相比于高被引科学家的研究，国内外关于科学精英的研究更多集中于诺贝尔自然科学奖获得者和科学院院士身上。如科尔兄弟所言，在高度分层的科学体制中，仅次于少数几位科学天才之下的就是赢得了最高科学荣誉的诺贝尔奖获得者或者国家科学院院士，他们共同位列科学界的最高阶层。[34]针对这两类群体的考察不仅数量远远多于高被引科学家的相关研究，分析维度也更加全面。因此对这两类科学精英的既有研究进行综述，能够为完善本研究的分析框架提供借鉴。
（一）关于诺贝尔自然科学奖得主
诺贝尔自然科学奖作为科学界公认的最高奖励，其得主亦是世界瞩目的科学巨匠。关于诺奖得主的个人传记在市场上大量存在，同时还有大批学术专著与论文对该群体进行专门研究。本研究仅对学术性资料进行考察，发现该领域文献集中关注以下几个问题：
1.人口统计学特征，特别是从事获奖研究的年龄
一般而言，了解人口统计学特征是深入分析某个特殊群体的基础。已有研究统计过诺贝尔自然科学奖获得者的国籍（许光明2003[35]；沈登苗2010[36]）、性别（许光明2003）、所属机构（许光明2003）、宗教信仰（文刀2002[37]）等变量，其中受关注程度最高的是诺奖得主从事获奖研究的年龄（朱克曼1979；Stephan＆Levin 1993；许光明2003；薛风平2006；刘群峰2007；Rablen＆Oswald 2008；陈九龙、刘琅琅2010；陈其荣、廖文武2011；Jones＆Weinberg 2011）。
传统观点认为，科学是年轻人的游戏，而这一点在科学天才身上体现得尤为明显。部分研究也支持这一结论。以研究过程中间点计算，1951—1972年间诺奖得主完成获奖研究工作的平均年龄为39.9岁。[38]建模研究表明，美国诺奖得主在13岁时就具备一定的创新能力，至38.17岁创新能力达到顶峰。[39]1901—2003年间，四个学科的诺贝尔奖得主取得获奖成果的平均年龄为40.16岁，其中以35岁取得成果的人数最多。诺奖得主的黄金创造期集中于26—46岁之间。[40]斯蒂芬和莱文（Stephan＆Levin）发现，杰出科学成就大多完成于科学精英的中青年时代。科学家40岁之后的研究获得诺贝尔奖的几率大幅降低。[41]不过，新近研究却发现了不同的趋势。至2000年，诺贝尔物理学奖获得者在40岁前做出获奖成果的比例只有19%，化学领域接近0，分别与1900年的接近1/3和2/3形成巨大反差。[42]这里还需注意，不同学科间的差异还是明显存在的。一般认为物理学家比化学学家和生理学家做出杰出成果的平均年龄要小（Simonton 1988[43]；Stephan＆Levin 1993）。
相较之下，对诺奖得主获奖年龄的研究反而不多。有学者得出了获奖年龄呈正态分布的结论[44]。宋新民（1993）发现，诺奖得主在40岁以前大都达到他们学衔的最高职。[45]刘少雪（2012）将诺贝尔奖获得者从取得博士学位到评上教授或研究员的这段时期称为“创新能力激发阶段”，认为这是科学精英创新工作最出色的时段。[46]此外还有一些关于年龄的看似荒诞的研究，如拉伯伦和奥斯瓦德（Rablen＆Oswald 2008）发现诺奖得主的寿命普遍比提名者要长[47]；还有学者对诺奖得主的出生月份进行了统计，试图探讨出生季节与人的聪明程度之间的关系，结果当然是没有什么联系了（刘群峰、熊辉2008；朱安远等2013）。不过这也折射出诺贝尔奖金获得者受关注程度之高，方方面面都被曝露在无影手术灯下接受“解剖”。
2.从事获奖研究的科学机构及职业流动情况
诺贝尔自然科学奖获奖研究诞生的场所大多集中在世界一流大学及知名实验室，包括剑桥大学的卡文迪许实验室和分子生物学实验室、冷泉港实验室、美国的劳伦斯伯克利国家实验室、国立卫生研究院、洛克菲勒研究所、德国的马克斯·普朗克研究所和马普学会等，都是诺贝尔奖历史上不可忽视的机构（豪尔吉陶伊2007；郭奕玲、沈慧君2000；陈其荣、廖文武2011）。1901—2011年间，剑桥大学、哈佛大学、哥伦比亚大学、加州大学伯克利分校和巴黎大学孕育出的诺贝尔自然科学奖数量最多。[48]诺贝尔生理学奖获得者集中的机构大多属于高水平创新基地，有充足的科研经费、良好的实验条件与学术氛围；有利于原创性的基础研究体制与机制，有一批世界一流水平的科学家。[49]郭奕玲、沈慧君（2000）分析了诺奖高产的机构——剑桥大学卡文迪许实验室[50]，伟大的研究往往形成于研究氛围浓厚的环境中，自由、民主和不拘小节的交流是宝贵的财富。[51]
刘少雪对诺贝尔奖获得者的职业经历进行分析发现，诺奖获得者的职业迁徙频度高，且具有明显的学科差异。他们在职业发展的不同阶段选择任职机构的倾向性也不同。在学术积累尚不足时，科学精英们更倾向于保持职业相对稳定；但当事业发展到一定程度后，多数诺奖得主会选择流动到世界知名大学。适当的职业迁移能为科学精英提供更好的发展机会。[52]就国际迁移的地域特征来看，美国是诺贝尔奖获得者跨国迁移的最大受益国。[53]第二次世界大战后，出于躲避战祸，追求更好的科研环境和优厚待遇的目的，大批诺贝尔奖获得者从世界各地流向美国，直接促成了科学中心从欧洲向美国的转移。[54]
3.家庭出身与教育经历，特别是师承关系
社会学观点认为，父母的教育观念与教养方式能够影响子女的职业选择和职业价值观。同时，家庭出身能够在一定程度上影响个人的职业成就。部分诺贝尔奖得主从事科学职业的机缘与其家庭环境有重要的关系（豪尔吉陶伊2007）。朱克曼梳理了美国获奖者的家庭背景后发现，有82%的获奖者父亲是专业技术人员、经理或企业主，比普通人的家庭出身优越得多。不过朱克曼认为，影响作用最大的应当是家庭教育环境而非单纯的经济富裕。[55]陈九龙和刘琅琅（2010）对外籍华裔诺奖得主的家庭出身所做的研究也佐证了这一结论。[56]在科学社会学学者看来，这就是一种相加的优势累积效应的表现。
一般而言，家庭教育环境良好的子弟，其接受的学校教育通常也比较规范。有学者探讨了美国基础教育在培养诺贝尔奖得主中的奠基作用[57]，不过更多的研究则聚焦于高等教育经历的影响（朱克曼1979；刘亚俊等2008；陈九龙、刘琅琅2010；刘少雪2012）。百年间，培养诺奖获得者最多的院校包括剑桥大学、哈佛大学、哥伦比亚大学、加州大学伯克利分校、麻省理工学院等世界顶尖名校（陈其荣、廖文武2011[58]；刘少雪、庄丽君2011[59]）。尚和托格勒（Chan＆Torgler）对1901—2000年诺贝尔物理学奖、化学奖、医学奖得主的获奖生命周期进行研究后发现，教育背景能够影响他们未来获得的承认。在英美受教育的获奖者比其他同侪的获奖机会更多。化学奖获得者中剑桥大学与哈佛大学的毕业生更加成功，物理学奖获得者中毕业于哥伦比亚大学和剑桥大学的科学家往往表现得更加突出；生理学或医学奖得主中以哥伦比亚大学的毕业生最多。[60]这再一次印证了世界一流大学在科学精英的培养过程中存在优势累积效应。鉴于剑桥大学在诺贝尔奖排行榜上多年来始终雄踞榜首，陈巴特尔等（2013）从宏观、中观和微观三个层面来考察剑桥大学的教育生态环境，说明杰出人才的成长与外部环境和内部机制皆存在密切的联系。[61]
导师作为科学家教育经历与职业经历中的重要引路人，在科学精英的成长过程中扮演了极其重要的角色。他们的科学敏锐度能帮助学生迅速捕捉到有发展潜质的研究问题，他们的治学态度对处于快速成长期的后辈学人的职业生涯可能产生终身影响，他们广泛的学术网络有助于初出茅庐的年轻科学家更顺利地进入科学场域。师从名师是诺贝尔奖获得者的又一项显著特征（朱克曼1979；刘亚俊等2008）。1972年前在美国从事其获奖研究的诺奖得主中，有一半以上的获奖人曾在诺奖获得者前辈的手下当过学生、博士后研究员或低级合作者。[62]有学者分析了诺贝尔物理学奖得主的获奖工作与博士论文的关系以及导师对获奖者的作用，认为诺奖得主博士阶段的学习和研究工作是其成为一流科学家的关键。从一名普通科学工作者成长为一流科学家的周期长短在很大程度上取决于获奖者博士阶段的研究工作。[63]
4.科学明星的个性特质
作为科学界最闪耀的明星，公众常常会好奇诺奖得主究竟具备何种异于常人的个性禀赋，才能成为亿万人中独树一帜的成功者。于是，有不少学者尝试分析这一群体的性格特质。“打破常规，敢于向传统理论挑战”“孜孜不倦，钟情科学研究”“顽强不屈，坚忍不拔”“思维敏捷，意志力惊人”等多为人们所津津乐道（豪尔吉陶伊2007；陈九龙、刘琅琅2010；陈其荣、廖文武2011）。看问题具有独特的视角，特别是认知的客观性倾向非常明显。[64]具备多学科知识背景，勇于跨越不同“范式”的边界，是取得重大原创性成果需要具备的基本素质。[65]此外，在选择研究方向、解决科学问题时，诺奖得主具有一种特别的科学直觉（scientific intuition）引领他们在科学道路上前行。[66]
5.获奖研究的社会组织形式及被引用的情况
已有研究总结，荣膺诺贝尔奖的研究成果大都是通过合作完成的（朱克曼1979；陈其荣、廖文武2011），且这一协作趋势从19世纪末开始越来越显著。联合研究具有多种形式，获奖工作大多由2—3位合作者完成，有些合作者实力旗鼓相当，有些则在经验上相差悬殊。[67]但善于合作是科学家从事创新性工作的基本素质。对青年诺奖得主科研选题的研究也发现，博士生与导师合作研究的课题属于获奖成功性较大的类型之一。[68]
诺奖获得者的论文被引用情况亦是较早受到研究者关注的议题之一（Garfield 1992；Wazloumian et al.2011；郭红梅等2011；李江2014[69]；鲍玉芳、马建霞2015）。加菲尔德发现，诺奖得主普遍是超级“引文明星”，论文被引次数远远高于一般科学家。因而他认为，论文被引次数对于诺贝尔奖是有预测性的。[70]还有学者发现，科学家在摘得诺贝尔奖桂冠后其突出贡献论文的被引次数呈爆炸式增长，同时还会拉升他们其他论文的被引用次数。[71]这种引用行为很可能是马太效应的一种表现。
6.对诺贝尔奖获得者中特殊群体的研究
1）华裔诺贝尔奖获得者
截至2019年，自诺贝尔奖设立以来已有九位华人科学家获此殊荣（不包括文学奖），他们俨然已成为全体华人的骄傲。陈九龙和刘琅琅（2010）从华裔诺奖得主的人生阅历、所处环境、所受教育、科学态度与精神、思维方式等角度探讨了华裔科学家获得诺贝尔奖的缘由。[72]不过，在2015年屠呦呦获得诺贝尔生理学奖之前，关于中国本土科学家长期缺席诺贝尔奖的现象，有不少学者从科技政策、管理体制、科学精神和教育传统等多个维度进行了剖析（王晓勇2001[73]；钱兆华2003[74]；曹聪2004[75]；吴东平2004[76]；刘道玉2005[77]；李光丽等2007[78]）。(www.xing528.com)
2）女性诺贝尔奖获得者
女性科学家在诺贝尔自然科学奖获得者中凤毛麟角，百年来仅有20人次获奖（数据截至2018年末，其中居里夫人获奖2次）。虽然有一些女科学家被公认成就足以媲美诺贝尔奖得主，但仍然遗憾地与科学界最高奖励擦肩而过。这种现象引发了关于科学界是否存在性别歧视的争论，多数研究者认为女性的能力更容易被低估（WcGrayne 1998；董美珍2002[79]）。麦克雷尼（WcGrayne）以女性诺贝尔奖得主以及参与了诺贝尔奖工作却因为种种原因最终未能获奖的女性科学家为对象，描绘了女科学家在学术职业发展轨道上所遭遇的各种阻力。[80]哈维（Harvey）则将目光聚焦于隐藏在诺贝尔科学奖获得者背后的女性身上，他认为作为诺奖得主的伴侣，妻子们所做出的贡献与牺牲远未得到应有的重视。[81]
此外，国内学者还曾就年龄、国籍、学位和毕业院校等信息将诺贝尔奖获得者与中国科学院院士进行过比较研究[82]，并探讨了杰出科学家行政任职对科研创新可能产生的影响[83]。
（二）中国科学院院士
院士称号是对杰出科学家的国家认可，在科学界是一项极其崇高的荣誉。作为科学共同体的顶层人物，中美两国关于国家科学院院士都有大量的传记、访谈和回忆录资料。国内还有不少研究分析了科学院院士（有时也包括工程院院士）的群体特征和影响他们成才的内外部因素。院士受关注最多的特征包括籍贯/出生地、教育背景、留学经历、家庭出身以及当选院士的年龄等。
1.籍贯/出生地
中科院院士的籍贯/出生地集中于我国的东南沿海地带，以江、浙、沪三省市人数最多（曹聪2004；刘超等2004；吴殿廷等2005；徐飞、卜晓勇2006；卜晓勇2007；杨丽2010）。2001年的统计数据显示，生于江、浙、沪三地的中科院院士占到院士总体的42.8%[84]，不过近年当选院士的科学家的出生地域有从沿海向内陆扩散的趋势[85]。至于这种地理分布不平衡性的缘由，有学者认为与我国区域经济发展水平差异悬殊相关。一个地区只有具备一定的经济基础，教育发展才有资金支持，也更容易接收到新的观念。同时，我国江南区域古来即有重视教育的家族传统，江浙子弟自幼在良好的读书环境中熏陶成长，教育起点自然更高一些。（曹聪2004；刘超等2004[86]）
2.教育背景
由于历史原因，我国科学院院士中获得博士学位的比例较低。截至2019年年底，不计荣誉学位，全体院士中具有博士学位（包括在苏联获得的副博士学位）的人数不到院士总数的60%（以中国科学院官网公布的院士名单为准）。这方面也体现出与科技发达国家的差距。中科院院士本科就读院校人数最多的21所大学都是中国大陆历史悠久的名校，排名前三位的依次是北京大学、清华大学和南京大学（刘少雪、庄丽君2011）。此外，还包括复旦大学、浙江大学、上海交通大学、中国科技大学和武汉大学等国内知名院校。[87]对中国科学院院士和工程院院士的比较研究发现，虽然两院院士皆毕业于国内外一流大学，但科学院院士主要出自综合性大学，工程院院士则更多出自重点理工类大学；且科学院院士接受高等教育的时间普遍多于工程院院士。（吴殿廷等2005[88]；刘牧、储祖旺2006[89]）
3.留学经历
海外研究经历对高级人才的成长具有关键性影响。有学者对院士们的留学去向地及留学人数比例做过统计，发现“奔赴名校，追随名师”是现代科学精英留学海外最显著的特点（曹聪2004；吴殿廷等2005；徐飞、卜晓勇2006；刘牧、储祖旺2006；卜晓勇2007）。科学院最初的院士来源主要包括中华人民共和国成立前的中央研究院和北平研究院中留在大陆的科学家，以及中华人民共和国成立初期留学回国的科学家。他们中的多数人是中国早期的留学生，集中留学于美国、英国、德国和前苏联四国，其中赴美留学的人数最多。[90]近年来的趋势更是如此。据统计，约1/4的中科院院士曾在美国一流大学接受过研究生教育。[91]这与其时西方大学优越的研究条件、相对优渥的奖学金资助、以及中国现代科学精英有竭力推荐人才到欧美学术中心学习的传统有关。
4.家庭出身
对中科院院士家庭出身的考察仍然得出了与诺贝尔奖获得者相似的结论，即来自中上家境的院士比例明显更高。受时代特点的限制，20世纪中叶前后，父亲的职业类型和受教育程度对子女产生的影响更大，母亲的影响则主要局限在家庭内部。在曹聪统计的479名院士中，超过1/4的院士的父亲从事教师职业，另有14.4%的院士父辈是科学家、律师等其他专业技术人员。[92]在科学院院士的不同代际之间同样发现了存在于诺奖得主群体中的亲缘关系。卜晓勇的研究还揭示出，父亲早逝家庭中产生的院士数量较多，这种情况的人数比例接近20%。[93]不过关于家庭出身对科学家成才的影响，研究者们更倾向认为，重视教育的家庭环境比优渥的经济状况更加重要，院士成才更多源于父母对子女求学的重视。
5.当选年龄
获得国家认可的年龄也是相关研究的热点之一，可以从中窥见科学精英的成长轨迹。2007年之前的中科院院士，当选年龄集中在55—65岁之间。且不同时期当选的科学家具有不同的特征。中华人民共和国成立初期院士的平均年龄在52岁左右，这批院士大多有海外留学经历，学历高，年富力强；1980年后当选的院士，平均年龄超过60岁；1999年以后院士当选的平均年龄逐渐回落至60岁。[94]60—69岁是女性院士的当选高峰年龄段[95]。我国院士群体整体年龄偏大是历史原因造成的，但考虑到老龄化特征可能给一国科技发展带来一定的负面影响，因此在后期的科学院院士评选中有意将指标向年轻科学家倾斜。[96]
6.院士成才的阶段及影响因素
卜晓勇（2007）将科学工作者的职业生涯分为学习期、贡献期和指导期。张煌选取参与我国军事研究的两院院士作为研究对象，将科学精英的成长过程划分为“潜人才”、从“潜人才”向“显人才”转变和最终成为“显人才”三个阶段。[97]一般而言，在学习期或者说“潜人才”阶段，家庭出身、学校教育与师承关系、留学经历等因素会对科学家的早期优势累积产生重要影响（曹聪2004；吴殿廷等2005[98]）。之后，从事研究的类型、早期研究成果和初始职位等因素会继续影响当选机会（张煌2011）。研究显示，中科院院士更多从事基础研究和民用研究，早期当选的院士更倾向于参与政府支持的重点科研项目[99]，职业初期选择学术职位的科学家当选院士的机率更大。
作为科学院院士中的稀有群体，女性院士的比例仅占4.9%。杨丽认为，阻碍女性科学家科研产出的因素包括性别意识、受教育状况、人际关系与态度三个方面。她认为女性在科学界的生存面临着科学管道效应的挑战。[100]
7.其他
此外，部分研究还关注到了院士群体的其他方面。徐飞和赵明（2011）考察了中科院院士与国家自然科学奖励之间的关联性，发现院士获得国家自然科学奖的人数比例并不理想，认为针对杰出科学家的国家认可机制有待改进。[101]张智雄（1993）采用引文分析等科学计量学方法，重点分析了院士的教育背景和获奖经历，及其论著在国内外的被引用情况等等。[102]
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