專家揭示科學無限增長背后的“秘密引擎”

數百萬篇科學論文每年在全球發布。這些科學、技術、工程、數學和醫學方面的論文展示了從平凡到深刻的發現。

自 1900 年以來，已發表的科學文章數量大約每 10 到 15 年翻一番;自 1980 年以來，每年約為 8% 至 9%.這種加速反映了巨大的不斷擴大的研究范圍跨越無數主題，從宇宙的最遙遠到地球上生命和人性的復雜性。

然而，這種非凡的擴張曾被認為是不可持續的。

在他的1963 年有影響力的書,小科學，大科學......及超越，Scientometrics 的創始人 – 或與科學出版物相關的數據信息計量學–德里克·德·索拉·普萊斯著名的預言了科學增長的極限。

他警告說，世界很快就會耗盡其研究資源和人才庫。他想象這將導致醫學、技術和經濟領域的新發現和潛在危機的下降。當時，被廣泛接受的學者他對科學進步即將放緩的預測。

錯誤的預測

事實上，科學已經驚人地違背了普萊斯的可怕預測。世界現在沒有停滯不前，而是經歷了”全球大型科學“ – 一個龐大的、不斷增長的科學發現網絡。科學生產的爆炸式增長使普萊斯對崩潰的預測可能是科學研究中最令人震驚的錯誤預測。

不幸的是，普萊斯于 1983 年去世，為時過早，無法意識到自己的錯誤。

那么，是什么解釋了世界科學研究能力持續且急劇增長的原因呢？

我們是社會學家誰學習高等教育和科學.我們的新書全球大型科學：大學、研究合作和知識生產》一書發表于普萊斯命運預言 60 周年之際，為這種快速而持續的科學發展提供了解釋。它追溯了全球科學發現的歷史。

經濟增長、戰爭、太空競賽和地緣政治競爭等因素無疑刺激了研究能力。但僅憑這些因素并不能解釋當今科學事業的巨大規模。

教育革命：科學的秘密引擎

在許多方面，世界的科學能力是建立在追求高等教育的年輕人的教育抱負之上的。

在過去的 125 年里，對高等教育的需求和機會不斷增長，引發了一場全球教育革命。現在，世界上超過五分之二的年輕人年齡在 19-23 歲之間盡管存在巨大的地區差異，但都接受了高等教育。這場革命是驅動科研能力的引擎。

如今，全球有 38,000 多所大學和其他高等教育機構在科學發現中發揮關鍵作用。公共和私人資助的教育任務為研究任務提供補貼，學生學費的很大一部分用于支持教師。

這些教師科學家在教學與進行廣泛研究之間取得平衡。大學科學家的貢獻率為 80% 到 90%每年在數百萬篇論文中發表的發現。

外部研究資助對于專用設備、用品和研究時間的額外支持仍然是必不可少的。但大學的日常研究能力，尤其是以團隊形式工作的學者構成了全球科學進步的基礎。

即使是最慷慨的國家科學和商業研發預算也無法完全維持正在進行的科學發現所需的基本基礎設施和人員配備。

同樣，政府實驗室和獨立研究機構，例如美國美國國立衛生研究院或德國的馬克斯普朗克研究所，無法替代生產大學提供的容量.

合作造福科學和社會

過去幾十年，全球科學合作也激增。這些安排利用來自世界各地的多元化人才來提高研究質量。

國際合作促成了數百萬篇合著論文.在 1980 年之前，國際研究伙伴關系相對較少，僅占 7,000 多篇論文，約占當年全球產出的 2%。

但到 2010 年，這個數字已經飆升到 440,000 篇論文，這意味著世界上 22% 的科學出版物來自國際合作。

這種建立在“協作紅利”基礎上的增長一直持續到今天，并已被證明可以產生最具影響力的研究.

大學往往與其他大學有著共同的學術目標，并擁有廣泛的網絡和開放的文化，這使得這些合作相對容易。

今天，大學在涉及數百甚至數千名科學家團隊的國際超級合作中也發揮著關鍵作用。在這些巨大的合作中，研究人員可以解決他們在資源較少的小團體中無法解決的重大問題。

超級合作促進了對錯綜復雜的宇宙物理學以及進化論和遺傳學的綜合，這是單個國家的科學家永遠無法單獨實現的。

全球中心的作用

由來自世界各地的大學組成的中心使科學研究徹底全球化。這些全球中心中的第一個由數十所北美研究型大學組成，始于 1970 年代。他們在 1980 年代擴展到歐洲，最近擴展到東南亞。

這些區域中心和大學聯盟將來自數百所大學的科學家聯系起來，以尋求合作研究項目。

這些大學的科學家經常超越地緣政治界限，伊朗研究人員與美國人合作發表論文，德國人與俄羅斯人和烏克蘭人合作，中國科學家與日本和韓國同行合作。

這新型冠狀病毒 （COVID-19）大流行病清楚地展示了全球大科學領域國際合作的巨大規模。在大流行開始后的短短六個月內，世界各地的科學家已經發表了23,000 項關于該病毒的科學研究.這些研究有助于快速開發有效的疫苗。

隨著大學不斷擴大的全球網絡，合作可以通過主要研究中心傳播到世界各地。

全球大型科學是否可持續？

但是，盡管科學產出增長令人印象深刻，但這個高度協作和跨國的大型科學品牌確實面臨著挑戰。

一方面，許多產生大量科學的國家的出生率正在下降。另一方面，世界各地的許多青年，尤其是低收入國家的青年，接受高等教育的機會較少。盡管南半球最近取得了一些進展.

維持這些全球合作和這種高科學產出率將意味著擴大接受高等教育的機會。這是因為高等教育的資金補貼了研究成本，而高等教育培養了下一代科學家。

De Solla Price 無法預測大學在駕駛方面會有多么不可或缺全球科學.無論好壞，科學生產的未來都與這些機構的未來息息相關。

大衛·貝克，社會學、教育和人口學教授，賓夕法尼亞州立大學和賈斯汀 JW 鮑威爾， 教育社會學教授，盧森堡大學

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