世界科學活動中心轉移與科學家跨國遷移
——以諾貝爾物理學獎獲得者為例

孫玉濤 國容毓

1954年，貝爾納首次闡述“世界科學活動中心”及轉移問題。1962年，受貝爾納的啟發，湯淺光朝（Mintomo Yuasa）將一國科學成果占同時期世界科學成果的 25%以上定義為“世界科學活動中心”，揭示了1501—1950年世界科學活動中心轉移的現象，即“湯淺現象”。1974年，趙紅州根據《復旦大學學報》所載“自然科學大事記”對世界科學活動中心轉移現象進行了研究，獨立發現了“湯淺現象”，所以這一現象亦稱為“紅州現象”。

不同學者獨立發現的“湯淺現象”嚴重依賴歷史數據樣本。例如，姜春林等利用利薩·羅斯納編著的科學年表對科學中心轉移現象進行測度，結果并不強支撐科學活動中心轉移現象。石國進和龔耘認為“湯淺現象”有其無法擺脫的困境，所揭示的科學中心轉移規律其實就是基于科學發展外史的“社會條件”轉移現象，需要用歷史視野、他者論題佐證、科學年表實證等多維度解讀其內涵。Ben-David通過對比各世界科學活動中心國家系統之間的差異，系統地闡述了18世紀下半葉以來世界科學活動中心的轉移規律及機制。

“湯淺現象”尚未得到世界科學活動中心轉移的實踐驗證。“湯淺現象”顯示一國作為世界科學活動中心的科學興隆期平均為80年，認為美國自1920年成為世界科學活動中心，并將于2000年終止科學興隆期。然而，美國目前仍然是世界科學活動中心，并且未來很長一段時期內美國世界科學活動中心地位都不會被撼動。那么，是“湯淺現象”已經消失？還是“湯淺現象”自身存疑？

應該看到，現有研究主要采用科學研究成果指標表征世界科學活動中心，即使假設這些科學研究成果水平無差異，這也在很大程度上忽略了科學研究成果背后科學家的因素。第一，20世紀特別是其中葉以來，日益深化的全球化和國際合作已經模糊了科學研究成果的國家邊界，依據科學研究成果判定世界科學活動中心的做法逐漸不合時宜。第二，“科學無國界，但是科學家有祖國”。隨著互聯網技術的普及，科學研究成果越來越容易在世界范圍內快速分享，但這些成果深深地烙下了科學家母國的印記。第三，在全球化背景下，科學家的跨國遷移日益頻繁。例如，移民在美國諾貝爾獎獲得者中的比例日益增加，已經成為不可小覷的部分。

綜上，筆者認為，運用科學家而不是科學研究成果衡量世界科學活動中心更適合全球化背景下的世界科學格局；美國之所以能夠長期占據世界科學活動中心位置是因為科學家跨國遷移。為此，本文運用諾貝爾物理學獎獲得者數量作為世界科學活動中心的衡量指標，通過1901—2011年諾貝爾物理學獎獲得者信息的統計和分析，既驗證科學家衡量世界科學活動中心的合理性，又驗證以科學家跨國遷移在美國世界科學活動中心興隆期的作用。

1 研究方法與數據

1.1 科學家跨國遷移網絡構建

本文以諾貝爾獎獲得者作為科學家的代表，研究世界科學活動中心轉移問題。諾貝爾獎獲得者是科學家中的杰出代表，與科學研究成果相比，諾貝爾獎獲得者的差異性更小。諾貝爾自然科學獎作為自然科學界的最高獎項是一國科學實力的重要指標，其中物理學不僅是其他自然科學的基礎，也是諾貝爾獎最初設立的獎項。為此，諾貝爾物理學獎獲得者用于研究世界科學活動中心轉移問題具有一定的合理性和科學性。

與科學研究成果相比，運用科學家表征世界科學活動中心需要充分考慮科學家的跨國遷移問題。科學家是具有主觀能動性的科學研究主體，其中諾貝爾獎獲得者是科學家群體金字塔的頂端，其跨國遷移活動非常頻繁，這在一定程度上造成了諾貝爾獎獲得者所屬國別判定的爭議。為了研究方便，本文將獲獎者的遷移歷程劃分為“出生國”“大學本科學習國”“最高學位獲得國”“獲獎成果取得國”“獲獎時工作國”和“獲獎后工作國”。獲獎者的跨國遷移建立了這些國家之間的學術聯系，形成了獲獎者跨國遷移網絡。從個人的角度而言，有些獲獎者可能從一而終都在一個國家，并沒有發生遷移，而有些獲獎者可能經歷了好幾個國家。從諾貝爾獎獲得者的群體而言，獲獎者的遷移形成各國在網絡中的不同角色和位置，有些國家主要是出生國，而另外一些國家更多地是“獲獎成果取得國”和“獲獎時工作國”；有些國家在網絡中處于中心位置，而另外一些國家在網絡中處于邊緣位置。

1.2 國家網絡位置測量

本文以諾貝爾物理學獎獲得者跨國遷移信息為基礎，構建跨國遷移矩陣，繼而運用社會網絡分析方法（UCINET 6.0）進行分析。以諾貝爾物理學獎獲得者跨國遷移所涉及的國家作為網絡節點，以諾貝爾獎獲得者出生為起點，獲獎后工作國作為終點，以獲獎者在國家間的流動作為連接，根據獲獎者跨國遷移方向指示網絡流向，構建跨國遷移有向網絡。本文采用度數中心度測量節點在網絡圖中的中心位置。在有向網絡圖中，每個點的度數中心度可分為入度中心度和出度中心度，分別代表遷入或者遷出該節點的關系數，即若一個國家的入度較高，則獲獎者流入較多，出度較高，則獲獎者流失嚴重；圖的度數中心勢則用于衡量網絡圖向度數中心度最高的“核心點”的集中程度。

1.3 實證數據獲取

本文從諾貝爾獎獲得者的諾貝爾獎官方網站（http://www.nobelprize.org/）獲取獲獎者的簡歷和詳細生平信息，同時運用維基百科（https://www.wikipedia.org/）、人物傳記等可獲取資料對缺漏數據進行補充，具體信息包括獲獎者姓名、性別、出生、本科畢業、最高學歷獲得、取得獲獎成果、獲得諾貝爾獎、獲獎后第一次職業變動的國家和年份等相關信息。在數據收集和整理過程中，第一，由于歷史原因，部分國家的邊界在1901—2011年間有所變動，本文根據重大歷史事件劃分時段并確定邊界；第二，若在同一時間節點，獲獎者在超過一個地點學習或工作，也均予以記錄，不作區分。本文共收集并整理了1901—2011年間192位諾貝爾物理學獎獲得者基于職業的跨國遷移信息。

為了對不同時期世界科學活動中心進行測度，同時觀察各個階段諾貝爾獎獲得者的不同遷移特點，筆者對1901—2011年（不包括1916年、1931年、1934年、1940—1942年未頒獎年份）進行階段劃分，關鍵歷史節點分別是第一次世界大戰結束（1918年）、第二次世界大戰結束（1945年）、冷戰結束（1991年）、“9.11”恐怖襲擊事件（2001年）。為此，將 1901—2011年分為 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個階段。

2 基于科學家的世界科學活動中心轉移現象

2.1 諾貝爾獎遷移網絡中的國家角色

與科學成果具有單一的國家屬性不同，科學家的跨國遷移不僅形成了科學家自身的多國屬性，同時也形成了國家在科學家跨國遷移網絡中的不同角色。可以看出，首先，從科學家的角度而言，每一位科學家可能會有多個國家屬性，僅僅用國籍進行衡量并不科學，最重要的是其工作和學習的地點。其次，各國在科學家跨國遷移網絡中的角色存在顯著的差異，其中英國和美國越接近獲獎時段人數比例越高，而中國和俄羅斯越接近獲獎時段人數越少。最后，各國諾貝爾物理學獎獲得者人數和比例在獲獎前的變化明顯大于獲獎后，說明獲獎者在獲獎前的遷移較為頻繁，獲獎后則趨于穩定。

2.2 獲獎時工作國表征世界科學活動中心

目前，對于諾貝爾獎的國家歸屬問題，主要以兩種方式對其進行衡量，一是諾貝爾獎獲得者的國籍所在國，二是諾貝爾獎獲得者獲獎時工作國。從諾貝爾獎獲得者遷移的視角，本文認為相比于獲獎者國籍所在國，其對獲獎時工作國的科學發展貢獻更大，因此以諾貝爾物理學獎獲得者獲獎時間及其獲獎時所在國家為基準，對世界科學活動中心進行測度，并定義在同一時期內，若一個國家新增的諾貝爾物理學獎獲得者數量超過新增獲獎總數的25%，即將該國視為該時期的世界科學活動中心。

以諾貝爾物理學獎獲得者獲獎時工作國為基準進行統計，1901—2011年間的192名諾貝爾物理學獎獲得者中，美國、英國、德國分別以96人、25人和14人位列前三名。從美、英、德、法、俄、日6個主要獲獎國可以看出，1901—1918年，德國和英國分別擁有6名獲獎者，占該階段的 27.27%，共同占據世界科學活動中心的地位；1919—1945年，美國超越英、德，以 29.63%的比例成為世界科學活動中心，此后成為唯一諾貝爾物理學獎的獲獎比例超過25%的國家，持續獨占世界科學活動中心地位。值得注意的是，1919—1945年、1946—1991年至 1992—2001年階段，美國的獲獎者比例一直處于大幅度增長態勢，世界科學活動中心地位在不斷增強，2002—2011年雖然出現下降趨勢，但其仍以57%的獲獎者比例處于絕對優勢。與此同時，各國獲獎比例呈現趨穩態勢，以德國為代表的傳統科學中心國家和以日本為代表的新興科技國家獲獎比例有所增長。以諾貝爾物理學獎獲得者作為表征，對世界科學活動中心及其轉移的測度結果顯示，20世紀以來，世界科學活動中心僅在1918年發生過一次轉移，轉移次序是由德國、英國轉移至美國。

2.3 獲獎成果取得國表征世界科學活動中心

為了對獲獎時工作國表征世界科學活動中心結果的科學性進行驗證，同時考慮到現有研究主要運用科學成果表征世界科學活動中心。本文再以獲獎者獲獎成果取得國表征世界科學活動中心。

根據統計結果，世界科學活動中心的轉移規律與以獲獎者獲獎時工作國基本保持一致。1901—2011年間192名獲獎者中，美國、英國、德國仍然分別以 89人、26人和 13人位列前3名。從美、英、德、法、俄、日6個主要成果取得國的統計結果可以看出，1901—1918年，在德國取得獲獎科學成果的獲獎者占獲獎者人數的 27.27%，德國成為該階段唯一的世界科學活動中心；1919—1945年，各國比例均未超過25%，而在美國取得獲獎成果的獲獎者的比例迅速增長至 22.22%，與德國持平；在1946—1991年、1992—2001年和2002—2011年，美國分別以53.26%、75%和55.56%的比例持續獨占世界科學活動中心的地位，可見1919—1945年是世界科學活動中心的重要轉移期。由此，以諾貝爾物理學獎獲獎者獲獎成果取得國表征世界科學活動中心的轉移時序是由德國至美國。可以看出，以獲獎成果取得國為表征與以獲獎時工作國為表征，統計所得的世界科學活動中心的轉移規律與趨勢基本一致，不同之處在于轉移的時間點。1919—1945年，美國雖然獲獎者獲獎成果比例還沒有超過25%，但是其已經吸引了超過25%的獲獎者。

2.4 科學成果與科學家表征世界科學活動中心比較

按照“湯淺現象”所揭示的世界科學發展的不平衡性和跳躍性，在一定條件下，某些科學和經濟發展比較落后的國家，可以在一個短暫的歷史時期跳躍式地趕上或超過科技領先的國家，而成為世界科學活動中心。為了直觀比較，將以往以研究成果為表征和以諾貝爾獎獲得者為表征的世界科學活動中心轉移時序圖進行比較。可以看出，無論以研究成果還是以諾貝爾獎獲得者為表征，在20世紀初期，世界科學活動中心均由德國轉移至美國，此后再未出現轉移。美國自20世紀初成為世界科學活動中心至今已近100年，遠遠超過80年的興隆期，并且有繼續保持的態勢。

對于“湯淺現象”沒有繼續延續，可能存在兩個方面的原因。一是，“湯淺現象”并不存在，即不存在世界科學活動中心轉移的規律。然而，以趙紅州為代表的科學計量學研究，為“湯淺現象”在一段時期內的正確性提供了重要的經驗證據。可以認為，“湯淺現象”在20世紀之前基本成立。二是，“湯淺現象”的規律并非一成不變，會隨著社會條件的變化進行調整。科學研究作為人的創造性活動，科學家人數的變化對科學中心轉移具有重要影響，20世紀是人類史上人口流動速率最頻繁的階段，人才的國際流動也變得更加頻繁。隨著全球化的不斷加速和知識經濟的蓬勃發展，人才流動成為影響各國人才隊伍的重要因素，學術人員跨國遷移已經逐漸成為各國深度參與科技全球化、全面實現科技追趕的重要途徑，因此，在社會條件和環境不斷變化的背景下，關注科學家的遷移特征對于探究“湯淺現象”的新規律具有重要意義。

3 世界科學活動中心的科學家跨國遷移

3.1 諾貝爾獎獲得者跨國遷移的階段特征

通過1901—2011年間諾貝爾獎獲得者分階段跨國遷移統計可以看出，在192名諾貝爾物理學獎獲得者中，73人進行過跨國遷移，平均遷移比例38%。隨時間推移，諾貝爾物理學獎獲得者跨國遷移比例在不斷增大，對于世界科學活動中心形成和轉移的影響也在不斷加大。

從獲獎者角度來看，跨國遷移有兩種情況：一種是獲獎者永久離開母國，遷移至一個或多個國家進行學習和工作；另一種是獲獎者在其科學生涯的某一階段去其他國家學習或工作，并最終回到母國。無論獲獎者最終是否回到母國，獲獎者中高概率的遷移行為表明，遷移經歷對獲獎者科研能力和學術思想的形成有著至關重要的影響，并能促使其最終找到并選擇適合自己的科研環境并有所成就。對于國家而言，由于獲獎者群體中高比例的跨國遷移者，諾貝爾獎最終歸屬國很大可能并非獲獎者母國或原籍國，獲獎者流入國能夠從遷移中獲得更高的科學收益，反之，獲獎者遷出國則會損失較多的科學人力資本。因此，獲獎者的遷移方向影響遷入國和遷出國的科學實力。獲獎者的遷移行為對于各國的科學發展和科學家自身成長都具有不容忽視的作用，而獲獎者的高遷移概率也表明，大規模的人才遷移已經成為影響世界科學活動中心轉移的重要因素。

3.2 諾貝爾獎獲得者跨國遷移網絡分析

為了深入分析諾貝爾物理學獎獲得者跨國遷移網絡結構及其演化、識別遷移網絡中的關鍵節點，本文運用社會網絡分析軟件UCINET 6.0分階段對遷移網絡中各國家進行度數中心度計算，得出了各個階段主要國家的入度中心度、出度中心度以及跨國遷移網絡的度數中心勢。

首先，諾貝爾獎獲得者跨國遷移網絡結構呈現“分散—集中—分散”的趨勢。總體來看，跨國遷移網絡的入度中心勢和出度中心勢的差距呈現先擴大后縮小的發展態勢，并且入度中心勢明顯高于出度中心勢，這表明諾貝爾獎獲得者是從多數國家遷往少數國家。具體來說，諾貝爾物理學獎獲得者遷移網絡在1919年后才開始呈現中心集聚效應，并在2002年后再次呈現分散傾向。1919年以前，網絡圖的入度中心勢（graph centralization=0.1811）較低，表明跨國遷移網絡的集中程度較低，跨國遷移網絡中不存在絕對中心點，跨國遷移在各國間較為均衡；在 1919年以后，網絡圖的入度中心勢一直保持較高的水平，并在1946—1991年階段達到最大值，諾貝爾獎獲得者的跨國遷移方向在較大程度上向中心點集中。2002年以后，各國的出度中心度與入度中心度趨向平衡，各國間差距縮小，獲獎者遷移有分散傾向。雖然美國的世界科學活動中心地位有所削弱，但是美國在諾貝爾獎獲得者的遷移目的地中仍保持著不可動搖的優勢地位。

其次，美國持續從獲獎者的跨國遷移中獲得科學收益。為了更直觀地看出美國在1919年后的核心地位，繪制了1901—2011年間諾貝爾物理學獎獲得者跨國遷移網絡演化圖，也就是說，美國在1919年成為同時成為世界科學活動中心和獲獎者跨國遷移網絡的中心點。1919年以后，美國的入度中心度一直遠高于出度中心度，在1919—1945年階段，美國的入度中心度（Indegree=0.8）甚至達到出度中心度（Outdegree=0.1）的8倍，表明美國的諾貝爾物理學獲得者始終處于凈增長狀態。

3.3 美國作為世界科學活動中心解析

聚焦美國諾貝爾物理學獎獲得者的遷移行為，可以看出，美國的諾貝爾物理學獎獲得者中，有遷移行為的獲獎者比例一直都比較高。如果剔除遷移的獲獎者，只計算美國本土出生和學習工作的諾貝爾物理學獎獲得者，1919—1945年美國非遷移獲獎者占總獲獎者比例降至19%，低于25%的標準，美國成為世界科學活動中心地位的時間將推遲至1946年，也就是第二次世界大戰以后。可見，遷移獲獎者對于美國世界科學活動中心形成的貢獻，以及對于美國長期在科學領域占據領先地位至關重要的作用。

科學研究作為一種創造性活動，科學家的創造力會隨著年齡的增長而變化，因此，一個國家的科學實力和科學地位與其所擁有的處于在最佳年齡區的科學家的數量息息相關。科學家群體的老化是導致很多國家失去世界科學活動中心地位的重要原因，而吸引年輕的杰出科學家遷入則是保持科學家群體年輕化的最直接途徑。諾貝爾獎獲得者基于求學和就職的遷移行為大多發生在其20歲左右，基于35名跨國遷入美國的諾貝爾物理學獎獲得者分析顯示，其中 34%在獲得最高學位前遷移至美國，77%在取得獲獎成果前遷入。可以說，美國科學水平的快速發展很大程度上得益于一個處于最佳創造期的跨國遷移獲獎者群體。

同時，這些獲獎者對于美國科研實力的影響并不僅限于其自身的科研成果。首先，美國作為諾貝爾獎獲得者科學生涯關鍵節點遷移行為的主要目的地，在吸引諾貝爾獎獲得者的同時，也吸引了大量未獲得諾貝爾獎的杰出科學家的遷入，大批處于最佳年齡區、極富創造力的科學家的注入使美國的科學家群體長期保持年輕化、精英化，為推動美國的科學不斷發展并保持優勢地位做出了突出貢獻。其次，科學活動的基礎是人才和思想的流動和循環，而人才又是知識和思想的載體，學術人員跨國遷移將會形成跨國知識流動。大量諾貝爾獎獲得者的遷入及回流不僅使美國的科學家隊伍在數量上有所增益，更使得各國先進的科學思想得以在美國扎根并得以發展。同時，以跨國遷移者為連接，在美國與各國間形成跨國知識網絡，使美國在國際科學共同體中占據有利地位，從而加速其知識獲取和合作，形成良性循環。

4 結論與啟示

提出運用科學家而不是科學成果衡量世界科學活動中心更合理，美國之所以能夠長期占據世界科學活動中心的位置是因為科學家跨國遷移，并且運用1901—2011年諾貝爾物理學獎獲得者的跨國遷移信息進行實證研究，探討了科學家跨國遷移對于世界科學活動中心轉移的影響，得出以下簡要結論。

第一，以研究成果作為表征與以諾貝爾獎獲得者作為表征的世界科學活動中心具有同步遷移現象，科學家跨國遷移方向決定世界科學活動中心轉移方向。世界科學活動中心最后一次遷移發生在 1920年前后，由德國轉移至美國，此后，美國長期占據世界科學活動中心地位，并且未出現轉移的跡象。諾貝爾物理學獎獲得者中跨國遷移者比例超過總數的1/3，并呈現逐階段上升趨勢。大量諾貝爾獎獲得者出于科研或職業需要進行跨國遷移，導致諾貝爾獎的歸屬國并不一定是其母國，因此諾貝爾獎獲得者跨國遷移方向在很大程度上決定了世界科學活動中心轉移方向。

第二，美國是諾貝爾物理學獎獲得者遷移網絡的中心節點，若剔除跨國遷入獲獎者，美國成為世界科學活動中心的時間將推后至1945年，大量優秀學者的跨國遷入是美國成為并長期占據世界科學活動中心的重要影響因素。現代科學的競爭根本上是人才和知識的競爭，杰出科學家的跨國遷移帶動知識的跨國流動，其遷移方向決定知識的流向以及世界科學活動中心遷移方向，因此人才頻繁的跨國遷移是塑造現代世界科學格局的主要因素。美國作為以諾貝爾獎獲得者為代表的杰出科學家跨國遷移的主要目的國，不斷由他國遷入的杰出科學家使其長期保持世界科學活動中心地位。

第三，諾貝爾物理學獎獲得者的跨國遷移特征呈現階段性變化，跨國遷移方向在2002年后出現分散趨勢，未來世界科學活動可能呈現多中心的特征。諾貝爾物理學獎獲得者大規模遷移主要發生在20世紀50年代以后，且其遷移方向主要是由其他國家遷入美國。在2002年后，多個國家的獲獎者比例有所回升或提高，學術人員的遷移方向有分散的趨勢，這是由于中國、日本等新興國家的科學水平呈快速發展的態勢，德國、英國等在二戰中失去科學領先地位的國家也在逐漸回歸，其對于杰出科學家的吸引力逐漸增大，為此，未來世界科學活動可能呈現多中心的現象。

“湯淺現象”研究預言，世界科學活動中心會在本世紀轉移至中國。目前，這個預言尚沒有成為現實，短期內也難以實現。美國作為世界科學活動中心的啟示是需要留住并吸引全世界最優秀的人才，一方面，留住本土優秀人才，打造高水平的科學家群體；另一方面，拓寬國際交流渠道，搭建國際優秀人才學習和工作的平臺，積極引進海外優秀人才。本文一定程度上拓展和豐富了目前關于世界科學活動中心和學術人員跨國遷移的研究，同時也存在一些不足之處，杰出科學家跨國遷移的行為受到多方面因素的影響，諾貝爾獎獲得者跨國遷移背后的動力機制還有待進一步探究，相關的理論和經驗研究仍需深化。〓