中国科学界的奥尔特加假说效应——以《物理学报》为例

唐兴华

(中国人民大学 哲学院， 北京 100872)

国内外对科学共同体的研究著述较为丰富，对文章引证率与学术影响力之间的关系等问题也有诸多分析，但通过文章引证率来研究科学共同体中不同层级科学家对科学发展和科学进步[注]需要强调的是，必须区分“科学发展”与“科学进步”这两个概念，运用学术科学中最新理论解决那些旧理论不能解决的问题，这是科学的发展，即将学术科学研究的新理论成果扩展到更宽广的领域，它体现了科学发展；而学术科学研究提出的新理论取代旧理论，则是体现科学向更深层次拓展，科学智慧达到一个新的高度，这是科学进步的表现。的贡献较少受到中国学者的关注。同时，一般研究者注意到：立足于我国独特的社会环境，采用社会学方法分析我国科学界情况[注]本文所分析的科学界情况限于以增加知识之源为目标的学术科学。，并借助某一期刊对中国科学界的奥尔特加假说进行实证分析更是凤毛麟角。在此情况下，笔者借助社会学方法，以《物理学报》的相关数据为例，对我国科学界的奥尔特加假说效应进行分析。

一、 美国科学界的奥尔特加假说

(一) 美国科学界的社会分层

20世纪中叶以来，科学社会学作为一门社会学科被建立，社会学家们主张用社会学方法分析科学界，同时对科学共同体的研究和著作也日渐丰富。科尔兄弟(Jonathan R. Cole and Stephen Cole)在《科学界的社会分层》一书中试图对科学共同体的内部结构进行分析，试图探究科学界是否是一个高度分层的社会建制、是否遵循普遍主义原则、影响科学家社会分层的因素以及不同分层的科学家对科学发展和科学进步的贡献等一系列问题。他们用社会学方法对一定数量的美国大学物理学家进行样本调查，通过分析得出一系列结论，对上述问题予以回答。

科尔兄弟发现，科学是一个高度分层的社会体制，科学家在产出率、知名度和声望上具有较大差异。基于科学成就的巨大，处于科学等级结构最上层的科学家(科学精英)应该是那些对科学发展和进步作出杰出贡献的人，而处于科学结构下层的普通科学家对科学发展和进步贡献较小。在科学界的分层体系中，最顶端是范式创始人，例如爱因斯坦(Albert Einstein);仅次于天才的是卓越科学家，诸如诺贝尔奖获得者或国家科学院院士，以上两类属于精英阶层;第三类是分布在大学、科研机构的普通研究者。同时，科学界总体上遵循普遍主义原则。在对科学界的分层轮廓进行概述之后，科尔兄弟进一步研究了影响科学界分层的主要因素。他们指出，在科学界，承认是科学家们代用的财富形式。毋宁说，同行承认是现代科学中对科学家而言最重要的激励因素，也是影响科学界社会分层的决定性因素，因而他们所追求的恰恰不是物质利益，而是同行承认。科学承认有三种主要形式：荣誉奖励、职业位置和知名度。

与同行承认相匹配的是从科学体制内发展出的一套奖励系统，亦即“用来把尊敬和承认给予那些最好地实现了其角色的科学家，给予那些为知识的公共积累做出了真正独创性贡献的科学家”[1]。它同时影响科学界分层的三个因素：科学天资、积累优势以及科学成果。其一，是科学天资。传统的科学家认为在科学界中天资是十分重要的，取得科学成就与天资密不可分，例如凯库勒(Friedrich A. Kekule)发现苯环结构，被一度归于天资，他们认为智商与科学引证率、声望有巨大关系。但是科尔兄弟认为，这些相关研究大多是失败的。因为这些研究忽视了先天因素和社会因素的互动, 忽视了个人心理和社会环境的作用，因此得出的结论也不准确。就算一个人天资聪颖，如果后天不努力积累，也会导致一事无成。其二，是积累优势。马太效应是优势积累的一种表现，优势积累导致社会体系的分层。知名单位往往能吸引有名望的科学精英来任职，科学精英则能吸引大量的研究资源与设施，并且能吸引一批杰出的年轻科学家进行合作研究，因而能产出杰出的科学成果并使年轻科学家成长为新的科学精英，这样就使有声望的单位更有声望[2] 80-83。其三，是科学成果。发表的科学成果的质量和数量是影响科学家得到承认的重要因素，同样也是其得到较高社会声望的重要指标[注]引证数并非是检测论文质量的唯一指标，但它是代表论文质量高的一个近似指标，其评估标准高于科学社会学发展的其他任何指标，故在这里将引证数近似地等同于论文质量。。

通过科尔兄弟的研究可得知，科学界是一个分层的社会建制。著名的科学家产生高质量的成果，对科学发展和科学进步有巨大贡献。那么，产生高质量成果的科学家是较多地依赖于其他著名科学家的成果还是普通科学家的成果？诚如牛顿(Newton)所言：“如果我看的比别人更远，那是因为我站在巨人的肩上。”这是否意味着著名科学家的研究成果仅仅依赖之前的著名科学家而与普通大众没有任何关系？还是牛顿依赖著名科学家所取得的成果是建立在普通科学家的研究基础之上？对此问题亟待研究。

(二) 奥尔特加假说

西班牙思想家奥尔特加(Ortega)在20世纪30年代所著的《大众的反叛》(TheRevoltoftheMasses)一书中认为,社会大众将逐渐取代传统的社会精英阶层而成为社会文化等各个领域中的支配力量。殊不知，社会大众群体的崛起将在社会生活的各个方面占上风，将会扭转、改变自古以来由社会精英和贵族阶层主导而形成的传统观念和信仰[3]。在奥尔特加看来，大众才是各个学科发展的主动力，在科学界也是如此。科学的发展离不开多数普通科学家的工作，从事科研的普通科学家对科学的进步功不可没。如果没有大量科学家的这些点滴进步，那些真正有灵感的科学家是不可能取得突破的。伟大科学家的工作是以普通科学家的小发现构成的金字塔为基础的。正如奥尔特加所说：“像蜂巢里的蜜蜂，或者像踏轮前转动拉杆的小狗一样，当科学家关在他们窄小的实验室里工作时，大部分人促进了科学的一般进展。”[4]当然，这并不排除在科学界或者在某一学科领域中，总会有一些学术精英引领了学科发展的方向，并对学科的发展作出了巨大贡献，取得了巨大成就。这些科学家的研究成果往往数量大、质量高，能获得较大的引用量。科学计量学界对这些学术精英的评价也往往基于发表论文的他引次数等指标来判断。

如果像奥尔特加所说的那样，科学界的每位科学家都对科学的发展作出了贡献，那这是否意味着科学界更趋向于平等，更接近我们心中的理想王国？那些高被引作者所发表的论文是否也引用了其他高被引论文，还是引用了更多的低被引论文，抑或是两者均衡？这显然有待进一步考察。

二、 科尔兄弟对奥尔特加假说的反驳

奥尔特加假说一直被科学史家和科学哲学家所认可，他们一致认为科学的发展要归功于普通科学家的贡献。科尔兄弟用美国大学物理学家的引证实践证据对奥尔特加和其他人提出的观点，诸如“大量的普通科学家通过他们的研究工作大大地促进了科学进步”等提出质疑。科尔兄弟收集了84位大学物理学家在1965年的《科学引证索引》中被引证最多的论文，将这84位物理学家最好的论文中被引证的科学家的三分之一抽出来组成一个样本。他们搜集了能确定这385位作者在分层体系中的数据，并根据这些数据对这385位被引证的作者进行分析，得出结论：“大学物理学家在自己最佳论文中所利用的工作成果大多数是由活跃于该领域的一小部分人生产的。”[2]242在许多重大的研究成果中，普通研究者很少对其产生影响。这里我们基本假定：“科学家们在自己的论文中所引证的研究成果是影响他们的工作的一个大致正确的指标。”[2]238这里并不排除象征性引证，但在整个分析过程中，这种情况所占比重微乎其微，可以忽略不计。

为了进一步验证奥尔特加假说的不合理性，他们再一次采取样本进行分析，开始研究《物理评论》上被引证最频繁的10篇论文。在认定这些“极好”的论文之后，他们列出这些有影响的论文作者所引证的科学论文，并计算出这些“极好”的论文中所引证的文章的作者在1965年获得的引证数[2]245。对引证数的分析更有力地证明了上次分析的结果：这10篇论文所引证的作者，一般说来都是发表过真正杰出的科学论文的科学家[2]246。这个结果再次证实了杰出论文的作者更倾向于引用少数精英科学家的成果。物理学上的未来发现的基础工作似乎很可能是为数很少的物理学家所做的工作，即使重要性相当小的论文也在很大程度上利用了知名科学家的工作成果。

科尔兄弟得出结论是：80%的工作由少数精英完成，而80%的科学家仅做了20%的工作。这意味着科学发展和进步与大部分科学家无太大关联，那么这是否意味着减少科学家的人数不会影响科学进步的速度？科尔兄弟对此问题的回答是科学家的人数和科学进步的速度无关，减少物理学家的人数并不会使物理学的进展速度发生变化。然而，中国的社会环境和文化与美国有较大差异，中国科学体制的运行模式和美国科学体制的运行模式也有各自特色，科尔兄弟的结论是否适用于中国还有待中国学者进一步研究。

三、 中国科学界的奥尔特加假说效应

科尔兄弟指出,科学界80%的科学家对科学的发展没有太大贡献，只有少数科学家对科学发展和进步起到推动作用，并且他们认为减少不重要科学家的数量不会影响科学的发展。但科学共同体因不同的社会环境，它的运行方式和特征也不尽相同。比如，在中国的科学界，年龄、权利和名人效应是重要变量。科尔兄弟对美国大学物理学界的分析似乎是对奥尔特加假说很好的反驳，但这是否适用于中国科学界？是否在中国可以做到减少科学家的数量而不影响科学的发展进步呢？

在本文中，笔者试图研究中国科学界不同层级的科学家对科学发展和科学进步的贡献，同时研究科学界的社会分层对知识增长的功能，亦即：在中国科学界作出贡献的究竟是少数精英科学家还是所有科学研究者，其贡献的比例是否与科尔兄弟对美国科学界研究结果等同。在此，笔者以论文的引用数约等于论文的质量为前提，探究高质量的论文是否倾向于引用其他高质量的论文。一般认为，发表在影响因子大的期刊上的文章质量较高，故可将问题转化为“在中国高质量的文章是否更倾向于引用发表在影响因子较大期刊上的文章”。在中国，发表在影响因子较大期刊上的高质量文章一般是由学术共同体中的知名科学家所作，这里并不排除某些年轻而尚未成名的科学家(他们与著名的同行合作)也可以发表高质量的文章，在此不予以考虑。正如刘扬弃分析的：“在我国，有一部分学生在发表论文时倾向于把导师或者较为权威的人士的名字署于自己的名字之前，这样做的主要原因有二：其一，较为易于发表；其二，较为易于受到学界注意以及认可。但是在这种情况下，一旦这篇文章为科学共同体做出较为突出的贡献，导师的作用往往被高估，而学生的作用往往被低估。”[5]故在此可近似地将发表在影响因子大的期刊上的文章看作是相对高质量的文章，是科学界名人所作。分析高质量文章是否倾向于引用发表在影响因子较大的期刊上，等同于分析高质量的文章是否倾向于引用“名人”的文章，并进一步分析引用的比例是多大的问题。

为了研究中国科学界不同层次科学研究者对科学发展和科学进步的贡献，需要考察科学界的重要领域——物理学界，并通过对物理学界权威报刊《物理学报》的分析来研究中国科学界是否倾向于“名人”引证的问题。笔者以2014年发表在《物理学报》上所有文章中10篇“极好”的论文来研究“是否大部分优秀的科学家所引用的论文是小部分精英所写”，并同时探讨“是否80%的物理学家做了20%的工作或者比例更大一些”的问题。

(一) 选择《物理学报》的理由

根据中国科技信息所统计，2003年《物理学报》被SCI-CD、SCI-E、EI-P、CA、INSPEC、JICST、AJ和MR等检索系统收录。根据SCI数据库统计，2003年《物理学报》的影响因子为1.130，总被引频次为2 410次，特别是在本学科国际同类期刊中，其影响因子和总被引频次位于中上水平。在68种国际综合性物理类期刊中，《物理学报》的总被引频次和影响因子分别位居第23和第28。其中，该刊的总被引频次居中国物理类期刊第1位、中国科技期刊第1位，影响因子居中国物理类期刊第2位[注]信息出自《物理学报》官网，http://wulixb.iphy.ac.cn/CN/volumn/home.shtml。。

史朋亮和王久丽在《〈物理学报〉和〈中国物理B〉的比较研究》中对《物理学报》给予了极高评价，认为“《物理学报》以学术论文创新性强、发表时速快著称，尤其以论文质量把关严格、审稿制度严密、编辑出版严谨的特点，赢得了学术界的普遍认同和信誉。多年来，《物理学报》为推动我国物理学发展，促进学术交流及培养优秀人才做出了重要贡献，成为目前中国在国内外发行量最大、影响面最广的物理学学术期刊”[6]。《物理学报》2009 年荣获中国期刊协会和中国出版科学研究所联合评选的“新中国60 年有影响力的期刊”,2010 年荣获新闻出版总署“第二届中国出版政府奖期刊奖”。《物理学报》属于中国物理学界影响因子较大、影响范围广泛的期刊，对《物理学报》等期刊进行分析具有代表性。

(二) 《物理学报》2014年“极好”的10篇论文

根据《物理学报》统计的引用下载量排名，选出2014年引用下载量最高的20篇文章,然后再从这20篇文章中选出引用次数最多的10篇文章。以下是《物理学报》2014年发表的所有文章中引用和下载量综合评价最高的10篇文章。这10篇文章的题目如下：《交叉口混合交通流元胞自动机模型及仿真研究》《基于多尺度熵的交通流复杂性分析》《电磁力控制湍流边界层分离圆柱绕流场特性数值分析》《光声内窥镜系统在人体直肠癌离体组织中的实验研究》《激波与层流湍流边界层相互作用实验研究》《功率谱反演大气湍流随机相位屏采样方法的研究》《硅基光子集成研究进展》《忆阻器及其阻变机理研究进展》《半导体温差发电过程的模型分析与数值仿真》《基于压缩感知超分辨鬼成像》。

(三) 10篇文章的具体筛选过程分析

本文的数据来源于《物理学报》2014年发表的所有文章中“极好”的10篇文章。之所以选择2014年的所有文章进行考察，是因为这些文章距今已经发表大于3年、小于5年，能够更真实、直观地反映问题。科尔兄弟也主张数据选择应距今有一定年限，以保证数据能够准确反映想要调查的问题，不至于因为年限太久而使得讨论的问题过时。

《物理学报》在2014年一共发行了24期，共计1 456篇文章(2018年统计)。根据《物理学报》自身的统计数据，几乎每一期刊登的文章中都有引用下载量很高的优秀文章。笔者通过对每一期文章的分析，选出引用下载量最高的20篇文章，接着将统计得来的在《物理学报》中下载量最高的20篇文章分别放到中国知网(CNKI)上进行检索，记录每一篇论文的引用率和下载量，综合考虑后选出引用和下载量最高的10篇文章，具体分析数据如下：

表1 《物理学报》2014年引用量、下载量最高的20篇文章

续表

20篇论文名称引用量下载量光声内窥镜系统在人体直肠癌离体组织中的实验研究10171激波与层流湍流边界层相互作用实验研究12459中小学门口道路上学期间的一个元胞自动机模型8385功率谱反演大气湍流随机相位屏采样方法的研究21615硅基光子集成研究进展121411氧分压对溅射制备氧化镓薄膜结构及光学带隙的影响2164球差光束在大气湍流中传输特性的实验研究182MoS2溶液的波长选择性光限幅效应研究1156锂离子电池SnSb/C复合负极材料的热碳还原法制备及电化学性能研究2152火灾逃生过程的模拟与讨论———以吉林禽业火灾为例6178忆阻器及其阻变机理研究进展261992半导体温差发电过程的模型分析与数值仿真211221Si(110)和Si(111)衬底上制备InGaN/GaN蓝光发光二极管6112续流二极管续流瞬态反向恢复电压尖峰机理研究9546基于压缩感知超分辨鬼成像11833

通过对以上表格中的数据分析可以得出引用和下载量最高的10篇文章，这10篇文章题目见第2部分。笔者借鉴科尔兄弟在《科学界的社会分层》中使用的社会学分析方法，尝试对《物理学报》2014年共24期刊物中10篇“极好”的论文进行分析。笔者选中这10篇引证率最高的文章，再将这10篇论文所引证的文章整理出来，统计得出这10篇文章一共引用了321篇其他论文；再分别对10篇论文引用的321篇论文发表的期刊及期刊的影响因子进行分析，考察这321篇文章发表的期刊等级及其所占比重，并通过系列分析得出结论。为避免不同统计方法对期刊影响因子的判断存在偏差，笔者统一采用美国ACCDON公司旗下的LetPub对期刊影响因子进行分析。在这里，笔者近似地将期刊影响因子当作判断期刊质量的标准，并且认为期刊质量约等于作者在其研究领域内的影响力。之所以这样是因为，在中国，能在影响力很大的期刊上发表文章的一般都是科学精英。通常，作者在引证文章时倾向于关注文章下载量、作者知名度及期刊影响力，将期刊知名度与在此期刊上发表文章的作者的知名度相关联。在此，笔者将研究的问题转变成了以下问题：在中国，精英科学家所引用的文章大部分是否都发表在了影响因子较大(知名度高)的期刊上？对此，笔者通过一系列分析并得出了结论。

四、 总结

经过分析可知，在这321篇被引用的文章中，发表在ReviewsofModernPhysics(Rev.Mod.Phys)、PhysicalReviewLetters(Phys.Rev.Lett)、Nature和Science这种顶级期刊上的文章一共155篇。这种顶级期刊影响因子大，发表难度大，发表文章质量较高。发表在PhysicalReviewA(Phys.Rev.A)、Opt.Express等这种中等以上核心期刊上的文章一共147篇，这种期刊影响因子次于顶级期刊，但影响因子较大，发表难度也较大，发表文章质量也相对较高。发表在中国核心期刊上的文章一共18篇，此类期刊未被SCI收录，影响因子较小，发表较容易，文章质量一般。经过统计得出，发表在顶级期刊和被SCI收录的核心期刊上的文章一共300篇左右，所占比例约为94%，仅有19篇文章(所占比例6%)来自于影响因子不是很大的期刊，见表2、图1。

表2 321篇文章发表在不同等级期刊所占的比例

图1 321篇文章发表的不同等级期刊所占的比例

通过以上分析可得出结论，引证的文章中有300篇(93.5%)主要集中发表在比较著名的刊物上，剩下21篇发表在一般的期刊上;优秀的文章倾向于引证那些发在影响因子大的期刊上，质量高的文章更倾向于引用其他高质量文章;精英科学家受到有影响力期刊的影响远远大于普通期刊，精英科学家也更倾向于引用高质量文章以及发表在影响因子大的期刊上的文章。在中国，文章是否发表在有影响力的期刊上基本可以作为评价文章质量高低的标准，各种名誉和职称授予是由所发文章的质量和数量决定的，对文章质量的判定基本上是由文章所发的期刊等级和文章的引用量决定的。如，长江学者、特聘教授的选拔和授予都会把是否在有影响力的期刊上发表过文章作为一个很重要的判断标准。科尔兄弟通过调查得出，美国物理学界精英科学家大约20%的人作出了80%的贡献。笔者以《物理学报》为例对中国物理学界进行调查后发现，中国物理学界精英科学家大约10%的人作出了90%贡献，剩下的90%的人作出了10%贡献，精英科学家对其他精英科学家的依赖程度远远高于美国科学界。

既然在中国科学界10%的人作出了90%的贡献，90%人仅作出了10%的贡献，这是否意味着可以减少中国科学界中低层科技人员的数量？研究机构人员的减少是否会影响科学的发展和进步？对此，库恩(Kuhn)认为，在常规科学时期，科学工作是求解当前知识领域留给我们的谜题，常规科学就是解谜。在他看来，科学发展的绝大部分属于常规科学，常规科学有利于拓展研究的深度和广度。虽然大部分科学工作者只是进行常规的研究工作，但知识的积累是量变和质变交互的过程，这个过程需要众多的科技人员参与其中。在常规科学时期，需要众多科技工作者累积性的工作，并无太多创新性。库恩也指出，“我们讨论的常规研究的问题，其最引人注目的特点，或许其目的不在于产生概念或现象的多么大的新颖性”[7]。因此，不能减少中低层次科技人员数量，反而应该给予他们更多关注，“虽然中低层次科技人员很少做出卓越的成果，但通过跨层流动，中低层次的科研人员有可能进入精英群体”[8]。即使得出大部分科研成果仅依赖于少数精英科学家的结论，也不能妄自主张缩小中国科学研究的规模。由于各种原因，科研机构人数减少必定会影响中国科学的发展。

一是由于中国特殊的体制。就算在中国90%人做了10%的工作，也并不能在逻辑上得出缩减人数的必然结论。中国的职称体制使得大量质量一般的文章得以发表，导致分母增大，即使是精英科学家也是从发表质量一般的文章开始学术研究的。同时，即使大量的人做了少部分工作，也不能就此否认他们的工作对精英科学家取得的重大突破及其所作贡献所起到的作用。

二是由于中国特殊的行政教学。在中国，每个科学研究机构都有非常复杂的人际问题需要处理，行政管理岗需要大量人才，在行政管理和教学工作上作出突出贡献的亦可成为精英科学家，而不能只将研究成果作为判断贡献的唯一标准。

三是归因于无形学院的作用。正如拉图尔(Bruno Latour)所认同的，科学家们平时的交流对科学的发展进步起到了重要作用，普通科学家与精英科学家的交流甚至提问都可能会促进精英科学家改进自己的理论，促进重大发现的产生。精英科学家的灵感往往来源于学生的帮助，或者在学生提问的过程中其灵感被激发进而引起他们的思考。

科学界是一个高度分层的社会建制，但在不同的社会文化环境下，科学共同体社会分层的模式和轮廓并不相同，奥尔特加假说和科尔兄弟的分析并不完全适用于我国。通过数据分析可以得出，在中国科学界，10%的精英科学家对科学的发展和进步作出了90%的贡献，90%的科学家作出了10%的贡献。相较于美国科学界，中国科学的发展更加依赖于极少数精英科学家。大多数科学研究者对科学的发展没有作出太大贡献，这意味着中国科学界社会分层并不平衡。这和中国科学界的权力和资源集中在极少数人手中不无关系，论资排辈现象在科学研究中比较明显。在中国，虽然少数精英科学家对科学发展进步作出了巨大贡献，但不能因此而否认那些中低层科研工作者在中国科学发展中的推动作用。中国特殊的评价体系和社会制度使得我国科学界的社会分层和不同层级科研人员的层级变动更加困难。因此，对该问题的研究不能仅从社会学视角对科学共同体进行分析，还应从科学家的心理因素、自我职业选择、社会选择、国家政策导向和互动因素等方面进行综合考察。这也将成为我国社会学家继续研究科学共同体努力的方向。