發(fā)現(xiàn)與發(fā)明被認為是科學理論和技術變革的自然副產(chǎn)物，它們能讓之前積累的知識推動未來的發(fā)展與進步。科學技術新知識的數(shù)量在最近幾十年里呈指數(shù)級增長，但研究顯示，多個主要領域的進展正在減慢。

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

研究團隊分析了過去60年里的4500萬篇論文和390萬個專利，結果發(fā)現(xiàn)，無論哪個領域，論文與專利的突破性都在隨時間流逝而下降。

為了研究這些假設，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390萬個專利，這個工具能測度論文和專利如何改變了科學和技術的引用網(wǎng)絡。

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

他們發(fā)現(xiàn)，無論哪類學科，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、生物醫(yī)學、物理科學領域的論文突破性下降速度稍顯平緩，社會科學和技術領域的下降速度最為顯著和持久。作者還通過分析替代指標重復了以上發(fā)現(xiàn)，這些替代指標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比。他們還對另外2000萬篇論文開展了一項分析，以重復了他們的發(fā)現(xiàn)。

顛覆性科學技術正在衰落

下圖展示了發(fā)表在 Nature、Science 和 PNAS 這三大綜合性學術期刊的223745篇論文以及635篇諾貝爾獎獲獎論文在發(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致的。他們認為，科學家和發(fā)明家近幾十年來一直在依賴一套較為狹窄的現(xiàn)有知識體系。

圖中特別標注了幾項不同時期、不同學科的突破性成果：1928年狄拉克發(fā)現(xiàn)相對論量子理論的狄拉克方程；1953年沃森和克里克發(fā)現(xiàn)DNA的雙螺旋結構；1965年Kohn和Sham發(fā)明了一種計算電子結構的新方法；1977年桑格發(fā)明了一種DNA測序方法；1980年Katsuki和Sharpless發(fā)展了不對稱環(huán)氧化反應；1985年Saiki等人發(fā)現(xiàn)了聚合酶鏈式反應（PCR）；1986年Bednorz和Mülle發(fā)現(xiàn)陶瓷材料的超導性；1998年Riess等人發(fā)現(xiàn)宇宙正在加速膨脹。

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