Nature の表紙: 科学の破壊的な進歩が大幅に「減速」し、物理学研究は 100% 減少

科学技術におけるあらゆる破壊的な進歩は、人類社会に長期的な進歩をもたらします。画期的な現象の 1 つは、既存の知識体系を破壊し、科学技術の発展を新しい方向に導くことです。

万有引力の法則は宇宙の地上物体と天体の運動法則を統一し、マクスウェルの方程式は電気と磁気をほぼ完璧に統一し、光は電磁波であると予測します。相対性理論の提案そして量子力学は現代物理学の基礎を築きました。

人類の長い歴史の中で、現実生活に質的な変化をもたらした科学技術の成果は数多くあります。しかし、この研究では、過去60年間で破壊的な科学技術はますます不足しており、科学の進歩は「減速」していることが判明した。

ミネソタ大学とアリゾナ大学の科学者が、Web of Science (WoS) と米国特許商標庁 (USPTO) に掲載された 2,500 万件の論文 (1945 ～ 2010 年) を分析しました。 ) PatentsView データベース内の 390 万件の特許 (1976 年から 2010 年) によると、次のことがわかりました。 DNA 二重らせんとして) は時代遅れになり、科学と技術を新しい方向に押し進めます;

• 対照的に、論文や特許は、コーエン-シェンのような以前の研究を統合またはさらに発展させる可能性が高くなります。 Lu Kohn-Sham 方程式;
• 科学者や発明者は、新しい研究を開発するためにより狭い知識を使用することが増えています;
• このモデルは次のものに適用されます。テクノロジー、医学、社会科学を含むすべての主要な科学分野。
• 関連する研究論文のタイトルは「論文と特許は時間の経過とともに破壊的ではなくなりつつある」で、権威ある科学雑誌 Nature に掲載されました。

論文によると、この下降傾向は、出版された研究の質や引用ポリシーの変化によって引き起こされた可能性は低く、むしろ科学者や発明者がより狭い範囲に依存してきたことが原因であるとのことです。既存の知識を理解することは、その人のキャリアにとっては良いことですが、より一般的な科学の進歩にとっては良くありません。

「健全な科学エコシステムには、これまでの研究の統合と改善、そして新しい破壊的な発見の両方が含まれますが、研究の性質は変わりつつあります」と論文の責任著者であるラッセル氏は述べています。ミネソタ大学のファンク助教授は、「漸進的なイノベーションがより一般的になるにつれ、科学を大きく進歩させる重要なブレークスルーを達成するには、将来さらに時間がかかる可能性がある」と述べた。

発見と発明は、科学理論と技術変化の自然な副産物とみなされ、以前に蓄積された知識が将来の開発と進歩を促進することを可能にします。ニュートンの言葉を借りれば、過去に蓄積された知識によって、将来の世代は「巨人の肩に乗る」ことができ、将来の進歩が可能になります。

新しい科学技術の知識はここ数十年で急激に増加し、大きな進歩に向けて機が熟した状況が生まれていますが、イノベーション活動が減速しているという懸念もあります。

これまでの研究では、半導体、製薬、その他の分野における研究の生産性が低下しており、論文、特許、さらには補助金申請さえも、以前の研究に比べて新規性や洗練度が低下していることがわかっています。異なる知識領域を結び付けることが可能であり、どちらもイノベーションの前提条件です。

さらに、発見からノーベル賞受賞までの年間隔も長くなり、近年の科学技術の貢献はもはや昔とは比較にならないことを示しています。過去。

この傾向は、経済成長、人間の健康と福祉、国家安全保障、気候などの主要な課題に対処する世界的な取り組みに重大な影響を与えるため、政策立案者の注目も集めています。変える、脅す。

これまでのところ、破壊的な科学技術の進歩の鈍化を示す証拠は、科学で説明するのが難しいさまざまな分野固有の指標を使用した特定分野の研究に基づいています。テクノロジー分野でも同様のペースで変化が起こっています。

この目的を達成するために、Funk らは、論文と特許を説明するために使用できる新しい定量的指標 CD インデックスを使用して、60 年間で 2,500 万件の論文と 390 万件の特許を分析しました。科学技術における引用ネットワークを変える。

研究者らは、近年出版された論文や特許が科学技術を新たな方向に推し進める可能性がますます低くなり、この現象は分野を超え、さまざまな引用ベースやテキスト指標に当てはまることを発見しました。

論文に関しては、社会科学の破壊的スコアは 1945 年から 2010 年の間に 91.9% 減少しましたが、物理科学では 100% 減少しました。特許に関しては、1980 年から2010 この年、コンピュータおよび通信特許の減少率は 78.7%、医薬品および医療特許の減少率は 91.5% でした。

破壊的な科学技術のブレークスルーは減速している

価値があることに注意してくださいFunkらはまた、論文内の文章の多様性や、破壊的な用語と改善的な用語の使用を含む代替手段を分析することによって、上記の発見を再現しました。

1945 年から 2010 年の論文タイトルと 1980 年から 2010 年の特許タイトルの一意の語数/総語数は、科学技術で使用される言語の多様性の減少を示しています (図 a、 d); 1945 年から 2010 年までの論文タイトルおよび 1980 年から 2010 年までの特許タイトルに年間に導入された新語ペア/総語ペアの数は、科学技術で使用される言語の新規性も低下していることを示しています (下図 b) , e); 論文や特許のタイトルで最も一般的に使用される動詞の頻度も、観察期間の最初の (赤) と最後の (青) 10 年間に大きく変化しました (下の図 c、f)。

論文と特許における言語の変更

Funk et al.研究には一定の限界もあります。たとえば、これまでの研究では CD インデックスの有効性が裏付けられていますが、CD インデックスは比較的新しい革新的な活動の指標であり、特にデータ ソースとコンテキスト全体でのその動作と特性に関する将来の研究から恩恵を受けるでしょう。さまざまな分野におけるさまざまな引用慣行の影響を体系的に調査する研究は特に価値があるでしょう。

それにもかかわらず、破壊的な科学技術の衰退をより包括的に理解することは、科学技術の生産を組織化するための将来の戦略について切望されている再考につながる可能性があります。

公開しないと消滅しますか？

現在の傾向に関する 1 つの理論は、既製の生産性向上イノベーションがすでに実装されているため、破壊的イノベーションの「簡単に実現できる成果」はすべてすでに存在しているというものです。

同時に、学者は、出版するか消滅するかという研究文化に直面することがあります。そこでは、出版する論文や開発した特許の数によって成功が左右されるのです。

「多くのイノベーションは、新しいことに挑戦したり、さまざまな分野からアイデアを引き出して何が起こるかを観察することから生まれます」と論文の筆頭著者であるマイケル・パーク氏は述べています。できるだけ早く次から次へと論文を発表する方法を心配しているだけで、このような破壊的なブレークスルーにつながる可能性のある大きな問題について深く読んだり考えたりすることはほとんどありません。」現在そのような傾向は存在しますが、研究者らは、それが発見される技術的進歩が減少することを意味するものではないことに注意することが重要だと述べています。

「気候変動から宇宙探査に至るまで、今日の最も差し迫った課題を解決するためのイノベーションが緊急に必要です。破壊的イノベーションが起こる大きなチャンスがまだあることは明らかです」とファンク氏は述べた。

彼らは、破壊的な科学技術を促進するために、学者は急速に拡大する知識の最前線に遅れないよう幅広く読書する必要があると示唆しています。

同時に、大学は論文/特許に対する定量的な要件を放棄し、その代わりに高品質の論文/特許により多くの注意を払い、報酬を与え、「出版」から遠ざかる必要があるかもしれません。 「滅びるか、滅びるか」の文化を研究し、真に意味のある仕事を生み出します。

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