《自然》：60年来全球科研的创新性持续下降

《自然》：60年来全球科研的创新性持续下降本站　　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

　　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，

　　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。

　　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。

　　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。”

　　“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。”