斷絕交流對科學研究的負面影響

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創新的火花,來源於思想的碰撞。禁絕交流,將扼殺創造的動力。科學沒有國界,然而,當戰爭的陰雲籠罩,科學家被分出了國界。同盟國和協約國,兩邊的科學家彼此視若仇寇。期刊不再按時送達,抵制彼此的學術會議。Iaria、Schwartz和Waldinger在Quarterly Journal of Economics即將刊出的文章發現:科學界的這次分裂,為科研事業帶來了顯著的負面影響;引用較多、影響較大的研究,受的負面影響更嚴重

19世紀末20世紀初,歐美諸國的學術界聯結相當緊密。組織方面,有國際學術協會,宗旨即為「促進各國之間科學的交流」;出版方面,歷史悠久的英國皇家協會定期發布《國際科學文獻目錄》,將公開發表的幾乎所有學術成果翻譯為英語、德語、法語、義大利語四種語言。歐陸出版的頂級期刊,如德國的《分析化學雜誌》和《物理年刊》,從出版到擺上哈佛圖書館書架,平均只需20天。

圖1 1900-1914年期間,世界各地科學家的分布,數據來自《密涅瓦》。中國部分,疑為沒有進行統計

然而,一戰的爆發改變了這一切。美、英、法等國結成協約國陣營,德、奧匈等國形成同盟國陣營。兩邊戰火連天,科學家紛紛站隊。1914年,德國的93名科學家(這批學者中,後來一共誕生了14位諾貝爾獎得主)發布93人宣言,支持德國的軍事行動,為德軍殺害比利時平民、炸毀魯汶大學圖書館辯護;兩周後,3000餘名德國高校教師共同發布宣言,疾呼「歐洲文明依賴於德國的戰勝」。

協約國學者予以堅決的反擊。德國93人宣言和3000人宣言發表後不久,英國化學家拉姆齊(也是諾貝爾獎得主)在《自然》撰文,稱對方的理想是「讓自己的種族凌駕於世界之上」。同時,他還主張』限制那些條頓人「。很快,兩邊學者開始相互抵制。來自12個同盟國的數百名學者成立了新的國際研究協會,不接受同盟國學者加入。不僅如此,這一學會還努力從其它組織及會議中排除對方的學者。

雙方的這段恩怨,直到1922年前後才開始軟化。同盟國學者,也開始零星地出現在國際科學會議中。不過,就在這一年,國際科學協會仍然以多數表決裁定:不允許邀請對方學者加入。直到1926年,抵制行動才正式宣告終止。1928年,世界數學大會上,希爾伯特終於有機會宣稱,「全世界的數學家代表都在此處」,緊接著便是那句名言:「對數學家來說,我們有同一的文化世界。」

圖2 哈佛圖書館,德國期刊的延遲天數(紅線)與協約國期刊的延遲天數(藍線)

希爾伯特的講演令人動容。不過,在此10年以前,不要說召開如此規模的大會,就連雙方的正常科學交流都幾乎完全中斷。以期刊為例:戰前,《分析化學雜誌》和《物理年刊》從德國到哈佛秩序井然,只需要20來天;開戰以後,這一延遲增加到500天;1927年時,期刊通訊速度才回到戰前的水平。儘管同一時間,英國出版的期刊送達哈佛所耗費的時間也在增加,但最遲也不超過57天。

圖3 六次索爾維會議中的德國人

會議交流也大受影響。以數學學科為例,直到1924年時,仍有一半的會議不允許德國學者參加;哪怕是到了1926年,還有一小部分會議維持著排斥的政策。理論物理方面的索爾維會議,也反映了這個趨勢:1911年,31位參會者中,有9位來自同盟國;1913年,這個比例增加到二十四分之九。1921、1924年的兩次會議,同盟國無人受邀;直到最為璀璨的1927年,他們的身影才重新出現。

怎麼衡量其中波折為科學創新帶來的影響呢?作者不辭辛勞,整理了四套數據:一是《密涅瓦》工具書,記錄了1900-1914年間各國60000餘名學者的信息;二是1900-1930年間,當時的160本主要科學期刊中所有發表文章的標題、作者、引用等信息;三是1900-1945年間,所有諾獎提名的數據;四是1920-1979年間,美國所有的專利信息

圖4 引用同一陣營內其它國家文獻的比例(藍線)與引用敵對陣營文獻的比例(紅線)的變化

作者將每篇文章的引用分成三部分,一是引用本國文獻所佔比例,二是引用同一陣營內其它國家文獻的比例,三是引用敵對陣營文獻的比例。三個比例的相對變化,可以反映他國研究的影響。數據發現:一戰開始後,各國研究中引用敵對國研究的比例平均下降了85%;引用同一陣營內其它國家研究的比例也下降,但幅度沒有那麼大,為50%。高引用數的文章,引用受戰爭影響下降得更嚴重

因此,交流斷絕很可能確實波及了實際的科研產出。文章對此作了兩組檢驗:首先,引用下降的原因未必是交流的缺乏。有沒有可能是學者們家國情懷深重,不願意引用敵國的研究呢?但數據不支持這一點:對敵國引用的下降,只出現在戰後發表的文章中。戰前發表的文章,引用沒有顯著下降;其次,用機器學習方法算各國發表研究標題的相似度,可發現這一指標在戰後也顯著下降了

圖5 與同一陣營內其它國家的相似度(藍線),以及與敵國研究的相似度(紅線)的變化

那麼,實際的科學產出究竟有沒有受到這一因素的影響?文章從四個角度,對這一問題給出了肯定的回答。首先,一戰爆發後,各國內部更加依賴國外高質量研究的學科,在頂級期刊上發表的文章數量顯著下降。具體來說,這裡的高質量指的是引用數排名前1%。頗為依賴國外研究的義大利,其物理學發表在戰後減少了55%!擾動1%這個分界點,或考慮學者傷亡,結果均保持穩健。

圖6 各國更依賴陣營以內高質量研究的領域(藍線),與更依賴陣營以外高質量研究的領域(紅線),發表數量的變化

其次,前面提到文章整理了獲諾貝爾獎提名的學者名單。作者根據引用數這一指標,選出了每位學者在得到提名時的代表作。結果發現:一戰爆發後,更依賴外國高質量研究的學者,發表代表作的概率顯著降低;再次,同一時間段,論文標題中出現新詞語(代表著新的科學概念)的數量也顯著下降;最後,開戰後,當時發表的研究中提出的新詞語,之後15-30年內在專利中出現的頻數顯著更低

圖6 1905-1930年,樣本中所有學者平均發表數量的變化

總之,戰爭為科學家分出了國界,斷開了彼此的期刊和會議交流。這一事實,直接反映在了後續發表論文的標題相似度和引用來源當中。進一步的分析顯示:越依賴國外高質量研究的學科,成果下滑越嚴重。同時,有重大意義的,或者是開創性,又或者是有重要實踐意義的研究數量都因此減少。文章還在學者個體層面做了分析:戰前愈高產的學者,斷絕交流後,發表減少的數量愈多

文章來源:Iaria, Alessandro, Carlo Schwarz, and Fabian Waldinger. "Frontier knowledge and scientific production: Evidence from the collapse of international science.」 Forthcoming, The Quarterly Journal of Economics.

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