专家揭示科学无限增长背后的“秘密引擎”

数百万篇科学论文每年在全球发布。这些科学、技术、工程、数学和医学方面的论文展示了从平凡到深刻的发现。

自 1900 年以来，已发表的科学文章数量大约每 10 到 15 年翻一番;自 1980 年以来，每年约为 8% 至 9%.这种加速反映了巨大的不断扩大的研究范围跨越无数主题，从宇宙的最遥远到地球上生命和人性的复杂性。

然而，这种非凡的扩张曾被认为是不可持续的。

在他的1963 年有影响力的书,小科学，大科学......及超越，Scientometrics 的创始人 – 或与科学出版物相关的数据信息计量学–德里克·德·索拉·普莱斯著名的预言了科学增长的极限。

他警告说，世界很快就会耗尽其研究资源和人才库。他想象这将导致医学、技术和经济领域的新发现和潜在危机的下降。当时，被广泛接受的学者他对科学进步即将放缓的预测。

错误的预测

事实上，科学已经惊人地违背了普莱斯的可怕预测。世界现在没有停滞不前，而是经历了”全球大型科学“ – 一个庞大的、不断增长的科学发现网络。科学生产的爆炸式增长使普莱斯对崩溃的预测可能是科学研究中最令人震惊的错误预测。

不幸的是，普莱斯于 1983 年去世，为时过早，无法意识到自己的错误。

那么，是什么解释了世界科学研究能力持续且急剧增长的原因呢？

我们是社会学家谁学习高等教育和科学.我们的新书全球大型科学：大学、研究合作和知识生产》一书发表于普莱斯命运预言 60 周年之际，为这种快速而持续的科学发展提供了解释。它追溯了全球科学发现的历史。

经济增长、战争、太空竞赛和地缘政治竞争等因素无疑刺激了研究能力。但仅凭这些因素并不能解释当今科学事业的巨大规模。

教育革命：科学的秘密引擎

在许多方面，世界的科学能力是建立在追求高等教育的年轻人的教育抱负之上的。

在过去的 125 年里，对高等教育的需求和机会不断增长，引发了一场全球教育革命。现在，世界上超过五分之二的年轻人年龄在 19-23 岁之间尽管存在巨大的地区差异，但都接受了高等教育。这场革命是驱动科研能力的引擎。

如今，全球有 38,000 多所大学和其他高等教育机构在科学发现中发挥关键作用。公共和私人资助的教育任务为研究任务提供补贴，学生学费的很大一部分用于支持教师。

这些教师科学家在教学与进行广泛研究之间取得平衡。大学科学家的贡献率为 80% 到 90%每年在数百万篇论文中发表的发现。

外部研究资助对于专用设备、用品和研究时间的额外支持仍然是必不可少的。但大学的日常研究能力，尤其是以团队形式工作的学者构成了全球科学进步的基础。

即使是最慷慨的国家科学和商业研发预算也无法完全维持正在进行的科学发现所需的基本基础设施和人员配备。

同样，政府实验室和独立研究机构，例如美国美国国立卫生研究院或德国的马克斯普朗克研究所，无法替代生产大学提供的容量.

合作造福科学和社会

过去几十年，全球科学合作也激增。这些安排利用来自世界各地的多元化人才来提高研究质量。

国际合作促成了数百万篇合著论文.在 1980 年之前，国际研究伙伴关系相对较少，仅占 7,000 多篇论文，约占当年全球产出的 2%。

但到 2010 年，这个数字已经飙升到 440,000 篇论文，这意味着世界上 22% 的科学出版物来自国际合作。

这种建立在“协作红利”基础上的增长一直持续到今天，并已被证明可以产生最具影响力的研究.

大学往往与其他大学有着共同的学术目标，并拥有广泛的网络和开放的文化，这使得这些合作相对容易。

今天，大学在涉及数百甚至数千名科学家团队的国际超级合作中也发挥着关键作用。在这些巨大的合作中，研究人员可以解决他们在资源较少的小团体中无法解决的重大问题。

超级合作促进了对错综复杂的宇宙物理学以及进化论和遗传学的综合，这是单个国家的科学家永远无法单独实现的。

全球中心的作用

由来自世界各地的大学组成的中心使科学研究彻底全球化。这些全球中心中的第一个由数十所北美研究型大学组成，始于 1970 年代。他们在 1980 年代扩展到欧洲，最近扩展到东南亚。

这些区域中心和大学联盟将来自数百所大学的科学家联系起来，以寻求合作研究项目。

这些大学的科学家经常超越地缘政治界限，伊朗研究人员与美国人合作发表论文，德国人与俄罗斯人和乌克兰人合作，中国科学家与日本和韩国同行合作。

这新型冠状病毒 （COVID-19）大流行病清楚地展示了全球大科学领域国际合作的巨大规模。在大流行开始后的短短六个月内，世界各地的科学家已经发表了23,000 项关于该病毒的科学研究.这些研究有助于快速开发有效的疫苗。

随着大学不断扩大的全球网络，合作可以通过主要研究中心传播到世界各地。

全球大型科学是否可持续？

但是，尽管科学产出增长令人印象深刻，但这个高度协作和跨国的大型科学品牌确实面临着挑战。

一方面，许多产生大量科学的国家的出生率正在下降。另一方面，世界各地的许多青年，尤其是低收入国家的青年，接受高等教育的机会较少。尽管南半球最近取得了一些进展.

维持这些全球合作和这种高科学产出率将意味着扩大接受高等教育的机会。这是因为高等教育的资金补贴了研究成本，而高等教育培养了下一代科学家。

De Solla Price 无法预测大学在驾驶方面会有多么不可或缺全球科学.无论好坏，科学生产的未来都与这些机构的未来息息相关。

大卫·贝克，社会学、教育和人口学教授，宾夕法尼亚州立大学和贾斯汀 JW 鲍威尔， 教育社会学教授，卢森堡大学

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