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过去半世纪,论文数量剧增,颠覆性论文和技术却减少了 精选

已有 8893 次阅读 2023-1-5 10:58 |系统分类:海外观察

在过去的几十年里,发表的科学技术研究论文数量猛增——但根据对论文与以前文献的根本背离程度的分析,这些论文的颠覆性已经下降。1.

来自数百万份手稿的数据显示,与二十世纪中叶相比,2000年代进行的研究更有可能逐步推动科学向前发展,而不是转向新的方向并使以前的工作过时。对1976年至2010年的专利分析也显示出同样的趋势。

数据表明有些事情正在发生变化,明尼阿波利斯明尼苏达大学的社会学家拉塞尔·芬克(Russell Funk)说,他是该分析的合著者,该分析于14日发表在《自然》杂志上。你没有以前那样强度的突破性发现。

作者认为,如果一项研究具有高度颠覆性,那么后续研究就不太可能引用该研究的参考文献,而是引用研究本身。利用来自4500万份手稿和390万项专利的引文数据,研究人员计算了一种颠覆性的衡量标准,称为“CD指数,其中值从颠覆性最小的工作的-1到最具颠覆性的工作的1不等。

1945年至2010年间,研究手稿的平均CD指数下降了90%以上(参见颠覆性科学减少),专利的平均CD指数下降了78%以上。所有分析的研究领域和专利类型的颠覆性都有所下降,即使考虑到引文实践等因素的潜在差异也是如此。

Papers and patents are becoming less disruptive over time | Nature

 ‘Disruptive’ science has declined — and no one knows why (nature.com)图片5.png

作者还分析了手稿中最常用的动词,发现虽然1950年代的研究更有可能使用唤起创造或发现的词,如生产决定,但2010年代的研究更有可能指渐进式进展,使用改进增强等术语。

很高兴看到这种[现象]以如此细致的方式记录下来,伊利诺伊州埃文斯顿西北大学的计算社会科学家Dashun Wang说,他研究科学中的颠覆性他们以100种不同的方式看待这个问题,我发现它总体上非常有说服力。

其他研究2这表明近几十年来科学创新也放缓了,西北大学计算社会科学家Yian Yin说。但他补充说,这项研究为数据驱动的方式来研究科学如何变化提供了一个新的开始

颠覆性本质上不是好的,渐进式科学也不一定是坏的,王说。例如,对引力波的首次直接观测既是革命性的,也是渐进科学的产物,他说。

理想的情况是渐进式和颠覆性研究的健康组合,亚特兰大佐治亚理工学院(Georgia Institute of Technology)科技政策专家约翰·沃尔什(John Walsh)说。在一个我们关心研究结果有效性的世界里,有更多的复制和复制可能是一件好事,他说。

沃尔什说,了解剧烈变化的原因很重要。这种趋势可能部分源于科学事业的变化。例如,现在的研究人员比1940年代多得多,这创造了一个更具竞争力的环境,并提高了发表研究和寻求专利的风险。这反过来又改变了研究人员开展工作的动机。例如,大型研究团队变得越来越普遍,Wang和他的同事发现3大团队更有可能产生渐进式科学,而不是颠覆性科学。

沃尔什说,找到下降的解释并不容易。尽管颠覆性研究的比例在1945年至2010年间大幅下降,但高度颠覆性研究的数量大致保持不变。下降速度也令人费解:CD指数从1945年到1970年急剧下降,然后从1990年代末到2010年逐渐下降。他说:无论你对颠覆性下降有什么解释,你也需要理解它在2000年代趋于平稳。

研究使用的CD指数,或破坏性指数,用颠覆性指数可能更好。

我们使用一种度量来量化这种区别——CD指数——这是科学技术的巩固或破坏性质的特征(图1)。

图片6.png

直觉是,如果一篇论文或专利具有破坏性,那么引用它的后续工作也不太可能引用其前辈对于未来的研究人员来说,用于生产的想法不太相关(例如,鲍林的三螺旋)。如果一篇论文或专利支持过去工作,引用它的后续工作也更有可能引用其前辈对于未来的研究人员来说,工作所依据的知识仍然(也许更多)相关(例如,KohnSham使用的定理)。CD 指数的范围从 -1支持)到 1(破坏性)。

论文讨论

我们报告了随着时间的推移,颠覆性科学和技术的显着下降。我们的分析表明,这种趋势不太可能是由引用实践或已发表作品质量的变化所驱动的。相反,这种下降代表了科学和技术的实质性转变,加剧了对创新活动放缓的担忧。我们将这一趋势部分归因于科学家和发明家对较窄的现有知识的依赖。尽管科学哲学家们可能是正确的,即知识的增长是一个内生的过程——其中积累的理解促进了未来的发现和发明——但参与广泛的现存知识对于这个过程是必要的,随着时间的推移,这一要求似乎更加困难。依靠较窄的知识切片有利于个人职业生涯53,但不是更普遍的科学进步。也就是说,安分守己有利于个人职业,但总体上有害于科技进步。

此外,尽管颠覆性作品的流行率有所下降,但我们发现绝对数量保持稳定。一方面,这一结果可能表明,高度颠覆性的科学和技术具有固定的“承载能力”,在这种情况下,旨在增加此类工作的政策干预可能具有挑战性。另一方面,我们对负责产生颠覆性科学和技术的基础领域的大量流失的观察表明,诸如资助者和科学家的兴趣转移以及科学和技术知识对突破的“成熟度”等因素的潜在重要性,在这种情况下,破坏性工作的产生可能会对政策杠杆做出反应。无论哪种情况,我们在大量颠覆性论文和专利中观察到的稳定性表明,科学和技术似乎还没有达到“无尽的前沿”的尽头。颠覆性工作有助于科学和技术进步的定期改道仍有空间。



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