Imagen arriba de: https://en.wikipedia.org/wiki/Scientist
Esta estadística simple captura el poder del crecimiento exponencial en la ciencia que ha tenido lugar durante el siglo pasado. Es atribuible a Derek de Solla Price, el padre de la cienciometría (es decir, la ciencia del estudio de la ciencia), en su libro de 1961 Science Since Babylon . Si la ciencia está creciendo exponencialmente, entonces los principales avances tecnológicos y trastornos de los últimos 200 años son solo la punta del iceberg.
Las implicaciones del crecimiento exponencial son notoriamente difíciles para nosotros, los humanos, para envolver nuestras mentes. La leyenda lo tieneque cuando se inventó el juego de ajedrez, el rey de la India estaba tan fascinado con el juego que le ofreció al inventor del juego la recompensa que deseaba. El inventor pidió granos de arroz, específicamente, un grano para el primer cuadrado del tablero de ajedrez, dos granos para el segundo cuadrado, cuatro granos para el tercer cuadrado, y así sucesivamente doblando para cada uno de los 63 cuadrados. El rey se rió y aceptó esta petición, considerando que era una solicitud exigua para un logro tan grande. El rey, junto con cualquier alumno que haya escuchado esta historia, se sorprendió al saber que cumplir con esta solicitud requeriría 1,000 veces más arroz del que existe en el mundo, y sería del tamaño de Mt. Everest. Nuestra intuición no está construida para manejar el concepto de crecimiento exponencial.
Afortunadamente, el crecimiento exponencial ilimitado es imposible en la Tierra (de lo contrario, nos quedaríamos sin Tierra). Aunque todavía oímos que la estadística de Solla Price se repite hoy , debemos preguntarnos: ¿este hecho de hace más de 50 años sigue siendo cierto? ¿La ciencia sigue creciendo exponencialmente?
tl; dr: Sí y sí.
Price argumentó correctamente que la tendencia no podría continuar indefinidamente, o que tendríamos más científicos que personas (¿científicos zombies?). Sin embargo, también pensó que la ciencia ya estaba alcanzando la "saturación" en 1961. David Goodstein, un físico de Caltech, pronunció un discurso en 1994 argumentando que The Price Was Right y ya habíamos tocado "The Big Crunch" donde el progreso en la ciencia se ralentiza abajo, basado principalmente en datos de los EE. UU.
Para investigar esta pregunta, reuní datos sobre 3 indicadores del crecimiento de la ciencia: el número de doctorados concedidos por año, el número de patentes emitidas y el número de trabajos publicados. Para todo esto, he tratado de obtener datos mundiales, o al menos datos de los principales países.
Doctorado otorgado: El beneficio de utilizar el doctorado como criterio para el número de científicos es que tiene una definición más estándar en todos los países que medidas como la cantidad de investigadores e ingenieros profesionales.
Para los doctorados concedidos, pude encontrar datos para EE. UU., Reino Unido, Australia, India y China, del sitio web del ministerio de educación de cada país. Los datos de EE. UU. Datan de 1900, pero para la mayoría de los demás países data de 1999, utilicé una extrapolación lineal para esos países hasta la fecha en que se otorgaron los primeros doctorados para ese país. [i] El gráfico muestra que EE. UU. creció exponencialmente hasta 1971, cuando comenzó a estabilizarse. Pero en la década de los 80, con Deng Xiaoping en el cargo después de la Revolución Cultural, China comienza a tomar el relevo, de tal manera que la producción mundial general de doctorados continúa creciendo exponencialmente. En 1961, de Solla Price notó que el número de científicos se duplicaba aproximadamente cada 15 años.. Mis datos muestran que desde 1961, esta tasa se ha ralentizado ligeramente, duplicándose aproximadamente cada 18 años. Sigue creciendo bastante rápido.
Calcular el porcentaje de científicos actualmente vivos implica algunas conjeturas. Si asumimos que cada científico tiene 27 años cuando recibe su doctorado y 80 cuando muere, entonces en mi modelo los doctores de 1959-2012 están vivos y los de 1900-1959 están muertos (mis disculpas si te han dado una muerte prematura). Según esa medida, exactamente el 90% de todos los científicos que alguna vez vivieron están actualmente vivos. Por supuesto, esto ignora a los científicos que vivieron antes de 1900, aunque espero que ese número sea pequeño en comparación con los millones de científicos que viven hoy en día. Técnicamente, de Solla Price dijo que era 80-90%, por lo que dentro de ese rango de incertidumbre, la estadística probablemente aún se mantenga.
[i] Esta extrapolación no debería afectar demasiado los resultados, ya que en comparación con los EE. UU., todos estos países obtuvieron relativamente pocos doctorados en 1999.
Como se puede ver de un vistazo rápido al gráfico, el crecimiento en patentes ha seguido siendo exponencial. [i] Si miras detenidamente estas tablas, puedes ver el impacto de muchos eventos históricos. Por ejemplo, la caída del muro de Berlín y el final de la Unión Soviética llevaron las concesiones de patentes a casi 0 en 1991. Del mismo modo, 1991 provocó una enorme caída en las concesiones de patentes en Japón, ya que ese fue el año en que estalló la burbuja económica japonesa. La Primera Guerra Mundial y la Segunda Guerra Mundial causaron caídas en la emisión de patentes globales. Puede observar que el total global parece disminuir un poco al final, esto se debe totalmente a una caída del 20% en las patentes otorgadas en Japón en 2014, que es un efecto de retraso temporal de la crisis financiera de 2008. La tasa de crecimiento es similar a la de los doctores, con una duplicación aproximadamente cada 19 años desde 1961.
Artículos publicados
El análisis de los artículos científicos publicados, que fue iniciado por De Solla Price, ha sido bien estudiado en la literatura académica. El análisis más reciente, más amplio y más sofisticado que he encontrado proviene del artículo "Tasas de crecimiento de la ciencia moderna: un análisis bibliométrico basado en el número de publicaciones y referencias citadas" de Lutz Bornmann y Rüdiger Mutz. En este documento, junto con otros en el campo de la cienciometría, confirma el crecimiento exponencial de la ciencia - que “se ha convertido en la actualidad una tesis generalmente aceptada.” Ellos muestran que en la segunda mitad de la 20 ª siglo, el número de trabajos publicados anualmente se doblando cada 9 años. [ii]
[i] Para las patentes otorgadas, los datos hasta 2006 provienen de la Base de datos estadísticos de la OMPI, y luego proceden de los sitios web de la Oficina de patentes de la OMPI y de los distintos países. La EPO es la Oficina Europea de Patentes, fundada en 1977. Los datos muestran que ha eclipsado a las oficinas nacionales de patentes europeas en importancia, como parte de la tendencia hacia una mayor integración europea.
[ii] Tenga en cuenta que la caída aparente al final de este cuadro es solo un artefacto de su técnica de estimación: están buscando citas de artículos publicados en 2012 para contar los artículos publicados en años anteriores, por lo que los documentos más recientes no han sido incluidos ". Ya tuve tiempo suficiente para ser citado.
El gráfico de la izquierda se parece mucho a la curva original de Derek de Solla Price, que muestra un crecimiento exponencial en los resúmenes de Física, 1900-1950 (gráfico a la derecha).
Posibles objeciones
Es posible que esté dispuesto a aceptar los datos presentados anteriormente, pero todavía no está de acuerdo con la conclusión de que la ciencia realmente está avanzando exponencialmente.
Objeción: la ciencia se está poniendo más dura
Cuando Sir Isaac Newton descubrió la ley de la gravedad en 1665, no había muchos otros científicos a su alrededor, por lo que había mucha fruta madura (¿entendido?). Los descubrimientos científicos revolucionarios solían ocurrir con bastante frecuencia, pero es poco probable que obtengamos algo tan revolucionario como la Relatividad General en la próxima década. En otras palabras, la obstinación o dificultad de hacer descubrimientos científicos puede estar creciendo exponencialmente incluso más rápido que el número de científicos que estamos lanzando a los problemas.
Creo que esto es cierto, pero hay una fuerza compensatoria a considerar. La ciencia se construye sobre sí misma. Los avances en las estadísticas conducen a avances en el aprendizaje automático; el progreso de la ingeniería eléctrica que impulsa la Ley de Moore hace que esos avances en el aprendizaje automático sean prácticos; y esas técnicas benefician a campos que van desde la biología computacional hasta la teoría de redes sociales. Por lo tanto, aunque es mucho más difícil para un científico individual realizar avances significativos hoy, existe un multiplicador de un millón incluso en pequeños avances de todos los científicos de todo el mundo que pueden aprovechar ese trabajo.
Objeción: hemos reducido nuestros estándares
Claro, estamos produciendo más personas con las letras de doctorado al final de su nombre, y estamos publicando más trabajos, pero ya no tiene sentido. La mayoría de los resultados de investigación publicados son falsos. Las patentes se otorgan por cosas ridículas. El rápido crecimiento de los programas de doctorado de China puede haber sido a costa de la calidad.
Puede haber algo de verdad en este argumento, pero veamos lo que implica. Supongamos que en el glorioso pasado científico, en el año 1900, 2/3 de los hallazgos de investigación publicados fueron replicables, y que ahora es solo 1/3 . Se calcularon anteriormente que el número total de artículos publicados se duplica aproximadamente cada 15 años, lo que significa que hemos tenido 7 duplicaciones en el 20 º siglo. Si la calidad se ha reducido a la mitad desde entonces, nos quedarían 6 duplicaciones de "ciencia de calidad". Eso no es suficiente para romper la discusión. Además, debemos tener cuidado de no glorificar el pasado. ¿ Pasaría hoy el trabajo de Freud a una ciencia respetable ?
Conclusión
La ciencia y la tecnología han transformado drásticamente nuestras vidas. Esta revolución ha tenido lugar casi en su totalidad en los últimos 200 años, una décima parte del uno por ciento de la historia de 200,000 años de nuestra especie. Nunca antes habíamos tenido tantas personas cuyo único propósito de trabajo fuera comprender mejor cómo funciona el mundo. Esto tiene implicaciones de largo alcance, tanto buenas como malas, para el futuro de la humanidad. Es difícil concentrar nuestras mentes en el vertiginoso ritmo de innovación que está por venir.
Como dijo el Sr. Bean una vez: "Prepárense".
Un agradecimiento especial a mi asistente de investigación Eitan Kling-Levine por ayudarme a recopilar estos datos.
Bibliografía
"Informes anuales". Comisión de becas universitarias de la India, nd http://www.ugc.ac.in/page/Annual-Report.aspx.
Baker, Monya. "Primeros resultados de la prueba de reproducibilidad más grande de psicología". Nature, 30 de abril de 2015. doi: 10.1038 / nature.2015.17433.
Bornmann, Lutz y Ruediger Mutz. "Tasas de crecimiento de la ciencia moderna: un análisis bibliométrico basado en el número de publicaciones y referencias citadas". ArXiv: 1402.4578 [física, estadística], 19 de febrero de 2014. http://arxiv.org/abs/1402.4578.
Chatterjea, Arkadev. "Educación doctoral e investigación académica (en India)." Escuela ILR de la Universidad de Cornell, febrero de 2006. http://digitalcommons.ilr.cornell.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=1066&context=workingpapers.
"Cobertura de datos" . Engpat.kipris.or.kr . Servicio de Información de Derechos de Propiedad Intelectual de Corea, nd Web. 28 de agosto de 2015
"Documento de discusión: The Changing PhD". Grupo de los Ocho. Consultado el 10 de septiembre de 2015. https://go8.edu.au/publication/discussion-paper-changing-phd.
Dobson, Ian R. "Doctores en Australia, desde el principio". Australian Universities 'Review, 2012. http://files.eric.ed.gov/fulltext/EJ968535.pdf.
"Patente europea concedida en 2005-2014 por país de residencia del primer solicitante designado " . Epo.org . Oficina Europea de Patentes, 3 de mayo de 2014. Web. 28 de agosto de 2015
"Datos y cifras: 2013 y 2014." Oficina de propiedad intelectual del Reino Unido, 2015. https://www.gov.uk/government/uploads/system/uploads/attachment_data/file/456097/Facts_and_Figures_2015.pdf .
Fiegener, Mark K. "Doctorados en Ciencia e Ingeniería" . Nsf.gov . National Science Foundation, diciembre de 2014. Web. 24 de agosto de 2015
"Estadísticas en línea gratuitas: estudiantes y calificados". Agencia de estadísticas de educación superior (Reino Unido), nd https://www.hesa.ac.uk/free-statistics .
Kurup, Anitha y Jagdish Arora. Tendencias en la educación superior: creación y análisis de una base de datos de doctores en India . Rep. Bangalore: Instituto Nacional de Estudios Avanzados, 2010. Instituto Nacional de Estudios Avanzados . Mayo de 2010. Web. 26 de agosto de 2015..
"Ministerio de Educación de la República Popular de China_MOE.GOV.CN". Ministerio de Educación de la República Popular de China_MOE.GOV.CN . Moe.gov.cn, nd Web. 24 de agosto de 2015
"Estadísticas de IP de la Oficina Nacional y Regional e Informes Anuales". Organización Mundial de la Propiedad Intelectual, nd http://www.wipo.int/ipstats/en/resources/office_stats_reports.html.
National Science Foundation, División de Estadísticas de Recursos de Ciencias, Doctorados de Estados Unidos en el siglo XX , NSF 06-319, Lori Thurgood, Mary J. Golladay y Susan T. Hill (Arlington, VA 2006).
"El número de solicitudes y registros en 2014" . Https://www.jpo.go.jp . Oficina de Patentes de Japón, julio de 2015. Web. 28 de agosto de 2015
Precio, Derek John de Solla. Little Science, Big Science: Precio de Derek J. de Solla. Londres, 1963.
Precio, Derek John de Solla. Ciencia desde Babilonia. Yale University Press, 1961.
"Estadísticas". Oficina de Patentes de Japón. Consultado el 9 de septiembre de 2015. http://www.jpo.go.jp/english/statistics/statistics/index.html.
"Estadísticas". Oficina de propiedad intelectual de Corea, nd http://www.kipo.go.kr/kpo/user.tdf?a=user.english.html.HtmlApp&c=97000&catmenu=ek07_03_01.
"Estadísticas". Se accede a la Oficina Estatal de Propiedad Intelectual de la República Popular China al 9 de septiembre de 2015. http://english.sipo.gov.cn/statistics/.
"The Big Crunch". Simposio NCAR 48, Portland, OR, 19 de septiembre de 1994. http://www.its.caltech.edu/~dg/crunch_art.html.
"Problema de trigo y tablero de ajedrez". Wikipedia, la enciclopedia libre, 4 de septiembre de 2015. https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Wheat_and_chessboard_problem&oldid=679446194 .
"Organización Mundial de la Propiedad Intelectual". OMPI - . Np, nd Web. 26 de agosto de 2015.