你可能以为物理学家大多在某一个领域深耕，但实际上有超过一半（63%）的物理学家都活跃在两个或更多领域。他们的“跨界”遵循一定规律，形成了一张“物理学关系网”。
物理学诞生之初，伽利略这样的自然哲学家可以掌握所有物理领域的知识。但如今，物理学经过400年的发展，学科已经繁荣而复杂。2019年1月，发表在Nature Review上的一篇文章（Taking Census of Physics）通过物理学家的论文和引用量等数据，量化了物理学各个领域的规模大小，绘制出物理学家在各个领域流动的图谱。
研究人员首先采用Web of Science上的物理论文及引用量数据，选取了发表在294个物理期刊上的320万篇物理学论文。为防止丢失掉综合类期刊中的物理学文章，他们又在Nature、Science等其他期刊上选取了引用文献和参考文献大多为物理领域的论文，获得了一个拥有770万篇文章的数据集。
研究人员将这些论文通过物理和天文学分类方案（Physics and Astronomy Classification Scheme）分别归到九个子领域。结果表明，凝聚态物理学（CondMat）领域拥有的人气最高，以46%的份额（62000余名物理学家）占据榜首。
随后依次是普通物理学（General，34000人），高能物理学（HEP，33000人），跨学科物理学（Interdisc，32000人），经典物理学（Classical，28000人），核物理学（Nuclear，24000人），原子分子物理学（AMO，20000人），天体天文以及地球物理学（Astro，19000人）和等离子体物理学（Plasma，不到11000人）。
你可能以为大多数物理学家都在某一个领域深耕，但实际上他们并没有我们想象中那样分工明确——有超过一半（63%）的物理学家都活跃在两个或更多领域。不过这种情况在不同领域之间差别很大，凝聚态物理、高能物理、核物理这三个领域的专才并不少（所占比例分别是42%，34%，25%），因为研究者要熟悉大型设备，参与长期项目，以至于无暇关注其他领域。
“跨界”科学家往往能够借鉴不同领域的研究思路和方法，这对做出新发现有很好的促进作用。不过，跨界也有一定规律。研究人员捕捉了这些学科之间相联系的蛛丝马迹，发现上面九个细分领域可以归为三个紧密的大领域：跨学科物理和凝聚态物理；经典物理、原子分子物理和等离子物理；高能物理、核物理和天体天文以及地球物理学，它们通过普通物理连接到一起（如下图），形成“物理学关系网”。
这种关系网的形成，与物理学的“演化”不无关系。研究人员统计了自1985年至2015年的数据，发现在1985年，最受欢迎的领域是凝聚态物理，但其增长率逐渐下降。而跨学科和天体物理虽然在三十年前非常小众，研究人员数量却在稳步增长。物理学领域发生如此重大变化的原因与社会政治背景密不可分。20世纪80年代末是凝聚态物理、高能物理、核物理飞速发展的黄金时代。
在冷战背景下，这三个领域与美国国防部的联系最为紧密，研究的大部分资金均来自国防部。当时的苏联也是如此。这与统计结果相符：1985年至2015年间，64%的物理学家都将处女作发表在这三个领域。
但随着冷战突然结束，军备建设事项的优先级迅速重置。接踵而来的，便是物理学领域的优先级调整。1993年10月，美国国会投票取消了资助超导超大型加速器（SSC）。
许多一开始做凝聚态的物理学家，后期逐渐转向跨学科物理、经典物理和普通物理。高能和核物理领域因为学科相似性互相交流，还有部分流向了天体物理。相比之下，跨学科物理很难用于起步。虽然它不是物理学家的诞生地，但是凝聚态和普通物理的研究者后期会转向这里。这与其交叉的特点是一致的。等离子体和天体物理领域则是来得多、走得少。
物理学家在做选择时都有各自的思量。
有的物理学家从一而终在一个领域深耕，比如著名的物理学家克劳斯·冯·克利青（Klaus von Klitzing），为凝聚态物理领域贡献了500多篇论文，并在1985年因为发现量子霍尔效应获得诺贝尔奖。相比之下，2017年诺奖得主莱纳·魏斯（Rainer Weiss）就不那么“专一”了。
他学术生涯的第一篇论文是关于原子分子物理学中某个领域的研究，而他的“成名作”是激光干涉技术的发明，与最初的研究毫无关系。
物理学的“演化”带来了哪些影响？首先是团队规模和论文产量。从1985年到2015年，以每篇论文合作者数量为指标，所有领域的团队规模都在逐步增长，这表明科学家之间的合作越来越多。在高能物理、核物理和天体物理相关领域，大团队合作的趋势尤为明显。
诸如ATLAS（超环面仪器）这样的大型实验，使得这三个领域产量剧增。而其他六个领域的论文产量基本保持不变。然而，对于所有领域，论文产量的增长速度都比不上团队规模。尽管论文产量在增加，但人均产量却都在下降。
其次是对原有评价体系的挑战。一直以来，我们都用论文数量和引用量来衡量一位物理学家的影响力，但这一标准是否真的合理？
统计结果显示，高能物理学领域的顶尖物理学家（前5%）在职业生涯的最初十年，平均合作发表169篇论文，积累超过7000次引用。相比之下，跨学科物理的数据是18篇论文，不到1000次引用。因此，当不同领域的物理学家竞争职位和资助时，学科本身存在的差异不容忽视。这便衍生出更多问题：当青科在选择研究方向时，如何知道哪个领域更有潜力？基金资助机构如何判断哪个领域更值得投入？期刊编辑又该如何衡量论文的影响力？
对于这些问题，我们无法提供标准答案。欢迎留言，与我们分享你的思考〜