三思藏书架：张九庆《自牛顿以来的科学家》第11章科学家的年龄特征

2002

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第二篇　科学家的基本特征

第11章科学家的年龄特征

　　一个人也许论年岁很年轻，可是论时数很老成——假如他不曾浪费光阴的话。但是这种情形是很少见的。一般的情形是青年人就好象人的“初念”一样，不如“再思”明智。盖在思想上和在年岁上一样，也有少年与老成之别也。然而青年底发明力是比老年人底活泼；而且想象力也比较容易注入他们底脑筋，并且好象更是若有神助似的。青年人较适于发明而不适于判断；较适于执行而不适于议论；较适于新的计划而不适于惯行的事务。因为老年人底经验，在它底范围以内的事物上，是指导他们的，但是在新的事物上，则是欺骗他们的。　　　——培根《培根论说文集》

　　科学家也是人，也要经过生老病死的全过程。研究科学家的年龄是因为科学作为一种特殊职业，科学家在年龄方面有区别于其他职业的特征。单就智力而言，有两种类型：流动型智力，取决于思维速度、短时记忆能力、熟练程度，会经历增长、维持和下降几个阶段；结晶型智力，随着人生经历不断丰富而增长。比如，医生、律师、职业经理人都是需要实践经验的职业，结晶型智力起主导作用，其职业高峰在中老年；而科学家是一个需要特别创造力的职业，流动型智力起主要作用，其职业高峰却在中青年阶段。大多数数学家在30岁之前就完成了自己伟大的数学成就，而哲学家似乎在多个年龄段都会产出杰出的哲学思想。

1、创造力与年龄的关系

　　斯孟顿（Dean K Simonton）给出了人的创造力与生命周期的一般模型^[1]。他假设：1）个人依赖他的原始的创造潜力从事他的职业。这个假设意味着创造者总的创造产出不受寿命或者其他条件的限制。2）在职业生涯中，潜力通过两种实际步骤实现为创造性产出：思维强化（ideation）与苦心经营(elaboration)。思维强化使之能够得到新项目的想法，而苦心经营则使这些想法变成实际的产出。思维强化用思维率(ideation rate)（a）表示，苦心经营的程度用勤奋率(elaboration rate)（b）表示。3）从潜力转化为实际产出的时间从开始从事职业的有效时间算起，这个有效时间就是职业时间。如果把创造性产出p看成是时间t的函数，t=0时职业开始，因此这里的职业年龄区别于一般意义上的生理年龄。有了这些假设，p与t的关系表示为：p=c(e-at－e-bt)，a、b、c是随不同专业领域而变化的常数。

2、科学是中青年人的事业

　　“科学创造最佳年龄区”，是赵红洲首先提出的。他认为，在人的一生中，总有一个记忆力方兴末艾、而理解力“运若转轴”的时期，即记忆力和理解力都好的时期，这时的人不仅有丰富的实践经验，也有广博的科学知识；不仅有驾驭大量材料的能力，而且有敢想敢干的创新精神；精力旺盛又富于想象。这个时期，就是一个人创造力最好的“黄金时代”，或者说是科学发现的“最佳年龄区”。经过统计分析，赵红洲指出杰出科学家作出重大贡献的最佳年龄区在25～45岁之间，其最佳峰值年龄和首次贡献的最佳成名年龄随着时代的变化而逐渐增大。16世纪杰出科学家的成名年龄、最佳峰值年龄分别为22岁、25岁，20世纪杰出科学家的成名年龄、最佳峰值年龄分别为33岁、37岁。年龄的增加意味着随着知识的增长所造成的科学发现的困难程度的增加^[2]。

表1 科学家发表重要学术著作的平均年龄

年代	成名年龄	最佳峰值年龄
1501～1600	22	25
1601～1700	26	28
1701～1800	29	32
1801～1900	31	35
1901～1960	33	37

　　李侠等人对科学家发表他们重要著作时的年龄进行过研究^[3]。他们选取1500～1950年有重大发现的科学家（包括某些具有时代特征的能引发重大历史变革的具有科学家风格和特征的艺术家如达·芬奇），以100年为统计间隔，得到的不同年代科学家发表重要学术著作的平均年龄。

表2 科学家发表重要学术著作的平均年龄

年代	平均年龄
1501～1600	50.1
1601～1700	40.8
1701～1800	38.6
1801～1900	36.5
1901～1950	34.9

　　以上组数据表明了随着时代的发展，科学家发表学术著作的年龄在逐渐提前，也就是说年轻化的趋势在加强。16世纪科学家发表重要学术著作的平均年龄是50.1岁，而20世纪上半叶已降到了34.9岁，相当于提前了15年。他们还据此推测21世纪和 22世纪科学家发表著作的平均年龄应为32.73岁和30.06岁。不管这个结论是否正确，但科学家发表重要著作的年轻化特征是明显的。

　　比较表1和表2的结果，至少我们可以得出一个简单的结论：早期的科学家都是一些早慧的科学家，但是历史条件和整个社会环境导致了那个时代的科学家发表著作的困难，由于当时的科学家比较少，他们可能并不是依靠发表文章而是靠别的途径而出名；而当代科学家发表文章是十分容易的，因此他们得到承认的年龄和发表文章的年龄是一致的。这也是当代科学家为什么把发表论文看得非常重要的一个原因。

　　对1901～1999年诺贝尔获奖者最佳年龄研究，更是一个有力的佐证。物理学奖获奖者的创造高峰期大约在25～45岁之间，年龄跨度在21岁到58岁之间，平均年龄为36.1岁。化学奖获奖者的创造高峰期大约在25～50岁之间，年龄跨度在21岁到58岁之间，平均年龄为38.7岁。生理医学奖获奖者的创造高峰期大约在30～45岁之间，年龄跨度在23岁到58岁之间，平均年龄为38.9岁。而且做出突出获奖贡献的平均年龄并没有随时代变化而有多大变化。以物理学为例，1901～1925年，平均37.2岁；1926～1950年，平均35岁；1951～1975年，平均38.2岁；1976～1999年，平均37.1岁。

　　我们可以得出结论，一般地，中青年是科学创造的最佳年龄，是出成果的黄金时代。许多独创性的科学发现和技术发明和出自中青年之手。不同的行业、不同的领域的最佳年龄是不完全相同的。数学、物理、化学领域成才较早；生物、天文、医学、经济等领域科学家成才较晚。

　　朱克曼在研究美国诺贝尔获奖者的创造性年龄后得出如下结论：“科学事业中何种年龄最富于创造性的问题并不像唯青年论所主张的那样简单。赢得诺贝尔奖金的研究工作者中，虽然相当经常地出现青年人，可也同样地出现中年人。科学并非青年人垄断的游戏，至少在诺贝尔奖金获得者中是如此；显然，中年人同样会玩这种游戏。”

3、科学家的寿命

　　影响一个人的寿命长短的因素包括饮食营养、医疗卫生条件、地理环境、气候、遗传、精神状态、职业、家庭和疾病等等。关于科学家的寿命问题，人们了解得并不多。一般人凭感觉地直观地认为，科学家作为过度的脑力劳动者，不可能长寿。尤其在中国，对中年科技人员健康状况的不良现状的渲染加深了人们的这种印象。

　　笔者通过对1901～1950年诺贝尔获奖者的寿命研究，得出如下结论：

　　1）诺贝尔获奖科学家的平均寿命为74.7岁，说明了诺贝尔获奖科学家是长寿的，因为到了1950年，世界发达国家的人均寿命也才65岁。而几位寿命较低的获奖者多为意外或人为原因导致死亡。例如，居里先生47岁，死于车祸；布里奇曼(P.W.Bridgman,1882-1961)59岁，自杀身亡；芬森(N.R.Finsen,1860-1904)44岁，23岁或更早以前就患严重疾病；班廷（F.G.Banting,1891-1941）50岁，因飞机失事而去世。

　　2）科学家中，诺贝尔生理医学奖获得者平均寿命最高，且与和平奖和文学奖获得者寿命相近；而化学奖获得者的平均寿命最短，与最高者相差4～5岁。化学家与生物科学家、医学家等生理医学奖获得者的寿命差别的原因将在后面进行简要分析。

　　3）活到高寿的科学家也不少，如达到99岁1人、98岁2人,包括罗素(B.Russell,1872-1970)，列在文学奖获得者中，本人同时也是著名的数学家。

　　诺贝尔获奖者寿命高可能有几个普遍的原因。首先，新的医学科学成果表明，脑运动能直接促进脑健康，进而通过大脑协调与控制全身的生理机能，达到健康长寿的目的。勤于用脑的人，大脑血管经常处于舒张状态，以输送充足的氧分和其它营养物质，因而能延缓中枢神经的老化，促进血液循环，使全身各系统的功能保持协调统一。其次，这些科学家的经济状况要比一般人包括一般的科技人员的较好些，他们具备追求健康的物质条件。第三，除极个别科学家外，诺贝尔获奖者更容易适应生活的挑战，面对困难能进行自我调节，自我保健能力强。第四，一些具备获奖水平的科学家在颁奖之前去世了，没有进入统计数据中。

　　还有一个有趣的现象是，获奖化学家中竟有40%的人的寿命在60～69岁之间，低于70岁的人的比例高达约55%；而生理医学奖获得者中90岁以上者却达到18.6%，高于80岁的人的比例更是达到近40%。进一步分析发现，3位90岁以上的获奖化学家都是生物化学家。物理学家的寿命则介于两者之间。

　　获得生理医学奖获奖者与化学奖获奖者之间的寿命段呈现出最大的反差，实在是令人惊奇，可能存在着某种我们尚未知晓的原因。由于没有对他们的死因进行具体的分析，而获奖者从事实验研究的环境的不同则是显而易见的，因此以下几点简单的猜测只考虑科学家的职业环境因素对科学家寿命的影响。

　　1）化学家的实验环境比较恶劣。如果说物理学家还可以分为理论物理学家核实验物理学家的话，化学家通常都是实验科学家。为了探索各种化学物质的特性，他们大都工作在存在不同污染的微观实验环境之中，进行长时间的实验研究。这些实验涉及到粉尘、化学试剂与药品、高温辐射、易挥发有机物、放射性辐射、有毒气体、废液等等危害人体健康的物质，化学家成为这些污染的直接受害者。如居里夫人从事天然放射性研究，死于镭中毒造成的恶性贫血病；居里·约里奥先生和夫人从事人工放射性元素的研究，都只活了59岁。

　　2）物理学家的工作环境比起化学家来也要好得多，至少他们受到的污染要少得多。但是那些受到放射性元素辐射的诺贝尔物理学奖获得者寿命也很低，如与居里夫妇同获1903年物理奖的贝克勒尔(A.H.Bacquerel,1852-1908)也只活了56岁。

　　3）生理医学奖获得者工作在一个相对能促进健康的环境之中。例如，植物学家经常工作在野外的无污染、无噪音、空气新鲜的绿色环境中。动物学家则经常和动物打交道，环境不那么沉闷，工作时也不像其他科学家那样需要静静地关注某一个实验现象。医学家的工作环境也非常卫生而无污染，而且他们可能比其他科学家懂得更多的自我医疗保健知识。

　　4）那些整天与各种酶或者激素打交道的生物化学家中的高寿者异乎寻常地多，则可能受到了实验环境中某些使人年青的酶或者激素的影响，这些酶、激素或者它们的混合物、反应物或许恰恰是使人延长寿命的物质。如果这个判断被证实的话，对于解释科学家长寿乃至人类长寿之谜都会有所帮助。例如，活到99岁的赖希施泰(T.Reichstein,1897-1996)因研究肾上腺皮质激素，活到93岁的焦尔季(C.Golgi,1843-1926)也研究肾上腺，活到93岁的多伊西(E.D.，1893-1986)研究的是雌素酮。

　　1901～1950年获得诺贝尔奖共3位科学家，几位女科学家的平均寿命与获奖科学家的平均寿命相差10多岁，而女性文学、和平奖获得者与获奖者的平均年龄相差很少。并且，和平奖、文学奖获得者中，女性的平均寿命也比男性低。而一般地，女性的寿命要长于男性的寿命。这至少说明，不管是在科学领域还是在非科学领域，女性要做出杰出成绩，付出的生命代价要比男性多。尤其是女性科学家，早年的女科学家必须要加倍的努力才能克服科学界对女性的歧视与偏见，这使得她们在精神与身体方面等都消耗更大，从而降低了寿命。随着歧视的减少，相信以后的女性比男性长寿的规律在科学家中也能得到体现。在1950年后获奖的几位女科学家中，物理学家迈耶夫人活了66岁，化学家霍奇金夫人（G.Crowfoot-Hodgkin,1910-1994）活了84岁，而生理医学获奖者麦克林托克（B.McClintock,1902-1992）获了90岁、埃利昂(G.Elion,1818-1999)获了81岁，蒙塔尔西尼（Levi-Montolcini,1909-）也是高寿。

4、科学家早慧与晚熟

　　智力的个体差异有不同的表现形式。智力差异的一种表现形式是类型的差异，既有的人长于推理，有的人记忆过人，有的人想象力丰富。智力差异的另一种表现是发展水平的差异。这种水平反映在人的智商上。人的智商水平成正态分布，智商中等的人偏多，越是偏离中等水平，人越少。有的人智商明显高于中等水平，属于智力超常，通常被称为天才；有的人智商明显低于中等水平，属于智力逊常，通常被称为弱智或者智障者。目前，尚未看到对著名科学家的有关智商测定结果的定量研究，但是可以定性地肯定科学家的智商至少是高于平均值，处于优秀之列。科学家被认为是天才，不过这里的天才和智力超常并不完全相同，因为智商与成就没有直接的等价关系。高智商者要有所成就，需要一些其他基本条件，比如早期教育、机遇和性格品质。关于科学家的性格和能力特征将在后面的章节进行讨论。

　　智力差异的另一种表现是早晚的差异。有些人很早就表现出过人的智慧，如那些会作曲、写诗、绘画的神童。人们把这种较早地表现出智慧的人称为早慧。与早慧对应的是大器晚成，也就是指早年看上去智力成就平平，但到了中晚年却一鸣惊人，功成名就。赵红洲虽然也研究过科学家的早慧现象，但对于什么是早慧科学家，也没有给出明确的定义。显然早慧是一个相对的概念，是一个比较的结果。如美国诺贝尔获奖者获得博士学位时的平均年龄是24.8岁，国家科学院院士获得博士学位时的平均年龄是26岁，而1957年获得博士学位的一般人的平均年龄是29.5岁。因此，如果用获得博士学位的年龄作为早慧量度的话，相对一般科学家而言，科学院院士是早慧的；相对于科学院院士而言，诺贝尔获奖者是早慧的。

　　举例列举早慧科学家是一件容易的事情。控制论之父维纳14岁获得学士学位，18岁获得博士学位；理查兹（T.W.Richards,1868-1928）（1914年诺贝尔化学奖获得者）17岁为化学学士，18岁文学学士，20岁成为博士；施温格(J.Schwinger,1918-1994)（1965年诺贝尔物理学奖获得者）18岁大学毕业，21岁获博士学位；伍德沃德(B.Woodward,1917-1979)（1965年诺贝尔化学奖获得者）19岁大学毕业，21岁获博士学位；沃森(J.Watson,1928-)（1962年获得诺贝尔生理医学奖）和盖尔曼(M.Gellmann,1929-)（1969年诺贝尔物理学奖获得者）都是在19岁获得学士、22岁获得博士学位的。

　　相反，大器晚成的科学家更是少数，恩德斯(J.F.Enders,1897-1985)是一个典型的例子。不过，恩德斯在科学上的大器晚成是由于兴趣转移的结果。恩德斯22岁获得耶鲁大学文学学士，25岁获得哈佛大学文科硕士。由于对医疗科学的强烈兴趣，继而转入医学系学习，33岁获得博士学位，留在哈佛大学医学系任教。1942年，45岁的他担任副教授，一直到57岁时获奖时仍然是副教授。1948年，51岁的他和两名年轻的合作者韦勒(T.H.Weller,1915-)和罗宾斯(F.C.Robbins,1916-)着手研究小儿麻痹症病毒，并因此方面的成就与两位合作者分享了1954年的诺贝尔生理医学奖。

5、科学家早逝

　　因为著名的科学家通常是长寿的，因此他们中的早逝者就更让人惋惜。目前一般的文献也不记录他们的死亡病例，尚没有人对那些著名的科学家中的早逝者的死亡原因做出具体全面的分析。除了偶然的事故之外，还有很多导致科学家早逝的原因。

　　造成寿命偏短的原因之一是缺乏必要的锻炼。从客观上讲，绝大多数科学家由于工作和生活的双重压力而无暇参加体育锻炼，一些研究所根本无体育锻炼场所。从主观上讲，很多科学家认为自己身体尚可，还未真正认识到参加体育锻炼的必要性。有的科学家虽认识到这一点，但却懒得去锻炼。

　　工作的压力和透支身体健康是导致部分科学家英年早逝的另一个原因。现在，科学家的工作压力不断地增加。他们一心埋头于工作、埋头于科研，但也因此产生了一些负面效应，即一些科学家靠透支身体健康来做工作，从而严重影响了健康。有的科学家已发现自己身体有病，因放不下工作而不去治疗，导致疾病进一步加重，甚至失去宝贵的生命。

　　第三是心理上的压力。生理疾患可以恶化心理状态，心理疾患也可以导致癌症、高血压、胃溃疡等一系列病变。因此说，心理健康对人的整体健康起着非常重要的作用，有时甚至是关键的作用。科研组织家一般不会对个人心理健康给予足够的重视，从而致使部分科学家因心理疾患而导致生理疾患。部分科研人员在考虑问题时，往往爱钻牛角尖，遇到问题想不开，而又得不到正常的心理治疗，心理疾患由此产生。

　　第四是工作环境的因素。如对某些研究岗位没有采取足够的劳动保护措施，比如辐射、粉尘超标等。

　　一个令人奇怪的现象时，数学家中早逝的人似乎比较多。如挪威数学家阿贝尔（N.H,Abel,1802-1829）27岁时、德国数学家黎曼40岁时患肺结核而死，印度数学家拉马努金（S.A.Ramannujin,1887-1920）33岁时病死，伽罗华21岁时死于决斗。一个可能的原因是，与其他领域的科学家相比，数学家更容易处于极度的独处状态，对数学之外的事接触更少，思维随时处于紧张状态，更容易在年轻时出成果而被历史纪录。

6、科学家进入中老年后的角色选择

　　一个科学家的职业生涯可以分为学习期、贡献期、指导期和老化期。科学家在成长期主要是通过大学阶段、硕士研究生阶段、博士研究生阶段掌握成熟的科学规范、锻炼智力、获得自我社会化的能力，这个时期他们接受其他资深科学家的指导。科学家在贡献期主要通过不同的职业角色和职业任务（如教师进行教学、研究员从事基础研究、工程师从事创新开发等等）用已经掌握的知识、技能去实现自我的或者组织的目标，服务于社会。科学家在指导期主要是通过发现和培养年轻的科学家对科学做出更大的贡献。科学家在老化期除了颐养天年外，还作些简单的社会咨询，写下回忆录。

　　科学家晚年创造力的减弱，表明他们担任具体课题的学术负责人已经不合适了。但这不意味着老年科学家将无所作为，更不意味着老年科学家将一事无成。一般而言，科学家在晚年的工作角色将发生改变，有的时候工作重点也将从科学前沿的研究转移到其他研究之中。

　　1）充当导师角色。这是大多数科学家进入中老年后的角色选择。科学家中著名的导师有李比希、J.J.汤姆逊、卢瑟福、玻尔、费米等等。

　　由于在科学研究中积累了经验，拥有了一定的权威和学术地位，成为了学生的精神力量，他们就能够教育学生以极其严格的标准来衡量自己的工作，能够帮助学生发现并解决科学领域的未知问题；能够帮助学生在科学界中确立自己的地位（如推荐申请资助、发表论文、进入研究岗位等）；能够创造一个良好的环境，使年轻的科学家在这个环境中顺利克服从学习期过渡到贡献期的困难。

　　2）充当管理组织者角色。如果说科学研究是中青年人的事业，那么管理组织则是中老年人的事业。科学家也可以是以学术带头人的身份领导一个科研小组，把自己手下的研究人员布置在能够发挥能力的不同的重要位置上，如领导果蝇小组的摩尔根、领导噬菌体小组的德尔布吕克；也可以作为一个不再直接负责科研任务的管理者，而是管理各个学术小组，成为一个大的研究机构的领导者，如担任卡文迪什实验室主任的W.L.布拉格；甚至还可以进入政府的科学管理机构，如万尼瓦尔·布什(Vannvar Bush)。

　　3）担任咨询顾问。有了一定声望的科学家受到政府、企业和非营利组织的青睐而被邀请担任各种顾问。如美国总统的国家科学顾问就是由一些年长的知名科学家担任的。

　　4）担任学会或协会负责人。各种学会、协会是某一学科的科学共同体的非政府组织，如科学院、工程院、物理学会、化学学会等。它们为科学共同体服务：选举本学科的杰出人士，进行科学交流，维护科学家权利，解决科学冲突，宣传科学知识。这些组织的负责人通常由有声望的科学家担任。

　　5）兴趣发生转移。一些科学家在中年以后兴趣发生了极大的变化，并在新的研究领域或者活动领域做出了突出的贡献。

　　从事科学史、科学社会学的研究。比较典型的例子有英国化学家贝尔纳(J.D.Bernal,1901-1971)对英国科学史、英国生物化学家李约瑟(J.Needham,1900-1995)对中国科学史、丹麦物理学家派斯对量子力学史、美国物理学家霍尔顿(G.Holton,1922-)对相对论的研究。例如，美国哈佛大学教授霍尔顿是一位成功的物理学家，后来开始对科学史发生了兴趣。他对爱因斯坦的信件和对美国物理学家密立根(R.A.Millikan,1868-1953)的实验（即确定了电子电荷著名的邮滴实验）笔记的研究，对大科学运作方法提出了令人信服的见解。他对卢瑟福、普朗克、费米等的研究，揭示了关于重要科学学派的现象。

　　从事科学哲学研究。如波兰尼(M.Polanyi)是一个颇有建树的物理化学方面的科学家，曾获得诺贝尔化学奖的提名。他后来转向了科学哲学领域，对知识的个人属性和科学的计划性等问题进行了研究。

　　从事文学艺术活动。如诺贝尔化学奖获得者霍夫曼(R.Hoffman,1937)40岁以后开始从事诗歌写作，用诗的形式来解释某些科学概念，尽管并不太成功。他认为诗歌写作的难度比科学研究还要大，因为科学论文的发表率在2/3以上，而诗歌的发表率只有5%。

　　从事社会活动。有一些科学家充分利用自己的声誉，积极从事各种社会活动。有的科学家在科学研究过程中发现了自己不能总是在科学的象牙塔中生活，便对社会活动产生了热情，因此他们往往积极参与社会活动，通常在到达科学生涯的顶点之后，把工作的注意力转移到社会活动中，例如爱因斯坦、鲍林等。

注：
　　1、Dean.K.Simonson,Caree Paths and Creative Lives: A theoritical perspective on late life potential,载于 E Adams-Price, Creativity and Successful Aging: Therotical and Empirical Approaches, Spring Publishing Company 1998。

　　2、参见赵红州著《科学能力学引论》一书（科学出版社，1984）。

　　3、李侠等，历史上科学家发表重要学术著作的年龄的研究，东北大学学报社科版，2000（6）。

本文有关信息：
《自牛顿以来的科学家——近现代科学家群体透视》
张九庆　著
收录时间：2002.04
来源：授权发表

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