發現與發明被認為是科學理論和技術變革的自然副産物，它們能讓之前積累的知識推動未來的發展與進步。科學技術新知識的數量在最近幾十年裡呈指數級增長，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 年裡的 4500 萬篇論文和 390 萬個專利，結果發現，無論哪個領域，論文與專利的突破性都在随時間流逝而下降。
為了研究這些假設，Russell Funk等人利用名為CD 指數（CD index）的工具分析了 60 年裡的 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：一種是能提升現有知識流的貢獻，這類貢獻能改善現狀；另一種是能颠覆現有知識的貢獻，這類貢獻能淘汰舊的知識，引導科學技術向新的方向發展。
他們發現，無論哪類學科，發現與發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标重複了以上發現，這些替代指标包括論文中的文字多樣性，以及使用突破類詞彙與改善類詞彙的對比。他們還對另外 2000 萬篇論文開展了一項分析，以重複了他們的發現。
颠覆性科學技術正在衰落
下圖展示了發表在 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表後 5 年的 CD 指數變化情況，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表工作的質量或是引用政策的變化而導緻的。他們認為，科學家和發明家近幾十年來一直在依賴一套較為狹窄的現有知識體系。
圖中特别标注了幾項不同時期、不同學科的突破性成果：1928 年狄拉克發現相對論量子理論的狄拉克方程；1953 年沃森和克裡克發現 DNA 的雙螺旋結構；1965 年 Kohn 和 Sham 發明了一種計算電子結構的新方法；1977 年桑格發明了一種 DNA 測序方法；1980 年 Katsuki 和 Sharpless 發展了不對稱環氧化反應；1985 年 Saiki 等人發現了聚合酶鍊式反應（PCR）；1986 年 Bednorz 和 M ü lle 發現陶瓷材料的超導性；1998 年 Riess 等人發現宇宙正在加速膨脹。
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造的布局謀劃展開很有必要的重新思考。
論文鍊接：
https://www.nature.com/s41586-022-05543-x
