为何说数学是最重要的学科?
尼克 | 撰文
科技奖项的获得者所学专业与他们所获奖项之间的关系是一个有趣的课题。我们选择了8个不同学科的世界最高奖项,整理了共1598位获奖者的背景信息。选取的学科包括6个理工学科:数学、物理、化学、生命科学、工程和计算机科学。理工学科科技奖项的评判标准相对客观,更容易得到共识。物理学、化学和生命科学的获奖者以诺贝尔奖为主,并辅以一两项本学科最高奖。数学、计算机和工程则以本学科所颁发的影响力最大的奖项为主,尽量使每个学科的获奖者人数差别不是很大——每个奖项差不多200人左右。工程被当作一个整体而没有被进一步细分成不同的子学科,这是参照微软学术图谱 (MAG) 的分类方法。诺贝尔经济学纪念奖,虽然不属正统诺贝尔奖,但其被经济学共同体认可。为了和这些理工类奖项和准理工类的经济学奖作为对比,我们也选择了一个纯文科专业:哲学,主要目的是考察文理两种文化的差别。 各奖项的数据一般自设立开始统计,直至2024年11月。数据包括获奖者的本科学位和终极学位 (一般是博士) 的专业。如果一位获奖者取得多个专业学位,则分别统计。如果一位获奖者在同一个领域内获得多个奖项,则根据获奖时间,计最早所获奖项,不重复统计。例如巴丁 (John Bardeen) 曾两次获诺贝尔物理奖 (1956年和1972年) ,但只计1956年一次。纳入统计的奖项见以下表格。数学领域获奖者
图9 不同学科本科在各奖项的数量分布
利用学术数据库中的所有学术文献之间的引用关系,计算出谷歌语义距离,可以进一步得到学科间的知识距离(见Zhang-2023)。知识距离可以揭示学科之间的关联程度。我们把知识距离的概念,应用于多种学术数据库,以测量不同学科之间的语义距离。
经济复杂度(Economic Complexity Index,ECI,见Hausmann-2013, Hidalgo-2021)是经合组织(OECD)用来衡量区域经济发展的指数,主要涉及两个概念:多样性(diversity)和泛在性(ubiquity),前者用来衡量一个区域生产不同产品的能力,后者衡量一个特定产品能被多少个不同区域所生产。两者经过迭代,可以收敛到经济复杂度指标。如果一个区域的多样性高且稀缺性大(泛在性低),那么这个区域的经济复杂度就高。借助经济复杂度中的多样性和稀缺性概念,我们可以定义知识复杂度。将获奖者在本科就读的学科专业类比为区域,将奖项类比为产品。如果一门学科能“生产”较多的奖项,表明该学科具有较强的多样性,且奖项的稀缺性较大,说明这门学科的知识复杂度较高。 与PageRank的单向迭代不同,知识复杂度是通过多样性和稀缺性双向迭代而计算的。下图列出8个学科的知识复杂度:
我们收集了8个学科的主要奖项获奖者的专业背景,并利用知识距离和知识复杂度等量化手段计算了学科之间的关系,以及获奖者专业与所获奖项之间的关系。奖项不一定能告诉全部真相,但能告诉一些真相。
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