近日,Nature发表的一项研究,通过对上千万篇论文和数万项专利的统计分析显示,近年来研究论文数量猛增,但颠覆性的发现和技术创新的增⻓速度大幅下降。但我们并不知道确切的原因,以及如何改善。
不可置否,重大科学发现和技术突破会彻底改变我们的生活,颠覆对世界的认知、改变社会运作。随着科研队伍不断壮大,科研论文发表和技术专利数量增长迅猛,共同为推动科研技术生产力添加“新燃料”。然而,许多科学家们并不如乐观。相反,他们保持冷静、客观,始终关注科研发展方向问题,也时不时给大家泼一泼冷水,告诉大家:科学技术当前的发展状态可能不容乐观。
1996年,《科学美国人》杂志的资深撰稿人John Horgan采访了诸多学界名家,在《科学的终结》一书中展示了科学家们对科学未来的深度思考。书中就不同学科提出了很多有趣问题,其中一个更是直击21世纪以来的科学整体上所隐藏的重大危机:今天的科学是否已衰退到只能解答细枝末节的问题、只能修补现有理论的地步?
2023年初发表在《自然》期刊上的一篇论文对于这个问题给出了近乎肯定的回答。
要了解科学技术发展的程度,论文和专利是最直观、简洁的衡量标准。来自美国明尼苏达大学的Russell J. Funk与两位同事定义了两类突破性科研发现和专利技术:第一类是改进现有的科学知识库,发挥巩固作用;第二类则是颠覆了现有的科学认识,从而推动学科朝着某一全新方向发展,发挥颠覆性作用。
团队分析了Web of Science上记录的从1945到2010年的2500万篇论文,美国专利和商标办公室专利浏览数据库记录的从1976到2010年的390万份专利,以及其他四个额外数据库:JSTOR、美国物理学会论文库、微软学术科学文献及专利以及PuBMed,总共囊括2000万篇论文。
通过CD5指数,一条条清晰的下沉曲线揭示了人类引以为豪的科技从上世纪中叶至今的走向:整体上,新科学知识和技术越来越不具颠覆性。
面对科研颠覆性降低、科研生产力下滑的复杂现状,学界仍在探索其深层原因,不同专家学者提出了各种可能原因。对于实际的科研工作者,可能很多问题是老生常谈。
“科研负担”理论是其中之一,也就是说,科学发展至今日,要全面透彻掌握专业领域,从学生时代起到成为科研人员,必须不停学习海量现有的相关专业知识,还要及时跟进新出现的知识,科学知识整体上呈爆炸式增长势头,那需要突破专业领域边界的时间战线也被拉长,更不要说真正颠覆一门学科。
Funk告诉《自然》:“一个健康的科学生态系统既包含对之前工作的巩固改进,也包括新的颠覆性发现,但研究的性质正在发生变化。
随着渐进型创新越来越普遍,未来可能需要更长的时间才能取得明显推动科学发展的关键突破。”不过也有科学家认为不该极端地在增量式科学和颠覆式科学中做非此即彼的选择,王大顺认为,颠覆性并非本质上是好的,增量式科学也不一定是坏的,二者健康组合有时能带来巨大惊喜,例如第一次直接观测引力波既是革命性的,也是增量科学的产物。
亚特兰大佐治亚理工学院科学技术政策专家John Walsh则表示,理想情况是将增量研究和颠覆性研究健康地结合起来。他说:“在一个我们关注研究结果有效性的世界里,有更多的重复和复现可能是一件好事。”