發(fā)現(xiàn)與發(fā)明被認(rèn)為是科學(xué)理論和技術(shù)變革的自然副產(chǎn)物，它們能讓之前積累的知識(shí)推動(dòng)未來的發(fā)展與進(jìn)步?？茖W(xué)技術(shù)新知識(shí)的數(shù)量在最近幾十年里呈指數(shù)級(jí)增長，但研究顯示，多個(gè)主要領(lǐng)域的進(jìn)展正在減慢。

2023年1月4日，美國明尼蘇達(dá)大學(xué)和亞利桑那大學(xué)的研究人員在國際頂尖學(xué)術(shù)期刊 Nature 發(fā)表了題為：Papers and patents are becoming less disruptive over time 的研究論文。

研究團(tuán)隊(duì)分析了過去60年里的4500萬篇論文和390萬個(gè)專利，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，無論哪個(gè)領(lǐng)域，論文與專利的突破性都在隨時(shí)間流逝而下降。

為了研究這些假設(shè)，Russell Funk等人利用名為CD指數(shù)（CD index）的工具分析了60年里的2500萬篇論文和390萬個(gè)專利，這個(gè)工具能測度論文和專利如何改變了科學(xué)和技術(shù)的引用網(wǎng)絡(luò)。

作者分析了科學(xué)技術(shù)變革的基礎(chǔ)理論，共分為兩類突破：一種是能提升現(xiàn)有知識(shí)流的貢獻(xiàn)，這類貢獻(xiàn)能改善現(xiàn)狀；另一種是能顛覆現(xiàn)有知識(shí)的貢獻(xiàn)，這類貢獻(xiàn)能淘汰舊的知識(shí)，引導(dǎo)科學(xué)技術(shù)向新的方向發(fā)展。

他們發(fā)現(xiàn)，無論哪類學(xué)科，發(fā)現(xiàn)與發(fā)明的突破性都在下降：論文方面，1945年至2010年的下降幅度從91.9%到100%；專利方面，1980年至2010年的下降幅度從78.7%到91.5%。

1980年以來，生命科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、物理科學(xué)領(lǐng)域的論文突破性下降速度稍顯平緩，社會(huì)科學(xué)和技術(shù)領(lǐng)域的下降速度最為顯著和持久。作者還通過分析替代指標(biāo)重復(fù)了以上發(fā)現(xiàn)，這些替代指標(biāo)包括論文中的文字多樣性，以及使用突破類詞匯與改善類詞匯的對(duì)比。他們還對(duì)另外2000萬篇論文開展了一項(xiàng)分析，以重復(fù)了他們的發(fā)現(xiàn)。

顛覆性科學(xué)技術(shù)正在衰落

下圖展示了發(fā)表在 Nature、Science 和 PNAS 這三大綜合性學(xué)術(shù)期刊的223745篇論文以及635篇諾貝爾獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)?wù)撐脑诎l(fā)表后5年的CD指數(shù)變化情況，突破性在整體呈下降趨勢。論文作者認(rèn)為，這種下降不太可能是由已發(fā)表工作的質(zhì)量或是引用政策的變化而導(dǎo)致的。他們認(rèn)為，科學(xué)家和發(fā)明家近幾十年來一直在依賴一套較為狹窄的現(xiàn)有知識(shí)體系。

圖中特別標(biāo)注了幾項(xiàng)不同時(shí)期、不同學(xué)科的突破性成果：1928年狄拉克發(fā)現(xiàn)相對(duì)論量子理論的狄拉克方程；1953年沃森和克里克發(fā)現(xiàn)DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)；1965年Kohn和Sham發(fā)明了一種計(jì)算電子結(jié)構(gòu)的新方法；1977年桑格發(fā)明了一種DNA測序方法；1980年Katsuki和Sharpless發(fā)展了不對(duì)稱環(huán)氧化反應(yīng)；1985年Saiki等人發(fā)現(xiàn)了聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）；1986年Bednorz和Mülle發(fā)現(xiàn)陶瓷材料的超導(dǎo)性；1998年Riess等人發(fā)現(xiàn)宇宙正在加速膨脹。

論文作者還表示，更好地理解科學(xué)技術(shù)突破性的下降，能使我們對(duì)未來科學(xué)技術(shù)創(chuàng)造的布局謀劃展開很有必要的重新思考。