世界顶尖科学家获奖年龄与授奖时滞的周期演变特征——以诺贝尔奖得主为例*

胡泽文，屈 静，周西姬

0 引言

世界人才竞争首先是人才培养的竞争。我国人才队伍虽然总量居于世界第一，依然迫切需要面向世界汇聚一流人才。2022年4月出台的《国家“十四五”期间人才发展规划》强调加快建设世界重要人才中心和创新高地，打造大批一流科技领军人才和创新团队。2022年5月，习近平总书记在《加快建设科技强国，实现高水平科技自立自强》中强调面向世界科技前沿和国家重大需求，深入实施科教兴国战略和人才强国战略，激发各类人才创新活力，建设全球人才高地。我们应坚信我国能够培养出大师级人才和世界级的顶尖科学家。213位历届诺贝尔物理学奖得主中，有5位科学家出生于中国，他们通过学术交流、学术报告和回国贡献等方式推动中国物理学领域的快速发展。中国近20年在生理学或医学领域获得突飞猛进的发展，中国科学家屠呦呦于2015年首次获得诺贝尔生理学或医学奖。

诺贝尔科学奖是国际科学技术领域的最高奖项，是对所属学科领域顶级科学家最高科技成就的认可和奖励。诺贝尔奖候选人和得主是全球各国竞相争夺的国际顶尖人才资源，是科技强国的核心资源。为推进我国科研事业快速发展，加快建设世界重要人才中心和创新高地，中国科技人才队伍需积极参与以诺贝尔奖为代表的国际大奖评选，全面了解世界级人才的评价标准和成长规律，展现中国科研创新成就。一方面，全面把握诺贝尔奖得主的评价标准、成长规律、获奖年龄与授奖时滞等特征和规律能够为全球顶尖科学家的自主培养路径、机制和措施提供借鉴；另一方面，诺贝尔奖得主获奖年龄与授奖时滞的全面透视，能够为制定全球顶尖科技人才培养计划和时间投入提供参考。为实现快速建立世界重要人才中心和创新高地的目标，需要综合衡量全球顶尖人才成长的年龄和授奖时滞，从而平衡科技领军人才自主培养与人才全球引进之间的尺度。例如，获奖年龄大且授奖时滞高的诺贝尔奖级世界顶尖科技人才队伍建设，需要增强全球招聘与引培结合环节。

为全面掌握不同学科领域顶尖科学家的获奖阶段、年龄和授奖时滞的周期演变特征。同时考虑到物理学和化学同属于自然科学，本文以自然科学-物理学、生命科学-生理学或医学和社会科学-经济学领域的经济学奖得主为研究对象，全面计量分析了诺贝尔物理学、生理学或医学、经济学奖得主在五个不同历史阶段的学历背景、获奖年龄和授奖时滞及周期演变特征。从而回答了国际顶尖科学家在什么学历背景下取得重大科学发现，经历了多长时间周期的实践检验，在什么年龄阶段获得诺贝尔奖，以及诺贝尔奖授奖时滞达到多长周期的问题。

1 研究综述

诺贝尔奖最初设立5个奖项，分别是物理学奖、化学奖、生理学或医学奖、文学奖、和平奖。诺贝尔奖首次颁发在1901 年12 月10 日，1968 年增设经济学奖，并于1969 年第一次颁奖。Zuckerman从学术角度分析诺贝尔奖获奖者的人生经历和科研经历[1]。Bjørk 计量分析物理学、经济学和化学等学科诺贝尔奖得主取得诺贝尔奖获奖成果的平均年龄[2]。Chan 等检验物理学、化学和生理学领域诺贝尔奖得主的获奖年龄及其与获奖者寿命之间的关系[3]。总体看，国内外学者主要从两大维度——诺贝尔奖及其获奖者基本特征和时空属性展开研究。诺贝尔奖及其获奖者基本特征的计量分析主要聚焦两大主题：一是获奖者基本特征的计量分析，涵盖诺贝尔奖获得者的年龄分析[4-5]、学术经历[6-7]、跨学科特征[8]、科研创新[9]、获奖者群体的分布与合作[10]、跨学科师承效应分析[11]、专利特征计量[12]、获奖前后获奖者的学术影响力变化以及科研创造力变化[13-14]、跨国迁移及世界科学活动中心转移现象研究[15]。二是诺贝尔奖获得者的国家(地区)和机构特征分析。诺贝尔奖已成为反映国家科技水平的重要指标，通过计量分析诺贝尔奖获得者不同时间周期所在的国家(地区)分布[16]，可以体现出一个国家的科研环境及汇聚全球顶级科学家的能力。例如，通过计量分析诺贝尔奖四大高产国美、英、法、德每年获奖情况的数量变化，发现美国作为世界科技中心的地位正在逐渐减弱，获得诺贝尔奖的其他国家数量正在增多，在亚洲，日本暂居领先地位，中国也突破诺贝尔奖数量为零的状况。

此外，诺贝尔奖及其获奖者的时空属性研究能揭示诺贝尔奖及其获奖者的时代发展规律。诺贝尔奖的时空属性分析主要涵盖诺贝尔奖时间属性和空间属性分析。一是诺贝尔奖时间属性研究，涉及获奖者的获奖时间、最早赢得获奖的成果时间、获奖者获得最高学位的时间。结合3个重要时间节点，可以分析诺贝尔奖获奖时间的时滞现象[17]、获奖者的年龄特征变化趋势等[4]。二是诺贝尔奖空间属性研究，通过计量分析获奖者的出生地分布、最高学位获得所在地分布、获奖时所在地分布情况，可以发现诺贝尔奖获得者的人才流动方向和规律，揭示不同国家的人才吸引力度。同时结合获奖者机构(如获得最高学位的机构、获奖时所在机构等)的所在地分布情况[6，18-19]，可以得出各个国家科研水平的发展过程。三是诺贝尔奖的领域分布属性研究，主要通过学科标准对每年诺贝尔奖成果的领域分布进行划分和分析，可以发现学科研究的重点变化趋势[9，20]。文献调研发现，一些综述类文献对百年来各个颁奖学科进行统计分析[21-23]，为诺贝尔奖基本特征和时空属性的量化分析奠定了一定的理论基础。

综上所述，目前学者主要从个体视角计量分析诺贝尔奖获奖者年龄、学术经历、跨学科师承效应、科研产出、国家和机构分布等基本特征。而从时间视角和空间视角对诺贝尔奖获奖者年龄和授奖时滞周期演变特征、科研成果影响力周期变化、诺贝尔奖得主跨国跨区域人才流动规律等方面的量化研究不够系统全面。时间视角方面的研究未对诺贝尔奖整体历史周期和诺贝尔奖得主年龄阶段进行系统划分，空间视角的研究主要基于统计分析，尚未通过可视化的形式展示出诺贝尔奖得主的跨国跨区域流动情况。

2 数据与方法

2.1 数据

文章主要使用1901—2019年诺贝尔科学奖得主的获奖时间、获奖年龄、学历背景和获奖机构等数据对获奖者的年龄和授奖时滞分布进行统计分析。数据来源包括：一类数据来源于诺贝尔官网(https：//www.nobelprize.org)，这一部分数据是原始数据和基础数据，可以保证准确性，本文直接进行引用。二类数据则通过深入调查诺贝尔奖记录成册的已发行出版物[24-31]、各类诺贝尔奖获奖者的人物传记、年鉴、百科全书、百度百科等，经过反复阅读、比对，保证数据准确性。各学科领域诺贝尔奖颁奖次数、获奖者人数及共享获奖情况如表1所示。1901-2019年间诺贝尔奖已颁发119届，共颁发597次，总获奖人数923人，其中“和平奖”获奖组织未统计在内。从表1看出，诺贝尔生理学或医学奖的获奖人数学科占比最高，为23.7%，其次为物理学奖。此外，从单项诺贝尔奖的获奖人数看，文学奖通常是1人独享，2-3人共享文学奖的比例为3.6%。而诺贝尔物理学奖、化学奖、生理学或医学奖、和平奖和经济学奖的多人共享奖项比例高，2-3人共享诺贝尔奖数量占比处于43.2%～64.5%，其中最高为生理学或医学奖的64.5%，最低为化学奖的43.2%。

表1 总体获奖情况分布

2.2 方法

(1)诺贝尔奖得主授奖时滞测度。授奖时滞是指诺贝尔奖得主最早做出相关科研成果的时间和获奖时间之间的时间差现象，也可定义为诺贝尔奖授奖周期或诺贝尔奖获奖成果的“检验期”。授奖时滞产生的根本原因是获奖成果的学术水平需要经过时间和科学发展周期的检验。授奖时滞测度涉及到3个基础数据：诺贝尔奖得主获奖时的年龄、最早产出获奖成果的年龄和获奖者获得最高学位的年龄。3个学科95%以上的诺贝尔奖得主学位为博士学位。诺贝尔奖得主获奖时的年龄主要来源于诺贝尔奖官方网站，而诺贝尔奖得主最早产出获奖成果的年龄和获得最高学位的年龄数据源自诺贝尔奖官方网站和学术数据库，以及对诺贝尔奖相关学术出版物、人物传记和年鉴等文献资料的深入研究和统计。在处理数据的过程中，如果获奖者只有一项重要科研成果，即认定这一科研成果产生的时间；如果获奖者有多项重要科研成果，则不论第几项是获奖原因，都认定第一项科研成果产出的时间；如果认定的科研成果产出有一定的时间跨度，则认定这个时间跨度的最后一年为成果产生时间；如果获奖时间模糊，则认定中值时间。

(2)诺贝尔奖历史周期阶段划分。1901-2019年期间，诺贝尔奖获奖人数最多的为生理学或医学奖得主，共219人，其次是物理学奖得主213人。经济学奖设立时间较晚，1969年开始，共颁发51次，有84人获奖。为更全面地展示获奖者年龄和授奖时滞的周期演化特征，将诺贝尔奖历史周期(1901-2019)划分为6 个时间段，时间跨度为20 年，1901-1920 年为第Ⅰ段，1921-1940 年为第Ⅱ段，以此类推，2001-2019 为第Ⅵ段。经济学奖只涉及第Ⅳ段、第Ⅴ段和第Ⅵ段3个时间段。本文全面统计分析并展示了诺贝尔奖6个历史周期中的获奖者年龄分布及其周期变化趋势，获奖者授奖时滞的周期演变特征。

3 结果分析

3.1 诺贝尔奖得主的年龄分布

诺贝尔生理学或医学奖、物理学奖和经济学奖得主在各时期阶段的年龄分布情况如图1-3所示。此外，3个学科诺贝尔奖得主在各时期阶段的平均年龄分布如表2所示。

表2 3个学科诺贝尔奖得主在各时段的平均年龄

图1 诺贝尔生理学或医学奖得主在各时段的年龄分布

图2 诺贝尔物理学奖得主在各时段的年龄分布

图3 诺贝尔经济学奖得主在各时段的年龄分布

(1)诺贝尔奖得主年龄的集中离散分布。从整体分布看，诺贝尔奖得主年龄分布呈现典型的集中-离散分布态势。在生理学或医学奖中，年龄集中于46～65岁，该年龄段获奖人员数量达136人，占该学科62%，其中46～55岁获奖人数共70人，占比32%；61～65岁获奖人数共40人，占比18%。在物理学奖中，诺贝尔奖得主的年龄集中于 41～60 岁，达 108 人，占该学科51%，其中46～50岁获奖人数最多，有31 人，占比15%。在经济学奖中，年龄集中于61～70岁，达38人，占该学科45%，其中61～65岁获奖人数最多，共21人，占比25%。3个学科诺贝尔奖得主的年龄分布数据表明物理学领域诺贝尔奖得主的年龄分布偏年轻化，而诺贝尔经济学奖得主的年龄分布偏中老年。基于官方数据，发现3个学科诺贝尔奖项最年轻和最年长的获奖者：生理学或医学奖中最年轻的获奖者获奖时间是1923年，获奖时32岁，最年长的获奖者获奖时间是1966 年，获奖时87岁；物理学奖中最年轻的获奖者获奖时间是1915 年，获奖时25 岁，最年长的获奖者获奖时间是2018年，获奖时96岁；经济学奖中最年轻的获奖者获奖时间是2019 年，获奖时46岁，最年长的获奖者获奖时间是2007年，获奖时90岁。通过以上数据可知最年轻获奖者获奖时间都相对靠前，相反最年长的获奖者获奖时间都相对靠后。然而经济学奖相反，最年轻的获奖者获奖时间比较靠后，而最年长的获奖者获奖时间相对靠前。

(2)获奖年龄偏老龄化的正态或偏正态分布。生理学或医学、物理学、经济学领域诺贝尔奖得主的年龄分布呈现出典型的正态或偏正态分布形态，46～70岁的中老年诺贝尔奖得主比例较高，占比分别达到73%、56%和69%。然而偏年轻和偏老年的诺贝尔奖得主比例较低。3个学科领域中，诺贝尔物理学奖得主的年龄偏年轻化，平均年龄56.1岁，出现30岁以下的年轻获奖者，其中25～45岁获奖者数量达54位，占比25%。而经济学领域诺贝尔奖得主的年龄偏老年化，平均年龄为65.3 岁，其中31～45 岁的获奖者仅2 位，占比仅2%，71-90岁的获奖者数量为24位，占比29%。生理学或医学领域诺贝尔奖得主的平均年龄仅次于物理学领域，为58.5岁，然而31～45 岁获奖者数量相对较少，为26位，占比12%。从诺贝尔奖得主的年龄分布趋势可以看出，随着时代的发展，诺贝尔奖获奖的难度越来越高，诺贝尔奖得主的获奖年龄也越来越趋于老年化。如表2 所示，1901-1920年的第I阶段，发展到2001-2019年的第VI阶段，诺贝尔奖得主年龄偏年轻化的物理学领域，各周期阶段平均年龄从第I阶段的平均年龄49.7岁快速增长到第VI阶段的67.1岁，生理学或医学领域诺贝尔奖得主平均年龄从第II 阶段53.5 岁增长到第 VI 阶段 65.2 岁。而经济学领域诺贝尔奖得主平均年龄在不同时期阶段都保持在63～66.4岁的较高平均年龄。

3.2 诺贝尔奖得主的授奖时滞分析

图4-6分别展示1901-2019年诺贝尔生理学或医学奖得主、物理学奖得主，以及1969-2019年诺贝尔经济学奖得主的获奖年龄及授奖时滞年度变化趋势。图中4种颜色的线条分别代表诺贝尔奖得主的获奖年龄、最早获得成果的年龄、获得博士学位的年龄以及授奖时滞。

图4 诺贝尔生理学或医学奖得主获奖年龄及授奖时滞的年度变化趋势

图5 诺贝尔物理学奖得主获奖年龄及授奖时滞的年度变化趋势

图6 诺贝尔奖经济学得主获奖年龄及授奖时滞的年度变化趋势

(1)诺贝尔奖得主年龄及授奖时滞呈现波动上升趋势。总体来看，诺贝尔奖得主获奖年龄与授奖时滞等4 个特征数据的离散程度很高，个性化特征很强。其中3个学科获奖年龄和授奖时滞的标准偏差最高，获奖年龄标准偏差处于9.65～14.26，授奖时滞标准偏差处于10.11～12.84。而博士学位年龄的标准偏差比较低，处于3.59～4.94。授奖时滞最长超过50 年，平均值是23.66年，其中诺贝尔生理学或医学奖的平均授奖时滞是19.58 年，物理学奖平均授奖时滞是20.33 年，而经济学奖的平均授奖时滞高达31.06年。从图4-6所示3个学科诺贝尔奖得主4 项特征数据的年度变化趋势线，可以明显看出，诺贝尔生理学或医学奖、物理学奖得主获奖时的年龄和授奖时滞随时代发展呈现波动上升趋势，而最早获得成果的年龄和博士学位获得年龄的年度变化幅度较小，但也呈现微弱的上升趋势。诺贝尔经济学奖得主4项特征数据的年度变化趋势不是很明显。

通过对每个学科诺贝尔奖得主的获奖年龄和授奖时滞特征的增长趋势进行简单回归分析，发现诺贝尔生理学或医学奖、物理学奖和经济学奖得主的获奖年龄分别以13.6岁/百年、22.7岁/百年、7.5 岁/百年的速度增长，授奖时滞分别以10.6岁/百年、17.5岁/百年、12.1岁/百年的速度延迟。为保持3个学科奖项时间周期的一致性，选取3个学科奖项在80年代及之后，即第Ⅳ段、第Ⅴ段和第Ⅵ段的获奖年龄和授奖时滞周期变化数据进行对比分析，发现诺贝尔生理学或医学奖、物理学奖和经济学奖得主的获奖年龄增长速度分别变成9.6岁/百年、15.8岁/百年、1.7岁/百年，授奖时滞的延迟速度分别变为5.2岁/百年、15.8岁/百年、3.5岁/百年。由此可以得出，诺贝尔物理学奖得主的获奖年龄和授奖时滞随时代发展的增长速度一直是最高的，即使在80年代后的很长历史时期内仍然如此，说明比起其他两个奖项，诺贝尔物理学奖的获奖难度越来越高，获奖成果的检验和受到广泛认可的周期也变得更长。与之相对的是诺贝尔经济学奖，不论是从总体趋势上对比，还是从80 年代后的趋势相比，诺贝尔经济学奖得主的获奖年龄与授奖时滞都是最低的，尤其80年代后获奖年龄和授奖时滞的增长速度分别降为1.7岁/百年和3.5岁/百年，说明经济学奖的获奖者年龄模式越来越稳定，获奖成果的检验周期极短，一旦获得诺奖级初创成果，很快就可以获得诺贝尔奖。

图4-6揭示出一个有趣的科学现象，即3个学科几乎所有诺贝尔奖得主最早获得诺贝尔奖初创成果的年龄都在博士毕业之后。生理学或医学、物理学领域博士毕业之后获初创成果的比例分别高达97%和91%。其中生理学或医学领域博士毕业之后经历平均17.2年的科研生涯才有机会获得诺贝尔奖初创成果；而物理学领域博士毕业之后经历14.5年才有机会获得诺贝尔奖初创成果。此外，诺贝尔奖得主获奖时的年龄都在最早获得诺贝尔奖初创成果之后，即授奖时滞为正值的比例高达100%。

(2)诺贝尔奖得主授奖时滞的典型案例分析。从图4-6看出诺贝尔奖得主各项特征数据的离散程度很高，虽然在获奖年龄和授奖时滞等特征方面表现出随时代周期变化的共性特征，然而也呈现出诺贝尔奖得主明显的个性特征。因此选取授奖时滞离散度极高的获奖者进行个例分析，一定程度上能够反映诺贝尔奖得主的个性化特征。其中，生理学或医学领域中授奖时滞最高的获奖者是2012 年诺贝尔奖得主：英国科学家Sir John Bertrand Gurdon 和日本医学教授Shinya Yamanaka，主要表彰他们在“体细胞编程技术”领域作出的革命性贡献。此项获奖成果的授奖时滞达到50年，Sir John Bertrand Gurdon早在1962年就通过实验发现，一个普通的上皮细胞核能让卵细胞发育成一个成熟个体，这是后来被广为所知的“克隆技术”第一次实验。该实验首次证实了分化细胞的基因组是可以逆转变化的，具有划时代的意义，然而颁奖时间距1962年该次实验间隔50年。

在物理学领域中，1986年诺贝尔物理学奖得主Ernst Ruska因“研制扫描隧道显微镜”获奖。Ernst Ruska最早于1928年在高速电子束聚焦与瞄准问题上取得相关初步成果。然而这项初创成果距他获奖的年份整整间隔了58年，即授奖时滞为58年。Ernst Ruska授奖时滞较长的主要原因在于1932年他研制的第一台电子显微镜经历很长周期才得到广泛认可。1986年诺贝尔物理学奖得主瑞士物理学家Heinrich Rohrer 和德国物理学家Gerd Binnig因研制第一台扫描隧道显微镜而获奖，而这台扫描隧道显微镜正是Ernst Ruska研制的电子显微镜的发展，扫描隧道显微镜的研制成功对学术界造成了巨大的轰动，同时被迅速用于各个领域中。正是因为扫描隧道显微镜研制成功才验证了Ernst Ruska早期研究成果的重要性，从而促成Ernst Ruska 于1986年获得诺贝尔奖。

在经济学领域中，授奖时滞最高为1991年诺贝尔经济学奖得主Ronald Harry Coase 的54年，促使Ronald Harry Coase获得诺贝尔奖的重要成果是“交易成本”概念和“科斯定律”。其中，“交易成本”概念最早提出时间为1937年发表在《经济学杂志》上的《企业的性质》，遗憾的是这一研究成果被学术界冷落了三四十年才被经济学家所重视。

(3)授奖时滞产生原因浅析。从授奖时滞较高的诺贝尔奖得主个例分析可以看出，授奖时滞产生的原因大致可以分为两方面：一是研究成果出版后一直不被学术界所认可，很长周期后才开始受到广泛关注和认可，属于典型的科技文献“睡美人”现象；二是创造的创新型科研成果虽然短期未被认可，然而后继者建立在原有研究成果技术之上的新型科研成果在学术界或世界范围内产生了重大影响。1991年诺贝尔经济学奖获得者Ronald Harry Coase 的授奖时滞属于第一类原因，他提出的“交易成本”概念被学术界冷落多年后才受到广泛认可；1986年诺贝尔生理学或医学奖得主Sir John Bertrand Gurdon和1986年诺贝尔物理学奖得主Ernst Ruska属于第二类原因。例如，Ernst Ruska 1932年发明的电子显微镜是1986年3位科学家诺贝尔奖获奖成果“扫描隧道显微镜”的基础技术，该基础技术因新型扫描隧道显微镜的广泛应用和获得诺贝尔奖而受到广泛关注和认可。

4 启示

(1)加强博士和博士后阶段的青年科技人才培养。博士阶段是科研创造的黄金时期，也是培育诺贝尔奖得主的必经阶段。3个学科几乎所有诺贝尔奖得主最早获得诺贝尔奖初创成果的年龄都在博士毕业之后。因此在博士和博士后培养阶段，应加大资源投入和监管力度。通过宽进严出的博士和博士后人才选拔，能够把科研创造性较强的人才选拔进来，同时通过严格的培养过程监管、高强度的项目资助和高标准的毕业质量评估，培养出创新能力强、成果质量高的优秀青年科技人才。

(2)加大国际高端科技人才的引培力度。诺贝尔奖获奖难度越来越高，诺贝尔奖得主获奖年龄和授奖时滞随时代发展呈现显著增长趋势。3个学科诺贝尔奖得主各周期阶段的平均年龄从第I阶段的55.4 岁快速增长到第VI 阶段的66.2 岁。同时3个学科获奖成果的检验周期非常长，平均授奖时滞最低为19.58年，最高达31.06年。因此，通过本土化培养国际高端科技人才的培育周期较长。世界重要人才中心和创新高地的建设不仅需要培育本土化的一流科技领军人才和创新团队，同时由于国际顶尖科技人才培育周期的长期性和高难度，需要加强国际顶尖科技人才的引进与培养力度。例如清华大学除了加强人才队伍的自主培育之外，不断提升国际高端科技人才的引进力度，引进诺贝尔物理学奖获得者杨振宁院士、国际著名数学大师林家翘院士、“图灵奖”获得者姚期智院士等国际顶尖科学家来校任教，从而带动教师队伍整体科研教学水平的显著提升。