现代科学是一种相对较新的现象,可以追溯到20世纪初。明尼苏达大学社会学教授罗素·芬克(Russell Funk)是这么说的。他指出,科学思想在20世纪中期取得了巨大的进步。玛丽·居里(Marie Curie)于1903年因在放射性方面的研究获得了她的第一个诺贝尔奖,爱因斯坦的相对论可以追溯到1905年和1915年,沃森和克里克在1953年发表了他们关于DNA结构的论文。但在过去的65年里,尽管科学得到了巨大的发展,但塑造我们对世界理解的发现却停滞不前。
明尼苏达大学和亚利桑那大学的社会学家在1月4日发表在《科学》杂志上的一篇论文中指出,这类被他们称为“颠覆性”发现的结果,自1945年以来就跟不上科学的发展。在所有被测量的领域,包括社会科学、硬科学、医学和技术,重大发现的比率都有所下降。
这篇新论文的首席研究员Funk说,这个词可以有很多含义。“这是一种非常特殊的测量方法,”他说。“你在开拓和推动科学的新方向吗?”或者你是在建立和完善现有的东西?”
为了衡量一篇论文的破坏程度,芬克和他的合作者开发了一种名为CD指数的量表,他们用它来跟踪约2500万篇已发表研究的引用情况。该指数将一篇论文的引用量与发表后五年内引用该论文的论文的引用量进行比较。如果这些论文基本上引用了相同的材料,那么作者就认为这些报告是“整合研究”,CD指数使用负数表示这一点。但是,如果后一代的论文没有引用与原始论文相同的来源,那么CD指数认为它们是破坏性的,数值将为正。
虽然过去对这个主题的研究大多局限于一个单一的主题,但这篇论文跨越了天文学和动物学等不同的科学前沿来解决这个问题。
该研究发现,尽管从1945年到2010年发表的论文数量急剧增加,但具有破坏性的论文数量并没有增加。例如,1945年发表的医学论文约为1.6万篇,而2010年发表的医学论文超过51万篇。在同一时期,医学论文的平均CD指数从0.21下降到几乎为零,标志着向整合工作的巨大转变。降幅最大的是社会科学,平均CD指数从0.51开始,一直下降到0.04,但到2010年,所有领域都趋近于零。论文指出,这种下降实际上并不是因为从事的颠覆性工作减少了——在调查的时间段内,每年高度颠覆性论文的数量是一致的——相反,大量的合并出版物稀释了高度颠覆性论文的比例。
芬克指出,自1945年以来,为什么发表论文的增加没有导致破坏性发现的增加,这一点仍不清楚。研究小组认为,一种可能的解释是,随着时间的推移,更明显的科学发现(研究人员称之为“唾手可得的果实”)变得越来越罕见,导致破坏越来越少。(例如,艾萨克·牛顿(Isaac Newton)描述万有引力比恩里科·费米(Enrico Fermi)和他的团队发明核反应堆要容易得多。)然而,芬克解释说,如果这些唾手可得的发现正在慢慢消失,它们的消失就不会同时发生在所有科学领域。他说,他认为仍然有很多唾手可得的机会。
还有其他原因吗?Funk说,这不仅仅是一个简单的因果关系,而可能是两个主要因素的结合:学术环境和出版系统。
首先,随着科学领域的发展,新专家需要越来越长的时间来学习他们做出重要发现所需要的一切。哥伦比亚大学退休哲学教授菲利普·基彻(Philip Kitcher)同意这一观点,他没有参与这项研究。他说:“你看,在某些科学领域,你不仅要完成本科和博士学位,还要完成几个博士后学位,才能自己做实验。”
除了需要学习更多内容外,Funk和Kitcher都认为当前的发行系统是一大贡献者。芬克的其他研究还包括关于重新设计拨款系统的建议,旨在对抗许多领域存在的“要么发表,要么灭亡”的文化。Kitcher说,研究人员应该考虑“更清醒和仔细地”思考如何分配他们的时间。“在某些领域,一些科学家和科学家团体被迫发表了太多的文章。解决这个问题的办法是做更多定性和详细的研究。”
事实上,Kitcher希望这篇论文本身能多一点定性,少一点依赖数字尺度。他认为,通过分析高度颠覆性发现率的下降,Funk低估了整合研究的重要性,这些研究既支持过去的颠覆性结果,也会导致未来的结果。在1675年的一封信中,牛顿说他的成功归功于“站在巨人的肩膀上”。Kitcher更喜欢另一种说法:“有时巨人站在矮人的巨大金字塔上。”
尽管他们看待科学进步的方法不同,但Kitcher同意Funk和他的同事就目前出版状况得出的结论。Kitcher解释道:“在某些领域,人们为了工作而做的研究并没有多大意义。”
芬克说,他发现的这种影响对科学来说不一定是坏事,因为如果每一篇论文都是破坏性的,那么就不可能取得任何进展。他只是希望,长期以来以抵制变化而闻名的科学,可能愿意重新考虑它的一些方法。“也许明天的发现只是看起来与今天的发现不同。但在一天结束的时候,我们并不关心论文或专利——我们关心的是想法,”或者他所说的“最纯粹”的科学形式。