世界科学活动中心转移与科学家跨国迁移——以诺贝尔物理学奖获得者为例

孙玉涛 国容毓

1954年，贝尔纳首次阐述“世界科学活动中心”及转移问题。1962年，受贝尔纳的启发，汤浅光朝（Mintomo Yuasa）将一国科学成果占同时期世界科学成果的 25%以上定义为“世界科学活动中心”，揭示了1501—1950年世界科学活动中心转移的现象，即“汤浅现象”。1974年，赵红州根据《复旦大学学报》所载“自然科学大事记”对世界科学活动中心转移现象进行了研究，独立发现了“汤浅现象”，所以这一现象亦称为“红州现象”。

不同学者独立发现的“汤浅现象”严重依赖历史数据样本。例如，姜春林等利用利萨·罗斯纳编著的科学年表对科学中心转移现象进行测度，结果并不强支撑科学活动中心转移现象。石国进和龚耘认为“汤浅现象”有其无法摆脱的困境，所揭示的科学中心转移规律其实就是基于科学发展外史的“社会条件”转移现象，需要用历史视野、他者论题佐证、科学年表实证等多维度解读其内涵。Ben-David通过对比各世界科学活动中心国家系统之间的差异，系统地阐述了18世纪下半叶以来世界科学活动中心的转移规律及机制。

“汤浅现象”尚未得到世界科学活动中心转移的实践验证。“汤浅现象”显示一国作为世界科学活动中心的科学兴隆期平均为80年，认为美国自1920年成为世界科学活动中心，并将于2000年终止科学兴隆期。然而，美国目前仍然是世界科学活动中心，并且未来很长一段时期内美国世界科学活动中心地位都不会被撼动。那么，是“汤浅现象”已经消失？还是“汤浅现象”自身存疑？

应该看到，现有研究主要采用科学研究成果指标表征世界科学活动中心，即使假设这些科学研究成果水平无差异，这也在很大程度上忽略了科学研究成果背后科学家的因素。第一，20世纪特别是其中叶以来，日益深化的全球化和国际合作已经模糊了科学研究成果的国家边界，依据科学研究成果判定世界科学活动中心的做法逐渐不合时宜。第二，“科学无国界，但是科学家有祖国”。随着互联网技术的普及，科学研究成果越来越容易在世界范围内快速分享，但这些成果深深地烙下了科学家母国的印记。第三，在全球化背景下，科学家的跨国迁移日益频繁。例如，移民在美国诺贝尔奖获得者中的比例日益增加，已经成为不可小觑的部分。

综上，笔者认为，运用科学家而不是科学研究成果衡量世界科学活动中心更适合全球化背景下的世界科学格局；美国之所以能够长期占据世界科学活动中心位置是因为科学家跨国迁移。为此，本文运用诺贝尔物理学奖获得者数量作为世界科学活动中心的衡量指标，通过1901—2011年诺贝尔物理学奖获得者信息的统计和分析，既验证科学家衡量世界科学活动中心的合理性，又验证以科学家跨国迁移在美国世界科学活动中心兴隆期的作用。

1 研究方法与数据

1.1 科学家跨国迁移网络构建

本文以诺贝尔奖获得者作为科学家的代表，研究世界科学活动中心转移问题。诺贝尔奖获得者是科学家中的杰出代表，与科学研究成果相比，诺贝尔奖获得者的差异性更小。诺贝尔自然科学奖作为自然科学界的最高奖项是一国科学实力的重要指标，其中物理学不仅是其他自然科学的基础，也是诺贝尔奖最初设立的奖项。为此，诺贝尔物理学奖获得者用于研究世界科学活动中心转移问题具有一定的合理性和科学性。

与科学研究成果相比，运用科学家表征世界科学活动中心需要充分考虑科学家的跨国迁移问题。科学家是具有主观能动性的科学研究主体，其中诺贝尔奖获得者是科学家群体金字塔的顶端，其跨国迁移活动非常频繁，这在一定程度上造成了诺贝尔奖获得者所属国别判定的争议。为了研究方便，本文将获奖者的迁移历程划分为“出生国”“大学本科学习国”“最高学位获得国”“获奖成果取得国”“获奖时工作国”和“获奖后工作国”。获奖者的跨国迁移建立了这些国家之间的学术联系，形成了获奖者跨国迁移网络。从个人的角度而言，有些获奖者可能从一而终都在一个国家，并没有发生迁移，而有些获奖者可能经历了好几个国家。从诺贝尔奖获得者的群体而言，获奖者的迁移形成各国在网络中的不同角色和位置，有些国家主要是出生国，而另外一些国家更多地是“获奖成果取得国”和“获奖时工作国”；有些国家在网络中处于中心位置，而另外一些国家在网络中处于边缘位置。

1.2 国家网络位置测量

本文以诺贝尔物理学奖获得者跨国迁移信息为基础，构建跨国迁移矩阵，继而运用社会网络分析方法（UCINET 6.0）进行分析。以诺贝尔物理学奖获得者跨国迁移所涉及的国家作为网络节点，以诺贝尔奖获得者出生为起点，获奖后工作国作为终点，以获奖者在国家间的流动作为连接，根据获奖者跨国迁移方向指示网络流向，构建跨国迁移有向网络。本文采用度数中心度测量节点在网络图中的中心位置。在有向网络图中，每个点的度数中心度可分为入度中心度和出度中心度，分别代表迁入或者迁出该节点的关系数，即若一个国家的入度较高，则获奖者流入较多，出度较高，则获奖者流失严重；图的度数中心势则用于衡量网络图向度数中心度最高的“核心点”的集中程度。

1.3 实证数据获取

本文从诺贝尔奖获得者的诺贝尔奖官方网站（http://www.nobelprize.org/）获取获奖者的简历和详细生平信息，同时运用维基百科（https://www.wikipedia.org/）、人物传记等可获取资料对缺漏数据进行补充，具体信息包括获奖者姓名、性别、出生、本科毕业、最高学历获得、取得获奖成果、获得诺贝尔奖、获奖后第一次职业变动的国家和年份等相关信息。在数据收集和整理过程中，第一，由于历史原因，部分国家的边界在1901—2011年间有所变动，本文根据重大历史事件划分时段并确定边界；第二，若在同一时间节点，获奖者在超过一个地点学习或工作，也均予以记录，不作区分。本文共收集并整理了1901—2011年间192位诺贝尔物理学奖获得者基于职业的跨国迁移信息。

为了对不同时期世界科学活动中心进行测度，同时观察各个阶段诺贝尔奖获得者的不同迁移特点，笔者对1901—2011年（不包括1916年、1931年、1934年、1940—1942年未颁奖年份）进行阶段划分，关键历史节点分别是第一次世界大战结束（1918年）、第二次世界大战结束（1945年）、冷战结束（1991年）、“9.11”恐怖袭击事件（2001年）。为此，将 1901—2011年分为 1901—1918年（17年），1919—1945年（22年），1946—1991年（46年），1992—2001年（10年），2002—2011年（10年），共5个阶段。

2 基于科学家的世界科学活动中心转移现象

2.1 诺贝尔奖迁移网络中的国家角色

与科学成果具有单一的国家属性不同，科学家的跨国迁移不仅形成了科学家自身的多国属性，同时也形成了国家在科学家跨国迁移网络中的不同角色。可以看出，首先，从科学家的角度而言，每一位科学家可能会有多个国家属性，仅仅用国籍进行衡量并不科学，最重要的是其工作和学习的地点。其次，各国在科学家跨国迁移网络中的角色存在显著的差异，其中英国和美国越接近获奖时段人数比例越高，而中国和俄罗斯越接近获奖时段人数越少。最后，各国诺贝尔物理学奖获得者人数和比例在获奖前的变化明显大于获奖后，说明获奖者在获奖前的迁移较为频繁，获奖后则趋于稳定。

2.2 获奖时工作国表征世界科学活动中心

目前，对于诺贝尔奖的国家归属问题，主要以两种方式对其进行衡量，一是诺贝尔奖获得者的国籍所在国，二是诺贝尔奖获得者获奖时工作国。从诺贝尔奖获得者迁移的视角，本文认为相比于获奖者国籍所在国，其对获奖时工作国的科学发展贡献更大，因此以诺贝尔物理学奖获得者获奖时间及其获奖时所在国家为基准，对世界科学活动中心进行测度，并定义在同一时期内，若一个国家新增的诺贝尔物理学奖获得者数量超过新增获奖总数的25%，即将该国视为该时期的世界科学活动中心。

以诺贝尔物理学奖获得者获奖时工作国为基准进行统计，1901—2011年间的192名诺贝尔物理学奖获得者中，美国、英国、德国分别以96人、25人和14人位列前三名。从美、英、德、法、俄、日6个主要获奖国可以看出，1901—1918年，德国和英国分别拥有6名获奖者，占该阶段的 27.27%，共同占据世界科学活动中心的地位；1919—1945年，美国超越英、德，以 29.63%的比例成为世界科学活动中心，此后成为唯一诺贝尔物理学奖的获奖比例超过25%的国家，持续独占世界科学活动中心地位。值得注意的是，1919—1945年、1946—1991年至 1992—2001年阶段，美国的获奖者比例一直处于大幅度增长态势，世界科学活动中心地位在不断增强，2002—2011年虽然出现下降趋势，但其仍以57%的获奖者比例处于绝对优势。与此同时，各国获奖比例呈现趋稳态势，以德国为代表的传统科学中心国家和以日本为代表的新兴科技国家获奖比例有所增长。以诺贝尔物理学奖获得者作为表征，对世界科学活动中心及其转移的测度结果显示，20世纪以来，世界科学活动中心仅在1918年发生过一次转移，转移次序是由德国、英国转移至美国。

2.3 获奖成果取得国表征世界科学活动中心

为了对获奖时工作国表征世界科学活动中心结果的科学性进行验证，同时考虑到现有研究主要运用科学成果表征世界科学活动中心。本文再以获奖者获奖成果取得国表征世界科学活动中心。

根据统计结果，世界科学活动中心的转移规律与以获奖者获奖时工作国基本保持一致。1901—2011年间192名获奖者中，美国、英国、德国仍然分别以 89人、26人和 13人位列前3名。从美、英、德、法、俄、日6个主要成果取得国的统计结果可以看出，1901—1918年，在德国取得获奖科学成果的获奖者占获奖者人数的 27.27%，德国成为该阶段唯一的世界科学活动中心；1919—1945年，各国比例均未超过25%，而在美国取得获奖成果的获奖者的比例迅速增长至 22.22%，与德国持平；在1946—1991年、1992—2001年和2002—2011年，美国分别以53.26%、75%和55.56%的比例持续独占世界科学活动中心的地位，可见1919—1945年是世界科学活动中心的重要转移期。由此，以诺贝尔物理学奖获奖者获奖成果取得国表征世界科学活动中心的转移时序是由德国至美国。可以看出，以获奖成果取得国为表征与以获奖时工作国为表征，统计所得的世界科学活动中心的转移规律与趋势基本一致，不同之处在于转移的时间点。1919—1945年，美国虽然获奖者获奖成果比例还没有超过25%，但是其已经吸引了超过25%的获奖者。

2.4 科学成果与科学家表征世界科学活动中心比较

按照“汤浅现象”所揭示的世界科学发展的不平衡性和跳跃性，在一定条件下，某些科学和经济发展比较落后的国家，可以在一个短暂的历史时期跳跃式地赶上或超过科技领先的国家，而成为世界科学活动中心。为了直观比较，将以往以研究成果为表征和以诺贝尔奖获得者为表征的世界科学活动中心转移时序图进行比较。可以看出，无论以研究成果还是以诺贝尔奖获得者为表征，在20世纪初期，世界科学活动中心均由德国转移至美国，此后再未出现转移。美国自20世纪初成为世界科学活动中心至今已近100年，远远超过80年的兴隆期，并且有继续保持的态势。

对于“汤浅现象”没有继续延续，可能存在两个方面的原因。一是，“汤浅现象”并不存在，即不存在世界科学活动中心转移的规律。然而，以赵红州为代表的科学计量学研究，为“汤浅现象”在一段时期内的正确性提供了重要的经验证据。可以认为，“汤浅现象”在20世纪之前基本成立。二是，“汤浅现象”的规律并非一成不变，会随着社会条件的变化进行调整。科学研究作为人的创造性活动，科学家人数的变化对科学中心转移具有重要影响，20世纪是人类史上人口流动速率最频繁的阶段，人才的国际流动也变得更加频繁。随着全球化的不断加速和知识经济的蓬勃发展，人才流动成为影响各国人才队伍的重要因素，学术人员跨国迁移已经逐渐成为各国深度参与科技全球化、全面实现科技追赶的重要途径，因此，在社会条件和环境不断变化的背景下，关注科学家的迁移特征对于探究“汤浅现象”的新规律具有重要意义。

3 世界科学活动中心的科学家跨国迁移

3.1 诺贝尔奖获得者跨国迁移的阶段特征

通过1901—2011年间诺贝尔奖获得者分阶段跨国迁移统计可以看出，在192名诺贝尔物理学奖获得者中，73人进行过跨国迁移，平均迁移比例38%。随时间推移，诺贝尔物理学奖获得者跨国迁移比例在不断增大，对于世界科学活动中心形成和转移的影响也在不断加大。

从获奖者角度来看，跨国迁移有两种情况：一种是获奖者永久离开母国，迁移至一个或多个国家进行学习和工作；另一种是获奖者在其科学生涯的某一阶段去其他国家学习或工作，并最终回到母国。无论获奖者最终是否回到母国，获奖者中高概率的迁移行为表明，迁移经历对获奖者科研能力和学术思想的形成有着至关重要的影响，并能促使其最终找到并选择适合自己的科研环境并有所成就。对于国家而言，由于获奖者群体中高比例的跨国迁移者，诺贝尔奖最终归属国很大可能并非获奖者母国或原籍国，获奖者流入国能够从迁移中获得更高的科学收益，反之，获奖者迁出国则会损失较多的科学人力资本。因此，获奖者的迁移方向影响迁入国和迁出国的科学实力。获奖者的迁移行为对于各国的科学发展和科学家自身成长都具有不容忽视的作用，而获奖者的高迁移概率也表明，大规模的人才迁移已经成为影响世界科学活动中心转移的重要因素。

3.2 诺贝尔奖获得者跨国迁移网络分析

为了深入分析诺贝尔物理学奖获得者跨国迁移网络结构及其演化、识别迁移网络中的关键节点，本文运用社会网络分析软件UCINET 6.0分阶段对迁移网络中各国家进行度数中心度计算，得出了各个阶段主要国家的入度中心度、出度中心度以及跨国迁移网络的度数中心势。

首先，诺贝尔奖获得者跨国迁移网络结构呈现“分散—集中—分散”的趋势。总体来看，跨国迁移网络的入度中心势和出度中心势的差距呈现先扩大后缩小的发展态势，并且入度中心势明显高于出度中心势，这表明诺贝尔奖获得者是从多数国家迁往少数国家。具体来说，诺贝尔物理学奖获得者迁移网络在1919年后才开始呈现中心集聚效应，并在2002年后再次呈现分散倾向。1919年以前，网络图的入度中心势（graph centralization=0.1811）较低，表明跨国迁移网络的集中程度较低，跨国迁移网络中不存在绝对中心点，跨国迁移在各国间较为均衡；在 1919年以后，网络图的入度中心势一直保持较高的水平，并在1946—1991年阶段达到最大值，诺贝尔奖获得者的跨国迁移方向在较大程度上向中心点集中。2002年以后，各国的出度中心度与入度中心度趋向平衡，各国间差距缩小，获奖者迁移有分散倾向。虽然美国的世界科学活动中心地位有所削弱，但是美国在诺贝尔奖获得者的迁移目的地中仍保持着不可动摇的优势地位。

其次，美国持续从获奖者的跨国迁移中获得科学收益。为了更直观地看出美国在1919年后的核心地位，绘制了1901—2011年间诺贝尔物理学奖获得者跨国迁移网络演化图，也就是说，美国在1919年成为同时成为世界科学活动中心和获奖者跨国迁移网络的中心点。1919年以后，美国的入度中心度一直远高于出度中心度，在1919—1945年阶段，美国的入度中心度（Indegree=0.8）甚至达到出度中心度（Outdegree=0.1）的8倍，表明美国的诺贝尔物理学获得者始终处于净增长状态。

3.3 美国作为世界科学活动中心解析

聚焦美国诺贝尔物理学奖获得者的迁移行为，可以看出，美国的诺贝尔物理学奖获得者中，有迁移行为的获奖者比例一直都比较高。如果剔除迁移的获奖者，只计算美国本土出生和学习工作的诺贝尔物理学奖获得者，1919—1945年美国非迁移获奖者占总获奖者比例降至19%，低于25%的标准，美国成为世界科学活动中心地位的时间将推迟至1946年，也就是第二次世界大战以后。可见，迁移获奖者对于美国世界科学活动中心形成的贡献，以及对于美国长期在科学领域占据领先地位至关重要的作用。

科学研究作为一种创造性活动，科学家的创造力会随着年龄的增长而变化，因此，一个国家的科学实力和科学地位与其所拥有的处于在最佳年龄区的科学家的数量息息相关。科学家群体的老化是导致很多国家失去世界科学活动中心地位的重要原因，而吸引年轻的杰出科学家迁入则是保持科学家群体年轻化的最直接途径。诺贝尔奖获得者基于求学和就职的迁移行为大多发生在其20岁左右，基于35名跨国迁入美国的诺贝尔物理学奖获得者分析显示，其中 34%在获得最高学位前迁移至美国，77%在取得获奖成果前迁入。可以说，美国科学水平的快速发展很大程度上得益于一个处于最佳创造期的跨国迁移获奖者群体。

同时，这些获奖者对于美国科研实力的影响并不仅限于其自身的科研成果。首先，美国作为诺贝尔奖获得者科学生涯关键节点迁移行为的主要目的地，在吸引诺贝尔奖获得者的同时，也吸引了大量未获得诺贝尔奖的杰出科学家的迁入，大批处于最佳年龄区、极富创造力的科学家的注入使美国的科学家群体长期保持年轻化、精英化，为推动美国的科学不断发展并保持优势地位做出了突出贡献。其次，科学活动的基础是人才和思想的流动和循环，而人才又是知识和思想的载体，学术人员跨国迁移将会形成跨国知识流动。大量诺贝尔奖获得者的迁入及回流不仅使美国的科学家队伍在数量上有所增益，更使得各国先进的科学思想得以在美国扎根并得以发展。同时，以跨国迁移者为连接，在美国与各国间形成跨国知识网络，使美国在国际科学共同体中占据有利地位，从而加速其知识获取和合作，形成良性循环。

4 结论与启示

提出运用科学家而不是科学成果衡量世界科学活动中心更合理，美国之所以能够长期占据世界科学活动中心的位置是因为科学家跨国迁移，并且运用1901—2011年诺贝尔物理学奖获得者的跨国迁移信息进行实证研究，探讨了科学家跨国迁移对于世界科学活动中心转移的影响，得出以下简要结论。

第一，以研究成果作为表征与以诺贝尔奖获得者作为表征的世界科学活动中心具有同步迁移现象，科学家跨国迁移方向决定世界科学活动中心转移方向。世界科学活动中心最后一次迁移发生在 1920年前后，由德国转移至美国，此后，美国长期占据世界科学活动中心地位，并且未出现转移的迹象。诺贝尔物理学奖获得者中跨国迁移者比例超过总数的1/3，并呈现逐阶段上升趋势。大量诺贝尔奖获得者出于科研或职业需要进行跨国迁移，导致诺贝尔奖的归属国并不一定是其母国，因此诺贝尔奖获得者跨国迁移方向在很大程度上决定了世界科学活动中心转移方向。

第二，美国是诺贝尔物理学奖获得者迁移网络的中心节点，若剔除跨国迁入获奖者，美国成为世界科学活动中心的时间将推后至1945年，大量优秀学者的跨国迁入是美国成为并长期占据世界科学活动中心的重要影响因素。现代科学的竞争根本上是人才和知识的竞争，杰出科学家的跨国迁移带动知识的跨国流动，其迁移方向决定知识的流向以及世界科学活动中心迁移方向，因此人才频繁的跨国迁移是塑造现代世界科学格局的主要因素。美国作为以诺贝尔奖获得者为代表的杰出科学家跨国迁移的主要目的国，不断由他国迁入的杰出科学家使其长期保持世界科学活动中心地位。

第三，诺贝尔物理学奖获得者的跨国迁移特征呈现阶段性变化，跨国迁移方向在2002年后出现分散趋势，未来世界科学活动可能呈现多中心的特征。诺贝尔物理学奖获得者大规模迁移主要发生在20世纪50年代以后，且其迁移方向主要是由其他国家迁入美国。在2002年后，多个国家的获奖者比例有所回升或提高，学术人员的迁移方向有分散的趋势，这是由于中国、日本等新兴国家的科学水平呈快速发展的态势，德国、英国等在二战中失去科学领先地位的国家也在逐渐回归，其对于杰出科学家的吸引力逐渐增大，为此，未来世界科学活动可能呈现多中心的现象。

“汤浅现象”研究预言，世界科学活动中心会在本世纪转移至中国。目前，这个预言尚没有成为现实，短期内也难以实现。美国作为世界科学活动中心的启示是需要留住并吸引全世界最优秀的人才，一方面，留住本土优秀人才，打造高水平的科学家群体；另一方面，拓宽国际交流渠道，搭建国际优秀人才学习和工作的平台，积极引进海外优秀人才。本文一定程度上拓展和丰富了目前关于世界科学活动中心和学术人员跨国迁移的研究，同时也存在一些不足之处，杰出科学家跨国迁移的行为受到多方面因素的影响，诺贝尔奖获得者跨国迁移背后的动力机制还有待进一步探究，相关的理论和经验研究仍需深化。〓