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候，即使是很專門的領(lǐng)域內(nèi)專家恐怕也常常會不知其所以然。盡管這些研究不少年后會被更多的人知道，但真正關(guān)心和懂得其內(nèi)容的人其實并不會有多少。

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這樣的大獎的肯定的話，大概也只會有很少數(shù)專家會繼續(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的那篇重要論文。他當(dāng)時說這篇論文在發(fā)表之后好些年幾乎沒什么引用，而且在開始被引用的時候還并不*是正面的。

當(dāng)時我只對Galshow演講中說理論物理實際上是一門實驗科學(xué)這個說法印象深刻，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?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。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這篇劃時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，聽他講這里面的故事，應(yīng)該會很有意思。我在賓夕法尼亞大學(xué)做博士后的時候經(jīng)常去聽物理系的學(xué)術(shù)報告，其中聽過一次Coleman的報告。

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，看過之后似乎有點明白為什么楊振寧沒有得到傳說中的第二個諾貝爾獎。我在十幾年前看過其中文版，后來又去弄了個英文版來翻翻。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，是因為他本來研究分子振動理論，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)幾個人看的

我不敢說所有的好的研究都是做給少數(shù)幾個人看的，但是這個世界上有相當(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，后來因為某些具體的原因才突然增加。