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物理学科研热点:高能物理、凝聚态物理、核物理?

本文摘要:导语随着社会的日益生长,物理学家的研究规模也随之越发广泛,在生物物理、化学物理,甚至网络科学的研究结果中都有涉猎。但物理学家是如何初露头角、又是如何继续生长他们的职业生涯的?

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导语随着社会的日益生长,物理学家的研究规模也随之越发广泛,在生物物理、化学物理,甚至网络科学的研究结果中都有涉猎。但物理学家是如何初露头角、又是如何继续生长他们的职业生涯的?Nature Physics Reviews 今年1月份发的文章 Taking census of physics 分析了从1985年到2015年揭晓的约五百六十万篇物理学论文,135877位物理学家,发现大部门物理学家只从三个分支开始他们的职业生涯,而且差别物理学分支有差别的互助模式,进而造成子领域之间论文产量和影响力的区别。已往的几十年里,物理学家的研究规模日益多样,从生物物理、化学物理,到网络科学的研究结果,都不乏物理学家的身影。但这些分支是怎么从传统的学科领域中泛起并生长的?物理学家是如何初露头角、又是如何继续生长他们的职业生涯的?Nature Physics Reviews 今年1月份发的文章筛选并分析了从1985年到2015年揭晓的约五百六十万篇物理学论文,135877位物理学家。

这些物理学家在30年内至少有5篇论文揭晓。文章指出,大部门物理学家只从三个分支开始他们的职业生涯,而且差别物理学分支有差别的互助模式,进而造成子领域之间论文产量和影响力的区别。论文题目:Taking census of physics论文地址:https://www.nature.com/articles/s42254-018-0005-3这项研究旨在通过物理学科研网络分析窥探物理学界内部的生长生态。

在135877位物理学家中,大部门物理学家(64%)第一篇论文的揭晓是在高能物理(HEP)、核物理(Nuclear)、凝聚态物理(CondMat)领域。各个分支之间,科学家人数的比例差异较大。

研究高能物理和跨学科物理的科学家人数相当,可是专门研究高能物理学的比例要多许多。跨学科物理(Interdisc)包罗应用型的盘算物理,好比盘算生物物理、庞大系统等。

图1:各个分支物理学家人数图2:专门研究某一分支的物理学家人数比例我们的知识认为物理学的分支是具有高度的专业性的,自然会认为物理学家只专注于一个分支,但研究效果讲明,大部门物理学家(63%)活跃于两个或多个分支。那这些分支常泛起的组合形式意味着什么?后文会讲到。

图3:物理学家研究1、2、3、4+个分支的比例。37%的物理学家只专注于一个分支物理学家的降生与发展近几十年来,各个分支科学家的人数的变化也有所区别。

分支的活跃水平与相关论文的揭晓、政府资金的支持和重要的历史事件息息相关。好比,上世纪80年月末期,高能物理、核、凝聚态是学术龙头,而且美国国防部主要的研究资金流入这三个领域。90年月日内瓦大型强子对撞机的研究为又高能物理注入新的活力。

由于超环面仪器(ATLAS)和紧凑秒子线圈(CMS)研究结果的揭晓,2010年对于物理学的生长是较为关键的节点。高能物理和核在2010年都有个发作。跨学科物理和天体物理从上世纪80年月中期至2010年之后都稳步增长。

图4:各个分支1985年-2015年的相对生长速率图5:展示了物理学各个分支的进化,纵轴是时间轴,横轴是各个分支的论文比例。导师陪同(Chaperones)效应年轻学者后期的乐成,往往与他们早期获得高质量的指导精密相关。这其中包罗,与成熟科学家互助论文并署名揭晓。

凌驾90%的物理学家揭晓的第一篇论文是与有该领域揭晓履历的科学家互助的。导师陪同效应在高能物理、核和凝聚态物理领域尤为显著。

其他分支的研究者经常是有履历的科学家,特别是跨学科和天体物理领域。他们已经在传统领域获得指导,于是转而探索新的领域。图6:各个分支没有导师陪同的物理学家比例论文产量、影响力与研究组规模有关论文产量和引文次数通常是我们权衡物理学家研究水平的指标。

因为分支之间差异大,需要思量到他们所在分支的总体生长情况和奇特的互助特征,好比研究组规模巨细。图7:各个分支的研究组规模巨细和论文量高能物理学家、核物理学家、天体物理学家偏好大研究组。特别是2000年之后,三个领域的发作,部门水平上源于大研究组项目的研究结果,如:ATLAS。

大研究组导致高论文产量。数据显示,1985年至2015年,高能物理领域的年均论文量增长了十倍,核物理和天体物理增长了两倍。

而其他六个分支的论文量近30年来相对稳定。该文用累计引文数权衡分支的影响力。

不管是从论文还是引文数量的角度来说,高能物理是最有影响力的分支。图8所以,评价学者的科研水平,我们所参考的指标除了论文和引文数量,还应思量到他们所属的分支领域以及分支之间庞大的差异。诺贝尔物理学奖的偏好很大比例的诺贝尔物理学奖都是授予学科性的主题,好比像凝聚态物理这种有最多活跃的物理学家的分支,以及高能物理。但自1985年以来,跨学科物理和等离子体物理领域从来没有得过诺贝尔奖。

跨学科物理领域被诺贝尔奖清除在外,是因为19世纪诺贝尔奖学科之间的严格划分(物理学奖、化学奖、生理学奖等)会对跨学科领域的评判不太友好。图9:每年的诺贝尔物理学奖在各个分支的漫衍图结语物理学的各个分支从来不是单独存在的,而是相辅相成生长。大部门科学家都市探索多个分支,将多个分支的知识联合起来,并发生新的发现,这在科研中是个很关键的历程。

找出科学家研究的重合点对于发现分支之间的联系具有重要的意义。思量到分支之间很大的区别,用论文产量和影响力去权衡分支的重要性、以判断研究资源分配的方法论,也是值得进一步讨论和思考的。作者:吴雨桐编辑:张爽。


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