Niemand weet precies waarom ‘disruptieve’ wetenschap en technologie in de laatste zestig jaar stagneren

Is er een betere manier om het nieuwe jaar te beginnen dan stil te staan bij het onderwerp wetenschappelijke vooruitgang? vraagt een wetenschapper op Twitter zich af, daarbij wijzend op het eerste nummer in 2023 van het tijdschrift Nature (5 januari). Daarin schrijven Michael Park, Erin Leahey en Russell J. Funk dat publicaties en octrooien sinds zes decennia weinig opzien baren. Dat wil zeggen: minder ontwrichten, minder ‘disruptief’ zijn.
De afgelopen decennia is de hoeveelheid nieuwe wetenschappelijke en technologische kennis exponentieel toegenomen. Maar, schrijven de auteurs, deze toename van kennis heeft niet geleid tot een evenredige golf van grote vooruitgang. Het is eerder zo dat diverse belangrijke wetenschappelijke gebieden tekenen van stagnering vertonen.
Uit de analyse van gegevens van 45 miljoen artikelen en 3,9 miljoen octrooien die sinds de jaren vijftig zijn gepubliceerd, concluderen de onderzoekers dat beide nauwelijks enige ophef veroorzaken. Het gevolg is minder levendigheid en meer uniformiteit. De afbeelding op het omslag van Nature laat dat zien: de toenemende kleurloosheid en eenvormigheid van de draden van een webpatroon.

Samenvatting van Papers and patents are becoming less disruptive over time

In theorieën over wetenschappelijke en technologische veranderingen worden ontdekkingen en uitvindingen beschouwd als endogene processen, waarbij eerder vergaarde kennis toekomstige vooruitgang mogelijk maakt doordat onderzoekers, in de woorden van Newton, “op de schouders van reuzen kunnen staan”.
De laatste decennia is de hoeveelheid nieuwe wetenschappelijke en technologische kennis exponentieel gegroeid, waardoor de voorwaarden zijn geschapen die gunstig zijn voor grote vooruitgang. De laatste decennia blijkt evenwel het tegendeel. De vooruitgang neemt op verschillende belangrijke gebieden af..

In hun artikel analyseren de auteurs hun beweringen in zes decennia aan de hand van gegevens van 45 miljoen publicaties en 3,9 miljoen octrooien ontleend aan zes omvangrijke datasets, samen met een nieuwe kwantitatieve maatstaf, de CD-index, die beschrijft hoe publicaties en octrooien citaten-netwerken in wetenschap en technologie veranderen.
De auteurs stellen vast dat het steeds minder vaak voorkomt dat publicaties en octrooien met het verleden breken op een manier die wetenschap en technologie in een nieuwe richting duwt. Dat patroon geldt voor alle gebieden en blijkt op te gaan voor verschillende op citatie en tekst gebaseerde statistieken.

Vervolgens koppelen de onderzoekers de daling van ontwrichting aan een versmalling in gebruik van eerdere kennis. Daardoor kunnen zij de waargenomen patronen verzoenen met de ‘schouders van reuzen’-opvatting.
Ze opperen dat de waargenomen daling waarschijnlijk niet wordt veroorzaakt door veranderingen in de kwaliteit van de gepubliceerde wetenschap, citeerpraktijken of vakinhoudelijke factoren. In het algemeen suggereren de resultaten dat de afnemende ontwrichting een fundamentele verschuiving weerspiegelt in de aard van wetenschap en technologie.

Afnemende innovatie

Hoewel de afgelopen eeuw een ongekende expansie van wetenschappelijke en technologische kennis heeft gekend, bestaat de vrees dat de innovatieve activiteit aan het afnemen is. Uit studies blijkt dat de onderzoeksproductiviteit in bijvoorbeeld de halfgeleidersector en de farmaceutische sector afneemt.
Documenten, octrooien en zelfs subsidieaanvragen zijn minder vernieuwend ten opzichte van eerder werk en zullen minder snel ongelijksoortige kennisgebieden met elkaar verbinden, beide voorlopers van innovatie.

De kloof tussen het jaar van ontdekking en de toekenning van een Nobelprijs is ook groter geworden, wat erop wijst dat de bijdragen van vandaag zich niet kunnen meten met die van het verleden. Deze trends krijgen steeds meer de aandacht van beleidsmakers, omdat zij een aanzienlijke bedreiging vormen voor de economische groei, de gezondheid en het welzijn van de mens en de nationale veiligheid, naast de wereldwijde inspanningen om grote uitdagingen zoals klimaatverandering het hoofd te bieden.

Er zijn tal van verklaringen voor het verschijnsel gegeven. Sommigen wijzen op een gebrek aan ‘laaghangend fruit’, aangezien de direct beschikbare productiviteitsverhogende innovaties al zijn doorgevoerd. Anderen wijzen op de toenemende last van kennis. Wetenschappers en uitvinders hebben steeds meer opleiding nodig om de grenzen van hun vakgebied te bereiken, waardoor er minder tijd overblijft om die grenzen te verleggen. Toch blijft er veel onbekend, niet alleen over de oorzaken van de trage innovatie, maar ook over de diepte en breedte van het verschijnsel

De route verleggen

Een van de oorzaken zou volgens de auteurs kunnen zijn dat wetenschappers en uitvinders zich verlaten op een tamelijk beperkte reeks bestaande kennis. Wetenschapsfilosofen mogen dan wel gelijk hebben dat de groei van kennis een endogeen proces is – waarbij geaccumuleerde kennis toekomstige ontdekkingen en uitvindingen bevordert – maar voor dat proces is betrokkenheid bij een brede waaier aan bestaande kennis noodzakelijk. Een vereiste waaraan men in de afgelopen periode moeilijker blijkt te kunnen voldoen. Vertrouwen op kleinere hoeveelheden kennis komt individuele carrières ten goede, maar niet de wetenschappelijke vooruitgang in het algemeen.

De auteurs wijzen er nog op dat, hoewel het overwicht van disruptieve werken is afgenomen, het aantal zelf stabiel is gebleven. Enerzijds kan dat komen doordat er een vaste ‘draagkracht’ is voor zeer ontwrichtende wetenschap en technologie. In dat geval kunnen beleidsinterventies, gericht op het vergroten van dergelijk werk, een uitdaging vormen.

Aan de andere kant suggereert het waarnemen van aanzienlijke veranderingen in de betreffende gebieden, verantwoordelijk voor het produceren van ontwrichtende wetenschap en technologie, het mogelijke belang van bepaalde factoren.
Factoren als verschuivende belangen van financiers en wetenschappers en de ‘rijpheid’ van wetenschappelijke en technologische kennis voor een doorbraak. In dat geval zou de productie van disruptief werk kunnen reageren op beleidsinstrumenten.
In beide gevallen suggereert de stabiliteit in het aantal disruptieve publicaties en octrooien dat wetenschap en technologie niet het einde van de ‘eindeloze grens’ lijken te hebben bereikt. Er blijft ruimte voor een regelmatige routeverlegging waarop ontwrichtende werken bijdragen aan wetenschappelijke en technologische vooruitgang.

Papers and patents are becoming less disruptive over time, door Michael Park, Erin Leahey en Russell J. Funk, Nature 613, 5 januari 2023: https://doi.org/10.1038/s41586-022-05543-x
Of: https://rdcu.be/c2MDD

Reacties op Twitter

«Voor meer innovatie, is het nodig tijd uit te trekken voor het creatieve proces: het gebruik van analogieën, het vinden van nieuwe vragen, het omarmen van tegenstrijdigheden, het importeren en exporteren van ideeën, improvisatie en verkenning van gegevens»

«De huidige trend kan worden gekeerd door: 1. veel lezen. 2. minder focussen op de hoeveelheid en meer op de kwaliteit van het onderzoek. 3. een sabbatical van een jaar nemen»

Nog een artikel

In hetzelfde nummer van Nature staat een kort artikel van Max Koslov: ‘Disruptive’ science has declined — and no one knows why. Daarin citaten van Russell Funk en andere onderzoekers: “Het aandeel publicaties dat een wetenschappelijk gebied in een nieuwe richting stuurt is de afgelopen halve eeuw gekelderd”.

“Het aantal ontwrichtende wetenschappelijke artikelen, zoals dat over de dubbele helix-structuur van DNA in 1953, is sinds het midden van de jaren veertig dalende”.

“Een verklaring vinden voor de daling zal niet gemakkelijk zijn ( … ). Hoewel het aandeel disruptief onderzoek tussen 1945 en 2010 aanzienlijk is gedaald, is het aantal zeer disruptieve studies ongeveer gelijk gebleven. Het tempo van de daling is ook raadselachtig: De CD-indexen daalden sterk van 1945 tot 1970, daarna geleidelijker van eind jaren negentig tot 2010. Welke verklaring je ook hebt voor het afnemen van de disruptieve werking, je moet ook een verklaring vinden voor het afvlakken ervan in de jaren 2000”.

‘Disruptive’ science has declined — and no one knows why, door Max Koslov, Nature online, 4 januari 2023: www.nature.com/articles/d41586-022-04577-5