Il declino della scienza “dirompente” solleva preoccupazioni

La percentuale di pubblicazioni scientifiche che determinano cambiamenti significativi nelle direzioni della ricerca è diminuita drasticamente nell'ultimo mezzo secolo, sollevando interrogativi sulla traiettoria futura dell'innovazione scientifica.

Agosto 2023

Riepilogo

Le teorie del cambiamento scientifico e tecnologico vedono la scoperta e l’invenzione come processi endogeni in cui la conoscenza precedente accumulata consente il progresso futuro consentendo ai ricercatori, secondo le parole di Newton, di "stare sulle spalle dei giganti ". Gli ultimi decenni hanno assistito a una crescita esponenziale del volume delle nuove conoscenze scientifiche e tecnologiche, creando così le condizioni che dovrebbero essere mature per scoperte rivoluzionarie. Tuttavia, contrariamente a questa visione, gli studi suggeriscono che i progressi stanno rallentando in diversi settori importanti. Qui, analizziamo queste affermazioni su larga scala nell’arco di sessant’anni, utilizzando i dati di 45 milioni di articoli e 3,9 milioni di brevetti provenienti da sei set di dati su larga scala, insieme a una nuova metrica quantitativa, l’indice CD, che caratterizza il modo in cui documenti e brevetti cambiano. nella scienza e nella tecnologia Scopriamo che documenti e brevetti hanno sempre meno probabilità di rompere con il passato in modi che spingono la scienza e la tecnologia in nuove direzioni. Questo modello è valido universalmente in tutti i campi ed è robusto in molteplici parametri diversi basati su citazioni e testo. Successivamente colleghiamo questa diminuzione della perturbazione a una riduzione nell’uso della conoscenza pregressa, permettendoci di conciliare i modelli che osserviamo con la visione delle "spalle dei giganti" . Riteniamo che sia improbabile che i cali osservati siano guidati da cambiamenti nella qualità della scienza pubblicata, nelle pratiche di citazione o in fattori specifici del settore. Nel complesso, i nostri risultati suggeriscono che il rallentamento dei tassi di disruption potrebbe riflettere un cambiamento fondamentale nella natura della scienza e della tecnologia.

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Il numero di articoli di ricerca scientifica e tecnologica pubblicati è salito alle stelle negli ultimi decenni, ma la “disgregazione” di tali articoli è diminuita, secondo un’analisi di come gli articoli si discostano radicalmente dalla letteratura precedente.

I dati provenienti da milioni di manoscritti mostrano che, rispetto alla ricerca della metà del XX secolo, la ricerca condotta negli anni 2000 aveva molte più probabilità di far avanzare la scienza in modo incrementale piuttosto che virare in una nuova direzione e rendere obsoleti i lavori precedenti. . L’analisi dei brevetti dal 1976 al 2010 ha mostrato la stessa tendenza.

"I dati suggeriscono che qualcosa sta cambiando", afferma Russell Funk, sociologo dell’Università del Minnesota a Minneapolis e coautore dell’analisi, pubblicata su Nature . "Non hai la stessa intensità di scoperte rivoluzionarie che avevi una volta."

Citazioni rivelatrici

Gli autori hanno ritenuto che se uno studio fosse stato altamente dirompente, le ricerche successive avrebbero meno probabilità di citare i riferimenti dello studio e avrebbero invece citato lo studio stesso. Utilizzando dati di citazioni provenienti da 45 milioni di manoscritti e 3,9 milioni di brevetti , i ricercatori hanno calcolato una misura di disruption, chiamata indice CD, in cui i valori variavano da -1 per il lavoro meno dirompente a 1 per il più dirompente. .

Il tasso medio di CD è diminuito di oltre il 90% tra il 1945 e il 2010 per i manoscritti di ricerca (vedi ’La scienza dirompente diminuisce’) e di oltre il 78% tra il 1980 e il 2010 per i brevetti. Le interruzioni sono diminuite in tutti i campi di ricerca e in tutti i tipi di brevetti analizzati, anche quando sono state prese in considerazione le possibili differenze in fattori come le pratiche di citazione.

Il declino della scienza “dirompente” solleva preo
Dal grafico emerge che il disturbo degli articoli è diminuito nel tempo in tutti i campi analizzati.

Gli autori hanno anche analizzato i verbi più comuni utilizzati nei manoscritti e hanno scoperto che mentre le ricerche degli anni ’50 erano più propense a utilizzare parole che evocavano la creazione o la scoperta, come "produrre" o "determinare" , quelle effettuate negli anni 2010 erano più probabili. riferirsi a un progresso incrementale, utilizzando termini come “migliorare” o “aumentare” .

“È bello vedere questo [fenomeno] documentato in modo così meticoloso”, afferma Dashun Wang, scienziato sociale computazionale presso la Northwestern University di Evanston, Illinois, che studia le interruzioni nella scienza. "Lo vedono in 100 modi diversi e, nel complesso, lo trovo molto avvincente."

Altre ricerche hanno suggerito che anche l’innovazione scientifica ha subito un rallentamento negli ultimi decenni, afferma Yian Yin, anche lui scienziato sociale computazionale alla Northwestern. Ma questo studio offre “un nuovo inizio per un modo basato sui dati di indagare come cambia la scienza”, aggiunge.

La disruption non è intrinsecamente positiva, e la scienza incrementale non è necessariamente negativa, afferma Wang. La prima osservazione diretta delle onde gravitazionali, ad esempio, è stata rivoluzionaria e un prodotto della scienza incrementale, dice.

L’ideale è un sano mix di ricerca incrementale e dirompente, afferma John Walsh, specialista in politiche scientifiche e tecnologiche presso il Georgia Institute of Technology di Atlanta. "In un mondo in cui ci preoccupiamo della validità dei risultati, potrebbe essere positivo avere più repliche e repliche", afferma.

Perché?

È importante comprendere le ragioni dei drastici cambiamenti, afferma Walsh. La tendenza potrebbe derivare in parte da cambiamenti nell’impresa scientifica. Ad esempio, oggi ci sono molti più ricercatori rispetto agli anni ’40, il che ha creato un ambiente più competitivo e aumentato i rischi legati alla pubblicazione di ricerche e alla richiesta di brevetti. Ciò, a sua volta, ha cambiato gli incentivi sul modo in cui i ricercatori svolgono il loro lavoro. I grandi gruppi di ricerca, ad esempio, sono diventati più comuni, e Wang e i suoi colleghi hanno scoperto che è più probabile che i grandi team producano scienza incrementale piuttosto che dirompente.

Trovare una spiegazione al declino non sarà facile, dice Walsh. Sebbene la percentuale di ricerche dirompenti sia diminuita significativamente tra il 1945 e il 2010, il numero di studi altamente dirompenti è rimasto quasi lo stesso. Anche il tasso di declino è sconcertante: i prezzi dei CD sono crollati bruscamente dal 1945 al 1970, poi più gradualmente dalla fine degli anni ’90 al 2010. 2000, dice.