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杰出科学家的早逝居然推动了领域科学进步?

推文人 | 李浩然 
原文信息:Azoulay, Pierre, Christian Fons-Rosen, and Joshua S. Graff Zivin. 2019. "Does Science Advance One Funeral at a Time?" American Economic Review, 109 (8): 2889-2920.
 
A new scientific truth does not triumph by convincing its opponents and making them see the light, but rather because its opponents eventually die, and a new generation grows up that is familiar with it.
 
—Max Planck
 
一、引言
 
技术进步是经济增长的基础。19世纪后期,技术进步才逐渐系统性地建立在科学的基础上。然而经济学家相较于哲学家、历史学家和社会学家并没有很注重理解科学发展塑造的过程。研究者究竟是如何判断有价值的课题与正确的研究手段的呢?至今并没有很多实证研究表明年轻科学家会比成熟的科学家更容易接受范式转变。文章从马克斯·普朗克总结出的著名的“普朗克原理”出发,利用经济学工具对科学的演化发展提出了新的观点。
 
本文利用双重差分法检验在生命科学学术领域的“普朗克原理”,具体来说,本文研究了452名杰出科学家的早逝,相较于控制的对应子领域,是如何改变其研究的子领域的活力(由出版率和资金流动衡量)。
 
结果令人惊讶,并非这个子领域的竞争者取得了此子领域的领导权,而是其他领域的参与者的进入填补了这个“明星”科学家的空缺,甚至这个贡献来自于不同的科学语料库。因此,确实与普朗克的论断一致,“明星”科学家的流失为科学领域向新的方向发展提供了机会,从而推动了科学前沿的发展。
 
本文专注于生命科学领域的原因有以下三点优点:
 
1.生命科学学科十分古老且对人类科学产生巨大影响。
 
2.生命科学研究团队庞大且专业。
 
3.学术研究的各种记录便于追踪。
 
但缺点在于,由于生命科学学科的研究内容的多样性与复杂性,研究生命科学领域的结论并不一定适合应用于其他领域。
 
二、数据
 
文章根据以下七点选取了12,935名生命科学家:(i)资金雄厚的科学家;(ii)被高引用的科学家;(iii)最高专利权人;(iv)国家科学院或国家医学科学院的成员;(v)NIH MERIT获奖者;(vi)霍华德·休斯医学研究人员;(vii)早期职业奖得主。
 
之后收集数据集重建了每一位科学家的学术生涯,数据集包括直到2006年的就业经历,学位,学位日期,性别和部门隶属关系以及每个科学家每年获得的出版物,专利和NIH资助的完整清单。其中选取在1975年至2003年之间死亡的452名科学家作为研究重点,并且有证据表明这些科学家临死前仍处于科学活跃的职业生涯阶段,死亡的中位数和平均年龄为61岁,其中85%的科学家在70岁之前就去世了且90%是男性。
 
为确定每一位早逝“明星”科学家的研究领域,本文根据其去世前五年作为最后一位作者的文章与其另外的文章的主题相似性,开发了一种方法来划定每位已故“明星”科学家活跃的研究领域的边界(生命科学领域系统地将最后的作者身份分配给主要研究人员),出版物数据的来源是国家医学图书馆的在线资源PubMed,具体而言便是使用PubMed相关引文算法(PubMed Related Citations Algorithm,以下简称PMRA)寻找其去世前五年作为最后一位作者的文章,将PMRA返回的出版物集视为一个不同的子领域,并通过计算1975年至2006年之间每年每个子领域中相关文章的数量来创建子领域面板数据集。
 
三、实证设计
 
本文的实证策略是为每个目标科学家/子领域选择匹配的控制科学家/子领域,这些控制的样本是根据一定的识别策略从未死亡科学家活跃的子领域中选择的。之后结合处理过的样本和对照样本运用双重差分法估算“明星”科学家死亡的影响。
 
参数的估计方程:
其中,y衡量的是子领域活跃度,主要由子领域的文章发表活动反映,另外也由和美国国立卫生研究院NIH资金流动反映;AFTER_DEATH是在科学家i过世后变为1的指示变量;TREAT是表示目标子领域的指示变量;f(AGEit)是一个关于学术领域年龄的函数,目的是说明一个新的子领域的学术生命周期的影响;δt是日历年份的指示变量,目的是过滤科技企业总体扩张所产生的影响;γi与子领域的固定效应相关,目的是说明一些不随时间变化的领域特征对科研的影响。文中强调,在这种估计下,AFTER_DEATH能够捕捉到“明星”科学家死亡前后的瞬时动态变化,而AFTER_DEATH×TREAT反而会遗漏感兴趣的因果关系。
 
四、实证结果
 
总体而言,本文发现在一位活跃的“明星”科学家去世后,子领域的出版活动会略有增加,但其程度不大(约5.2%)且估计并不准确,但当区分目标科学家的合作者和非合作者的出版物时,该“明星”科学家先前的合作者造成的出版活动下降幅度很大,约为20.7%,非合作者的相对出版活动增加了约8.6%,Figure 2 中的Panel A、B、C便是将Table 3中的结果动态化,并将每一年处于95%置信区间的影响绘制出来,与Panel A、B、C分别对应的是Table 3中的(1)、(2)、(3)。另外以美国国立卫生研究院NIH资金流动为对象得到的结果【Table 3的(4)、(5)、(6)】与以出版活动为对象得到的结果非常相似。可以从中明显看出,随着时间的推移,“明星”科学家的合作者对子领域的活跃度甚至产生了极大的负面影响,而从未与“明星”科学家合作的科学家对子领域的活跃度则产生了正面影响。
文章通过特定年份的长期引用率区分出高贡献率文章后发现,“明星”科学家过世的对处于引用率高分位数的文章发表呈现出急剧的单调的正面效果(Table 4),说明“明星”科学家过世后的新文章对学界产生了巨大的贡献。
Table 5中的结果描绘了“明星”科学家过世后子领域研究方向变化的细微变化。Panel A说明新的贡献与子领域的传统关注点并非存在根本性的偏离。同时,Panel B和Panel C中引文方向和MeSH的证据表明,这些额外的贡献更有可能是借鉴了新的领域和新的想法。简而言之,它们都使子领域恢复了活力,并通过改变“明星”科学家死亡前的研究重点来改变其研究方向。
为了研究发表文章的科学家类型,文章通过对每个相关作者创建一个思维相似度(intellectual proximity)的度量标准将科学家分为了子领域原本的竞争者和子领域外的“新人”这两种类型,通过不同分位数的区别,文章发现“明星”科学家过世后推动相关出版活动增长的作者主要是子领域外的“局外人”(Figure 3)
文章对这种学术壁垒提出了以下解释:
 
1.巨人的阴影(Goliath’s Shadow):局外人挑战“明星”科学家并不会有好的前景这一预期威慑住了外来者对这一领域的涉足。
 
2.子领域的条理性(Subfield Coherence):若该子领域在外界看来十分有条理,也即业内人士沟通十分紧密,存在着诸多共识,局外人的涉足便会收到阻碍。
 
3.在位者的资源控制(Incumbent Resource Control)。
 
以上三点导致的学术壁垒使得当“明星”科学家还在世时,局外人不愿意挑战这个子领域的霸权地位,即使在“明星”科学家过世后,也依然可能存在着相关壁垒阻止其进入。
 
五、结论
 
本文利用经济学的分析工具,通过经济学的视角这种较为新颖的划分科学边界,以探索杰出科学家的早逝对其研究的子领域的动态影响。文章发现,杰出科学家早逝后,从未与“明星”科学家合作的科学家对子领域的活跃度产生了正面影响,更为有趣的是,这种正面影响是由外部的新进入者驱动的。
 
并且,“局外人”的贡献依旧是处理子领域的主流问题,但使用的是其他领域的新想法,这种“思维套利”十分成功,新文章从长期引文影响衡量来看产生了巨大的贡献。
 
同时,文章也提出了产生这一学术壁垒可能的机制,即巨人的阴影(Goliath’s Shadow)、子领域的条理性(Subfield Coherence)以及在位者的资源控制(Incumbent Resource Control)。
 
最后,本文虽然证明了普朗克那句讽刺性的话语(本推文开头那句),但却并没有什么对社会福利的意义,本文证明了杰出科学家限制了新思想和新学者进入其子领域,但实际上在该领域创立之初,这种阻止是有意义的,它帮助创造更多共同的假设和方法实现累积的进步,并且打破这一壁垒本身甚至可以成为学术发展的激励,本文的实证并不能有效地解释其中具体的政策结论。
 
另外,本文的关注重点在于生命科学学科,目前尚不清楚本文的结论是否能够适用于其他学术领域。因此评估本文的研究结果究竟能够延伸到何种地步是未来相关研究发展的一个方向。
 
Abstract
 
We examine how the premature death of eminent life scientists alters the vitality of their fields. While the flow of articles by collaborators into affected fields decreases after the death of a star scientist, the flow of articles by non-collaborators increases markedly. This surge in contributions from outsiders draws upon a different scientific corpus and is disproportionately likely to be highly cited. While outsiders appear reluctant to challenge leadership within a field when the star is alive, the loss of a luminary provides an opportunity for fields to evolve in new directions that advance the frontier of knowledge.



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