自然科学知识大全集（自然150周年特刊梳理）

《自然》发表特刊，从其150周年历史上发表的40余万篇作品中梳理出科学关键词。科学研究有哪些变化趋势？关键转折在何时？

撰文/张田勘（专栏作者）

编辑/吉菁菁 新媒体编辑/吕冰心

英国《自然》杂志于11月6日发表其150周年特刊，独家分析考察了从1900年至今，上千本研究期刊的数千万篇科学论文的引用情况和参考文献，从而揭示科学研究的面貌在历史上的改变。

（图片来源：Feature: 150 years of Nature: an analysis of the arcHIVe；翻译：新浪微博@Nature自然科研）

同时，这篇特刊文章也对《自然》150年历史上发表的407189件作品进行了数据分析，其中包括146330篇研究。在对这些研究的中的5个"科学关键词"的变化情况进行追踪的结果显示，19世纪70年代，最常见的5个词分别为"极光""太阳""流星""水"和"地球"；在21世纪前10年，最常见的关键词则变成了"细胞""量子""DNA""蛋白质"和"受体"。这意味着，早期人们更多的研究是对大型自然现象进行详细观察，而今已经变得更为专业化。

（图片来源：Feature: 150 years of Nature: an analysis of the archive；翻译：新浪微博@Nature自然科研）

实际上，科学关键词的变化既代表了人们对自然和社会现象认知的脉落走向，也能解读社会和文明发展的历程，同样揭示了人类认识自然和社会的某种规律，甚至揭示了科研能力的提升和变迁。

在科学并不发达，而且科学研究工具和手段简陋和短缺之时，人类的眼光只能仰望和对准那些人以外的现象和事物，这也符合人体演化和配置的规律，双眼长在面部是为了更好地看清自己所面对的无垠的空间和无穷的事物。但是，这种观察其他事物基本上是宏观的，并且对自身和地球的关注少于对地球以外的空间的关注。

其实，最大的变化出现在20世纪后半叶，人类的眼光终于慢慢转换到关注自身和探究微观的事物和规律，从1984年讨论人类基因组计划，到1990年正式启动该计划，代表了人类科学研究对自身和微观的重视与转移，因为这样的研究会让人和自然得到更多的理解和实惠，同时也反映了科学研究从天体和物理向生物、医学、化学的重心转移。

这种转移其实也与人的哲学思考有某种吻合。古希腊著名哲学家苏格拉底把"认识你自己"作为自己哲学研究的核心命题，随后一系列人文学者都把"认识你自己"当作最为重要的研究课题。

但如果仅仅把"认识你自己"当作哲学命题和人与社会关系的范畴，就可能失之偏颇，而且推翻了人和生物存在的物质第一性的基础。因为，"认识你自己"的基础是从生命现象来认识人自身，而且不仅要从肉眼看得见的器官组织和人体来认识自身，还要通过无数的微观分子，以及分子之间的相互关系、影响、生存和死亡来认识生命，才有可能在这个基础上认识人自己。

▲比如细胞凋亡的意义对于"死"固然很重要，对于"生"则更为关键。主动凋亡的机制不仅对个 体的存续有利,甚至对整个生态系统的繁衍生息也至关重要。（图片来源：视觉中国）

也因此，"细胞""量子""DNA""蛋白质"和"受体"成为21世纪头10年的5个关键词，围绕它们的研究论文最多，这些名词和与名词相关的现象也被探究得最多。仅以艾滋病而言，发病机理涉及无数的受体，其中的一个受体在今天得到尤为突出的关注，这就是T细胞上的CCR5受体，人免疫缺陷病毒（HIV）可以依靠和识别这个受体入侵人的免疫T细胞，但是，如果CCR5受体发生突变，HIV登陆T细胞表面的"落脚点"才有可能会消失，进而不被感染。这个受体就成为未来人们征服艾滋病的一个位点和一种希望。

其实，从发展的眼光看，科学研究中的关键词总是在变化的，也代表了人类探索未知的领域和方向。如果收集2011到2020年，以及未来10年（2020-2030年）的关键科学词汇，"细胞""量子""DNA""蛋白质"和"受体"这5个词未必还能全部当选，但至少可能有一部分能保留，但是，部分或全部代之的可能是另外一些词，至少"人工智能"、"大数据"等能占有一席之地。

2019年1月，《自然》杂志还曾发布过科学家2018年在线搜索的科学热词榜，谷歌也向《自然》提供了被全世界人们搜索最多的科学术语。2018年的科技热词包括：癌症、区块链、大数据、人工智能、心脏病发作、教育、销售、气候变化、心脏和工业4.0。

如果与2017年的科学热词比较，可以看到部分变化，包括：癌症、心脏病发作、心脏、气候变化、糖尿病、大数据、石墨烯、心脏病发作和压力、压力、物联网。

（图片来源：自然）

然而，这些科学热词并非"科学关键词"，是由学术数据库Scopus整理2017年和2018年的搜索词数据，并提供给《自然》杂志的。Scopus是由全球最大的出版社爱思唯尔出版社推出的科研管理、学科规划数据库，也是全球最大的同行评审期刊文摘和引文数据库，覆盖了自然科学、技术、工程、医学、社会科学、艺术与人文学科。显然，这比《自然》仅仅对发表于本刊的科学论文进行统计更加全面。

在Scopus这样一个保罗万象的数据库中，"癌症"一词蝉联了2017年和2018年搜索冠军。当然，这并不意味着现在和未来癌症会成为5个科学关键词之一，但是，如果预测的话，人工智能、大数据，以及癌症可能会成为未来10年的科学关键词。

显然，从科学改变生活并改变未来的趋向看，人类和自然社会发展的一个明显的走向已经凸显，这就是从原始文明经过农业文明，再到工业文明，以及到未来的包含信息文明和生态文明的知识文明。人类除了要依靠信息技术和人工智能以帮助人类获得更多的财富和让生活变得更美好之外，也需要保障地球生态的健康和和可持续发展，让地球成为所有生物的家园，科学研究的范围和目标也将是围绕这个趋势来发展。

这一点也正如意大利宇航员卢卡·帕尔米塔诺（Luca Parmitano）在国际空间站发联合国的视频所言："从国际空间站的角度进行观察，答案比以往任何时候更加清楚，绝对没有比地球家园更好的星球了。"

参考文献

1.《自然》发布本世纪前十年5个"科学关键词"，关注细胞量子，澎湃新闻，2019-11-08

http://www.sohu.com/a/352369196_260616?scm=0.0.0.0&spm=smpc.ch30.top-news-5.5.1573190940661gplhETT

2.150 years of Nature: a data graphic charts our evolution，

An analysis of the archive shows how the contributors and content have varied over the decades. 06 November 2019，Nature 575, 22-23 (2019)，doi: 10.1038/d41586-019-03305-w

https://www.nature.com/articles/d41586-019-03305-w

3.年度好奇心报告丨 2018 这一年大家都在网上搜了些啥？2019年1月25日，中国新闻网

https://www.chainnews.com/articles/865326006757.htm

出品：科普中央厨房

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