每一個(gè)科學(xué)和技術(shù)上的顛覆性突破，都會(huì)為人類社會(huì)帶來長遠(yuǎn)的進(jìn)步。其中的一種突破表現(xiàn)是，顛覆現(xiàn)有知識(shí)體系、引導(dǎo)科學(xué)技術(shù)向新的方向發(fā)展。

萬有引力定律統(tǒng)一了地面物體和宇宙天體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律；麥克斯韋方程組以一種近乎完美的方式統(tǒng)一了電和磁，并預(yù)言光就是一種電磁波；相對(duì)論和量子力學(xué)的提出，奠定了現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)。

在人類歷史長河中，為現(xiàn)實(shí)生活帶來質(zhì)變的科學(xué)和技術(shù)成果比比皆是。然而，研究發(fā)現(xiàn)，近 60 年內(nèi)的顛覆性科學(xué)和技術(shù)已經(jīng)愈發(fā)匱乏，科學(xué)進(jìn)步正在「降速」。

來自明尼蘇達(dá)大學(xué)和亞利桑那大學(xué)的科學(xué)家們，通過分析 Web of Science（WoS）中的 2500 萬篇論文（1945–2010）和美國專利商標(biāo)局（USPTO）PatentsView 數(shù)據(jù)庫中的 390 萬項(xiàng)專利（1976-2010）發(fā)現(xiàn)：

• 近年發(fā)表的論文和專利不太可能具有顛覆性，或者使得之前的發(fā)現(xiàn)（比如 DNA 雙螺旋結(jié)構(gòu)）過時(shí)，并將科學(xué)和技術(shù)推向新的方向；
• 相反，論文和專利更有可能鞏固或進(jìn)一步發(fā)展以前的工作，比如科恩－沈呂九方程（Kohn-Sham equation）；
• 科學(xué)家和發(fā)明家越來越多地使用更窄的知識(shí)片段來開發(fā)他們的新工作；
• 這種模式適用于所有主要科學(xué)領(lǐng)域，包括技術(shù)、醫(yī)學(xué)和社會(huì)科學(xué)。

相關(guān)研究論文以「Papers and patents are becoming less disruptive over time」為題，已發(fā)表在權(quán)威科學(xué)期刊 Nature 上。

據(jù)論文描述，這種下降趨勢不太可能是由已發(fā)表工作的質(zhì)量或引用政策的變化導(dǎo)致的，而是因?yàn)榭茖W(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，這有利于個(gè)人的職業(yè)生涯，但不利于更普遍的科學(xué)進(jìn)步。

「一個(gè)健康的科學(xué)生態(tài)系統(tǒng)既包含對(duì)之前工作的鞏固改進(jìn)，也包括新的顛覆性發(fā)現(xiàn)，但研究的性質(zhì)正在發(fā)生變化，」論文的通訊作者、明尼蘇達(dá)大學(xué)助理教授 Russell Funk 說，「隨著漸進(jìn)型創(chuàng)新越來越普遍，未來可能需要更長的時(shí)間才能取得明顯推動(dòng)科學(xué)發(fā)展的關(guān)鍵突破。」

缺乏「唾手可得的果實(shí)」？

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。用牛頓的話來說，之前積累的知識(shí)能夠讓后人「站在巨人的肩膀上」，從而使未來的進(jìn)步成為可能。

近幾十年來，盡管新的科學(xué)和技術(shù)知識(shí)呈現(xiàn)出指數(shù)級(jí)增長趨勢，為取得重大進(jìn)展創(chuàng)造了成熟的條件，但也有人擔(dān)心創(chuàng)新活動(dòng)正在放緩。

以往研究發(fā)現(xiàn)，半導(dǎo)體、制藥和其他領(lǐng)域的研究生產(chǎn)率正在下降，論文、專利甚至撥款申請(qǐng)與之前的工作相比已經(jīng)變得不那么新奇，也不太可能將不同的知識(shí)領(lǐng)域聯(lián)系起來，而這兩者都是創(chuàng)新的前提。

另外，從發(fā)現(xiàn)提出到諾貝爾獎(jiǎng)授予的年份間隔也有所增加，這表明近些年的科學(xué)和技術(shù)貢獻(xiàn)已經(jīng)無法與過去相比。

這一趨勢也引起了政策制定者的關(guān)注，因?yàn)樗鼈儗?duì)經(jīng)濟(jì)增長、人類健康和福祉、國家安全以及應(yīng)對(duì)氣候變化等重大挑戰(zhàn)的全球努力構(gòu)成了重大威脅。

迄今為止，指向顛覆性科學(xué)和技術(shù)突破放緩的證據(jù)是基于對(duì)特定領(lǐng)域的研究，使用不同的、特定領(lǐng)域的指標(biāo)，很難說明科學(xué)和技術(shù)領(lǐng)域的變化是否正在以類似的速度發(fā)生。

為此，F(xiàn)unk 等人利用一個(gè)新的定量指標(biāo) CD index 分析了 60 年內(nèi)的 2500 萬篇論文和 390 萬個(gè)專利，該指標(biāo)可以用來描述論文和專利如何改變科學(xué)和技術(shù)的引用網(wǎng)絡(luò)。

他們發(fā)現(xiàn)，近些年的論文和專利越來越不可能推動(dòng)科學(xué)和技術(shù)向新的方向發(fā)展，這種現(xiàn)象普遍適用于各個(gè)領(lǐng)域，并且適用于多種不同的基于引文和文本的指標(biāo)。

就論文而言，1945-2010 年期間社會(huì)科學(xué)的顛覆性得分下降了 91.9%，而物理科學(xué)則下降了 100%；就專利而言，1980-2010 年期間計(jì)算機(jī)和通信專利的降幅為 78.7%，藥品和醫(yī)療專利的降幅為 91.5%。

顛覆性科學(xué)和技術(shù)的突破正在放緩

值得注意的是，F(xiàn)unk 等人也通過分析替代指標(biāo)復(fù)制了以上發(fā)現(xiàn)，這些替代指標(biāo)包括論文中的文字多樣性，以及使用顛覆性詞匯與改進(jìn)類詞匯的對(duì)比。

1945-2010 年的論文標(biāo)題和 1980-2010 年的專利標(biāo)題的唯一/總字?jǐn)?shù)顯示，科學(xué)和技術(shù)中使用的語言的多樣性下降（下圖 a、d）；1945-2010 年的論文標(biāo)題和 1980-2010 年的專利標(biāo)題中每年引入的新詞對(duì)數(shù)/總詞對(duì)數(shù)顯示，科學(xué)和技術(shù)中使用的語言的新穎性也在下降（下圖 b、e）；在觀察期的第一個(gè)（紅色）和最后一個(gè)（藍(lán)色）十年內(nèi)，論文和專利標(biāo)題中最常用動(dòng)詞的頻率也發(fā)生了很大的變化（下圖 c、f）。

論文和專利的語言變化

Funk 等人表示，他們的研究也存在一定的局限性。例如，盡管迄今為止的研究支持 CD index 的有效性，但它是一個(gè)相對(duì)較新的創(chuàng)新活動(dòng)指標(biāo)，將受益于未來有關(guān)其行為和屬性的工作，特別是在跨數(shù)據(jù)源和上下文方面。系統(tǒng)地檢查不同領(lǐng)域內(nèi)不同引用實(shí)踐影響的研究將特別有價(jià)值。

盡管如此，更全面地理解顛覆性科學(xué)和技術(shù)的下降，能使我們對(duì)未來組織科學(xué)技術(shù)生產(chǎn)的戰(zhàn)略進(jìn)行急需的重新思考。

不發(fā)表即滅亡？

有關(guān)當(dāng)前趨勢的一種理論是，顛覆性創(chuàng)新的所有「唾手可得的果實(shí)」都已經(jīng)出現(xiàn)，因?yàn)楝F(xiàn)成的提高生產(chǎn)率的創(chuàng)新都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。

同時(shí)，學(xué)者們有時(shí)面臨著一種「不發(fā)表即滅亡」的研究文化，在這種文化內(nèi)，他們的成功取決于他們發(fā)表論文或開發(fā)專利的數(shù)量。

「很多創(chuàng)新都來自于嘗試新事物，或者從不同領(lǐng)域汲取想法，然后看看會(huì)發(fā)生什么，」論文的第一作者 Michael Park 說，「但如果你只是為如何盡快發(fā)表一篇又一篇的論文而焦慮，就會(huì)很少去深入閱讀、思考一些可能導(dǎo)致這些顛覆性突破的大問題?！?/span>

盡管目前存在這樣的趨勢，但研究人員表示，需要注意的是，這并不意味著有更少的技術(shù)進(jìn)步可以被發(fā)現(xiàn)。

「從氣候變化到太空探索，我們迫切需要?jiǎng)?chuàng)新來解決當(dāng)今最緊迫的挑戰(zhàn)，」Funk 說，「很明顯，顛覆性創(chuàng)新仍有巨大的機(jī)會(huì)發(fā)生，并為人類帶來改善。」?

他們建議，為了促進(jìn)顛覆性科學(xué)和技術(shù)的產(chǎn)生，學(xué)者們需要進(jìn)行廣泛的閱讀，從而跟上快速擴(kuò)展的知識(shí)前沿。

同時(shí)，高?；蛟S需要放棄對(duì)論文/專利的數(shù)量要求，轉(zhuǎn)而更關(guān)注和獎(jiǎng)勵(lì)高質(zhì)量論文/專利，遠(yuǎn)離「不發(fā)表即滅亡」的研究文化，做出真正有意義的工作。