《自然》新研究：1945年以來科研成果激增，但顛覆性突破越來越少
1月18日消息，本月發表在《自然》雜誌上的一篇新研究顯示，自1945年以來，雖然成果數量在不斷增長，但更多都是循序漸進式的進步，顛覆性突破在全球科學研究成果中所佔比例穩步下降。
人們在科技行業所獲得的回報與科學研究的進步密切相關。手機、電動汽車以及可重複使用的火箭都是如此。但研究人員報告稱，在過去的七八十年時間中，科學研究取得真正突破的總體速度在大幅下降。
本月有研究人員在《自然》(Nature)雜誌上發表了一篇報告，他們對幾百萬篇科學論文和專利的研究表明，全世界科學技術研究的成果數量在不斷增長，但研究人員和發明家取得的突破和創新相對較少。三位研究人員發現，從1945年到2010年，顛覆性發現在全部科學研究中所佔的比例穩步下降，這表明如今的科研工作更傾向於循序漸進式的進步，而不是在研究方面取得知識飛躍。
“我們本應該處在一個新發現和創新的黃金時代，”論文作者之一、美國明尼蘇達大學創業與戰略管理博士生邁克爾·帕克(Michael Park)說。
帕克及其同事的新發現表明，科學投資似乎陷入了回報遞減的惡性循環，某些方面的科學研究數量超過了質量。這項新研究並沒有從根本上解決問題，還提出了新的問題，比如普通科學研究工作對於開闢新的科學領域、解鎖原子和宇宙奧秘到底能起到多大作用，又能做些什麼來應對顛覆性發現。早期研究雖然也指出科學進步開始放緩，但通常沒有那麼嚴格。
帕克和同樣來自明尼蘇達大學的羅素·J·芬克(Russell J. Funk)以及亞利桑那大學的社會學家艾琳·利希(Erin Leahey)一起，基於一種改進的引文分析方法進行了相關研究。引文分析通常會跟蹤研究人員如何引用彼此發表的成果，由此來區分海量論文中的優秀想法和平庸想法。改進後的引文分析方法擴大了分析範圍。
“這是一個非常聰明的衡量標準，”麻省理工學院技術創新、創業和戰略管理教授皮埃爾·阿祖萊(Pierre Azoulay)說。“我看到它的時候頭暈目眩。就像一個新玩具。”
長期以來，研究人員一直在尋求客觀方法來評估科學研究現狀。如今每年發表的論文數量激增到100多萬篇，也就是每天都有3000多篇論文發表，這使得評估變得更加困難。
儘管成果數量激增，專家們還是在爭論是科學研究的漸進式進步還是“我發現了！”這種顛覆性突破能改變人們對某一領域的認知。
令人驚訝的是，在這項新研究的作者看來，那些被人們普遍譽爲開創性的發現，往往只是常規科學研究，而真正飛躍有時並不爲常人所知。
在這項研究的舉例中，排名第一的突破是基因拼接技術的進步，並不爲大衆科學所知。這種基因拼接技術能將外源DNA插入人類和動物細胞，而不僅僅是細菌細胞。這一成就爲研究人員及其所在的機構哥倫比亞大學(Columbia University)帶來了一系列獎項，以及近10億美元的許可費，推動了全球生物技術業務的發展。
新研究的作者認爲，本世紀最著名的兩項發現都是普通科學研究的勝利，並不是顛覆性的飛躍。他們表示，mRNA疫苗源於科研人員持續幾十年的艱苦勞動；而2015年對引力波的觀測並不是不可預見的突破，而是對長達一個世紀之久的理論確認，要歸功於幾十年的艱苦工作、測試以及傳感器設備開發。
“顛覆是好事，”美國西北大學凱洛格商學院與麥考密克工程學院管理與組織專業教授王大順說，他也在2019年的一項研究中用到了引文分析方法，“你想要新鮮感，但你也需要日常科學。”
三位研究人員在使用改進型引文分析方法時，從1945年到2010年發表的近5000萬篇論文和專利中發現了科學研究的漸進式發展趨勢。他們研究了生命科學和生物醫學、物理科學、技術和社會科學四個類別，發現所謂的“顛覆性”發現穩步下降。他們寫道：“我們的研究結果表明，顛覆速度的放緩可能反映了科學技術本質上的轉變。”
他們的新方法以及常規的引文分析都是基於科學家需要引用有助於形成他們論文的已發表研究成果。從20世紀50年代開始，研究人員開始統計這些引用內容，以此來確定相關研究的重要性。
但統計數字可能具有誤導性。一些作者經常引用他們自己的研究。而科學界的大佬們也會因爲原本不起眼的發現而獲得大量引用。最糟糕的是，有研究發現，一些被引用最多的論文對科學界廣泛使用的主流技術改進效果微乎其微。
新方法更深入地研究引文，從而更有效地將日常科研工作與真正的顛覆性突破區分開來。新研究不僅統計分析一些科學研究的被引用次數，還統計被引用科學研究之前引用的研究。事實證明，如果科研成果是常規發現，而不是顛覆性突破，那麼先前研究工作被引用的次數就要多得多。
芬克博士說，這種改進方法使得新研究的計算量非常大，研究團隊有時會使用超級計算機來處理幾百萬個數據集，“花了一個月左右的時間。”他說，“這種事情在十年前是不可能完成的。現在已經觸手可及了。”
這項新技術也幫助了王大順等其他研究人員。2019年，他和同事報告稱，小團隊比大團隊更具創新性。這一發現的實效性很強，在過去幾十年裡，科學團隊的組成已經逐步轉向更大的合作團隊。
芝加哥大學社會學家詹姆斯·A·埃文斯(James a . Evans)在接受採訪時表示，這種新研究“提出了一些重要的東西”。他補充說，這不僅表明了整個科學領域投資回報率的下降，而且表明了政策改革的日益重要性。
“我們有非常有序的科學，”埃文斯說。“我們對投資領域充滿信心。但我們並不是在有可能帶來顛覆性影響的全新事物上押注。這篇論文表明，我們需要少一點秩序，多一點混亂。”（辰辰）