研究领域演变规律

31图14显示了特定年份t各学科中有关外生物学的发生次数与t年总发生次数之间的比率。特别是，外生物学的进化是由多学科驱动的。这里最重要的学科是地球和行星科学、农业和生物科学，而物理学和天文学、生物化学、遗传学和分子生物学则在逐渐减少。医学也是一门支持外生物学进化的学科，尽管其程度不如其他学科。外生物学80%以上的科学成果是由大约六门学科推动的。图14：。支持外生物学80%以上科学成果的学科对天体生物学进化的统计分析表明了两个主要发现：-起源于天体生物学的本土学科（如工程学）的作用减弱，再加上20世纪90年代以来地球和行星科学以及农业和生物科学的日益重要的作用，以及物理学和天文学随着时间的推移所做出的稳态贡献天体生物学的进化集中在五个研究领域。00.10.20.30.40.50.60.70.80.9119601962196419661968197019721974197619781980198219841986198819901992199419961998200022004200620082010201220142016地球和行星科学物理学和天文学文化和生物科学多学科生物化学，遗传学和分子生物学医学23 | P a g eCoccia M.（2018）《研究领域的进化规律》CCIALAB工作论文2018–第31号Exobiology具有类似的生长模式。它由地球和行星科学、农业和生物科学以及医学推动。

此外，外生物学的研究领域似乎更加跨学科，因为80%的成果来自六个学科（图14）。研究领域演化的经验规律本文的归纳研究似乎支持以下科学领域演化的经验规律。[1] 第一定律指出，特定研究领域的演变是由少数几个学科（3-5）推动的，这些学科产生了超过80%的文献（科学成果的集中）【2】第二定律指出，研究领域的演变取决于关键学科的路径（它可以是开创研究领域的本土学科，也可以是科学社会动力学中出现的新学科）。[3] 第三定律指出，一个研究领域可以在其发展过程中由一门特定科学的专业化过程所产生的新学科来驱动。经验法则的原因和后果：研究领域演变的集中、科学路标和跨学科引擎研究领域的生产通常集中在3-5个学科。事实上，这里对researchfields的案例研究表明，80%以上的生产是由支持随时间演化的少数学科推动的。这种集中的远端原因可能是由于领先的科学家和科学界。事实上，Levin和Stephan（1991）认为科学生产力在研究人员群体中的分布是不对称的（Allison和Stewart，1974；David，1994；Fox，1983）。拉姆斯登（1994）对澳大利亚大学的一项研究表明，在5年的时间里，14%的研究人员发表了50%的出版物，而40%的研究人员发表了80%的出版物。

《24 | P A g eCoccia M.（2018）《研究领域的演变规律》CCIALAB工作文件2018–31号特定学科的集中度是由于赢家通吃的特点，这导致了科学生产的不平等。事实上，科学研究在生产力方面存在着极大的不平等，因为一些研究人员的高生产力会产生累积的学习过程（Matthew effect In science，Merton，19571968）。这一效应表明，在特定学科中取得显著成果的研究人员如何比其他研究人员具有初始优势，并增加了获得进一步财政支持以及取得进一步发现的机会。此外，研究结果表明，关键学科是特定研究领域的驱动力，提供了科学的路标和途径，规划了特定的发展道路。一般来说，机会表明在科学的社会动力学过程中选择了哪些科学路标。换句话说，研究领域的发展似乎受一个共同的进化系统支配。通常，任何给定科学领域内的进化都会导致特定研究项目的创建，sensu Lakatos（1978）。研究计划指导科学发展过程中的后续步骤。因此，这些发现是由于研究计划基本模式（科学路标）的不断发展。上述命题的关键在于，科学进步源于系统的研发活动，而非一种随机方法，这种方法会产生不同的研究领域演化路径。科学路标指向研究领域的科学大道。

这一动态表明，可以通过增加对特定研究项目的投资来支持研究领域的发展，以取得科学进步和科学突破，从而实现社会效益的最大化。科学的发展也促使新学科的出现，无论是从一个特定学科还是通过多个学科的结合（参见Jamali和Nicholas，2010；Riesch，2014）。美国国家研究委员会（2014）指出，跨学科是推动研究团队在理论和应用科学领域取得突破的关键过程。事实上，已经建立了一些新学科25 | P a g eCoccia M.（2018）《研究领域的演变规律》CCIALAB 2018年工作文件–第31号，具有内在的跨学科性质，如纳米科学、纳米技术、生物技术、认知科学、计算生物学等（参见Jeffrey，2003；Van Raan，2000，2000a）。Battard（2012）认为，新兴研究领域，如纳米技术，涉及多个围绕同一复杂问题的学科，以及“实验室是科学家从多个科学背景汇聚的技术中心”（Battard，2012，第235页）。此外，化学、物理和生物学等传统学科也被证明是高度跨学科的（Boyack等人，2005）。

鉴于“大科学”（De Solla Price，1986）的挑战，新科学领域和传统科学领域的学科间性特征支持新兴研究领域研究复杂问题，以加速现代社会中的问题解决和利益（参见Tijssen，2010）。讨论和总结观察科学是一个复杂的分层过程，它根据历史时期改变社会结构和比重。自伽利略（1564-1642）、开普勒（1571-1630）和牛顿（1642-1727）以来，科学进步空前加速，这与重大社会经济事件和新的经济进步观相结合绝非巧合（Coccia and Bellitto，2018；Woods，1907；Seligman，1902）。从这一点开始，科学的发展既是经济载体的原因，也是其结果。物理学、经济学、生物学等科学领域的演变对解释科学在社会中的全面进步起着至关重要的作用。自20世纪60年代以来，许多研究描述、解释和预测了科学的不同特征（参见B"orner and Scharnhorst，2009；B"orner et al.，2011；Freedman，1960；Scharnhorst et al.，2012，Sun et al.，2013；）。科学社会研究中的一个重要问题是，科学进步意味着什么？在二十世纪，科学在社会中的作用已经发展到如此之大，以至于它已成为国家民用和军用机构以及世界生产、技术和经济过程的功能（参见Coccia和Wang，2016；Stephan，1996）。科学和研究领域的演变26 | P a g eCoccia M.（2018）《研究领域的演变规律》CCIALAB工作文件2018–No。

31可以用格式塔心理学的四个要素给出的理论框架来解释（seeBasalla，1988，第23页）：1）对问题的感知：认识到需要解决的不完整模式；2） 设置阶段：收集与问题相关的数据；3） 洞察行为：一种心理行为可以找到问题的解决方案；4） 批判性修改：通过新的洞察行为对问题和改进进行全面的探索和修改。一般来说，洞察力的心理行为可以解决问题并支持科学的进化，这是累积变化的结果（Popper，1959）。此外，在科学哲学的实用主义方法中，科学是根据其目标来构思的。在这种情况下，科学的发展是由于目标，这些目标可能是可以实现的科学目标和理想，这些目标是无法实现的，但在任何限制下都是可以接近的。

理想和次理想代表了科学进步模式中的步骤，而科学本身的进步必须接近这些步骤（West Churchman和Ackoff，1950）。针对导言中提出的第一个问题，研究领域是如何发展的？科学领域的起源似乎是由于特定学科驱动的科学内生过程、学科之间的相互作用、学科的融合、科学发现和突破，以及社会经济因素带来的外生因素（参见Coccia，2015，2017）。关于第二个问题（是什么推动了一个研究领域的发展？一个或多个学科？同一学科还是不同学科，基于这里的经验证据，答案也很清楚：研究领域的驱动力是少数学科，沿着受本土学科和相关学科路径依赖性影响的路径。事实上，科学领域的演变可以由本土学科和/或科学专业化过程中产生的新学科和/或不同科学分支之间的合并来引导。研究领域的演变是社会科学社会动力学自然过程的一部分（Sun等人，2013年），主要由科学家在国际合作网络中的社会互动所引导。事实上，科学研究正变得越来越国际化，27 | P a g eCoccia M.（2018）《研究领域的演变规律》CCIALAB工作文件2018–No。

31更多的跨学科研究，更多的由研究人员网络内部和网络之间的团队进行（Adams，20122013；Coccia and Wang，2016；Gibbons et al.，1994；Newman，2001，2004；Pan et al.，2012）。本文对科学领域演变的分析结果如下：1。研究领域的演变是由少数学科推动的，这些学科集中了80%以上的科学成果。2、特定研究领域从原生学科和/或新学科演变的路径依赖性。3、在一些研究领域，在支持新兴研究领域进化增长的应用和基础科学的社会动力学过程中，新兴学科的重要作用和日益增长的作用，平衡了起源于这些学科的本土学科的作用的下降。这些结果被系统化为三条经验法则，可以解释和概括科学领域演化的长期行为。这些发现的结果是，研究领域试图从学科专业化和国际协作网络中学者社会社区的融合中脱颖而出。这些因素促进了不同学科学者之间的社会互动，从而形成了科学的整体动态。科学确实是一个多层次的系统，涉及参与国际研究合作的科学家社区，以在科学领域内和科学领域之间产生新知识和/或科学进步（Coccia和Wang，2016；Lee和Bozeman，2005）。

一般而言，科学领域的演变可以源于应用科学和理论科学之间的融合（Coccia和Wang，2016），范式转变（Khun，1962），研究计划（Lakatos，1978），科学突破、新发现和技术的分支，普通学科的分类和专业化（德索拉·普莱斯，1986；马尔凯，1975；多根和帕尔，1990；范·拉恩，2000）。一些理论框架认为，28个新的社会群体| P a g eCoccia M.（2018）研究领域进化的规律CCIALAB 2018年工作文件–第31号科学家可能是新兴科学领域进化的驱动力（Crane，1972；Guimera et al.，2005；Wagner，2008）。然而，科学进步的问题总是与科学本身在当代社会中所起的作用有关。利奥塔（1979）认为，为了使科学成为社会经济增长的驱动力，国家愿意在研发投资上投入大量资金。在这种背景下，研究领域的诞生、发展和衰落在国家的社会和经济变革中起着至关重要的作用。事实上，这里的证据表明，这些发现对于解释科学的社会动态是很重要的，因为科学分配经济资源的目的是加速科学和技术进步，从而充分造福于社会。Callon（1994）认为，需要公共补贴来支持新兴的研究领域，尽管结果可能不确定和/或只能在长期内实现，例如在研究宇宙起源的引力天文学中。

了解科学领域的演变也可以支持各国的经济增长和竞争优势（Coccia，2017b，2017c，2018，2018b）。事实上，对突破性研究领域和相关教育的投资是研发的重要政治经济，可以提高企业和国家创新体系的生产率（Gibbons等人，1994年）。此外，在这种情况下，应指导主要国家的研究政策，以支持新研究领域的发展，采用面向任务的方法（Ergas，1987），实现、转移和维持科学和知识的前沿（参见Coccia，2015；2017）。总的来说，本研究试图解释科学领域演变的性质，预测长期行为，以支持加强科学在社会中积极影响的研究政策。事实上，科学的发展与技术经济过程有关，这些过程旨在将人类机构调整到新的经济和社会基础上（参见Woods，1907年，第810-811页；Bernstein，1893年）。一般来说，科学进步和研究领域演变的根本因素是人类的需求和人类对自然的控制（参见Woods，1907）。科学的进化应该是充分实现意义的先驱29 | P a g eCoccia M.（2018）《研究领域进化的规律》CCIALAB工作文件2018–31号和个人在社会中生活的可能性。这种个人生活的实现是在教育、文化和可持续环境的不适当社会背景下实现的（Coccia和Bellitto，2018）。总之，将科学领域的演变限制在科学动态的内生因素上是难以实现的。