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科学的科学

得益于最新的技术,科学正在认真审视自身。

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图片来源:Davide Bonazzi

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20世纪40年代末,新加坡国立大学的前身——一所新大学正在建设中,一位名叫德里克·约翰·德·索拉·普莱斯的年轻数学讲师将《英国皇家学会伦敦哲学汇编》存放在他的卧室里。当他将这些从1665年第一卷开始的档案,按年代整齐地堆叠起来时,他被眼前的景象震惊了:每叠的高度都呈指数级增长。在1950年国际科学史大会上,普莱斯提出了他的发现,并推测这种增长是科学本身的一个特征。

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他的见解具有预见性,不仅预见了出版物日益增长的浪潮。如今,越来越多的研究人员正在研究科学的内部运作,试图让未来的工作更有效。“科学的科学在过去10年里确实蓬勃发展,”东北大学物理学家阿尔伯特-拉斯洛·巴拉巴西说,他是这个领域(通常被称为SciSci)的领先专家。

虽然该学科的根源可以追溯到上个世纪中叶,但它才真正随着现代处理技术而蓬勃发展。研究人员现在可以数字处理像谷歌和美国国立卫生研究院这样的大型在线数据库,而不是费力地物理堆叠和整理期刊。而且,有大量的东西需要学习。

例如,物理学家们最近惊讶地发现,没有人对物理学进行过基本的人口普查。有多少物理学家?他们在各个子领域是如何分布的?哪些子领域产生了最有影响力的科学成果?在没有这些知识的情况下,大学和期刊的组织决策不过是猜测。因此,在2017年,《自然物理学评论》杂志的主编委托巴拉巴西和他在东北大学及中欧大学的同事罗伯塔·西纳特拉,利用一个名为Web of Science的专有数据库来绘制该领域的图谱。

他们与其他四位研究人员一起,分析了1985年至2015年间由135,877名物理学家撰写的约560万篇论文。1月份发表的研究结果,提供了物理学领域的第一份严谨的人口统计数据。研究还表明,一个子领域——跨学科物理学,是该领域主要分支的交叉点——贡献了最有影响力的研究,但却人口不足且支持薄弱。例如,在32,000名从事跨学科物理学研究的物理学家中,不到2%的人专注于该领域(这意味着他们不会花费大量时间从事其他子领域的研究)。相比之下,最受欢迎的子领域——凝聚态物理学,拥有超过62,000名物理学家,占所有专业物理学家的40%以上。然而,就其规模而言,它拥有最多的高影响力(或被引用次数最多的)论文。

“跨学科物理学存在明显的歧视迹象,”西纳特拉说,她现在任职于哥本哈根IT大学。她认为,这些经验观察可以作为对资助机构提供更多资金,以及学校引导更多年轻科学家走向跨学科研究的呼吁——这一举措将促进未来的科学发现。

SciSci还重新审视了一些可能阻碍研究的陈旧观念,例如长期以来声称科学家在职业生涯早期就做出了最重要的工作。但对各领域514,896篇论文的分析表明,研究人员最重要的工作可以在任何时候发表——这种可能性并不局限于科学家职业生涯的早期。

并非SciSci完美无缺。2007年,研究人员发表了一篇关于合作性质的《科学》杂志论文,声称与个人研究者的工作相比,团队“产生了极其高影响力的研究”。芝加哥大学社会学家詹姆斯·埃文斯说,这篇论文被用作“扩大团队规模的主要理由”。“但这只是故事的一半。”

今年早些时候,埃文斯在《自然》杂志上发表了一项新的分析,证实大型团队(可超过1000人)在充实现有理论方面表现出色。然而,它们在产生将科学引向新方向的新颖想法方面似乎却很糟糕。团队越小,它在“颠覆性”科学方面的能力就越强。埃文斯认为,这是因为小型团队更加灵活,风险规避程度较低。他认为,资助小型团队虽然风险更高,但至关重要。如果没有这些开创新方向的小型团队,大型团队可能就无事可做。

埃文斯和其他SciSci专家的研究表明,科学可以发现自身的过度,并纠正过去的错误——这是科学过程的一个标志。通过科学的科学,科学正在指导自己。

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[本文最初刊印时标题为“审视自身”。]

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