高端研究人員是否在逐漸老齡化?
現在正處於科學大爆炸時期,一些學科到本科、研究生畢業也無法學到前沿內容。若按此發展,再過幾十年,所需鋪墊學習內容越來越多,高端研究人員接觸到前沿知識所需時間也越來越長,高端研究人員是否會因此而老齡化?如果是,現在科學界對此有何解決方法?
這種問題,沒有統計數據,都是耍流氓。
我從科學史的角度來回答一下這個我很感興趣的問題——在歷史上,隨著知識總量的不斷積累,科學家們(高端科研人員)成為科學家的年齡,會推遲么?
於是,我決定大力出奇蹟,選取了從1540-1970中共計430年間湧現出的215位活躍在各個領域,在人類科學史上佔據一席之地的科學家們,統計他們被科學界認可接納,成為科學家的年齡。他們來自於天文學、數學、物理學、化學、生物學、博物學等諸多領域,這也涵蓋了從1543年哥白尼出版《天體運行》,人類正式進入近現代科學史以來的漫長階段。
數據整理如下圖(點擊可放大,當然,在電腦上閱讀全文更佳,微信朋友圈放不大,知乎app可以):
其中,每一個圓點,代表著一個科學家,在這個節點上,他成為科學家,他的人生軌跡被正式納入到科學史當中來。
其中橫軸代表這位科學家取得該項成就的時間節點,縱軸代表他在這一年的年齡。
在製作這張統計表格的過程中,自己也頗多糾結——
布拉赫·第谷是什麼時候成為科學家的?
是1563年他觀測木星土星合,還是1566年攻讀天文學?是1572年發現第谷新星,還是在1576年建立人類首個科學天文台?是他1599年成為魯道夫二世的皇家天文學家,還是在1600年他收取開普勒成為自己的學生,並完成了長達四十年的觀測?
達爾文是什麼時候成為科學家的?
是1831年從劍橋大學獲得神學學位畢業,還是1836年完成了小獵犬號環球考察?是1842年開始寫作《小獵犬號航行期內的地質學》,還是1844年開始撰寫未發表的進化論綱要?是1859年發布《物種起源》,還是1860年的牛津論辯?
後來我大致選取了這樣幾個標準:
1. 選取這位科學家「在科學史上第一次做出有一定影響力的發現」的時間節點
第谷在1563年觀測了木星土星合,可同一時刻許多天文學家都完成了觀測,這個發現並不具備特別的影響力。我選擇第谷新星的發現,作為第谷成為科學家的時間節點,在這次觀測里,第谷第一次提出了新星理論,也是人類史上第一次將「新星爆發」作為天文現象記錄在冊。這一年,第谷26歲。
2. 有待完善的定律,選取這位科學家公開對外發表成就作為時間節點
不同的學者,往往在發表成就之前,自己已經經歷了數年的研究。不過,要想成為一位真正被學界承認的學者,必須公開發表,才能造成相應的影響力。此外,雖然在發表前的研究中,學者已經有了相關思想,但在最後公布前,往往會經過多次修訂,逐步完善。故而,以「實際發表」作為時間點,可以更客觀地判斷該項思想已經成型。
故而,我選取《物種起源》正式發表作為達爾文成為科學家的節點,這一年,達爾文50歲。選取《天體運行》發布作為哥白尼成為科學家的節點,這一年,哥白尼70歲。
不過,其中依然有兩個人物作為例外:分別是牛頓和萊布尼茨,一個在1666年的「科學奇蹟年」發現了萬有引力定律,這一年牛頓24歲;而另一個在1676年獨立前者發明微積分,這一年萊布尼茨30歲。二人當時都沒有及時將發現公之於眾,不過這裡依然以發現做出之時作為二人成為科學家的時間節點。一方面是因為後來兩人之間關於微積分發明權中的爭論,雙方已經拿出了足夠的手稿證據,證明當時二者的研究以臻完善;另一方面,即使不考慮到這兩項成就,當時牛頓已經在劍橋大學任職,萊布尼茨也已經加入科學院,實際上已經被學界承認。這其實涉及到下一條標準——
3. 已經完善的定律,選取史料中學者切實做出該項成就為時間節點
伽利略首次發現擺的等時性,是在17歲,史料記載是在伽利略弟子維維安尼為老師撰寫的官方傳記中出現。托里拆利的水銀氣壓計,以其實際發明而非公開推廣作為時間節點,這一年,托里拆利31歲。
4. 不排斥錯誤的有待完善的成就
科學的發展一直經歷進步發展,期間不免有種種訛誤。即使後世看來出現錯誤的科學理論,如果在當時產生影響,也在成就做出時納入統計。
故而,斯塔爾在1703年完善的燃素說予以納入,這一年,斯塔爾43歲;尼達姆在1745年的微生物自然發生實驗予以納入,這一年,尼達姆32歲;康德在1755年還略顯粗糙的星雲說予以納入,這一年,康德31歲。
5. 選取較早出現,而非最大影響的成就作為成為科學家的時間節點
所以在這份統計中,可以看到很多科學家年輕時代做出的成就:法拉第被記錄在表格中的,並不是電磁感應的發現,而是他剛剛入行時,發現了苯,這一年,法拉第25歲。焦耳被記錄的,也不是焦耳定律的提出,而是選取了更早的電池熱效應研究,這一年,焦耳25歲。湯姆森一生中做出過許許多多雜七雜八的貢獻,這裡選取他提出絕對零度概念的時間點,這一年,湯姆森24歲。楊振寧被記錄的,並不是宇稱不守恆的提出,而是對非阿貝爾規範場的研究,這一年,楊振寧32歲。
這是一批巨人還略顯青澀的起步階段,他們中的很多人,帶著一絲拘謹和期待踏入科學聖殿,並最終為人類留下了更加豐碩的成果。
當然,以上五條標準和具體選擇,一定還存在著很多不足和紕漏,不過考慮到215位科學家樣本之下的統計特徵將會抹平細小的統計誤差,基本可以得到一個初步的定性分析——
從這些散點擬合出的一條趨勢線,可以發現:
隨著時間推移及知識總量的增加,科學家的年齡門檻開始提升,從1540s的34歲,到1960s,緩步提升到38歲。
這或許值得我們每一個人心存敬意——
在漫長的科學歷程中,人類的知識總量一直以指數級增長。有說法認為在19世紀初期,每50年,就可以使知識總量增加1倍;20世紀初期,每30年就增加1倍;近十年間,每三年就可以增加1倍。
這樣的計算統計各家各不一致,但大體上說明了人類積累知識的迅速增長。
在漫長的四個世紀里,人類僅僅靠著將成為一流學者的年齡門檻提升了提升了大約四年,靠著指數級提升自己的學習能力和知識生產效率,便創造出了爆炸型的知識增長。
這條擬合出來的趨勢線斜率,大約可以看作——
人類知識的增長速度,與人類總學習能力的比值。
這張表格的從左到右,整體的知識生產效率產生了翻天覆地的變化,從起初哥白尼、維薩留斯、哈維的單打獨鬥,到第谷、伽利略、開普勒接受的王室支持,再到波義耳、惠更斯、胡克、牛頓的英法皇家學院的建立,一直到現代,以卡文迪許實驗室為代表的現代大學研究機制持續高效產出著一代代科學工作者。
從早期英國皇家學院頒布柯普利獎章單獨的獲獎者,再到諾貝爾獎獲獎名單通常都有幾位主導科學家分享。
從左邊稀稀落落的學者分布,到右側熱熱鬧鬧擠在一起的光輝名字。
如果把每一個科學家的名字都顯示在表格之上,我們會得到一張需要列印在A3紙上的密密麻麻的詳表——
(點擊看大圖)
在這張圖表上,我們會看到許許多多人類天才們的名字。
在趨勢線下端的科學家們,是相對少年英才的一批,而趨勢線以上的學者們,是這個時代相對大器晚成的一批人。
在整張圖表的最下端,我們可以看到科學史上最早慧的幾位天才——
伽利略17歲發現單擺等時性定理,高斯17歲完成最小二乘法的研究,帕斯卡19歲發明了加法計算器,伽羅瓦19歲創始了群論,拉朗德20歲計算地月距離,馬可尼21歲發明無線電,哈雷22歲遠赴南大西洋編纂南天星表,胡克23歲發現胡克定律,牛頓24歲發現萬有引力,圖靈24歲提出圖靈機,沃森25歲發現了DNA雙螺旋結構。
這只是大師們走進科學領域的開始,當年他們還只是與我們年紀相仿的年輕人,他們之後還會各自做出更大的成就。唯獨可惜的是天才數學家伽羅瓦,開拓群論僅僅兩年後,便因情捲入一場無謂的決鬥身亡。決鬥前夜他自知難以倖存,整晚將自己的數學成果奮筆疾書予以記錄,並在旁邊寫下批註「我沒有時間了」。那一年,伽羅瓦21歲。
我們也會看到左上區域稀稀落落的幾個斑點——
他們中的很多還沒有歸屬某一個科研組織,更多地具備民科色彩。哥白尼雖然在大學修讀過科學課程,但本職工作還是牧師;笛卡爾以哲學家的身份,發明了解析幾何;列文虎克只是荷蘭的一個磨鏡師傅,但卻靠著精湛的手藝做出高精度顯微鏡,為人類打開了通往微生物之門;斯塔爾以一個醫生的身份,提出了後來被拉瓦錫推翻的燃素說。
我們會看到17世紀中葉及隨後一個半世紀的歷史——
那是歐洲皇家學院們的黃金時代,各個國家的開明君主投下重金,搭建著本國的知識機構。33歲發現氣體分壓定律的波義耳,是英國皇家學院的創始人之一,他還為從牛津為學院挖掘了胡克這位實驗主任;28歲研究概率論的惠更斯,日後從事光學和天文學研究,與27歲進行彗星研究的天文學家卡西尼,日後一同創立了巴黎皇家科學院。40歲測量地球形狀的莫佩爾蒂,在伏爾泰的推薦下,後來成為了柏林科學院的院長;29歲從事力學解析的歐拉,當時已經是彼得堡科學院的肱骨重臣。日後,他們還會迎來26歲研究動力平衡的達朗貝爾,24歲在變分法領域有所成就的拉格朗日,以及26歲靠著潮汐動力研究躋身學界的拉普拉斯。
我們還會看到圖標右側中部密密麻麻幾乎重疊在一起的名字——
愛因斯坦26歲發現光電效應,蓋革26歲製作蓋革計數器,羅瑟福40歲發現原子核、波爾28歲發現電子軌道,德布羅意31歲發現物質波,海森堡24歲發展矩陣力學,薛定諤39歲創立波動力學,這一批在「物理學天空的兩朵烏雲之下」成長起來的年輕人,以相對論和量子力學,改變了人類對整個世界的認識。
最後的結尾,附上我在統計中的完整版表格,回顧一下在這段歷史裡,引領人類探索的名字們——
the end
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謝邀。
每個時代都有年輕人,每個時代都有老人。你這樣想,是因為你是年輕人,你對你覺得的事情並不了解,作出的判斷是很主觀的。
而且,這個時代很不一樣,你從小學就可以上互聯網看所有你有興趣的書,而在二十年前,那些書只有知名大學的圖書館才有。現在正屬於科學大爆炸時期。。?現在真的不是不科學大爆炸時期。現在是技術大爆炸時期。做技術去企業會比在科研機構好。
對於天才來說,再複雜的前沿內容也不耽誤它們快速學完,Witten本科還學歷史也沒耽誤他把理論物理向前推進了一大步。現在看來愛因斯坦那個時代很快就學到前沿了,實際上愛因斯坦本科要學很多落後無用的內容。
有什麼好擔心的?自然會有效率更高的學習知識、經驗的方法誕生。沒有的話,就是個死。
都滅亡了,還有什麼好擔心的?
反正你又看不到那一天……不會,研究生就可以接觸到學術前沿,能否接觸到前沿和實驗室方向以及老師水平有關。很多出色的本科生在高年級就已接觸了學術的前沿,並且在專業期刊上發表了自己的工作。
要理解學術前沿,需要一定的準備工作,但是沒有題主想像的那麼多。比如要在A領域做科研,需要BCD領域的知識,但是並不需要成為BCD領域的專家,很多時候會一點BC,對D再有點基礎,就可以成為A方面的專家。只有我一個人覺得在年輕化?!
年輕的高端研究人員也會有,但是不在普通百姓中
比如父母是行業專家,子女從小受到渲染,個人也努力,可能20歲就能出成果了,這個在國外很常見
其實,以前搞研究的高端人才,窮人也很少。老外都是什麼公侯伯爵,不愁吃喝,受過教育,才能搞研究。不要相信什麼窮人的研究,真正的窮人根本接觸不到教育。
想到我們這裡的老教授,說他們以前怎麼怎麼窮,可是他們那個時候能上大學就不可能太窮,以前買書都買不起,何況現在這些教授的子女親友大多數在國外生活。。。
以前,我們單位的博士還有窮苦地方來的,不過很多憤青。這兩年新進的博士,家裡一個比一個有錢,但是素質的確也不錯。
不會明顯老齡化,但研究方向會更加細化。如果真的有革命性的理論出現,也只是教育中的知識體系發生大變化,年限不會明顯變化。就比如原本有理論a,現在有理論b,那麼教育並不會是先a後b乃至cdefg的模式,而是逐漸轉變為直接教b。
這麼說太絕對了,我反而覺得越來越低齡化(主觀感受,沒有專門調查過,最高票的大數據論證很贊)。
先不說神童級別的,很多有能力的普通人讀完本科就直博了。我身邊就不少,本科畢業出國讀博四年學成,或者碩博連讀五年畢業的。至於能不能用四五年時間就在研究前沿有所突破,取得巨大的學術成果,這個就要看個人了…昨天剛看到的報道…90後女神博導們…來源:中國青年報沒有時間積累,你拿什麼研究?
如果從科技發展的長期視角看,隨著科學技術的前進,確實科研的門檻越來越高,從業者的平均年齡越來越大。但同時也要看到門類的細分化,即具體到每個科研人員,他或她不必熟悉人類科學的每個角落。所以在科研平均年齡發展到一定程度後,如果其它因素都穩定,那就基本不變了。惟一不同的就是總覽全局變得越來越困難,但這也可以用領域分解的方法解決。
這一切會達到穩定平衡直到有一天AI科學家的出現,進而建立二級文明。
個人感覺(化學方向):中國內目前掌握大資源的高端研究人員應該是在老齡化,畢竟這輩人大多是80年代改革開放的時候走出去再回來的。之後再走出去的,回來就少了。
具體例子:偌大一個化學所,有幾個40歲以下正研,不過有可能化學所確實是走下坡。
感覺這應該是一種歷史必然,畢竟好多年沒有很爆炸性的新領域出現,年輕人不能彎道超車,憑藉年輕學習能力強的優勢,迅速搶佔新的制高點。而現在的研究經驗豐富好像還是一個很重要的因素。
要是什麼時候再有一次20世紀初的科技爆發,相比今天的學術界肯定是另一景象。
談這種話題都得匿。。以上僅是個人感覺題主看來不了解名校內部的學習情況,我來簡單說說吧!越好的學校,本科生教育越好,除了注重課堂知識的學習外,還會鼓勵本科生儘早進實驗室做科研,做項目,做比賽等。(做科研的入門時間一般都在大三,個別牛人在大一大二就進實驗室了)所以,你會發現,當普通學校(甚至一些末流211,985高校的)的學生剛本科畢業時,真正名校的學生已經論文發到手軟或至少發過論文(我指的是國際期刊和會議,不包括國內的水刊和水會),做起科研來駕輕就熟的。當你研一讀完一半時,人家就幾乎能達到博士畢業的標準了。
這說明了什麼問題呢?這說明了真正做科研的大牛培養得更早了,學得更快了,也就自然能跟得上前沿科技的發展,引領時代的洪流。一般人建議還是儘早學個謀生的手藝出去混口飯吃吧!因為高考時就輸了,實在比不上啊!如果你硬說要通過更加努力來趕超,我就問你活著的意義是什麼,生活的意義是什麼?嗯,一般人真的不要想太多。
經驗之談哈~
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關於評論中質疑的「文章發到手軟」這一說法,我承認是說得較為誇張啦!就當我用了誇張的修辭,好么?我想表達的意思是,名校生大多在本科時期有過科研經歷,熟悉了整個科研的流程,對什麼影響因子,h-index,SCI幾區之類的學術行話了解得比較清楚,大多寫過或投過文章,而且部分人成功發表過國際期刊或會議(基本都是二作或以後的)。另外,確實有個別很牛的人發了較多數量的文章(還是基本二作或以後,可能會有一作的情況?),而且這類人最後基本全出國了,也都能申請到像MIT,伯克利之類的頂級名校。(我只敢列舉我知道有人申請成功的高校啊~)
老齡化不可怕,可怕的是民科化
難道不是因為平均壽命延長了,很多科學家現在能工作到七八十歲讓研究人員的年齡看起來老齡化了?
年輕化了,怎麼可能老齡化
舉一個比較片面的例子,神舟五號發射的操控室和神舟十號的操控室人員對比一下就知道是低齡化了。
因為不是所有人都是天才啊,大部分都是非常非常努力的戰士。他們做不到立地成佛,但是能做到水滴石穿吧。
總的來講,短期年輕化的驅動力大一些,主要原因是國情的發展,長期(100年尺度)老齡化,但這只是不考慮AI的零級近似,這裡面黑天鵝太多,以後不好說。從知識總量的角度講,學習年限是在拉長,從1+1到學生前沿需要的workload在增加,但是,現在計算機發展的後果是,學霸們可以把自己的PC變成圖書館加自習室,以極低的成本學習各種遠遠超出自己年齡的內容,能夠自主控制學習節奏,查閱專業文獻。這些在上一代人里必須藉助圖書館,檔案室等才能夠完成的操作,這一代人坐在床上車上,喝著咖啡就能實現,而且7*24。此外,計算機時代另一個有點是信息交流方便,我老闆說她當年phd時候發第一篇Jacs,那可是拿打字機一個一個敲出來,在紙上檢查無誤後郵寄到大洋彼岸的,時間人力成本想想就覺得可怕。現在就是幾封郵件的事。當然除了計算機,高鐵和航空的發展也讓國內外的學術交流大大的方便,科研人員可以把原先花在路上的時間還給本職工作。所以說,現在這一代人成為頂尖科學家需要做的功雖然增加了,但是我們的功率也大幅增加,W=Pt 鹿死誰手尚不可知。然後考慮到國內科研環境的改變,可以預期高水平科研人才將往年輕化方向發展。此處我們姑且以每次院士增選進入第二輪的人作為研究樣本,今年的增選第二輪結果已經出來了,大家可以在網上搜到,不難看出,主體結構還是50-65歲的人,但是相對年齡分散,說明這一批人很多被 耽誤過,年輕人大大增加,其中有很多是改革開放後考上大學,80-90年代出國讀研(或在國內讀研,有些其實出國語言和學術水平是夠的,只不過in late 1980s,由於某些原因,沒法辦passport所以留在國內讀研)。然後趕上了late1990s 的人才計劃,漸漸成為相關學科的leader,這些人的學術水平現在評院士接班基本上也夠了,而且很有可能比上一代該專業的leader做得更好。如果要預言接下來10-20年評院士的會是哪些人,我覺得很有可能主要從前幾年的百千,傑青,長江裡面產生,這些人的學術造化上界很高,如果只看h index之類的硬指標,有的甚至超過比他們大10歲的其他競爭者,(按照現在的行情,准院士平均是h index 40,總被引6000,而在美國比較好的學校拿到tenure,亞裔需要h 12左右,這種指標開頭比較難,後面增長會越來越快),考慮到有些千人是帶職回國,所以本身 更高,發展自然就更快了。再往後發展,隨著亞裔留在國外的難度進一步拉升,會有更多的phd和postdoc選擇回國,由此導致千人,百人等市場競爭日趨白熱化,加上國內faculty職位日益飽和,越來越需要把有限的位置留給最厲害並最有後勁的人,年輕有為型顯然是最吃香的。加上國內儀器條件改善,經費增加的大buff,這些人再後來繼續往上竄的後勁,可想而知。然後輪到我們這一批本科生,環顧四周發現越來越多的同齡人本科就有很好的publication,激烈的人才競爭前移到申請環節,在研究生專業課和組會上吊打master和phd的經歷並不能幫助自己吊打他們,老師已經提醒我「這個領域一個蘿蔔一個坑,你要與大批Caltech-er競爭,最優秀的同學才有機會」遊戲之艱險,可知矣。顯然,這意味著更多的青年人可以以更加恐怖的速度走向前台。這已經不是W=Pt的問題了,而是根據W P和t,優先選擇W P大 t小者,擇優錄取。同時,人總有一天需要退休,科學家概莫能外,所以新人取代舊人的趨勢,不可避免。所以,考慮到國內人才競爭強化的速度和潛在的強度,高層科研人才的年輕化會是未來幾個decade的趨勢。
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