谁最可能获得诺贝尔化学奖

科学界历来关注诺贝尔奖的归属,有不少好事者以预测诺贝尔奖为乐。本文即是从学科分类角度对诺贝尔化学奖的一种推测。

诺贝尔奖已经发了100多年,表面上看来,谁拿奖谁不拿奖没什么规律,实际上仍是有潜在规则可循的。记得施一公院士在“生命科学的逻辑与思维”课上说过:“在生命科学领域,做细胞的每七年拿一次诺贝尔奖,做免疫的每九年拿一次诺贝尔奖,做神经的每十五年拿一次诺贝尔奖,但做结构生物学的每三年就会拿一次诺贝尔奖。”言下颇为自得。在诺贝尔化学奖上,是否存在着类似的“潜规则”呢?统计数据会告诉我们答案(图1)。

图1 化学各学科获诺贝尔奖的统计数据

粗略地从化学的5个二级学科角度对诺贝尔化学奖发奖原因进行分类,其情况如图1所示(生物化学归入高分子化学一类)。高分子和生物化学独占1/3的奖项,而物理化学也占了将近1/4的奖项,这可能与欧洲化学传统重视理论有关。令人有些意外的是无机化学竟然比分析化学所占比例还小。事实上,无机化学可能是诺贝尔化学奖最不喜欢授予的领域之二。为了进一步分析得奖来源,更具体的学科分类及获奖次数统计如图2所示。

图2 学科分类与获奖次数统计

从图2可见,高分子化学仅仅获过3次奖(1953年的Staudinger、 1987年超分子化学和2000年的导电高分子),即使把1975年的Flory(高分子的物理化学理论,被归入化学热力学)加进来也只有3次。它和无机化学一道成为诺贝尔化学奖最不青睐的领域。之所以该二级学科一枝独秀,完全是生物化学(占26次之多)和结构生物学(6次)的功劳。

无机化学自己的获奖次数实质上只有7次,另有8次是核化学家发现元素的贡献。最近一次获奖是2011年(准晶),离上一次无机化学获奖(1996年富勒烯)已经过去了15年,而在1913年的Werner(配位理论)和1983年的Taubu(无机反应机理)之间几乎没有真正的无机化学家获得诺贝尔奖。不过,2010年和2014年的物理学奖分别颁给了石墨烯和LED,无机化学家们或许在这个领域还能赢得诺奖的青睐。

物理化学的3个主要分支热力学、量子化学和表面化学都有可观的表现,一共获得29次诺贝尔奖,体现了评委会对理论的重视。但这其中包括了部分物理有机化学获得的诺贝尔奖(归入结构化学名下),例如,1969年(构象学说)、1976年(硼烷结构)和1994年(非经典碳正离子)。除去这些本来算在有机化学学科中的奖项,有机合成方法学依然获得了13次奖项,这与分析方法获得的15次奖项一道,说明合成与表征在化学学科中占的地位是十分稳固的。

图3 化学奖的发奖时间规律统计

现在我们再来看看,化学奖的发奖时间有什么规律。统计数据(图3)表明,评委会很注意各个二级学科之间的平衡,“连庄”情况是极少的。平均起来,近年来获奖频率最高的是生物化学和结构生物学,每3~4年就会有一次得奖。其后是有机合成方法学(平均7年)。物理化学也是平均7年左右会得到一次,其中量子化学自从1954年Pauling得奖以来平均每10年就会得到一次。分析化学在20世纪前半叶表现不俗,但近年来也要平均12年才能得到一次。无机化学和高分子化学的获奖频率都在20年以上,但如果考虑到无机化学还有物理奖以及近年来材料领域的发展,可能无机化学行情上涨的趋势还要略胜高分子化学一筹。

谁最可能获得诺贝尔化学奖?从数量上看,最佳回答还是生物学家。因此,开头引用的话就应该加一个补充:结构生物学家拿的大多都是诺贝尔化学奖,就像张新荣教授调侃的那样,“结构生物学家本质上都是分析化学家”。不过,如果在“纯”化学领域的话,物理化学家和有机化学家才是更稳健的选择。

定稿于2015年6月13日

发表于微信公众号“听石先生的文字”