如何打破诺贝尔奖的“不可能三角”

作者: 量子君

来源: 量子学派

发布日期: 2020-12-11 20:33:07

本文讨论了诺贝尔奖的“不可能三角”现象,即新理论、颠覆性和被验证三者难以同时满足,导致诺奖得主年龄偏大。文章提出应关注年轻科学家,为他们提供更好的科研环境和支持,以期未来中国能在科学领域取得更多成就。

2020年诺奖得主的纪念证书

编者按

这两天,2020年的诺贝尔得主们陆续收到诺奖委员会寄送过来的奖牌,与以往不同的是,今年没有华丽的颁奖晚宴,也没有瑞典国王庄重的授奖仪式,由于新冠肺炎大流行,颁奖仪式就地举行,有的在会客厅举行,有的干脆就在自家后院里接受奖牌。

今年年龄最大的诺奖得主是Harvey·Alter,85岁。事实上,他在丙肝领域的贡献来自上世纪70年代的工作,然而直到2020年这项工作才被诺奖委员会认可。科研人员的青年时期往往是他们最富创造力的时候,但这个阶段大多数青年学者缺乏科研经费以及面临巨大的生活压力,导致很多年轻学者追求短平快,失去对科学真理的赤诚追求。

2001年,日本启动了“50年30个诺贝尔奖”计划,强调对年轻人的重视,目前我们已经看到了20年19枚诺奖的惊人成绩。如果希望未来中国人能将诺奖收入囊中,那么应该将目光聚焦在现在的年轻科学家身上,为他们提供宽松的环境,帮助他们更好地成长。

不仅应该奖励过去,更应该激励未来。

如果霍金还活着

2020年诺贝尔物理学奖公布后,很多人想起了霍金。此次获奖的科学家彭罗斯,他是霍金好友,两人曾经在1970年一起提出过著名的奇点理论。两人围绕着“黑洞”旋转,都取得了不少成就!所以,有人说斯德哥尔摩欠霍金一个诺贝尔奖。可惜的是,霍金2018年与世长辞。此时的人间,已唤不回这位科学家,同样挽回不了诺奖的遗憾。

与之相对照的是另一件事,那就是2019年的诺贝尔化学奖。锂离子电池的奠基人之一的古迪纳夫,年近百岁拿到了化学奖。淡泊名利的古迪纳夫倒没什么,同行业的其他人倒吸了一口凉气。谢天谢地,要是再不给老爷子发个奖,只怕就来不及了!如果再仔细观察,会发现一个隐藏的诺奖现象:那就是,今天的诺奖得主的年龄越来越大,平均年龄已经超过70岁。

诺贝尔奖的产品属性,太重了!

一个人要拿诺奖,不仅要业务扎实,还要身体倍儿棒。本来是一个比拼脑力的活儿,现在还要比体力。这肯定有违诺奖的初衷。为什么会发生这样的现象呢?这与诺贝尔奖的产品属性有关,用互联网的词儿来讲:诺奖这产品有点重。为什么产品有点重,这与它的核心诉求有关:诺奖颁发给“获得验证”的科技成果。这种产品特征后面其实隐藏着两个难题:1、发现一个新理论“非常难”。2、要验证这个理论更是“难上加难”。

可以举两个例子:1爱因斯坦的“相对论”它并没有让爱因斯坦拿到诺贝尔奖。它的理论验证一直延续到2016年引力波的发现,以及2019年黑洞照片的公布。好在爱因斯坦先生的套路多,“光电效应”让他在1921年弥补了这一遗憾。2“杨—米尔斯”理论它是粒子标准模型基础,20世纪下半叶的物理突破,然而要验证62种基本粒子,也一直持续到21世纪的前十年。

与爱因斯坦有点相似,杨振宁依靠“宇称不守恒”这个次要成就拿到了诺奖。但相对于“杨—米尔斯”理论来讲,这个诺奖分量弱了许多。1957年杨振宁获诺奖

两个伟大理论没有拿到诺奖,他们的次要理论反而拿到了诺奖。原因在于,这些伟大理论需要长时间才能验证,这就是诺奖的遗憾。

诺贝尔奖的“不可能三角”为什么这样的现象出现,诺奖的年龄成为“生命不能承受之重”呢?

因为这个产品后面还隐藏着一个规律:诺贝尔奖的“不可能三角”。这个三角就是:新理论+颠覆性+被验证。大部分时候,诺贝尔奖的颁发对象很难同时满足这三个条件。①如果是“新理论+被验证”,基本很难有颠覆性。解析:容易被验证的理论,往往都是原有科学范式框架内的新修正,这样的理论没有颠覆性。②如果是“颠覆性+被验证”,很难是新理论。

解析:颠覆性的理论总是要经过不同角度、多次重复的直接验证才会被接受,耗费人力物力财力,消耗很长的时间,很难是新理论。③如果是“新理论+颠覆性”,并没有那么容易被验证。解析:颠覆性的新理论超出了原有科学体系,连带着超出了原有的实验观察体系,为了验证它,还需要实验科学家设计出新的实验观察设备和思路,才有可能验证。

年青人因为其创新性、开拓力,少受传统束缚,更容易发现新理论。想要获得诺奖一定具有颠覆性,也就是“新理论+颠覆性”,这正好是“不可能三角”中的第③条:难验证。等到验证的那一天,科学家也已经从青葱年少变成白发老人。

天价欧洲粒子加速器

诺奖是奖励人类最伟大的贡献者,它对理论的验证程度要求越来越更高,验证要求可能不是一次两次,可能是验证之后的N次验证。同时,作为人类最强奖项,诺奖担心犯错、规避错误理论的动机非常强,所以总颁发给已被验证、十拿九稳的理论。这样一来,它就很难是“新理论”,当然会忽视青年学者的创新。

随着颠覆性科学发现越来越困难、实验观测设备越来越庞大和昂贵,诺贝尔奖的“不可能三角”越来越明显。因此,诺奖得主的年龄越来越大。

短跑竞争,青年科学家的“内卷化”

然而,年青科学家才是最应该被激励的对象。《自然》对大约1.2万名青年科学家进行调查,探讨了这个群体面临的困境。当青年科学家被问及什么是“最大挑战”时:调查对象中有44%选择“为获得资助展开竞争”;大约1/3的人感觉他人对他们的评价完全取决于发表的论文数量;另外1/3的人表示,他们发表并不感到自豪的论文(仅仅为了满足考核需求或数量指标)。

因为考核、晋升或者生活压力,而在科研中选择“抄近路”,乃至放弃科研进入高收入的企业供职,也成为相当一部分被调查者的选择。因为缺乏资助,很多科学界的天才最终选择了另一条道路。并非特例,这是一种世界性的悲哀。与同行相比,中国青年科学家同样面临压力。1目前很多大学及科研机构引入合同制例如,三年就要完成一个省级以上项目,发表3篇一流文章,达不到要求就走人。

很多青年学者为了能留下来,不得不追求短期化、风险小的研究项目,图的就是快速出成果,哪怕价值不大,能满足考核就行。甚至有人将一个成果拆成9篇去发表,就是为了不被淘汰。避开周期长、风险大的基础研究成了行业默认规则,大家互相比拼谁能更快地写出价值不大的学术论文。

青年科学家正值创造力最巅峰的状态,却大量地被消耗在价值不大的科研项目上。2生活压力大,没有心思去研究科学当代的青年科学家,一般都面临两大压力。精神压力——能否在学术上有所贡献,个人成就感的满足,考核压力。世俗压力——婚姻、买房、赡养父母和抚育子女。青年学者猝死新闻不断出现,被媒体同情地称呼为“学术民工”。

面对这样的境况,青年科学家更需要获得科学奖的青睐和支持。一是因为他们的科研需要资助;二是他们的生活面临压力;三是他们处于创造力的顶峰。而且,如果科学奖做出大的改变,也可以从顶层设计上对科学气氛作出改变。

面对这样的现实,科学奖应该尝试做出一些新的改变。1、科学奖项应该从注重“过去时”改成面向“将来时”,不能只奖励过去成就,更要激励未来创造;2、奖项要从“确定性”转为“不确定性”,要以更前瞻性的眼光去看待新的科学成就;3、要从慈善公益角度向“科学天使”身份转变,要自己去了解并研究科学新风向。4、要从“锦上添花”向“前置激励”转变,这样资金才会更有价值。

诺奖的产品设置有它的好处,但这个社会更需要资助那些“未来的诺贝尔奖”,它们虽然还处于襁褓之中,但一定要让它们健康成长。

让青年科学家拥有“诗与远方”

青年科学家除了研究学习之外,更要有仰望星空的顿悟与沉思。不仅要沉迷于实验室的数据,也要驻足聆听大自然的声音。也许这样,中国才能拥有未来最顶尖的青年科学家群体。

2020年“科学探索奖”天文和地学领域获奖人魏勇说:十年前一个冬夜,我站在窗前看雪花飘落,突然顿悟我要找的答案在火星上,……这种近乎诗意的感言,我们能看到里面一种激情燃烧的科学美。我们不能给青年科学家太多生存的压力,这会扭曲那些杰出的心智。2020年“科学探索奖”信息电子领域获奖人黄芊芊谈道:于我而言,科学探索不仅充满理性与客观,更蕴藏着无穷尽的生命力量与魅力,犹如呱呱坠地的婴儿。

当你为它倾尽全力、坚持付出时,它也一定会在未来的某个时刻迸发出盎然的生机,带给你惊喜。……是的,这段话道出的就是一个科学奖的本质:我们相信他们就是了,只要坚持公平、远见、客观的评奖机制,他们迟早会给我们带来惊喜的。

2035,中国诺奖会“井喷”吗?

2001年,日本启动了它的“50年30个诺贝尔奖”计划,该计划归纳起来有6条:注重基础研究保证研究经费促进年青动力优化科研环境维系学术传承提高科研人员收益和地位这个计划的效果难以精确测量,但19年19人,震撼全世界。它打破了二战之后“欧美为主,美国领先”的世界诺奖格局,进入“欧美日”三足鼎立的竞争时代。

该项计划的重点,几乎都是我国科学界、尤其是青年科学家面临的问题。实事求是地面向未来,特别是去解决一下问题:1、发掘科学未来之星,让星光真正璀璨;2、提供远见而科学的资助,让颠覆性的创意得以发挥;3、要有特别的耐心,相信基础科学的力量;4、让最有潜力的青年科学家得到尊重和认可:……这个民族的智慧是无穷的,这些问题如果解决了,青年科学家是值得信赖的,打破“诺贝尔奖的不可能三角”也不会那么难。

一旦全社会更有远见,无偿资助的生态和氛围形成,公正的评审机制得到保证,科学家可以轻松自由地思考,再过15年,我们在自然科学领域也会出现许多杰出科学家。诺奖的“井喷”现象,也许一夜之间也会在中国发生。那时候,绝不会象今天这样,扳着手指头计算诺奖得主了。

制版编辑 | Morgan

注:本文转载自“量子学派”,经授权转发,略有改动。《公式之美》是由量子学派编著,北京大学出版社出版的数理科普图书。积极评论者可获得赠书,共5名幸运读者。赛先生启蒙·探索·创造如果你拥有一颗好奇心如果你渴求知识如果你相信世界是可以理解的欢迎关注我们投稿、授权等联系saixiansheng@zhishifenzi.com

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