什么是好的科學(xué)研究？

zui近偶爾和一些做科學(xué)傳播的朋友在群上聊天，他們中有人在討論什么樣的研究是好的研究。我當(dāng)時(shí)插了一句嘴，說：“好的科學(xué)研究，是只有少數(shù)專家才能真正看懂的研究。”

我后來仔細(xì)想了想，其實(shí)不盡然。不少真正好的科學(xué)研究，常常一開始連少數(shù)專家都看不懂。

在科學(xué)*不乏這樣的例子，不少偉大的研究在開始的時(shí)候，即使是很專門的領(lǐng)域內(nèi)專家恐怕也常常會(huì)不知其所以然。盡管這些研究不少年后會(huì)被更多的人知道，但真正關(guān)心和懂得其內(nèi)容的人其實(shí)并不會(huì)有多少。

如果要用外行和領(lǐng)導(dǎo)們比較喜歡的影響因子、引用次數(shù)這些指標(biāo)在短期來來衡量的話，這些工作恐怕早就被當(dāng)垃圾扔掉。

如果這些工作后來沒有得到諾貝爾獎(jiǎng)這樣的大獎(jiǎng)的肯定的話，大概也只會(huì)有很少數(shù)專家會(huì)繼續(xù)關(guān)心它們。

這讓我想起了2005年11月8日1979年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者Shelton

Glashow（1932-）在中國科學(xué)院研究生院給師生們做物理學(xué)研究的演講中提到的他發(fā)表于1961年并在后來獲得諾貝爾獎(jiǎng)的那篇重要論文。他當(dāng)時(shí)說這篇論文在發(fā)表之后好些年幾乎沒什么引用，而且在開始被引用的時(shí)候還并不*是正面的。

當(dāng)時(shí)我只對Galshow演講中說理論物理實(shí)際上是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)這個(gè)說法印象深刻，并沒有專門去在意他提到的那是篇什么論文，發(fā)表在什么地方，以及如何被引用。

zui近想起來這件事，就好奇地去查了一下。

Glashow等人的諾貝爾獎(jiǎng)?wù)撐?/span>

Glashow的這篇論文題為《弱相互作用中的部分對稱性》（Partial Symmetries of Weak Interactions, Glashow, SL, Nuclear Physics, 22, 579, 1961)，從1961年到今天為止其SCI引用數(shù)為2700多次。有意思的是在1961-1969年八年間只被引用了8次，平均一年一次，包括4次自引。Glashow提到的那篇不太正面的引用是1967年Steven Weinberg（1933-）發(fā)表的《輕子的一個(gè)模型》的論文（A Model of Leptons, Weinberg, S, Physical Review Letters, 19, 1264,1967.)

Weinberg是Glashow的中學(xué)同年級(jí)同學(xué)，他的這篇論文也為Weinberg贏得了1979年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。可是Weinberg的這篇論文在發(fā)表之后頭幾年的引用情況更是不堪入目。這篇論文在1967-1971年間一共被引用了6次，1969年1次，1970年1次，1970年4次。這種論文的作用*是在拉低Physical Review Letters這樣的*期刊的影響因子。

Glashow論文初期引用 （1961-1970）

Weinberg論文初期引用（1967-1972）

這篇論文以及Glashow的那篇論文在1971年之后的引用數(shù)目突然增加，是托了1999年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者Gerard t'Hooft（1946-） 的福。t'Hooft在1971年發(fā)表了題為《具質(zhì)量的楊-米爾斯場的可重整化拉格朗日量》（Renormalizable Lagrangians for Massive Yang-Mills Fields, Hooft, GT, Nuclear Physics B, 35, 167, 1971.）t' Hooft這篇?jiǎng)潟r(shí)代的論文不僅帶火了Glashow和Weinberg的兩篇論文，而且?guī)Щ鹆薃bdus Salam （1926-1996）和JC Ward發(fā)表于1964年那篇題為《電磁與弱相互作用》的論（Electromagnetic and Weak Interactions，Salam, A; Ward, JC，Physics Letters, 13, 168-171,1964.）這篇后來為Salam帶來1979年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的論文，其zui初的引用情況也一樣慘不忍睹，在1964-1971年間包括自引一共被引用了7次。

Salam&Ward論文初期引用（1965-1972）

對這中間的故事有興趣的人可以看被Galshow稱為“物理學(xué)家的物理學(xué)家”（physicist's physicist）的Sidney Coleman（1937-2007）于1979年在Science上發(fā)表的關(guān)于1979年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的介紹文章（Sidney Coleman,206, 1290, 1979.）Sidney Coleman的博士導(dǎo)師、博士同學(xué)和博士學(xué)生都得過諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，聽他講這里面的故事，應(yīng)該會(huì)很有意思。我在賓夕法尼亞大學(xué)做博士后的時(shí)候經(jīng)常去聽物理系的學(xué)術(shù)報(bào)告，其中聽過一次Coleman的報(bào)告。

關(guān)于理論粒子物理的更多的故事可以看t' Hooft獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)之前出版的那本的科普書《尋覓基元：探索物質(zhì)的*結(jié)構(gòu)》。這本書很有意思，看過之后似乎有點(diǎn)明白為什么楊振寧沒有得到傳說中的第二個(gè)諾貝爾獎(jiǎng)。我在十幾年前看過其中文版，后來又去弄了個(gè)英文版來翻翻。不過這本書原版究竟是英文還是荷蘭文，我到現(xiàn)在也沒搞清楚。

Gerard t' Hooft《尋覓基元：探索物質(zhì)的*結(jié)構(gòu)》中文版信息鏈接：http://book.douban.com/subject/1316930/

半路出家的粒子物理學(xué)家Higgs

還有一件有意思的事情是，Glashow那篇1961年的論文，在1966年被Peter

Higgs（1929-）這個(gè)半路出家的物理學(xué)家引用了一次。Higgs這篇論文題為《沒有無質(zhì)量玻色子的自發(fā)對稱性破缺》（Spontaneous Symmetry Breakdown Without Massless Bosons, HIGGS, PW, Physical Review, 145, 1156, 1966.) 。

Higgs在1964年發(fā)表的那兩篇為他贏得2013年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的論文，題目分別是《對稱性破缺無質(zhì)量粒子和規(guī)范場》（Broken symmetries, massless particles and gauge fields，Physics Letters，12，132–201，1964.）和《對稱性破缺和規(guī)范玻色子的質(zhì)量》（Broken Symmetries and the Masses of Gauge Bosons, Physical Review Letters, 13, 508,1964.）, 也與Glashow的論文有關(guān)，但其中只引用了Glashow的其它兩篇相關(guān)論文。

我在這里說Peter Higgs是半路出家的物理學(xué)家，是因?yàn)樗緛硌芯糠肿诱駝?dòng)理論，而且他這輩子發(fā)表的物理學(xué)加起來也不過十篇左右。

Higgs在1954的博士論文題目是《分子振動(dòng)理論中的一些問題》（Some Problems in the Theory of Molecular Vibrations）。他的網(wǎng)頁上說，Higgs是從分子振動(dòng)的理論中開始他將對稱性的概念應(yīng)用到物理系統(tǒng)中的興趣的 （His thesis “work which signalled the start of his life-long interest inthe application of the ideas of symmetry to physical systems”）。

Peter Higgs在愛丁堡大學(xué)的網(wǎng)頁鏈接：http://www.ph.ed.ac.uk/higgs/peter-higgs

好的研究是做給少數(shù)幾個(gè)人看的

我不敢說所有的好的研究都是做給少數(shù)幾個(gè)人看的，但是這個(gè)世界上有相當(dāng)一部分好的和重要的工作的確是做給少數(shù)幾個(gè)人看的。

我經(jīng)常對人們所說的論文或者研究工作需要具有廣泛的影響（general impact）和引用這件事情充滿疑惑。盡管Glashow的1961年那篇論文到現(xiàn)在已經(jīng)被引用了2700多次，Weinberg的那篇1967年的論文也被引用了5600次，不過Salam那篇1965年的論文到現(xiàn)在也只被引用了不到450次。無論幾十年之后引用多少，不可忽略的事實(shí)是這些論文在發(fā)表之后的好些年引用都一直相當(dāng)少，后來因?yàn)槟承┚唧w的原因才突然增加。