發現與發明被認為是科學理論和技術變革的自然副產物，它們能讓之前積累的知識推動未來的發展與進步?？茖W技術新知識的數量在最近幾十年里呈指數級增長，但研究顯示，多個主要領域的進展正在減慢。

2023年1月4日，美國明尼蘇達大學和亞利桑那大學的研究人員在國際頂尖學術期刊 Nature 發表了題為：Papers and patents are becoming less disruptive over time 的研究論文。

研究團隊分析了過去60年里的4500萬篇論文和390萬個專利，結果發現，無論哪個領域，論文與專利的突破性都在隨時間流逝而下降。

為了研究這些假設，Russell Funk等人利用名為CD指數（CD index）的工具分析了60年里的2500萬篇論文和390萬個專利，這個工具能測度論文和專利如何改變了科學和技術的引用網絡。

作者分析了科學技術變革的基礎理論，共分為兩類突破：一種是能提升現有知識流的貢獻，這類貢獻能改善現狀；另一種是能顛覆現有知識的貢獻，這類貢獻能淘汰舊的知識，引導科學技術向新的方向發展。

他們發現，無論哪類學科，發現與發明的突破性都在下降：論文方面，1945年至2010年的下降幅度從91.9%到100%；專利方面，1980年至2010年的下降幅度從78.7%到91.5%。

1980年以來，生命科學、生物醫學、物理科學領域的論文突破性下降速度稍顯平緩，社會科學和技術領域的下降速度最為顯著和持久。作者還通過分析替代指標重復了以上發現，這些替代指標包括論文中的文字多樣性，以及使用突破類詞匯與改善類詞匯的對比。他們還對另外2000萬篇論文開展了一項分析，以重復了他們的發現。

顛覆性科學技術正在衰落

下圖展示了發表在 Nature、Science 和 PNAS 這三大綜合性學術期刊的223745篇論文以及635篇諾貝爾獎獲獎論文在發表后5年的CD指數變化情況，突破性在整體呈下降趨勢。論文作者認為，這種下降不太可能是由已發表工作的質量或是引用政策的變化而導致的。他們認為，科學家和發明家近幾十年來一直在依賴一套較為狹窄的現有知識體系。

圖中特別標注了幾項不同時期、不同學科的突破性成果：1928年狄拉克發現相對論量子理論的狄拉克方程；1953年沃森和克里克發現DNA的雙螺旋結構；1965年Kohn和Sham發明了一種計算電子結構的新方法；1977年桑格發明了一種DNA測序方法；1980年Katsuki和Sharpless發展了不對稱環氧化反應；1985年Saiki等人發現了聚合酶鏈式反應（PCR）；1986年Bednorz和Mülle發現陶瓷材料的超導性；1998年Riess等人發現宇宙正在加速膨脹。

論文作者還表示，更好地理解科學技術突破性的下降，能使我們對未來科學技術創造的布局謀劃展開很有必要的重新思考。