近年来，科学界对突破性创新的关注日益增加。一篇2023年发表在《Nature》上的研究论文曾引发了广泛讨论，该研究由美国明尼苏达大学的Russell Funk、亚利桑那大学的Erin Leahey以及法国INSEAD商学院的Michael Park合作完成。他们提出，科学论文和专利的“颠覆性”（disruptiveness）在过去几十年中显著下降，即新研究较少能够取代先前的工作，使其变得过时。这一发现不仅引发了250多家媒体的报道，2025年还进入了美国国会听证会，显示出其对科学政策和公众的深远影响。
已经过去两年了，这一研究结果是否有所改观呢？该研究作者们有什么新的想法吗？近日，Nature发布了一篇采访文章，与研究作者再次详细的探讨这一问题。
颠覆性下降的证据与争议
Funk等人的研究表明，从1945年到2010年，颠覆性论文的数量保持稳定，但同期学术论文的总量大幅增加，导致平均颠覆性显著下降。他们使用了一种名为“整合-颠覆指数”（CD指数）的指标，通过分析引文模式来衡量颠覆性：如果一篇论文的后续引用较少涉及其参考文献（表明这些参考文献已被取代），则该论文被认为是高颠覆性的。然而，若后续论文同时引用该论文及其参考文献，则表明该论文更多是在整合而非颠覆前人工作。
研究发现，尽管控制了引文模式随时间的变化，科学论文的平均颠覆性仍在下降。此外，研究团队还通过分析论文和专利标题中的独特词汇和词组组合，以及是否使用如“创造”或“改进”等词汇，进一步支持了颠覆性下降的结论。
然而，这一结论并非没有争议。一些学者质疑CD指数的有效性。例如，德国慕尼黑大学的Lutz Bornmann指出，引文并不总是反映论文的实际学术影响。一项2022年的调查显示，超过一半的被引论文对引用它们的文章几乎没有实质性影响。此外，引文文化随时间变化——现代论文倾向于引用更多、更古老的文献，这可能导致早期论文因参考文献较少而被错误地评为高颠覆性。Funk团队在2025年2月的一篇预印本中反驳了这些批评，指出其数据集在处理零引用文献时并无显著偏差。
其他衡量方法与不同结论
除了引文分析，研究者还尝试通过语言来衡量创新性。Funk团队分析了论文标题和摘要中的词汇，发现独特词汇的使用比例下降。然而，比利时鲁汶大学的Sam Arts团队采用不同方法，分析1901年以来的论文标题和摘要中新名词短语的出现情况，得出结论认为创新在不同领域呈现间歇性爆发，而非普遍下降。Arts认为，尽管需要关注创新问题，但这并非首要优先级。
以AlphaFold为例，这款2021年发布、荣获诺贝尔化学奖的蛋白质结构预测工具被认为是重大突破，但其CD指数得分较低。Funk解释说，AlphaFold并未从概念上取代之前的生物学知识，因此其低得分是合理的。然而，伦敦大学学院的James Wilsdon认为，AlphaFold的例子表明现有指标可能无法完全捕捉“颠覆性”的真正含义。
创新为何越来越难？
尽管对衡量方法的争论仍在继续，科学界逐渐形成共识：突破性创新正变得越来越困难。多项研究支持这一观点。例如，经济学家Robert Gordon在2016年的著作《美国增长的兴衰》中指出，20世纪的快速增长得益于汽车、电力等一次性技术进步，而如今的经济生产率增长已显著放缓。2020年的一项研究发现，维持摩尔定律（芯片上晶体管数量每两年翻倍）所需的半导体研究人员数量是1970年代的18倍。类似趋势也出现在农业生产率和心血管疾病及癌症治疗领域。
此外，科学投入的增长似乎未带来相应回报。从1956年到2020年，美国研发经费按实际价值增长了11倍，研究人员数量和论文发表量也呈指数级增长。然而，正如哥本哈根大学的Roberta Sinatra所指出的，诺贝尔奖级别的发现并未随之显著增加。Funk收集的40多篇文献也表明，创新速度未能跟上科学投入的增长。
创新困境的可能原因
为何突破性创新变得更难？研究者提出了多种解释。首先，现代科学家的时间被繁重的行政任务、教学和申请经费所占用。荷兰的一项研究显示，该国大学全职教授仅将不到20%的时间用于研究。其次，学术职业和资助结构的僵化限制了研究者的自由探索。剑桥大学的科学史学家Patricia Fara提到，DNA结构发现者Watson和Crick当年曾暂时放弃博士研究项目，若在今天可能面临严重后果。
此外，“切香肠式”发表（将研究成果分散到多篇论文中）也可能降低单篇论文的颠覆性。蒙特利尔大学的Vincent Larivière发现，从1996年到2023年，研究人员人均论文数量几乎翻倍，而论文数量的增加与颠覆性呈负相关。Funk的研究进一步显示，即便是诺贝尔奖论文或发表在《Nature》《Science》等顶级期刊的论文，其颠覆性也在下降。
设备成本的上升和科学知识的积累也增加了创新难度。伊利诺伊州西北大学的Dashun Wang指出，现代科学需要如大型强子对撞机这样的大型基础设施，而17世纪的科学家如Robert Boyle仅需简单设备即可开展实验。此外，科学知识的指数级增长意味着研究者需要更长时间学习才能达到学科前沿。
最后，Sinatra提出，科学界的注意力可能是有限的。社交媒体和算法推荐可能导致研究者关注少数热点论文，而忽略其他潜在的突破性工作。她认为，一些突破性论文可能因未被及时发现而未获得应有的引用。
未来的探索与实验
为了更准确地衡量颠覆性，研究者正在尝试新方法。Bornmann计划调查科学家对范式转变论文的看法，以验证哪些量化指标最能反映这些判断。Sinatra则建议在论文发表前评估其潜在颠覆性，然后追踪其实际引用情况。Funk目前更关注分析论文、专利和资助申请中的语言变化，而非仅依赖引文。
最后
Funk等人的研究引发了关于科学创新困境的广泛讨论。尽管对“颠覆性”定义和衡量方法尚存争议，但突破性发现愈发困难的趋势似乎难以否认。从繁重的行政负担到知识积累的挑战，再到有限的学术注意力，这些因素共同构成了现代科学的创新困境。未来的研究需要更精确的衡量方法和更有针对性的政策，以激励真正的突破性发现。正如《Nature》文章所揭示的，这一问题不仅关乎科学本身，更与经济增长和社会进步息息相关。
参考文献：
https://www.nature.com/articles/d41586-025-01548-4
https://www.nature.com/articles/d41586-022-04577-5
