科研那些事 極簡科研史

20世紀以來，科學技術對人類社會的影響有目共睹，科研工作到底經歷了什麼樣的變化？本文分析了全世界100多年來的論文情況，看似簡單的數據，反映了背後不簡單的人類文明史。

沃森和克里克1953年在《Nature》發表雙螺旋論文

科學發展源自人類對知識不斷地探索發現與積累，因此它與人類的歷史進程息息相關。20 世紀以來，隨著技術的發展，科學的傳播逐漸轉變為電子化的傳播，知識的交流更加頻繁。

科學論文數量的變化

為了更好地衡量20 世紀以來科學發展的進程，Dong 等基於1900～2015年9000 萬篇學術論文，發現科學論文的年發表量每11 年翻一番，每12 年科學論文的作者數量翻一番[1]。

科學發展的具體體現之一就是論文數量的增長。從論文和作者的數量變化來看，科研工作者的論文生產力水平趨於穩定，而數量的增長，使科學一直在以一個穩定的速度增長。近半個世紀以來，科學家的平均職業生涯長度呈現遞減的趨勢，幾乎一半的科學家只是短暫地發表過一篇論文。儘管如此，科學家的平均科研合作時間卻一直穩定在一個水平上。

在巨大的科研壓力下，科研人員努力讓自己發表更多的論文，以在晉陞、人才計劃和項目申報中獲得優勢。在這種激勵下，甚至出現了「香腸論文」（salami slicing）現象，即科研人員把一篇論文分拆成兩篇甚至多篇論文發表。我們便理所當然地認為，科研人員的發文量在顯著增加。然而，Fanelli 等通過分析4 萬名作者在1900～1998 年的發表記錄發現，近一個世紀以來，科研人員個人的發文量沒有顯著增加[2]。儘管在近一個世紀發文總量迅猛增長，但是作者的數量也迅猛增長，當平均合作者這一因素被固定後，研究發現，在各個學科論文生產率並沒有顯著增加。這說明，對於科研人員個人而言，發表論文的壓力引發了論文數量激增這一說法是不準確的。

通過國家層面數據的對比，Fanelli 等還發現，第一作者比例高的國家和以往研究中顯示的「高科研壓力」國家有很高的重合度，但他們的總體論文生產率（即包含了非第一作者的論文）並沒有很高。此外，很多南歐國家（如義大利），研究人員的投稿目標漸漸開始從非英文期刊向Web of Science（WOS）收錄的英文期刊過渡（特別是社會科學領域），這很可能與科研政策的導向性有關。

科研合作的變化

與此同時，科學合作的變化趨勢又如何呢？Dong 等研究發現，單獨作者的論文比例在百餘年間由80%驟減到20%。更多的文章來自多個作者的共同努力。更有意思的發現在於，從1975 年開始，大型科研團隊的組建開始興起。得益於現代化的通信工具，科學交流不再受到時間和空間的限制，論文的作者的規模達到數百人甚至數千人之多。

值得肯定的一點是，科學合作是有積極意義的。其極大地促進了科學的創新發展。文章指出，1900 年有20%的最有價值的科研成果來自科學合作，這個比例在2015 年達到了90%。需要特別指出的是，該研究還發現，國際的合作交流日益頻繁，國際合作的比例由20 世紀初的1%增長到如今的20%。

引用的變化

由於科學創新往往是基於前人研究的，因此，引文分析很有必要。Dong等發現，平均每篇論文參考文獻數量隨時間呈超線性關係。每篇論文引文數由1900 年的2 篇驟增至2015 年的30 篇。與此同時，自引量的百分比卻呈減少趨勢。由最初的超過30%的參考文獻源自作者其他文章，到目前的只有10%的參考文獻源自作者自己。大多數的參考文獻都是5 年內發表的文章，25 年可以作為一個參考文獻年份的分界線，幾乎沒有文章會引用25年以前的文章。

國家差距的變化

從國家的層面考慮，由於兩次世界大戰的影響，美國一直處於世界科研的最中心位置。因此，美國文章的被引用量一直是居於世界首位的，然而這種領先優勢在逐步縮小。第二次世界大戰後至今，隨著日本、德國的經濟復甦和21 世紀中國的崛起，這些國家的文章被引用量也在逐年遞增。然而，國際的互相引用關係還有待加強。目前而言，一篇論文的參考文獻更多是來源於本國的其他論文。

從學院的角度分析，哈佛大學一直處於世界科學領跑者的地位，而美國的大學相比其他國家而言擁有更多的被引用量，這種情況也是由兩次世界大戰導致的。第二次世界大戰之後，歐洲和日本的經濟復甦，使得美國學校的領先優勢逐步縮小。

儘管如此，Dong 等發現，在獲獎方面，美國在圖靈獎和諾貝爾獎的統治地位自第二次世界大戰後至今仍在延續。

參考文獻

[1] Dong Y, Ma H, Shen Z,Wang K. A Century of Science: Globalization of ScientificCollaborations, Citations,and Innovations//Proceedings of the 23rd ACM SIGKDDInternational Conference onKnowledge Discovery and Data Mining. ACM, 2017:1437-1446.

[2] Fanelli D, Lariviere V.Researchers』 individual publication rate has not increased in acentury. PLoS One, 2016, 11(3): e0149504.

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！