文章來自微信公眾號：集智俱樂部（ID：swarma_org），作者：吳雨桐

導語

隨著社會的日益發(fā)展，物理學家的研究范圍也隨之更加廣泛，在生物物理、化學物理，甚至網(wǎng)絡科學的研究成果中都有涉獵。但物理學家是如何初露頭角、又是如何繼續(xù)發(fā)展他們的職業(yè)生涯的？

Nature Physics Reviews今年1月份發(fā)的文章Taking census of physics分析了從1985年到2015年發(fā)表的約五百六十萬篇物理學論文，135877位物理學家，發(fā)現(xiàn)大部分物理學家只從三個分支開始他們的職業(yè)生涯，并且不同物理學分支有不同的合作模式，進而造成子領域之間論文產(chǎn)量和影響力的區(qū)別。

過去的幾十年里，物理學家的研究范圍日益多樣，從生物物理、化學物理，到網(wǎng)絡科學的研究成果，都不乏物理學家的身影。但這些分支是怎么從傳統(tǒng)的學科領域中出現(xiàn)并發(fā)展的？物理學家是如何初露頭角、又是如何繼續(xù)發(fā)展他們的職業(yè)生涯的？

Nature Physics Reviews 今年1月份發(fā)的文章篩選并分析了從1985年到2015年發(fā)表的約五百六十萬篇物理學論文，135877位物理學家。這些物理學家在30年內(nèi)至少有5篇論文發(fā)表。文章指出，大部分物理學家只從三個分支開始他們的職業(yè)生涯，并且不同物理學分支有不同的合作模式，進而造成子領域之間論文產(chǎn)量和影響力的區(qū)別。

論文題目：Taking census of physics

論文地址：https://www./articles/s42254-018-0005-3

這項研究旨在通過物理學科研網(wǎng)絡分析窺探物理學界內(nèi)部的發(fā)展生態(tài)。

在135877位物理學家中，大部分物理學家（64%）第一篇論文的發(fā)表是在高能物理（HEP）、核物理（Nuclear）、凝聚態(tài)物理（CondMat）領域。

各個分支之間，科學家人數(shù)的比例差別較大。研究高能物理和跨學科物理的科學家人數(shù)相當，但是專門研究高能物理學的比例要多很多?？鐚W科物理（Interdisc）包括應用型的計算物理，比如計算生物物理、復雜系統(tǒng)等。

       圖1：各個分支物理學家人數(shù)

       圖2：專門研究某一分支的物理學家人數(shù)比例

我們的常識認為物理學的分支是具有高度的專業(yè)性的，自然會認為物理學家只專注于一個分支，但研究結(jié)果表明，大部分物理學家（63%）活躍于兩個或多個分支。那這些分支常出現(xiàn)的組合形式意味著什么？后文會講到。

       圖3：物理學家研究1、2、3、4+個分支的比例，37％的物理學家只專注于一個分支

物理學家的誕生與成長

近幾十年來，各個分支科學家的人數(shù)的變化也有所區(qū)別。分支的活躍程度與相關(guān)論文的發(fā)表、政府資金的支持和重要的歷史事件息息相關(guān)。比如，上世紀80年代末期，高能物理、核、凝聚態(tài)是學術(shù)龍頭，并且美國國防部主要的研究資金流入這三個領域。90年代日內(nèi)瓦大型強子對撞機的研究為又高能物理注入新的活力。由于超環(huán)面儀器（ATLAS）和緊湊秒子線圈（CMS）研究成果的發(fā)表，2010年對于物理學的發(fā)展是較為關(guān)鍵的節(jié)點。高能物理和核在2010年都有個爆發(fā)?？鐚W科物理和天體物理從上世紀80年代中期至2010年之后都穩(wěn)步增長。

       圖4：各個分支1985年－2015年的相對發(fā)展速率 

     圖5：展示了物理學各個分支的進化，縱軸是時間軸，橫軸是各個分支的論文比例。

我們看到37%的物理學家第一篇論文發(fā)表在凝聚態(tài)物理領域，逐漸分化到跨學科物理，天體物理等領域。

導師陪同（Chaperones）效應

年輕學者后期的成功，往往與他們早期獲得高質(zhì)量的指導緊密相關(guān)。這其中包括，與成熟科學家合作論文并署名發(fā)表。超過90%的物理學家發(fā)表的第一篇論文是與有該領域發(fā)表經(jīng)驗的科學家合作的。導師陪同效應在高能物理、核和凝聚態(tài)物理領域尤為顯著。其他分支的研究者常常是有經(jīng)驗的科學家，特別是跨學科和天體物理領域。他們已經(jīng)在傳統(tǒng)領域得到指導，于是轉(zhuǎn)而探索新的領域。

       圖6：各個分支沒有導師陪同的物理學家比例

論文產(chǎn)量、影響力與研究組規(guī)模有關(guān)

論文產(chǎn)量和引文次數(shù)通常是我們衡量物理學家研究水平的指標。因為分支之間差別大，需要考慮到他們所在分支的總體發(fā)展情況和獨特的合作特征，比如研究組規(guī)模大小。

       圖7：各個分支的研究組規(guī)模大小和論文量

高能物理學家、核物理學家、天體物理學家偏好大研究組。特別是2000年之后，三個領域的爆發(fā)，部分程度上源于大研究組項目的研究成果，如：ATLAS。

大研究組導致高論文產(chǎn)量。數(shù)據(jù)顯示，1985年至2015年，高能物理領域的年均論文量增長了十倍，核物理和天體物理增長了兩倍。而其他六個分支的論文量近30年來相對穩(wěn)定。

該文用累計引文數(shù)衡量分支的影響力。不管是從論文還是引文數(shù)量的角度來說，高能物理是最有影響力的分支。

     圖8

所以，評價學者的科研水平，我們所參考的指標除了論文和引文數(shù)量，還應考慮到他們所屬的分支領域以及分支之間巨大的差別。

諾貝爾物理學獎的偏好

很大比例的諾貝爾物理學獎都是授予學科性的主題，比如像凝聚態(tài)物理這種有最多活躍的物理學家的分支，以及高能物理。但自1985年以來，跨學科物理和等離子體物理領域從來沒有得過諾貝爾獎?？鐚W科物理領域被諾貝爾獎排除在外，是因為19世紀諾貝爾獎學科之間的嚴格劃分（物理學獎、化學獎、生理學獎等）會對跨學科領域的評判不太友好。

圖9：每年的諾貝爾物理學獎在各個分支的分布圖

結(jié)語

物理學的各個分支從來不是單獨存在的，而是相輔相成發(fā)展。大部分科學家都會探索多個分支，將多個分支的知識結(jié)合起來，并產(chǎn)生新的發(fā)現(xiàn)，這在科研中是個很關(guān)鍵的過程。找出科學家研究的重合點對于發(fā)現(xiàn)分支之間的聯(lián)系具有重要的意義?？紤]到分支之間很大的區(qū)別，用論文產(chǎn)量和影響力去衡量分支的重要性、以判斷研究資源分配的方法論，也是值得進一步討論和思考的。

文章來自微信公眾號：集智俱樂部（ID：swarma_org），作者：吳雨桐