科學研究有什么變化趨勢?關鍵轉折在何時?《自然》雜志于11月6日發表其150華誕專刊,獨家剖析考察了從1900年至今,上千本研究刊物的數千萬篇科學論文的引用情況和參考文獻,因而闡明科學研究的面貌在歷史上的改變。
《自然》150年歷史上發表的件作品進行了數據剖析,其中包括篇研究。在對這種研究的中的5個"科學關鍵詞"的變化情況進行追蹤的結果顯示,19世紀70年代,最常見的5個詞分別為"極光""太陽""流星""水"和"月球";在21世紀前10年,最常見的關鍵詞則弄成了"細胞""量子""DNA""蛋白質"和"受體"。這意味著,初期人們更多的研究是對小型自然現象進行詳盡觀察,而今已然顯得更為專業化。
(圖片來源::150yearsof:anofthe)
實際上,科學關鍵詞的變化既代表了人們對自然和社會現象認知的脈落邁向,也能剖析社會和文明發展的歷程,同樣闡明了人類認識自然和社會的某種規律,甚至闡明了科研能力的提高和變革。
哥白尼使我們離開了宇宙中心;達爾文則使我們脫離了現存世界的中心。不管別人怎么看待這些降級(赫胥黎并未受困惑;達爾文遭到了困惑),毫無疑惑,赫胥黎傳遞了更大的信息,即科學可以回答他所謂的“問題的問題”:“人在自然界中的地位及其和宇宙萬物的關系。”
在科學并不發達,但是科學研究工具和手段狹小和過剩之時,人類的眼光只能凝望和對準這些人以外的現象和事物。并且,這些觀察其他事物基本上是宏觀的,而且對自身和月球的關注多于對月球以外的空間的關注。
雖然,最大的變化出現在20世紀后半葉,人類的眼光總算漸漸轉換到關注自身和探究微觀的事物和規律,從1984年討論人類基因組計劃,到1990年即將啟動該計劃,代表了人類科學研究對自身和微觀的注重與轉移,由于這樣的研究會讓人和自然得到更多的理解和便宜,同時也反映了科學研究從天體和化學向生物、醫學、化學的重心轉移。
在過去的150年中,我們可以見到科學和科學主義在許多方面打造著人類的身分。發展心理學把注意力集中在智力上細胞膜離子通道,造成IQ(情商)從教育工具轉變為社會控制的裝備;免疫學從“非己”的角度重新定義了“自己”;信息理論以一種全新的比喻手法,將身分放在文本或接線圖中。近來,分子和細胞研究放寬了“自己”的界限;生殖技術、基因工程和合成生物學使人性更具可塑性;表現遺傳學和微生物學使個性和自我管理的概念愈發復雜;而生物技術和信息技術帶來了一個自我更加分散、離散和原子化的世界。
▲比如細胞自噬的意義對于"死"雖說很重要,對于"生"則更為關鍵。主動自噬的機制除了對個體的存續有利,甚至對整個生態系統的繁衍生息也至關重要。
也為此,"細胞""量子""DNA""蛋白質"和"受體"成為21世紀頭10年的5個關鍵詞,圍繞它們的研究論文最多,這種名詞和與名詞相關的現象也被探究得最多。
雖然,從發展的眼光看,科學研究中的關鍵詞總是在變化的,也代表了人類探求未知的領域和方向。假如搜集2011到2020年,以及未來10年(2020-2030年)的關鍵科學詞匯,"細胞""量子""DNA""蛋白質"和"受體"這5個詞未必能夠全部連任,但起碼可能有一部份能保留,并且,部份或全部代之的可能是另外一些詞,起碼"人工智能"、"大數據"等能占有一席之地。
2019年1月,《自然》雜志還曾發布過科學家2018年在線搜索的科學熱詞榜,微軟也向《自然》提供了被全世界人們搜索最多的科學術語。2018年的科技熱詞包括:腫瘤、區塊鏈、大數據、人工智能、心臟病發作、教育、銷售、氣候變化、心臟和工業4.0。
假如與2017年的科學熱詞比較,可以看見部份變化,包括:疾病、心臟病發作、心臟、氣候變化、糖尿病、大數據、石墨烯、心臟病發作和壓力、壓力、物聯網。
在這樣一個保羅萬象的數據庫中,"疾病"一詞蟬聯了2017年和2018年搜索季軍。其實,這并不意味著如今和未來疾病會成為5個科學關鍵詞之一,并且,假如預測的話,人工智能、大數據,以及疾病可能會成為未來10年的科學關鍵詞。
其實,從科學改變生活并改變未來的趨于看,人類和自然社會發展的一個顯著的邁向已然顯現細胞膜離子通道,這就是從原始文明經過農業文明,再到工業文明,以及到未來的包含信息文明和生態文明的知識文明。人類不僅要借助信息技術和人工智能以幫助人類獲得更多的財富和讓生活顯得更美好之外,也須要保障月球生態的健康和和可持續發展,讓月球成為所有生物的佳苑,科學研究的范圍和目標也將是圍繞這個趨勢來發展。
這一點也正如俄羅斯宇航員盧卡·帕爾米塔諾(Luca)在國際空間站發聯合國的視頻所言:"從國際空間站的角度進行觀察,答案比往年任何時侯愈發清楚,絕對沒有比月球佳苑更好的星球了。"
150年的科學關鍵詞變化讓我們了解了人類社會發展的趨勢,150年的漫長歲月見證了科學發展的遲疑與磕絆,也見證了人類歷史上一系列的重大科學突破。《自然》還為我們整理了150華誕來改變世界的10篇論文:
1.偵測到奇特粒子
粒子偵測推進了對基礎數學學的理解。
,G.,,C.fortheofNew.160,855–857(1947)doi:10.1038/
1947年,科學家發覺了一種此前未曾見過的粒子——如今被稱為中性K介子。該研究開啟了對夸克等基本粒子的探求,并最終促使了粒子化學學標準模型的構建。——Taku
2.單克隆抗原的出現與發展
單克隆抗原的制備。
K?HLER,G.,,C.offusedcellsof.256,495–497(1975)doi:10.1038/
1975年,《自然》發表了一篇論文描述了怎樣從細胞系制備具有已知特異性的抗原。該發覺帶來了重要的生物學看法,并促進自身免疫性疾患和疾病的臨床診治取得了成功。——Klaus
3.從北方古猿認識人類演進
1925年,Dart手握名為“湯恩幼兒”(TaungChild)的美洲北方古猿化石。
DART,R.TheMan-ApeofSouth.115,195–199(1925)doi:10.1038/
1925年,《自然》的一篇論文報導了此前未知的北方古猿種的美洲化石。該發覺顛覆了人們對于人類先祖與猿分化后的初期人類演進的認知。——DeanFalk
4.碳掀起的納米革命
過去35年發覺的三個主要納米級碳結構。
Kroto,H.,Heath,J.,O'Brien,S.etal.C60:.318,162–163(1985)doi:10.1038/
1985年,科學家首次發覺了擁有籠結構的碳分子C60,為后來石墨烯和碳納米管等材料的發覺奠定了基礎,被覺得是納米技術歷史上的一次里程碑風波。——M.
5.在北極上空發覺臭氧層空洞
北極的臭氧層。
,J.,,B.&,J.LargeoftotalozoneinClOx/NOx.315,207–210(1985)doi:10.1038/
在北極上空意外發覺大氣臭氧層空洞除了徹底改變了科學認知,還催生了20世紀最成功的全球環境新政之一。——Susan
6.改變神經科學的革命性技術
膜片鉗技術的各類用途。
NEHER,E.,,B.-fromoffrog.260,799–802(1976)
膜片鉗技術最初被拿來記錄細胞膜內離子穿過通道蛋白的電壓,最后卻成為了神經科學工具箱里的一項精典技術。——D.Reyes
7.一類全新納米材料的誕生
微孔固體MCM-41的合成。
,C.,,M.,Roth,W.etal.bya-.359,710–712(1992)doi:10.1038/
將近30年之前,科學家借助一種簡單的物理原理合成出了大量微孔材料,其中一些或能實現從生物醫學到石油化工的應用。——RyongRyoo
8.重編程細胞身分
理解分化細胞潛力的關鍵里程碑。
,J.,,T.&,M.offromtheof.182,64–65(1958)doi:10.1038/
細胞分化可逆的發覺挑戰了原有的關于怎么確定細胞身分的理論,它除了為現代細胞身分重編程技術奠定了基礎,還為新型再生療法帶來希望。——A.
9.發覺DNA結構
DNA雙螺旋結構。
,J.,CRICK,F.ofAcids:AforAcid.171,737–738(1953)doi:10.1038/
上世紀50年代初,遺傳物質的真實身分仍存在爭議。DNA雙螺旋結構的發覺最終消弭了這場爭議,同時也徹底改變了生物學。——Ferry
10.發覺首個繞類太陽星體旋轉的系外行星
太陽和飛馬座51的行星系統。
Mayor,M.,,D.A-masstoasolar-typestar.378,355–359(1995)doi:10.1038/
1995年,天文學家偵測到了一顆土星質量的超低溫行星,其繞寄主星體運行的軌道比水星繞太陽運行的軌道更近。這一發覺改變了我們對行星產生方法的認識,開啟了系外行星探求的新時代。——Eliza