迪迪埃·奎洛兹和米歇尔·马约尔坐在一起,看着画框外的东西。

米歇尔·马约尔(右)和迪迪埃·奎洛兹发现了一颗围绕类太阳恒星运行的行星,开启了对系外行星的搜索。图源:Karl Schoendorfer/Shutterstock

二十世纪有影响力的物理学家和哲学家托马斯·库恩(Thomas Kuhn)在制定“范式转移”一词时发挥了重要作用,该术语描述了意想不到的证据如何使研究领域朝着新的方向发展。一篇发表于自然本月早些时候,社会科学家迈克尔·帕克,艾琳·利希和拉塞尔·芬克进行了研究引发热烈讨论颠覆性论文和专利的比例随着时间的推移一直在下降1

通过分析文献计量学和专利数据库中60多年的数据,作者得出结论,与20世纪中期相比,现在任何一篇论文或专利都不太可能具有“高度颠覆性”——也就是说,它将改变整个科学领域的进程。尽管在研究期间(从1945年到2010年),被研究人员归类为颠覆性的新论文和专利数量基本保持不变,但这段时间内研究文章、专利和资金的爆炸式增长意味着颠覆性科学在出版和专利申请中所占的份额一直在下降

人们的反应大多涉及对创新放缓对科学的影响的反思,以及对现代科学事业本身性质的质疑。这反过来又引发了更多的问题,可能成为进一步分析的主题。

这项研究使用了一些衡量破坏性的指标。其中最引人注目的可能是CD指数,它是基于引用量的。正如作者所写的那样,“如果一篇论文或专利是颠覆性的,那么引用它的后续工作也不太可能引用它的前辈”,而“如果一篇论文或专利是整合性的,那么引用它的后续工作也更有可能引用它的前辈”。换句话说,随着更多的整合,先前那些具有破坏性的论文将继续被引用。

单篇论文确实有可能颠覆或创造领域。最著名的例子之一是詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克1953年的DNA模型,该模型是在罗莎琳德·富兰克林开创性的x射线晶体学工作的帮助下创建的23..另一个例子是1995年米歇尔·马约尔和迪迪埃·奎洛兹发现了一颗围绕一颗类太阳恒星运行的行星4这开启了寻找系外行星的领域。

但许多报告长期研究成果的研究也产生了新的方向。引力波就是一个例子。就像LIGO合作的论文首次直接探测到引力波一样5本身就被大量引用,随后的工作继续引用导致它的工作。研究人员引用这些研究有不同的原因,不仅是为了承认之前正在进行的重要工作。帕克和他的同事确实控制了其中一些因素,以便更好地比较今天的颠覆性和几十年前的颠覆性。

在这篇社论中,自然采访了一些研究科学和创新的学者。这篇论文由Park和他的同事撰写1他们说,这是建立在其他专业文献中发现的模式之上的67一些人对研究结果的影响感到担忧。科学和创新既是增长的动力,也是生产率的动力,而颠覆性的下降可能与世界许多地区出现的生产率和经济增长乏力有关。

其他人则认为,如果颠覆性研究的绝对数量随着时间的推移保持相对稳定,那么颠覆性科学比例的下降就不应该引起担忧。如果更大比例的出版物正在合并,这可能只是反映了当前的科学状况:在许多学科中,基本原理是一致的,因此大多数进一步的进展将是渐进式的,而不是破坏性的。

也有可能是,研究人员在正式的研究论文中记录了比以前更多的渐进步骤,而不是等待报告更有意义的东西。毫无疑问,学者们将进一步分析这些发现的重要性,使用定性的实证方法,如详细的访谈和观察,捕捉研究者自己在个别领域的经验,如社会学家哈里·柯林斯在LIGO团队中所做的研究

日益增长的部门

帕克和他的同事们的研究之所以引起如此大的反响,另一个原因是它引发了人们对科学是如何组织的更广泛的关注。其中一个问题是,将科学划分为越来越狭窄的知识单元是否不利于发现新的道路。批评人士还指出了发表激励和指标驱动的研究评估,这使得科学研究远离冒险,因为资助者、研究人员和机构采取了安全的选择,以保持资助-发表-引用的车轮转动。

这周期性地导致人们呼吁鼓励或直接资助高风险、高回报的研究,以及英国高级研究和发明局(Advanced research and Invention Agency)等项目。这是仿照成立于1958年的美国国防高级研究计划局(Defense Advanced Research Projects Agency)建立的,因此寻求颠覆性创新并不新鲜。

但也有可能科学知识和出版物过载并不是一个具体的研究问题。在社会的许多领域,面对信息泛滥,缺乏思考的空间越来越明显。创新研究中的一些人认为,人工智能可以提供帮助,它可以以有意义和有益的方式筛选和整理信息:帮助研究人员总结某一学科的前沿知识8例如,或者确定哪些研究项目有突破的潜力9.如果使用得当,这种技术颠覆有可能为科学家腾出更多时间来推进他们的领域——无论是颠覆性的还是其他的。

对科学的本质提出问题,并对答案进行反思,这是一件好事。Park和他的同事们的工作必须继续建立在此基础上,使用定量和定性方法,直至单个领域的层面。这将帮助我们更详细地了解科学是如何变化的,为什么变化,以及我们希望它将走向何方。最终的结果可能是颠覆或整合——甚至是范式的转变。