Nature：科学突破的速度随着时间的推移而放缓

诸平

Fig. 1 The measurement of gravitational waves was deemed a "disruptive" recent breakthrough by the researchers.

Fig. 2: Decline of disruptive science and technology

Fig. 3: Decline of disruptive science and technology is visible in the changing language of papers and patents

Fig. 4: CD index of high-quality science over time

据物理学家组织网（phys.org）2023年1月4日报道，研究显示，科学突破的速度随着时间的推移而放缓（Rate of scientific breakthroughs slowing over time: Study）。

引力波（gravitational waves）的测量被研究人员认为是最近的“破坏性”突破。

2023年1月4日在《自然》（Nature）网站发表的一份对数百万份研究论文和专利的分析报告显示，尽管知识总量不断增长，但突破性科学发现和技术创新的速度正在放缓。详见：Michael Park, Erin Leahey, Russell J. Funk. Papers and patents are becoming less disruptive over time. Nature, Published: 04 January 2023, 613: 138–144. DOI: 10.1038/s41586-022-05543-x. https://dx.doi.org/10.1038/s41586-022-05543-x

参与此项研究的有来自美国明尼苏达大学卡尔森管理学院（Carlson School of Management, University of Minnesota, Minneapolis, MN, USA）以及美国亚利桑那大学社会学院（School of Sociology, University of Arizona, Tucson, AZ, USA）的研究人员。

主要作者迈克尔·帕克（Michael Park）告诉媒体，虽然之前的研究显示了个别学科的衰退，但这项研究是第一次“有力地、令人信服地记录了所有主要科学技术领域的颠覆性下降”。

迈克尔·帕克是明尼苏达大学卡尔森管理学院的博士生，他将颠覆性发现（Disruptive discovery）称为“脱离现有思想（break away from existing ideas）”并“将整个科学领域推向新领域（push the whole scientific field into new territory）”的发现。

研究人员对1945~2010年的4500万篇科学论文（ scientific papers），以及1976~2010年的390万项美国专利进行了“颠覆性评分（disruptiveness score）”。

根据发表在《自然》（Nature）杂志上的研究结果，从这些时间范围开始，研究论文（research papers）和专利就越来越有可能巩固或建立在先前的知识基础上。

排名是基于论文发表5年后被其他研究引用的情况，假设一项研究越具有破坏性，其前身被引用的次数就越少。破坏性研究（disruptive research）减少最多的是物理学和化学等自然科学领域（physical sciences）。

随着渐进式创新（incremental innovations）越来越普遍，“研究的性质正在发生变化”，通讯作者拉塞尔·芬克(Russell Funk)说。

知识负担（Burden of knowledge）

这种衰落的一种理论是，科学中所有“唾手可得的果实（low-hanging fruit）”都已经被摘掉了。迈克尔·帕克说，如果是这样的话，各个科学领域的颠覆性将以不同的速度下降。

但相反，“在所有主要领域，产量下降的速度和时间都相当一致，”迈克尔·帕克说，这表明“唾手可得的果实理论（low-hanging fruit theory）”不太可能是罪魁祸首。

相反，研究人员指出了所谓的“研究负担（burden of research）”，这表明现在科学家必须学习掌握一个特定领域，他们没有多少时间去突破界限。

迈克尔·帕克说，这导致科学家和发明家“专注于现有知识的一小部分，导致他们只是想出一些更具巩固性而不是破坏性的东西。”他补充说，另一个原因可能是“学术界发表、发表、再发表的压力越来越大，因为这是评估学术的标准。”

研究人员呼吁大学和资助机构（funding agencies）更多地关注质量，而不是数量，并考虑为一年的学术休假（year-long sabbaticals）提供全额补贴，让学者们能够更深入地阅读和思考。

迈克尔·帕克强调说:“作为一个物种，我们的创新性丝毫没有减弱。”他指出了最近的突破，如在COVID-19疫苗中使用mRNA技术（mRNA technology），或2015年测量重力波（gravity waves）。

没有参与这项研究的法国国家科学研究中心(CNRS)的历史学家和科学社会学专家杰罗姆·洛米(Jerome Lamy)表示，这表明“超专业化（ultra-specialization）”和发表论文的压力在过去几年里有所增加。

他指责全球学者“被迫精简论文（forced to slice up their papers）”以增加论文数量的趋势，称这导致了“研究的单调（a dulling of research）”。

本研究得到了美国国家科学基金会(National Science Foundation grant Nos. 1829168, 1932596 and 1829302)的支持。

上述介绍，仅供参考。欲了解更多信息，敬请注意浏览原文或者相关报道。

Analysis shows women who publish physics papers are cited less often than men

Abstract

Theories of scientific and technological change view discovery and invention as endogenous processes^1,2, wherein previous accumulated knowledge enables future progress by allowing researchers to, in Newton’s words, ‘stand on the shoulders of giants’^3,4,5,6,7. Recent decades have witnessed exponential growth in the volume of new scientific and technological knowledge, thereby creating conditions that should be ripe for major advances^8,9. Yet contrary to this view, studies suggest that progress is slowing in several major fields^10,11. Here, we analyse these claims at scale across six decades, using data on 45 million papers and 3.9 million patents from six large-scale datasets, together with a new quantitative metric—the CD index¹²—that characterizes how papers and patents change networks of citations in science and technology. We find that papers and patents are increasingly less likely to break with the past in ways that push science and technology in new directions. This pattern holds universally across fields and is robust across multiple different citation- and text-based metrics^{1,13,14,15,16,17}. Subsequently, we link this decline in disruptiveness to a narrowing in the use of previous knowledge, allowing us to reconcile the patterns we observe with the ‘shoulders of giants’ view. We find that the observed declines are unlikely to be driven by changes in the quality of published science, citation practices or field-specific factors. Overall, our results suggest that slowing rates of disruption may reflect a fundamental shift in the nature of science and technology.