獎(jiǎng)發(fā)現(xiàn)的國(guó)家/地區(qū)歸屬作出一個(gè)基本判斷，這大約是以從博士后階段以至作出得獎(jiǎng)發(fā)現(xiàn)那一段時(shí)間為準(zhǔn)；倘若在這段時(shí)間內(nèi)得主在超過(guò)一個(gè)地區(qū)工作，則將之判歸最重要的兩個(gè)地區(qū)，各占0.5位得獎(jiǎng)人。另一方面，為了簡(jiǎn)明起見(jiàn)，無(wú)論在何種情況下，我們都不再將得獎(jiǎng)?wù)叩牡貐^(qū)歸屬作進(jìn)一步細(xì)分——雖然對(duì)好些得獎(jiǎng)?wù)叨裕瑢⒅袣w三個(gè)地區(qū)也許更合理。當(dāng)然，我們這解決方案必須憑某種程度的主觀判斷，而且對(duì)某些得獎(jiǎng)?wù)叨?，也可能顯得過(guò)分粗略，但經(jīng)過(guò)反復(fù)嘗試之后，我們估計(jì)，整體而言，由此而對(duì)至終結(jié)果所產(chǎn)生的偏差不會(huì)很大，這是因?yàn)橄旅娴牡貐^(qū)和時(shí)段匯集（aggregation）效應(yīng)所致。

2.地區(qū)和時(shí)段劃分問(wèn)題

我們跟著遇見(jiàn)的問(wèn)題是：應(yīng)當(dāng)以那些地區(qū)作為評(píng)比衡量的單位？最簡(jiǎn)單的答案自然是國(guó)家。但這會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)困難：首先，在某些具有相同語(yǔ)言或者歷史、文化背景的國(guó)家之間，科學(xué)家的流動(dòng)性很大，因此使得上述判斷得獎(jiǎng)人地區(qū)歸屬的問(wèn)題特別嚴(yán)重。其次，有些國(guó)家人口稀少，因此得獎(jiǎng)人數(shù)目帶有頗大隨機(jī)性。為了克服這些困難，我們把某些具有相同語(yǔ)言、歷史、文化背景的國(guó)家，特別是（但不限于）那些人口稀少的國(guó)家，合并為一個(gè)地區(qū)來(lái)作為衡量單位。同時(shí)，我們也排除了那些從沒(méi)有產(chǎn)生本土諾獎(jiǎng)得主的地區(qū)，或者只偶爾產(chǎn)生過(guò)一兩位得主的地區(qū)：前者不予列出，后者籠統(tǒng)地歸入“其它地區(qū)”。由于我們所定義的“諾獎(jiǎng)指數(shù)”大體上已經(jīng)撇除了人口和經(jīng)濟(jì)因素（見(jiàn)下），因此這些地區(qū)雖然人口懸殊，但仍然是可以互相比較的。根據(jù)上述準(zhǔn)則，我們劃定了以下11個(gè)國(guó)家/區(qū)域作為衡量單位：美國(guó)、英國(guó)、德奧瑞（德國(guó)、奧國(guó)、瑞士）、法國(guó)、荷比（荷蘭、比利時(shí)）、北歐（丹麥、瑞典、挪威、芬蘭）、意大利、俄國(guó)（包括蘇聯(lián)）、日本、加澳新（加拿大、澳洲、新西蘭），以及歐洲整體（即上述歐洲地區(qū)的集合）。此外還有一個(gè)不作評(píng)比的“其它地區(qū)”，包括印度、西班牙、葡萄牙、捷克、巴西、以色列等地，以上每地區(qū)所產(chǎn)生的諾獎(jiǎng)得主僅一兩位（只有以色列例外，見(jiàn)下），統(tǒng)共11位左右，占總數(shù)還不及2%，因此將它們略去所產(chǎn)生的誤差不大。

最后，我們知道，在20世紀(jì)科學(xué)飛躍發(fā)展，而且在不同地區(qū)速率和幅度大不一樣，所以單純地作地區(qū)之間的比較會(huì)忽略掉許多重要現(xiàn)象；另一方面，諾獎(jiǎng)每年頒發(fā)一趟，科學(xué)獎(jiǎng)只3項(xiàng)，得獎(jiǎng)?wù)呓y(tǒng)共不超過(guò)9名，因此對(duì)11個(gè)地區(qū)中的任何一個(gè)而言，每年得獎(jiǎng)?wù)邤?shù)目都極稀少，因而統(tǒng)計(jì)誤差很大，不能夠顯示穩(wěn)定的趨勢(shì)。要平衡以上兩個(gè)問(wèn)題所產(chǎn)生的困難，并且考慮到第二次世界大戰(zhàn)所產(chǎn)生的斷層效應(yīng)，我們將1901-2014年這111年（不包括1940-42沒(méi)有頒獎(jiǎng)那3年）分為以下5個(gè)時(shí)期：1901-1918（18年，即由最初頒獎(jiǎng)至一次大戰(zhàn)之末）；1919-39（21年，一次大戰(zhàn)后至二戰(zhàn)開(kāi)始）；1943-1966（24年）；1967-1990（24年）；1991-2014（24年）。這樣每個(gè)時(shí)期的總得獎(jiǎng)人數(shù)在55至169人之間，把它分配到11個(gè)地區(qū)就比較有意義了。至于每個(gè)時(shí)段長(zhǎng)度不完全相同的問(wèn)題，則如下文所示，可以很簡(jiǎn)單地解決。

3.諾獎(jiǎng)指數(shù)的界定和相關(guān)誤差

最后，以諾獎(jiǎng)得主數(shù)目來(lái)衡量科學(xué)發(fā)展水平，我們還需要界定一個(gè)“諾獎(jiǎng)指數(shù)”，它應(yīng)當(dāng)是地區(qū)和時(shí)期的函數(shù)，但由于不同地區(qū)的人口和經(jīng)濟(jì)力量懸殊，這顯然不能夠單純地等同于諾獎(jiǎng)得主數(shù)目。一個(gè)較有意義的指標(biāo)顯然是人均年平均得獎(jiǎng)率r，即得獎(jiǎng)?wù)邤?shù)目N除以該地區(qū)在該時(shí)期的平均人口P以及時(shí)期年數(shù)T：r= N/TP。但這仍然有缺點(diǎn)：它有量綱，數(shù)值系于人口單位的選擇，而且難以用作不同時(shí)期的縱向比較，因?yàn)榈锚?jiǎng)?wù)吣昶骄鶖?shù)一直在緩慢上升，從早期（1901-1918）年均3人升至近期（1991-2014）年均6.9人，原因自然是科學(xué)發(fā)展迅速，競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，故此每個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)由二、三人分享的情況越來(lái)越普遍。這問(wèn)題也不難解決：我們可以計(jì)算以上10個(gè)區(qū)域（除去歐洲整體，因?yàn)樗c其他6個(gè)歐洲區(qū)域重復(fù)）在每一時(shí)期的整體人均得獎(jiǎng)率R，R= Nt/TPt，Nt和Pt分別為得獎(jiǎng)人總數(shù)與人口總數(shù)，然后將該期各地區(qū)得獎(jiǎng)率r除以R，這樣就得到了無(wú)量綱“諾獎(jiǎng)指數(shù)”n，n= r/R。我們注意年期長(zhǎng)度T在分子與分母同樣出現(xiàn)故而相消，因此對(duì)個(gè)別時(shí)期的指數(shù)n沒(méi)有影響。事實(shí)上n等于該地區(qū)得獎(jiǎng)?wù)邤?shù)目在整體所占比例除以其人口在整體所占比例，因此原則上與該時(shí)期的得獎(jiǎng)?wù)呖倲?shù)也無(wú)直接關(guān)系，而可以視為個(gè)別地區(qū)相對(duì)于全部得獎(jiǎng)地區(qū)的科學(xué)發(fā)展水平。當(dāng)然，如此得出的“水平”基本上只能夠是個(gè)大體的質(zhì)量（qualitative）判斷而非精密的數(shù)量（quantitative）測(cè)度。這有兩個(gè)原因：首先，“科學(xué)發(fā)展水平”本身仍然是個(gè)相當(dāng)模糊，不容易清楚界定，更不要說(shuō)量化的觀念，因此它與獲得諾獎(jiǎng)之間雖然好像有很強(qiáng)的相關(guān)性，但關(guān)系究竟如何，卻難以確定。其次，諾貝爾科學(xué)獎(jiǎng)的頒授雖然被認(rèn)為相當(dāng)客觀，但由于其極為稀少，因此無(wú)可否認(rèn)，也帶有若干隨機(jī)性，也就是說(shuō)，達(dá)到同樣高標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)發(fā)現(xiàn)不獲頒獎(jiǎng)，或者對(duì)發(fā)現(xiàn)者的認(rèn)定出現(xiàn)誤判，都往往難以避免，這表現(xiàn)為諾獎(jiǎng)得主人數(shù)N的統(tǒng)計(jì)誤差δN≈√N(yùn)。

這樣，諾獎(jiǎng)指數(shù)的統(tǒng)計(jì)誤差就很容易估計(jì)了：由于人口P的誤差相對(duì)低，只有幾個(gè)百分點(diǎn)，可以略去不計(jì)，因此人均得獎(jiǎng)率r的相對(duì)誤差就是δr/r=6 N/N≈1/√N(yùn)。

二 諾獎(jiǎng)得主點(diǎn)算與諾獎(jiǎng)指數(shù)計(jì)算

我們計(jì)算諾獎(jiǎng)指數(shù)的步驟很簡(jiǎn)單：首先，以諾貝爾委員會(huì)在其官方網(wǎng)站公布的資料為準(zhǔn)，列出歷年三個(gè)科學(xué)獎(jiǎng)項(xiàng)的所有得主；然后根據(jù)上述方案（1）以及得主的官方小傳和其他補(bǔ)充數(shù)據(jù)，將他們分別歸入方案（2）所訂定的10個(gè)區(qū)域或者“其它地區(qū)”；最后則就所得資料，點(diǎn)算方案（3）各時(shí)期內(nèi)各地區(qū)的得獎(jiǎng)人數(shù)，所得結(jié)果如下。

為了計(jì)算上節(jié)訂定的諾獎(jiǎng)指數(shù)n，也就是比較各地區(qū)得獎(jiǎng)的比率，我們還須應(yīng)用各地區(qū)在上述5個(gè)時(shí)期的人口資料；由于每個(gè)時(shí)期長(zhǎng)達(dá)18-24年，在其中人口一般會(huì)有很大變化，所以需要進(jìn)一步?jīng)Q定各時(shí)期究竟以何年為準(zhǔn)，即其“參照年”，我們的選擇大體上是在各時(shí)期的中點(diǎn)左右。當(dāng)然，我們也可以采用更精細(xì)的方法，即以該時(shí)期內(nèi)各年人口的平均值為準(zhǔn)。但這似乎流于繁瑣而沒(méi)有必要，因?yàn)橹Z獎(jiǎng)指數(shù)的誤差主要在于得獎(jiǎng)人數(shù)的統(tǒng)計(jì)誤差，它往往高達(dá)30-60%，但20多年間的人口變化最多不過(guò)30%左右，由于選擇基準(zhǔn)數(shù)值而非真正平均值所造成的系統(tǒng)誤差應(yīng)該在3-5%以內(nèi)，因此可以忽略。我們從各方面搜集所得人口資料，列在下表中。

根據(jù)以上兩個(gè)表，可輕易算出各地區(qū)在各時(shí)期的諾獎(jiǎng)指數(shù)，這列在表3。為了簡(jiǎn)明起見(jiàn)，我們未將全部統(tǒng)計(jì)誤差列出：如上文所說(shuō)它分布甚廣，大約是在10-100%之間。

三 諾獎(jiǎng)點(diǎn)算能夠告訴我們些什么？

我們?cè)谏厦嫠龅墓ぷ髦皇呛?jiǎn)單的點(diǎn)數(shù)和比例計(jì)算而已，從中我們能夠發(fā)現(xiàn)些什么呢？從表1看來(lái)，也許最明顯的，就是證實(shí)美國(guó)在科學(xué)諾獎(jiǎng)上的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)：在全部575位得獎(jiǎng)人中，它占了將近一半（45%）；和這相關(guān)，但恐怕尚未為人充分意識(shí)到的是，迄今為止歐洲整體仍然比它稍勝一籌，占46%。當(dāng)然，這也就意味，科學(xué)諾獎(jiǎng)幾乎可以視為以歐美為主的西方世界之專利：在此以外就只有日本、俄國(guó)和一些零散地區(qū)得獎(jiǎng)，全部合計(jì)只有5%左右。當(dāng)然，這些都是眾所周知的膚淺事實(shí)，我們只不過(guò)為它們提供了數(shù)據(jù)左證而已。但從表3所列出的諾獎(jiǎng)指數(shù)之變化我們是否可以觀察到更多呢？

1.高人口地區(qū)的比較

首先，讓我們看（二戰(zhàn)之后）人口過(guò)億的四個(gè)地區(qū)：美國(guó)、歐洲、日本、俄國(guó)。圖1所示，就是它們諾獎(jiǎng)指數(shù)的時(shí)間變化。其中最引入注目的，自然就是美國(guó)指數(shù)在20世紀(jì)的持續(xù)上升，和歐洲指數(shù)的相應(yīng)下降，兩者變化最劇烈的時(shí)期，就是二戰(zhàn)前后，而交叉點(diǎn)則在二戰(zhàn)結(jié)束之后，即1945-1950年間。如所周知，在二戰(zhàn)之后美國(guó)崛起，取代歐洲執(zhí)科學(xué)之牛耳，其基本原因在于大批歐洲科學(xué)家受納粹迫害和二戰(zhàn)影響而移居美國(guó)，尤以猶太裔科學(xué)家為甚，這有無(wú)數(shù)事例可資證明，毋庸再細(xì)說(shuō)。值得注意的，還有以下兩點(diǎn)，即在最近時(shí)期（1991-2014）美國(guó)占了絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，其得獎(jiǎng)率雙倍于全部得獎(jiǎng)地區(qū)，而歐洲則降到整體平均值以下。圖1極右方顯示美國(guó)在全時(shí)期（1901-2014）的整體指針也大幅度高于歐洲（1.8比1.1）。如上所說(shuō)，那反映的主要是歐洲平均人口（2.5億）比美國(guó)（1.7億）高出甚多。

其次，讓我們看公認(rèn)為現(xiàn)代化最早也最成功的兩個(gè)非西方地區(qū)：日本與俄國(guó)（包括蘇聯(lián)時(shí)期）：它們的諾獎(jiǎng)得主總數(shù)其實(shí)不少，分別為16和12位（表1），但這與它們的龐大人口并不相稱，因此其指數(shù)和美國(guó)、歐洲或者個(gè)別歐洲國(guó)家都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能相比，甚至也落后于加澳新地區(qū)，而只勝過(guò)意大利。這是個(gè)很驚人，也發(fā)人深省的事實(shí)，因?yàn)槎韲?guó)從彼得大帝和卡德鄰大帝時(shí)代即18世紀(jì)開(kāi)始，就已經(jīng)設(shè)立科學(xué)院和引進(jìn)著名西方科學(xué)家，在19世紀(jì)更曾經(jīng)有過(guò)極為輝煌的科學(xué)成就。然而，經(jīng)歷了足足三百年的現(xiàn)代化努力，它所達(dá)到的科學(xué)水平以諾獎(jiǎng)指數(shù)衡量，顯然比之西方還是遙不可及。這差距可能部分是由俄國(guó)與西方之間的國(guó)際隔閡甚至偏見(jiàn)造成，但更重要的原因則可能是20世紀(jì)初以來(lái)連綿不斷的政治動(dòng)蕩和兩次大戰(zhàn)的影響。至于日本，它現(xiàn)代化的進(jìn)程其實(shí)早于明治維新，至今也將近兩百年了，但日本人獲獎(jiǎng)卻遲至二戰(zhàn)結(jié)束后方才開(kāi)始，雖然此后呈現(xiàn)緩慢而穩(wěn)定的上升趨勢(shì)，但到近期（1991-2014）也是只達(dá)到加澳新的水平而已。這兩個(gè)例子所顯示的也許是：諾獎(jiǎng)所代表的科學(xué)尖端成就與整個(gè)地區(qū)的科學(xué)文化之建立有深層關(guān)系，而對(duì)于非西方地區(qū)來(lái)說(shuō)，要將嶄新的外來(lái)文化移植于本土，求其生根、發(fā)芽、開(kāi)花、結(jié)果，是極困難和緩慢的事情。

為了進(jìn)一步說(shuō)明此問(wèn)題，我們還可以審視美國(guó)在二戰(zhàn)前的科學(xué)發(fā)展，那由于19世紀(jì)的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，起點(diǎn)（指數(shù)0.2）比1980年代的日本稍高（0.1），但其后的進(jìn)展則兩者驚人地相似，都是在大約20年間指數(shù)提高了0.4（圖1）。但這也說(shuō)明，美國(guó)在隨后那二十多年（1939-1966）的飛躍發(fā)展是“非常態(tài)”，并非完全基于自身努力，而有賴于決定性的外來(lái)因素，即大量科學(xué)家的移民，以及他們所產(chǎn)生的刺激作用。事實(shí)上加澳新地區(qū)的指數(shù)在二戰(zhàn)前與美國(guó)大致相若，但此后沒(méi)有特殊情況令其產(chǎn)生大改變，因此到了21世紀(jì)之交也只是與日本相若而已。至于歐洲指數(shù)的持續(xù)下降，當(dāng)有兩個(gè)不一樣的原因：即二戰(zhàn)前后的外向移民潮，以及二戰(zhàn)之后來(lái)自美國(guó)、日本和加澳新地區(qū)的競(jìng)爭(zhēng)——因?yàn)橹Z貝爾科學(xué)獎(jiǎng)項(xiàng)得主每年不可能超過(guò)9位，也就是24年內(nèi)不可能超過(guò)216位，實(shí)際得主數(shù)目雖然離此極限尚有距離（見(jiàn)表1最后列），但對(duì)不同地區(qū)而言，獲得諾獎(jiǎng)已經(jīng)接近于零和游戲，所以此消彼長(zhǎng)是不可避免的。這也顯示了另一個(gè)不可忽略的原則：一個(gè)地區(qū)的諾獎(jiǎng)指數(shù)所代表，是相對(duì)于其它地區(qū)的科學(xué)水平，所以其下降不一定代表科學(xué)水平本身的實(shí)際下降，而只是表明作出重大發(fā)現(xiàn)的相對(duì)競(jìng)爭(zhēng)力之減低而已。

2.歐洲各地區(qū)的比較

歐洲是現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)源地，其中各地區(qū)都有很強(qiáng)大深遠(yuǎn)的科學(xué)文化和傳統(tǒng)，因此它們各自科學(xué)水平的變化也是很有意思，很值得注意的。從圖2可見(jiàn)，人口在1980年超過(guò)五千萬(wàn)的英國(guó)、法國(guó)、德瑞奧和意大利等四個(gè)大區(qū)的表現(xiàn)有極大差別：意大利自始至終明顯地處于十分劣勢(shì)，這是否“南歐現(xiàn)象”（在“其它地區(qū)”之中，西班牙和葡萄牙各只有一位科學(xué)諾獎(jiǎng)得主，拉丁美洲也只有兩位）亦即經(jīng)常被提及的所謂“新教倫理效應(yīng)”的反映，很值得進(jìn)一步探討。至于其他三個(gè)地區(qū)在20世紀(jì)之初的表現(xiàn)大致相若，但很快就出現(xiàn)明顯分化：英、德、法指數(shù)分為高低不同的三支，而且在不同時(shí)期下降，先后跌落到美國(guó)指數(shù)線以下：法美交叉點(diǎn)在1919-1939，德美（和歐美）在1943-1966，英美則遲至1967-1990。不過(guò)，在近期法國(guó)指數(shù)顯著回升到與德瑞奧以及歐洲整體的相同水平。在這些變化中，最耀眼的無(wú)疑是英國(guó)的明顯優(yōu)勢(shì)。事實(shí)上，就全時(shí)期而言，只有英國(guó)的指數(shù)與美國(guó)等量齊觀，甚至比之還稍勝一籌。但揆諸美國(guó)在過(guò)去大半個(gè)世紀(jì)的凌厲升勢(shì)和英國(guó)的持續(xù)下降，目前的均勢(shì)今后是否還能夠維持，就很難說(shuō)了。

在圖2中十分引人注目的還有兩個(gè)人口各不及三千萬(wàn)的小區(qū)，即荷蘭一比利時(shí)低洼地區(qū)和北歐（由于它們變化甚大，所以僅以圖標(biāo)表示）。它們?cè)诙?zhàn)前的指數(shù)都極高，在2.0或者以上，但二戰(zhàn)之后則顯著分化，荷比地區(qū)與法國(guó)相若，指數(shù)在1.0以下，北歐仍然能夠維持在1.0以上，全時(shí)期合計(jì)達(dá)到1.7，只稍微低于英美兩國(guó)。不過(guò)由于此區(qū)人口尚不足2500萬(wàn)，指數(shù)的統(tǒng)計(jì)誤差高達(dá)30-50%，所以這結(jié)果的意義并非那么清晰。無(wú)論如何，我們不可忘記，這兩個(gè)地區(qū)同樣有久遠(yuǎn)和強(qiáng)大的科學(xué)傳統(tǒng)：只要想起第谷、攝爾修斯（即攝氏）、笛卡爾、惠更斯這些名字，就不難明白洛蘭茲、塞曼、玻爾這些諾獎(jiǎng)得主的背景和來(lái)歷了。

四 結(jié)論

本文是以諾貝爾科學(xué)獎(jiǎng)來(lái)衡量地區(qū)科學(xué)發(fā)展水平的一個(gè)初步嘗試，從其中可以得出的結(jié)論大致有以下幾點(diǎn)。最重要的是：經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)馁Y料搜集和準(zhǔn)備工作，以及簡(jiǎn)單的分析，諾貝爾科學(xué)獎(jiǎng)得主的地區(qū)和時(shí)期分布的確可以成為一個(gè)衡量和觀察科學(xué)發(fā)展的有用指標(biāo)。憑此指標(biāo)，我們可以證實(shí)一些經(jīng)常被提到因而為人熟知的發(fā)展趨勢(shì)，還能夠?qū)λ鼈冏鞒龈鼫?zhǔn)確和細(xì)致，于量化的描述，和觀察到一些尚未為人注意的現(xiàn)象。因此諾獎(jiǎng)分布的研究?jī)r(jià)值是不容低估的。至于我們的分析框架和所得結(jié)果是否有當(dāng)，以及還有多少發(fā)展空間，那自有待見(jiàn)教于高明。我們的感覺(jué)是，這方面的進(jìn)一步研究方向，當(dāng)在于對(duì)諾獎(jiǎng)得主生平，以及他們彼此之間關(guān)系，還有與主要科學(xué)機(jī)構(gòu)之間關(guān)系等數(shù)者的深入考察。只有在這些文獻(xiàn)考察的基礎(chǔ)上，更精細(xì)可靠的量化數(shù)據(jù)才有可能出現(xiàn)。

另一方面，我們亦必須指出，諾獎(jiǎng)得主研究對(duì)科學(xué)發(fā)展所能夠提供的訊息或作出的啟示并不全面，事實(shí)上有頗大限制。這可以分幾個(gè)方面看，其中最重要也最微妙的是，科學(xué)是個(gè)龐大事業(yè)，甚至應(yīng)該說(shuō)是一種滲透整個(gè)社會(huì)的文化，而諾獎(jiǎng)所代表的，卻只是它最尖端，最有創(chuàng)意部分。它雖然對(duì)整體水平有某種指示作用，卻不一定是個(gè)平衡、全面的指標(biāo)，因?yàn)樗貏e注重科學(xué)基礎(chǔ)和理論，而對(duì)于與應(yīng)用技術(shù)相關(guān)部分較少顧及——雖然這也有例外，例如無(wú)線電通訊、半導(dǎo)體、光纖通訊和高效藍(lán)光二極管的發(fā)明者就都曾得獎(jiǎng)。但無(wú)論如何，諾獎(jiǎng)不可能顧及大量較次要的發(fā)明、發(fā)現(xiàn)（那往往又是主要突破的基礎(chǔ)），更不要說(shuō)社會(huì)對(duì)科學(xué)的了解、應(yīng)用、和普及，那是不爭(zhēng)的事實(shí)，而這些對(duì)于科學(xué)發(fā)展水平的衡量，其實(shí)是不能夠忽略的。其次，諾獎(jiǎng)所代表的，是達(dá)到某個(gè)最低水平的重大發(fā)現(xiàn)，但它們彼此之間的相對(duì)重要性，卻可以有天壤之別，因此將所有得獎(jiǎng)?wù)叩攘魁R觀，其實(shí)是很粗疏，甚至不合理的。最后，很吊詭的，某些最令人驚嘆的科學(xué)發(fā)現(xiàn)很可能改變了我們對(duì)宇宙的觀念和了解，但對(duì)于人類社會(huì)卻不一定產(chǎn)生多大實(shí)際影響，像近半個(gè)世紀(jì)導(dǎo)致無(wú)數(shù)諾獎(jiǎng)的粒子物理學(xué)和宇宙學(xué)發(fā)現(xiàn)便是其中最顯著的例子；另一方面，在社會(huì)上掀起了翻天覆地變化的許多技術(shù)創(chuàng)新卻從來(lái)和諾獎(jiǎng)無(wú)緣，像噴氣推進(jìn)機(jī)和電子計(jì)算器的發(fā)明可以說(shuō)是最顯著的兩個(gè)例子。這有力地說(shuō)明，科學(xué)水平或者進(jìn)展是個(gè)非常寬廣的觀念，通過(guò)諾獎(jiǎng)能窺見(jiàn)其相當(dāng)重要的一面，卻不可能展示其全貌，這是不可忽視的。

最后，為何本土諾獎(jiǎng)得主在歐美和大洋洲以外雖然并非一片空白，卻貧乏得可憐，也是個(gè)我們需要面對(duì)的問(wèn)題。這在上文與俄國(guó)和日本相關(guān)部分已經(jīng)略為觸及，我們?cè)诖四軌蜓a(bǔ)充的，還有以下兩點(diǎn)觀察。首先，很顯然，對(duì)于非西方國(guó)家而言，科學(xué)水平必然和經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)穩(wěn)定、教育普及、科學(xué)文化的移植等因素息息相關(guān)。然而，在整個(gè)20世紀(jì)，除了日俄兩個(gè)早期現(xiàn)代化最成功的國(guó)家以外，所有其他承受古代文明的廣大地區(qū)，包括中國(guó)、印度和處于西亞和中東的伊斯蘭世界，都還在摸索復(fù)興之道；因此，就上述因素而言，它們都還非常落后，不可能穩(wěn)定地支撐科學(xué)發(fā)展，其學(xué)者無(wú)法在本土環(huán)境作出科學(xué)上的重大創(chuàng)見(jiàn)殊不足怪。但到了21世紀(jì)，情勢(shì)已經(jīng)迥然不同：最少就中國(guó)，或者還有印度而言，大部分有利科學(xué)發(fā)展的因素多少都已經(jīng)具備。那么以它們?nèi)丝谥?，發(fā)展科學(xué)決心之強(qiáng)，為何近十五年來(lái)諾獎(jiǎng)分布以歐美絕對(duì)占優(yōu)的情況卻仍然沒(méi)有絲毫改變呢？在我們看來(lái)，這是在歐美國(guó)家有意識(shí)的規(guī)劃、投資和推動(dòng)下，無(wú)比強(qiáng)烈的競(jìng)爭(zhēng)壓力使然。這競(jìng)爭(zhēng)不但表現(xiàn)于科學(xué)家之間在研究和發(fā)現(xiàn)上的爭(zhēng)先，更延伸到招攬科學(xué)家本身的競(jìng)爭(zhēng)，包括歐美國(guó)家之間的內(nèi)部競(jìng)爭(zhēng)——例如，英、德兩國(guó)就都曾經(jīng)為它們的“腦流失”而敲起警鐘。其實(shí)，那才是競(jìng)爭(zhēng)的根本：上文提到過(guò)，諾獎(jiǎng)逐漸接近于零和比拼，而在相當(dāng)意義上，人才競(jìng)爭(zhēng)也同樣有成為零和比拼的趨勢(shì)。因此，說(shuō)到底，如何能夠使國(guó)家整體變得更富裕、健康、和諧、充滿活力與生機(jī)，以吸引最優(yōu)秀的頂尖人才，使他們能夠自由自在地盡量發(fā)揮才能和創(chuàng)意，那可能正就是歐美在今日的諾獎(jiǎng)競(jìng)爭(zhēng)中遙遙領(lǐng)先的關(guān)鍵。換而言之，在某種意義上，諾獎(jiǎng)指數(shù)和一個(gè)社會(huì)所能夠提供的生活素質(zhì)指標(biāo)也有密切關(guān)系。倘若這個(gè)看法不錯(cuò)，那么中國(guó)、印度和其他非西方國(guó)家要在諾獎(jiǎng)指標(biāo)趕上歐美，面前的路途恐怕仍自漫長(zhǎng)。

2015年3月13日于用廬

附錄 數(shù)學(xué)推算程序

I.個(gè)別時(shí)期的各地區(qū)諾獎(jiǎng)指數(shù)計(jì)算

本文分析架構(gòu)的出發(fā)點(diǎn)是個(gè)極為簡(jiǎn)單的比例方程：N=λp，其中N為（科學(xué)）諾獎(jiǎng)得主人數(shù)，p為人口，入為人均得獎(jiǎng)率。這三者都是地區(qū)i和時(shí)間j（或時(shí)期J）兩個(gè)變量的函數(shù)，其中i所指的10個(gè)地區(qū)，j所指的111年，和J所指的5個(gè)時(shí)期俱見(jiàn)第一節(jié)的解釋與表2，從中可見(jiàn)時(shí)期長(zhǎng)度T（J）分別為T（1）=18，T（2）=21，T（3）=T（4）=T（5）=24。