توسعه فناوریهای جدید میتواند روند پیشرفت و حرکت رو به جلوی بسیاری از حوزههای علمی را تحت تاثیر خود قرار دهد. این پیشرفت در برخی برهههای زمانی با سرعت بیشتری طی شده و گاهی نیز سرعت آن به دلایل مختلفی کاهش یافته است. اما آنچه اهمیت پیدا میکند این است که محققان همواره تلاش میکنند با کشف نوآوریهای جدید، فرصتهای کافی برای توسعه علم در حوزههای مختلف ایجاد کنند.
به گزارش پایگاه خبری بهره ورنیوز به نقل از فرهیختگان، با توجه به ظهور فناوریهای جدید در سالهای اخیر هم انتظار میرود در درازمدت این فناوری و علم جدید بتواند سهم زیادی از نوآوریها را در حوزههای مختلف به خود اختصاص دهد و انتظار میرود مقالات بیشتری در حوزههای مختلف تولید شود که خود به پیشرفت علم کمک میکند.
در این میان، پژوهشهایی که انجام شده نشان میدهد بازدهی و بهرهوری علمی در سالهای گذشته روند مطلوبی نداشته و از این پس باید دنیا به سمت و سویی حرکت کند که تاثیر بازدهی علمی را بتوان بهطور مستقیم در حوزههای مختلف مشاهده کرد. سیاستگذاران و فعالان در سیستمهای پژوهشی میتوانند با سرعت بخشیدن و عمیقتر کردن نفوذ فناوری در علم، کمکهای مثبت آن را در پژوهشها بهطور قابل توجهی افزایش دهند.
فناوریهای جدید و کمک به بهرهوری و بازدهیهای علمی
بهرهوری علم به دلایل مختلفی چون دلیل اقتصادی، مورد توجه قرار دارد. اقتصاددانان رابطهای اساسی بین نوآوری که از تحقیقات پایه ناشی میشود و نیز رشد بهرهوری بلندمدت برقرار کردهاند. اثرات اقتصادی همهگیری کرونا، شرایط رکورد اقتصاد کلان در بیشتر کشورهای OECD، بدهیهای دولتی رو به افزایش و پیر شدن جمعیت همگی بر لزوم این رشد تاکید میکنند. وسعت نقش علم در اقتصادهای مدرن بهراحتی دستکم گرفته میشود.
طبق ارزیابیهای انجامشده صنایعی که تنها به پژوهشهای علم فیزیک متکی هستند از جمله مهندسی برق، عمران و مکانیک و نیز صنایع محاسباتی و سایر صنایع بیشتر از مجموع خردهفروشی و ساختوساز به بازده اقتصادی و ارزش افزوده ناخالص اروپا کمک میکنند.
دامنه نتایج بهدستآمده از تغییرات ایجادشده در میزان بهرهوری پژوهشها به نسبت گسترده خواهد بود. تحلیلهایی که بهتازگی از سوی صندوق بینالمللی پول براساس دادههای ثبت اختراع انجام شده، نشان میدهد که پژوهشهای علمی پایه به بخشهای بیشتری در سایر کشورها و به مدت طولانیتری نسبت به تحقیقات تجاری کاربردی منتشر میشود.
یکی از تئوریهای مطرحشده در این زمینه بر این باور است که رشد ناشی از تحقیق و توسعه با بازده بالاتر که اتوماسیون باعث تحریک رشد تولید کالاهای نهایی شده، ماندگارتر خواهد بود که میتواند موجب افزایش یکباره در نرخ رشد شود.
چالشهای بشری منتظر پاسخهای علمی
در بسیاری از حوزهها علم بهسرعت در حال پیشرفت است. در سال ۲۰۲۲، شاهد پیشرفتهایی در حوزههای مختلف از جمله نجوم، دریافت تصاویر بیسابقهای از تلسکوپ جیمز وب، ساخت واکسن استنشاقی کووید-۱۹ و نخستین واکنش همجوشی کنترلشده مبتنیبر آزمایشگاه بودیم.
پس از چند دهه مدلسازی آبوهوایی، هنوز قطعیتی درباره یک مدل واحد وجود ندارد و هنوز ابهامات مهمی درمورد برخی موضوعات مطرح میشود مانند نقاط اوج (مانند وارونگی جریان آبهای سرد و گرم اقیانوسی)، غیرقابل برگشت بودن تغییرات (مانند ذوب شدن قفسههای یخ قطب جنوب) و نقش کمی گیاهان و میکروبها در چرخه کربنی (چرخه گیاهان و میکروبها حدود ۲۰۰ میلیارد تن کربن را در مقایسه با تولید حدود شش میلیارد تن کربن انسانساز در بر میگیرد.)
بسیاری از فرآیندهای سلولی اولیه هنوز بهدرستی درک نشدهاند. بهعنوان مثال، فرآیندی که در آن نوعی باکتری موسوم به «اشریشیاکلی» قند را برای دریافت انرژی مصرف میکند، یکی از اساسیترین عملکردهای بیولوژیکی به حساب میآید. همچنین اهمیت آن را میتوان در صنعت و در طراحی بیوکاتالیستهای میکروبی مشاهده کرد که در آن از کربوهیدراتها در زیست توده استفاده میکنند.
در حال حاضر حدود ۵۵ میلیون نفر در دنیا از بیماری آلزایمر یا سایر بیماریهای مرتبط با زوال عقل رنج میبرند. درحالیکه محققان در بررسیهایی که انجام دادهاند چند عامل پرخطر را از بالا رفتن سن گرفته تا آسیب وارده به سر و کلسترول بالا برای بیماری آلزایمر شناسایی کردهاند، اما علت اصلی این بیماری هنوز ناشناخته باقی مانده است.
علم مولد پایههایی را برای پیشرفت در حوزه نوآوری بهویژه در برخی زمینههای حیاتی ایجاد میکند. بهعنوان مثال بسیاری از آنتیبیوتیکهای مورد استفاده در دنیای امروز در دهه ۱۹۵۰ کشف شده و کشف جدیدترین گروه از درمانهای آنتیبیوتیکی به سال ۱۹۸۷ برمیگردد. نوآوری در حوزه انرژی نیز برای دستیابی به رشد اقتصادی الزامی است. اما اختراع فناوریهای پیشرو تولید انرژی که امروزه مورد استفاده قرار میگیرند، به بیش از یک قرن گذشته بازمیگردد.
توربین احتراق در سال ۱۷۹۱، پیشسوختی در سال ۱۸۴۲، توربین برق آبی در ۱۸۷۸ و سلول فتوولتائیک خورشیدی در ۱۸۸۳ اختراع شدند. حتی اولین نیروگاه هستهای بیش از ۶۰ سال پیش شروع به کار کرد. با سرعت بخشیدن به علم و نوآوری، فناوریهای نوظهور میتوانند به یافتن راهحلهایی برای چالشهای جهانی مانند تغییرات آبوهوایی و بیماریهای مرتبط با افزایش سن کمک کنند.
کاهش سرعت نوآوری ماحصل کاهش استناد به مقالات
یکی از راههای بررسی بهرهوری پژوهش نگاه به معیارهای علمی است. دانشمندان رویکردی را مورد بحث قرار دادهاند که به بررسی سهم جوایز برنده جایزه نوبل میپردازد و به اکتشافات توصیفشده در مقالات منتشرشده در ۲۰ سال گذشته مربوط میشود. همچنین مطالعاتی نیز انجام شده که از دهه ۱۹۶۰ کاهش پیوسته در سهم استنادها به مقالات جدیدتر (مقالاتی که در ۵ تا ۱۰ سال قبل منتشر شدهاند) را نشان میدهد که بیانگر تاثیر رو به کاهش تولیدات علمی اخیر است.
«قانون مور» که از دهه ۱۹۶۰ برقرار شده، بیان میکند که حجم تولید تراشه ترانزیستور تقریبا هر دو سال دوبرابر میشود و هزینه واحد ترانزیستور کاهش مییابد. بنابراین کند شدن آشکار «قانون مور» نشاندهنده کاهش سرعت نوآوری در حوزه الکترونیک است. چنین کاهشی عواقب جدی به همراه خواهد داشت؛ چراکه میکروالکترونیک در عمل در تمام محصولات و سیستمهای صنعتی موقعیت مرکزی داشته و اهمیت بالایی ایفا میکند.
کارشناسان بر این باورند که سایر نوآوریها و نیز نوآوریهایی که با «قانون مور» دنبال میشوند، به بهبود عملکرد اقتصادی و فنی سیستمهای الکترونیکی کمک میکنند. بهعنوان مثال، سازندگان در حال یافتن راههایی برای بهرهوری انرژی و توسعه معماریهای سهبعدی هستند که از حوزه تراشهها استفاده بهتری میکنند.
سنجش پیشرفت یک حوزه فناوریمحور با یک معیار واحد میتواند گمراهکننده باشد. درواقع درحالیکه افراد غیرمتخصص بر «قانون مور» تمرکز میکنند، امروزه هیچ معیار کلی قابل اعتمادی از پیشرفت در دسترس نیست؛ چراکه سیستمهای محاسباتی از نظر مقیاس و عملکرد بسیار گسترده هستند.
افت پیشرفت فناورانه در کشاورزی آمریکا
برخی محققان به بررسی نوآوری در کشاورزی آمریکا پرداخته و به این نتیجه رسیدهاند که دلیل کاهش رشد پیشرفت فناوری، چه با رشد بازده در طول زمان و چه با استفاده از روشهای پیچیدهتر، اندازهگیری میشود. این کاهش روند رشد ممکن است ناشی از عوامل خاص کشاورزی مانند سطوح راکد تحقیق و توسعه در اواخر قرن بیستم باشد.
همچنین ممکن است تحت تأثیر نیروهای گستردهتری مانند کند کردن پیشرفت فناوری در حوزههای غیرکشاورزی قرار گیرد که نهادههای حیاتی را برای حوزه کشاورزی تامین میکنند. در این بررسیها بهرغم مطالعه کشاورزی آمریکا، رشد بهرهوری جهانی در حوزه کشاورزی را نیز نشان میدهد، به طوری که رشد آن از میانگین ۲ درصد در سال در دهه ۲۰۰۰ به رشد ۱.۳ درصدی در سال در دهه ۲۰۱۰ کاهش یافته است.
محققان در بررسیهای خود متوجه شدند تغییراتی که در عملکرد حوزه کشاورزی ایجاد شده، مشکلاتی دارد، به عنوان مثال تقریبا تمام ذرت آمریکا برای ایجاد مقاومت در برابر یک آفتکش اصلی موسوم به «گلایفوسیت» اصلاح ژنتیکی شده است. این به کشاورزان کمک میکند تا کنترل علفهای هرز را با قیمت پایینتری انجام شود. به طور مشابه، یک بعد مهم از نوآوری کشاورزی، پایداری محیطی تولید کشاورزی است که ممکن است در حال بهبود باشد.
کاهش بهرهوری تحقیق و توسعه در حوزه زیست دارو
«قانون اروم» نوعی قانون بررسی توسعه داروست که در طول زمان کندتر و گرانتر میشود. محققان معیارهای مختلفی را بررسی میکنند که کاهش قابلتوجهی را در بهرهوری تحقیق و توسعه زیست دارویی از اواخر دهه ۱۹۹۰ نشان میدهد. توالییابی DNA، ژنومیک، غربالگری با توان بالا، طراحی دارو به کمک کامپیوتر و شیمی محاسباتی، از جمله پیشرفتها در حوزه زیست دارو بین سالهای ۱۹۵۰ و ۲۰۱۰ هستند که به طور گستردهای مورد استفاده قرار گرفتند.
تعداد داروهای جدید تاییدشده توسط سازمان غذا و داروی آمریکا به ازای هر میلیارد دلار تحقیق و توسعه تعدیلشده براساس تورم تقریبا ۱۰۰ برابر شده است. سطح نوآوری در حوزه زیست دارو به دلایل مختلفی کاهش یافته است. مسلما بیشترین اهمیت، تجمع تدریجی ساخت داروهای ارزان قیمت داروهای عمومی است. زمانی که حق ثبت اختراع داروها منقضی میشود، ساخت این گروه از داروها ارزانتر تمام میشود اما اثربخشی آنها کمتر نمیشود. فهرست رو به گسترش داروهای عمومی ارزان قیمت به تدریج سطح رقابتی را برای داروهای جدید در همان حوزه درمانی بالا برده و انگیزههای تحقیق و توسعه را از بین میبرد. چنین حوزههای درمانی بازدهی ناچیزی برای سرمایهگذاری روی ایدههای جدید دارند، حتی اگر یافتن ایدهها دشوارتر نشده باشند.
محققان توضیح میدهند که سرمایهگذاریهای تحقیق و توسعه به سمت بیماریهایی سوق پیدا کرده است که تحقیق و توسعه آنها در طولانی مدت موفقیت کمتری کسب کردهاند که از این میان میتوان به آلزایمر پیشرفته و برخی سرطانهای جامد متاستاتیک اشاره کرد.
در علم شیمی نوین که هوش مصنوعی نقش مهمی را ایفا میکند، بیشترین بخش سرمایهپذیر را نوآوریهای حوزه زیست دارو به خود اختصاص داده است، چراکه میتواند از پتنتهای قابل توجهی در این زمینه بهرهمند شود. باوجود این، فقدان غربالگری و مدلهای بیماریهای مختلف، محدودیت اصلی در فرایند کشف دارو به شمار میرود. یک بیماری، نوعی سیستم بیولوژیکی در آزمایشگاه است که بیماری و فرآیندهای آن را منعکس میکند.
دلیل اصلی این کمبود اقتصادی را اینگونه میتوان بیان کرد که وقتی این مکانیسم شناساییشده توسط یک مدل بیماری جدید به طور عمومی در آزمایشها روی نمونههای انسانی اثبات میشود، اطلاعات به طور رایگان در اختیار رقبا قرار میگیرد.
کاهش ۷.۳ درصدی بهرهوری پژوهشی در چین
محققان شواهدی را مبنی بر کاهش بهرهوری تحقیقات در دهههای اخیر در چین و آلمان ارائه کردهاند. آنها اینگونه استدلال میکنند که کارایی تحقیق و توسعه که براساس رشد بهرهوری اقتصادی محاسبه میشود، بر تعداد محققان تقسیم میشود و این فرآیند طی سالهای اخیر در آمریکا کاهش یافته است. در آلمان، هزینههای تحقیق و توسعه به طور متوسط ۳.۳ درصد بین سالهای ۱۹۹۲ تا ۲۰۱۷ رشد داشته است.
به طور میانگین، با احتساب معیارهایی فراتر از سطح شرکتها، میزان بهرههای پژوهشی ۵.۲ درصد در سال کاهش یافته است. این عدد مشابه چیزی است که محققان برای آمریکا ارزیابی کرده بودند. این میانگین نرخهای رشد ترکیبی منفی نشان میدهد که تلاش پژوهشی باید هر ۱۳ سال حدود دو برابر شود تا بتواند با نرخ ثابت رشد اقتصادی سازگار شود. آنها همچنین دریافتند که بهرهوری پژوهشی در چین سرعت کاهش بالاتری به خود گرفته است.
تعداد محققان شاغل در شرکتهای دولتی به طور متوسط ۲۲ درصد در سالهای ۲۰۰۱ تا ۲۰۱۹ افزایش یافته است. این گسترش قابل توجه با افزایش رشد اقتصادی مطابقت ندارد. این یافتهها مستلزم کاهش ۲۳.۸ درصدی بهرهوری پژوهش در سال است.
باوجوداین، اگرچه تجزیه و تحلیلها به یک دهه اخیر و زمانی محدود شود که چین فعالیتهای تحقیق و توسعه خود را در مقیاس بزرگ آغاز کرد، بهرهوری پژوهشی تنها ۷.۳ درصد در سال کاهش نشان میدهد که این رقم به رقم بهرهوری پژوهشی آلمان و آمریکا نزدیکتر است.
افت کارایی R&D ژاپن به رغم افزایش گستره شناختی در ژاپن
محققان عنوان کردهاند در حالی که ژاپن برای مدتی نسبت تحقیق و توسعه به تولید ناخالص داخلی (GDP) را حدود سه درصد حفظ کرده، به نظر میرسد رشد کارایی تحقیق و توسعه در این کشور روند آهستهتری به خود گرفته است. بررسیها نشان میدهد کارایی تحقیق و توسعه در تولید و خدمات اطلاعاتی ژاپن نیز کاهش یافته است.
محققان با استفاده از دادههای جدیدتر، دو معیار کارایی تحقیق و توسعه را بررسی کردهاند که نتایج بهدستآمده نشان میدهد کارایی تحقیق و توسعه در ژاپن در دهه ۲۰۱۰ نسبت به دهه ۲۰۰۰ میلادی کاهش یافته است. آنها عنوان کردهاند در حالی که ژاپن برای مدتی نسبت تحقیق و توسعه به تولید ناخالص داخلی را در حد ۳ درصد حفظ کرده، به نظر میرسد نرخ رشد کارایی تحقیق و توسعه کندتر شده است.
همچنین کارایی تحقیق و توسعه نیز در تولید و خدمات اطلاعاتی ژاپن کاهش یافته است. محققان دریافتهاند که کارایی تحقیق و توسعه در ژاپن در دهه ۲۰۱۰ نسبت به دهه ۲۰۰۰ کاهش یافته است. آنها همچنین نشان دادهاند که گستره شناختی در علم فیزیک، نجوم و زیستشناسی در حال گسترش است اما در مقابل، حوزه پزشکی در حال رکود یا حتی انقباض است. در حالی که چین بزرگترین تولیدکننده نشریات علمی در سال ۲۰۱۹ شناخته شده، مقالات آن نسبت به بسیاری از کشورهای اروپای غربی و ژاپن، گستره شناختی کمتری را پوشش میدهند.
نقش کتابسنجی در درک بهرهوری پژوهشی
در ارزیابی کتابهای منتشرشده، محققان از معیارهای مختلفی به منظور شناسایی نقاط ضعف و قوت کتابها استفاده میکنند. طبق گفته آنها، محدودیتهای شناختهشده در حوزه کتابسنجی، مواردی را دربرمیگیرد؛ یکی از محدودیتها، این است که مقالات منتشرشده نمیتوانند نمادی از کل دانش تولیدشده باشد. دومین محدودیت هم مبنی بر این است که فهرست کتابشناسی، تمام نشریات را پوشش نمیدهد.
سومین محدودیت نیز به استنادها مربوط میشود که همیشه استنادهایی که به مقالات میشود گواهی استفاده از آنها به عنوان مرجع نیستند. باوجوداین، نویسندگان تاکید میکنند که کتابسنجی در درجه اول با خروجیهای پژوهشی سر و کار دارد. دانشمندان شاخصی از بهرهوری پژوهشی را ارائه کردهاند که شامل دادههای ورودیهای پژوهشی است. آنها نخستین نتایج تحلیلهای درازمدت خود را پیرامون بهرهوری پژوهشی آکادمیک در سطح ملی ارائه کردهاند.
این نشان میدهد که بهرهوری در گذر زمان برای دانشگاهیان ایتالیایی در بیشتر زمینههای پژوهشی در حال افزایش است. پژوهشگران از دولتها میخواهند که از ارزیابیهای مفیدتری برای بررسی بهرهوری پژوهشی ملی و بینالمللی و با ایجاد مکانیسمهایی استفاده کنند که به واسطه آن دادههایی درباره نیروی کار و ورودیهای سرمایه در اختیار موسسات پژوهشی قرار دهند.