1967-ben kezdte meg egyetemi tanulmányai a moszkvai Lomonoszov Egyetem Természettudományi Karán. Itt 1972-ben szerzett fizikusdiplomát. 1976-ban védte meg egyetemi doktori disszertációját a debreceniKossuth Lajos Tudományegyetemen. Diplomájának megszerzése után az MTA Műszaki Fizikai Kutatóintézetében kapott tudományos segédmunkatársi állást. 1975-ben tudományos munkatársi, 1983-ban tudományos főmunkatársi, 1989-ben tudományos tanácsadói megbízást kapott. 1991-ben átment az Eötvös Loránd Tudományegyetem atomfizikai tanszékére, ahol először szintén tudományos tanácsadóként és címzetes egyetemi tanárként kezdett el dolgozni. Nem sokkal később egyetemi tanárrá nevezték ki. Egy évvel később a tanszék vezetésével is megbízták, amelyet 1996-ig vezetett. 1998-ban új tanszéket alapított, és a biológiai fizikai tanszék első vezetője lett. Tanszékvezetői megbízatása itt 2005-ig tartott, egyetemi tanárként oktat tovább. Emellett 2003-ban az MTA és az ELTE közös Biológiai Fizikai Kutatócsoport vezetésével is átvette. 1999–2000-ben a Collegium Budapest kutatója volt. Számos külföldi intézményben volt vendégkutató: King’s College London (London, 1981), Emory Egyetem (Atlanta, 1983–1985), Yale Egyetem (1988), Notre Dame Egyetem (South Bend, USA, 2004). 1997 és 2000 között Széchenyi professzori, 2003-ban Szilárd Leó-ösztöndíjas volt.
1983-ban védte meg a fizikai tudományok kandidátusi, 1989-ben akadémiai doktori értekezését. 2018-ban professor emeritus címet kapott az ELTE-től. Az MTA Statisztikus Fizikai Bizottságának és a Biofizikai Bizottságnak (1997–1999) lett tagja. 1995-ben a Magyar Tudományos Akadémia levelező, 2001-ben pedig rendes tagjává választották. Ezenkívül 1995-ben a londoni Európai Akadémia is felvette tagjai sorába. 1992 és 2000 között az Amerikai Fizikai Társaság (American Physical Society) tagja volt, 2006-ban tiszteletbeli taggá választották. Emellett az Eötvös Loránd Fizikai Társulat, a Magyar Biofizikai Társaság és a Műszaki és Természettudományi Társaságok Szövetsége (METESZ) tagja. 1988–1990-ben a Szilárdtestfizika újabb eredményei című sorozat, 1992-től a Fractals valamint a Fizikai Szemle című tudományos szakfolyóiratok szerkesztőbizottságának tagja. Emellett dolgozik a Physica A folyóiratnál is.
Munkássága
Fő kutatási területe a biológiai fizika, ezen belül a komplex alakzatok természetben történő kialakulási folyamata. Munkáihoz a fraktálgeometria, valamint a mikroszkopikus és a statisztikus fizika eszközeit használja.
Pályafutásának elején egyes sűrű folyadékok számszerű (numerikus) vizsgálatával foglalkozott. Az 1970-es évek végén kezdte el kutatni a perkolációelmélet (átszivárgáselmélet) egyes kérdéseit és a klasztermodellek szimulációját. Az 1980-as évek elejétől fraktálgeometriai módszerek alkalmazásával sikerült Vicseknek értelmeznie és leírnia különböző jelenségek széles skáláját. Ilyenek többek között a hegyvonulatok, a hópelyhek, a baktériumtelepek, a folyadékáramlások, valamint egyes aggregációs folyamatok. A baktériumtelepekkel kapcsolatban a kooperatív (együttműködő) biológiai rendszerek kutatása során is foglalkozott, vizsgálatánál felhasználta többek között a magyarországi kutatásoknál gyakran használt Escherichia coli baktériumot. E témakörben a sejttenyészetek és a rajzás biofizikai relációival is foglalkozott. 2000-től elkezdett foglalkozni az emberi viselkedés modellezésével, ezen belül a szinkronizáció, a pánik, valamint a szociális hálózatok területével.
Több mint százhetven tudományos publikáció szerzője vagy társszerzője, ebből öt angol nyelvű könyv. Publikációinak lényeges részét angol nyelven adta közre, de vannak magyar nyelvű művei is. Több közleménye jelent meg nemzetközi jelentőségű folyóiratokban (például a Nature-ben).
