论文署名密布1000人,为何领奖台上只有3人?[记录125年诺贝尔奖时代]①
重新追问“发现者”的概念
LIGO 1200人发现引力波,诺贝尔奖却只授予3人
从“孤独天才”到大型合作研究
100年间改变的发现图景
2017年诺贝尔物理学奖得主、美国理论物理学家Kip Thorne。首次直接探测到引力波的LIGO和Virgo联合研究项目汇集了约1200名科学家和工程师。Thorne称,身为诺贝尔奖得主的自己,只是庞大联合研究团队的一个“象征”。诺贝尔奖官方网站、Alexander Mahmoud供图
View original image1915年,Albert Einstein向世界提出广义相对论时,论文上只有一个作者的名字。100年后的2015年9月14日,Einstein所预言的引力波首次被直接探测到。美国激光干涉引力波天文台(LIGO)捕捉到了约13亿光年外两颗黑洞碰撞产生的“时空涟漪”。次年发表的论文中,密密麻麻列出了LIGO与Virgo国际联合研究团队逾1000名成员的姓名,该团队已持续研究数十年。
一名天才以理论预言的现象,在一个世纪后由数千名科学家直接验证,这一场景象征性地展现了过去一个世纪现代科学的发现方式发生了何等根本的变化。然而,面对这项宏大成果,2017年诺贝尔物理学奖仅授予麻省理工学院(MIT)荣休教授Rainer Weiss,以及加州理工学院荣休教授Barry Barish和Kip Thorne三人。获奖理由是“对LIGO探测器及引力波观测作出的决定性贡献”。 即便在数千人共同完成一项发现的时代,诺贝尔奖仍从中选出了作出决定性贡献的少数人。
美国华盛顿州汉福德激光干涉引力波天文台LIGO汉福德观测站全景。沿两条相互垂直、长4公里的真空管发射激光,测量时空的极微小变化。该观测站与美国路易斯安那州利文斯顿的另一台LIGO探测器一道,于2015年首次直接探测到引力波。加州理工学院·麻省理工学院LIGO实验室供图
View original image百年前一人撰写的论文,如今由千人接续书写
美国西北大学教授Wang Dasun在接受阿视亚经济书面采访时,将Einstein与LIGO相隔100年的差异列为展现现代科学变化的代表性场景。研究“科学之科学(Science of Science)”的Wang教授表示:“1915年,Einstein以唯一作者身份发表广义相对论;而2015年探测到引力波,则是逾1000名研究人员参与的国际联合研究成果。过去一个世纪,科学发现的方式已发生根本性改变。”
随着科学知识不断积累、研究问题日益复杂,单凭一人已难以承担所有理论、实验、设备和数据工作。引力波探测同样需要从激光与光学、真空及精密控制技术,到计算与数据分析等不同领域的知识和技术。众多研究人员历经数十年,将这些要素构建成一套庞大的观测系统后,才得以直接探测引力波。
Thorne教授在2017年诺贝尔演讲中说明,首次引力波观测是约1200名LIGO与Virgo科学家和工程师近半个世纪努力的成果。尽管诺贝尔奖以“决定性贡献”为由授予包括自己在内的三人,但他表示,“主要功劳应归于整个联合研究团队”,并称自己是代表联合研究团队的一个“象征(icon)”。
这并非仅是引力波领域的故事。2012年,欧洲核子研究组织(CERN)的大型强子对撞机中确认了20世纪60年代由理论预言的希格斯玻色子的存在。希格斯玻色子是理解基本粒子如何获得质量的关键。
发现希格斯玻色子的环面大型强子对撞机装置和紧凑缪子线圈探测器两项大型国际联合实验,各有约3000名科学家参与。但次年的诺贝尔物理学奖却授予了建立理论的François Englert和Peter Higgs两人。在建立理论者与通过实验加以验证的数千人之间,诺贝尔奖选择了作出“决定性理论发现”的人。
诺贝尔奖存在一项长期原则。诺贝尔基金会章程规定,一项奖不得由超过三人分享。20世纪初确立的奖项基本框架,在数千人共同撰写一篇论文的21世纪仍在延续。美国耶鲁大学天文学与物理学教授Priyamvada Natarajan评价称:“从当今发现形成的方式来看,三人规则多少已不合时宜。”
她表示:“我从未真正相信‘孤独天才(lone genius)’这种模式。这是个不错的故事,但大多数时候也仅仅是故事。”她解释称,科学原本就是在他人积累的知识与研究基础上发展而来,如今的不同之处在于,其集体性比过去显现得更加清晰。
她称:“无论是拍摄黑洞阴影,还是聆听两颗黑洞碰撞的声音,没有人能说‘这是我独自完成的工作’。”
Wang教授也指出,现代科学中,“知识产生的方式”与“认可这些知识的方式”之间的不一致正在扩大。即使在大规模联合研究中,也能辨别提出核心创意或发挥知识领导力的人,但他强调,“找出这些人,与宣称他们独自完成了该发现,完全是两回事”。
若荣誉集中于少数人,承担实验装置、数据分析、程序开发和探测器校准等发现所需工作的众多贡献者,甚至可能不为公众所知。Wang教授指出,即使作出相近贡献,已拥有声望和地位的研究人员也会获得更多功劳认可的“马太效应(Matthew effect)”同样在发挥作用。
大规模联合研究时代仍存的“个人洞见”
1921年诺贝尔物理学奖得主阿尔伯特·爱因斯坦于1923年7月11日在瑞典哥德堡发表诺贝尔演讲。爱因斯坦未能出席1922年12月举行的颁奖典礼,次年在哥德堡发表诺贝尔演讲。Anders Wilhelm Karnell 哥德堡图书馆档案馆藏
View original image不过,也难以断言个人在现代科学中的作用已经消失。根据Wang教授的研究,小型研究团队和大型研究团队在科学中往往发挥不同作用。小团队相对更擅长开创打破既有秩序的新研究方向,而大团队则在发展已出现的创意、解决复杂问题方面展现实力。
Natarajan教授也表示:“个人或小型团队可能更有利于追求高风险、高回报的激进新想法。”她指出,不应以大型联合研究这一单一框架看待所有科学发现。
德国马克斯·普朗克陆地微生物学研究所所长Tobias Erb也解释称:“科学始终是一项集体活动。变化在于,随着我们试图解决的问题愈发复杂,需要更加精密的技术和设备,以及跨学科合作。”但他同时强调:“挑战既有常识、发现未曾预料的联系、创造新想法并拓展知识边界的,依然是个人精神。”
日本早稻田大学教授Hiroshi Shimizu解释称,科学是在跨越个人、机构和世代积累与共享的知识网络之上发展而来。他表示:“无论一个人多么杰出,将一项科学发现的全部成果归于一人都可能引发误解。”但同时也称:“逐一找出并认可所有为某项突破作出贡献的人,在现实中同样不可能。”
诺贝尔奖125年的困境正体现在这里。负责遴选诺贝尔物理学奖和化学奖得主的瑞典皇家科学院成员、斯德哥尔摩大学教授Peter Brzezinski表示:“三人限制的问题过去也曾在皇家科学院内部被提出和讨论。”但结论更接近于维持而非改变。他表示:“当前的共识是,在可预见的未来,诺贝尔奖得主遴选规则将维持不变。”
Brzezinski教授解释,诺贝尔奖并非旨在毫无遗漏地记录所有参与者贡献的制度。他补充称,诺贝尔奖的作用在于向世界传播突破性的科学发现,并通过与这些发现相关的个人故事提升公众对科学的兴趣,激励下一代研究人员。
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