本文来自微信公众号:学术经纬(ID:Global_Academia),作者:药明康德内容微信团队,原文标题:《〈自然〉:60年来,全球科研的创新性持续下降》,头图来自:视觉中国

在现代历史上,科学技术的发展从未停步,不断促进着科学理论、研究手段以及生活方式的发展。问题是,这么多年来,全球科技真的在加速发展吗?


(资料图片仅供参考)

对于这个问题,正反两方似乎都能找到支持己方观点的依据。正方会认为,既然现在的科学家是站在“巨人的肩膀”上进行探索,有了更坚实的基础,科技必然会加速进步;反方则认为,随着科技的持续发展,科学创新中“容易采摘的果实”都已经被发现了,因此寻找剩余的“果实”会更加困难。

今天,《自然》杂志的一项最新研究在分析了60多年来的4500万篇论文和390万项专利之后,以定量的角度方式给出了这个问题的答案:尽管科学论文与专利的数量在指数增长,但各个学科领域的创新性却在不断下降。

最新论文的作者是来自明尼苏达大学和亚利桑那大学的3位科学家。为了分析半个多世纪以来的科技发展趋势,研究团队检索了1945-2010年间来自Web of Science数据库的2500万篇研究论文,以及1976-2010年间来自美国专利及商标局数据库的390万项专利。此外,他们还选取了另外4个论文数据库的2000万篇论文进行交叉验证。

总体而言,这些论文与专利所带来的突破可以分为两类:一种是“巩固型”,即在现有知识体系的基础上提升、巩固现有的理论;另一种是“创新型”,这类科技突破是对已有知识的创新,会淘汰一些旧的科学认知、推动科技沿着新方向发展。

为了对每一项突破进行分类,研究团队使用“CD指数”进行量化分析——这个指标通过对论文或专利被引用模式的衡量,反映出其是巩固了已有的研究,还是实现了开拓性创新。

由此得到的结论令人不安。作者分别分析了生命科学与医学、物理学、社会科学和技术这4大领域的研究论文,以及化学、计算通信、医药、电子电气和机械这5类专利。结果,所有领域的科学发现与发明的创新性都在显著下降。

▲不同领域研究论文、专利的创新性都在显著下降(图片来源:参考资料[1])

对于科学论文,1945-2010年间创新性降幅最大的是物理学领域,下降了100%;下降幅度最小的社会科学也达到了91.9%。而在1980到2010年间,不同领域专利的创新性也下降了78.7%-91.5%。

在具体的学科领域中,自1980年以来,生命科学与医学、物理学领域的论文下降速率开始减缓;而社会科学与科技领域的降幅依然显著且持久。

为了验证这一结论,研究团队还使用其他指标进行分析,例如使用创新性词语的频率、其他引用指标等,也得到了一致的结果。此外,他们还在来自其他数据库的2000万篇论文中交叉验证了这个结果。

那么,到底是哪些因素造成了科学与技术创新性的持续下降?研究团队指出,下降趋势不太可能受出版物质量,或者是引用政策的变化驱动。而真正造成这一变化的,很可能是科技发展自身的性质。

▲高质量研究CD指数的变化趋势表明,创新性下降并不是因为研究质量变化。图中数据点为获得诺奖的研究(图片来源:参考资料[1])

“健康的科学生态体系应该既有创新性的发现,也有对已有知识的巩固、提升,但研究的性质正在改变,”领导这项研究的明尼苏达大学助理教授Russell Funk表示,“新的突破更加普遍,但这些关键突破可能需要更长时间才能推动科学的快速发展。”

对于目前的科学家与发明家来说,他们学习已有知识的负担更重,因此需要花费更多时间来学习,其依赖的知识体系也更加垂直,这可能是造成创新力下降的原因。

▲论文与专利使用的已有知识领域变得更加狭窄(图片来源:参考资料[1])

最新研究的结论意味着,人们或许需要重新思考开展科学研究的方式。不少研究者会面临论文或专利数量的压力,他们的成功在很大程度上取决于发表的作品数量。为此,科研基金需要更好地支持长期的学术生涯。

“许多创新来自对新事物的尝试,以及从其他领域汲取思想,”论文第一作者,Funk教授的博士生Michael Park表示,“但当你需要担心论文数量、不得不拼命发表论文时,留给深度阅读、思考重大问题的时间就少了很多,而正是这些问题可能带来开拓性的突破。”

研究还指出,尽管目前研究的创新性呈下降趋势,但这并不意味着等待发现的科技进展就减少了。

“从气候变化到太空探索,这些当今最紧迫的挑战都需要创新来寻求答案,”Funk教授说,“可以明确的是,如今开创性突破的出现仍然有着巨大的机遇,来帮助人类取得进步。”

参考资料:

[1] Michael Park et al. Papers and patents are becoming less disruptive over time. Nature (2023). https://doi.org/10.1038/s41586-022-05543-x

[2] Science and technology are becoming less disruptive. Retrieved January 5th, 2023 from https://twin-cities.umn.edu/news-events/science-and-technology-are-becoming-less-disruptive

本文来自微信公众号:学术经纬(ID:Global_Academia),作者:药明康德内容微信团队

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