2021年诺贝尔奖近期颁布，其中物理学奖授予了三位复杂系统研究者，而因果推断研究也获得经济学奖的青睐。
获得诺奖是意味着这些领域已经成熟到低垂果实都被摘完？还是意味着这些领域会持续吸引人才和资源而更上层楼？在10月5日复杂系统研究获得诺贝尔物理学奖当天，Nature Communications 发布论文“科学奖项和科学主题的超常增长”，回答了这一问题。论文第一作者靳擎是美国西北大学凯洛格商学院与复杂系统研究所博士后、集智科学家社区成员。
研究者对来自19个学科的几乎所有公认奖项和超过11000个科学主题的分析表明，与科学奖项相关的主题在产出率、影响力方面具有超乎寻常的增长，而且会吸引到更多新参与者。而奖项涉及的学科越具体、授予的研究越新颖、奖金越多，这种增长就越明显。
论文标题：
Scientific prizes and the extraordinary growth of scientific topics
一、科学奖项能否促进特定科研领域发展？
科学奖项最初仅限于某些科学分支和主题，但现在奖项数量激增，几乎在所有学科中都有颁发。而且获奖之后，占据的先发优势会增加同一学者在未来获得奖金的可能性。但单个获奖者的作品获奖与对应研究主题增长之间的联系，是否会进一步导致该主题步入快车道？会不会有更多后继者进入对应的研究课题呢？目前我们不清楚。
要回答这一问题，需要两份数据，一是获奖记录，二是论文及其对应主题。前者可以通过维基百科及相关奖项网站的官网记录。该研究中使用了19个学科中，1970-2007年间405个科学奖项，总计颁发2900余次。后者来自微软学术图，其中包含1800-2017年间，来自4.8万份杂志的总计1.72亿篇论文，包含经过众包、自然语言处理及专家标注打上的主题标签。
评价指标则分为6项，分别是产出量、引用数、顶尖科学家的影响力、现有研究者数目、新加入研究者数目以及顶尖研究者数量。考察时间段是对比获奖前后10年。
图1. 获奖前后10年，6项衡量增长的指标的变化趋势。纵轴是变化幅度。
数据显示，相比同等类型的科研主题，获奖后该主题在各项指标上都有显著提升。例如在获奖10年后，获奖研究主题的论文发表数量增加39.8%，年均引用数增加32.6%，顶尖研究者的影响力比同等情况高25%。在这10年间，之前的科学家从事该领域的比例比同等情况高54.8%；新加入的科研者数量多36.7%，其中46.3%的研究者首篇论文就在获奖领域。这说明科研奖项对学术新秀选择哪个研究主题会带来持久且显著的影响。
科研奖项促进总体产出增加，人均产出是否也会增加呢？考虑到现有研究者、进入该领域的科研人员，尤其是明星科研者数量的增速都快于产出、引用数的增长，有猜测认为，获奖领域的产出增加只是由于后继者增加导致的规模效应，获奖后的科研主题已是竞争激烈的红海，内卷下每个研究者，同样数量论文的引用量，反而不及获奖前。但数据指出，获奖后同样数量论文对应的引用量有增加。
图2. 获奖前后相同资助经费对应的论文引用数，黄线为获奖主题，蓝线为对应主题
资助科研的机构，不论是政府还是企业，都明确表明要将资金分配给最有前途的研究项目。那他们会不会对获奖领域给予额外资助呢？获奖主题和同等主题之间的资金差异能否解释获奖主题的超常增长速度呢？
为了回答这些问题，该研究收集了美国国立卫生研究院（NIH）以公开名单形式公布、由特定基金资助的所有论文的资助数据。利用这个列表，在11539个获奖项目中，有2853个项目从1985-2005年间得到了 NIH 的资助。然而这些项目在获奖后，并没有获得额外资助。基于上述数据可以得出结论：特定领域是否获得额外的研究经费，与一个主题是否获奖无关，至少在受到NIH资助的子样本中是这样的。而且，获奖带来的增长比 NIH 或美国国家科学基金会（NSF）资助通常带来的增长要大得多。
二、越快获奖，越能预示领域的超常增长
将奖励按照不同的评估维度，该文列出了三个维度，分别是奖金多少、是否针对特定学科，以及获奖论文距离获奖所过去的时间。通过回归分析，可以得出各项的回归系数，用来描述哪个维度的变化更有可能导致该领域的超常增长。
图3. 不同维度的奖项评价，和6种对应领域的超常增长之间的相关系数
从上图可以看出，奖金、学科特定程度和新近性与超常增长的开始和规模正相关。要判断一个奖项是否能够促成对应领域的增长，其中设置奖金、奖金多于中位数是比较微弱的预测“信号”；奖项针对特定学科而不是通用的科学奖项与之有更加紧密的联系；而获奖距离发表时间越近，带来的领域超常增长越明显。这不难理解，一项很快就得到学术界认可的研究，会吸引更多人追赶热点。
三、科学奖项带来哪些社会价值？
对于整个社会来说，后续的研究可以关注科学奖自成立以来的一个中心问题：奖项是否颁发给了那些最高质量的研究？——或者该问题更加普世地版本：科研奖项的设立是否有益于社会发展？
首先，奖品是一种激励，它鼓励在实验室或电脑前辛勤工作的科学家们从事高风险、高回报的科学研究，比如研发一种需要投入大量时间和资金、但可以拯救生命的药物。
其次，奖项表彰一个研究主题，可能提高公众对这个主题的科学和社会价值的集体认知。例如最广为人知的诺贝尔奖非常关注研究的现实意义，今年一半的诺贝尔物理学奖授予了气候科学家，这有助于提升人们对气候变化问题的关注，并强调全球气候变暖具有坚实的科学证据。
此外，奖项也可以加强社区联系，为科学家们树立榜样。数学界的菲尔兹奖在官方声明指出，平均而言，并不是为了选出最好的作品，而是为了选出有价值的作品：“我们必须记住，事后数据也清楚地表明，过去获得菲尔兹奖章的人只是从一个更大的数学家群体中挑选出来的，这个群体对数学的影响至少与被选中的数学家一样大。”
之前的研究说明[1]，世界范围内的科研奖项数量激增，提供了更多机会来激励科学家。然而随着奖项激增，奖项越来越集中在相对较小的精英科学家及其学员网络中。科研奖项另一被人诟病之处是其代表性。从统计学角度来看，女性获得研究奖项的概率和其参与比例相当，由于总量不足，其获奖的可能性仍然低于男性。例如在生物医学领域，女性获得的奖项在声望和金钱方面都都低于男性获得的奖项 [3]。
不过好消息是，最成功的学员学习的课题与导师的研究课题不同，这表明与指导获奖作品相关的技能可以通过得奖被选出，并应用于新的研究领域。因此，未来的研究可探讨获奖者所蕴含的隐性知识和研究技能，如何在科学家和主题之间得到更广泛的传播，并根据科研奖项的颁发来了解科学思维的变化，例如科学家研究兴趣的变化和外在奖励间的反馈和集体行为，从而拓宽人们对科学边界如何发展的理解。
四、研究展望
某领域获奖后，那些留在该研究领域的研究者，更多会以保守的方式，利用现有学术资源和方法对这一研究主题进行深耕细作，这不难预期。有趣的是，额外加入的新研究者是否会以破坏性的方式扩展这一主题？这是该研究可以回答，但没有回答的第一个问题。从该问题扩展出来，可以讨论科研奖项对于处在不同阶段的研究者所带来对的影响是否存在异质性，例如获奖对第一作者和通讯作者的学术生涯的影响预期是不同的。
其次，新加入的研究者，有可能来自不同的文化及学科背景，通过对比获奖前后相对领域科研团队的多样性（例如性别比例是否变的更加平等，研究者的学科背景的多样性是否增加），可以定性评估科研奖项的颁发是否会让相应领域更加可持续地发展，可否产出更多颠覆性的研究成果。其中对于多样性，该研究在补充信息中有论述，但其它评价研究质量和某一领域可持续发展能力的指标，例如研究是否具有颠覆性，可在之后的研究中论及。毕竟更值得考虑的是科研带来的持久影响，而不是仅仅考虑研究者和产出的数量。
通过对研究主题用自然语言处理技术（例如自编码器）进行嵌入，可以构建高维空间，从而将相关的研究主题聚集起来。这是该研究未来可以探索的第三个方向。
参考资料
1. 相关推文 PNAS：科学奖项指数增长，为什么获奖者却总是那几个人？
2. Ma, Y., Oliveira, D. F. M., Woodruff, T. K. & Uzzi, B. Women who win prizes get less money and prestige. Nature 565, 287288 (2019).
3. https://physics.aps.org/articles/v14/144
