🔬 physics

The geopolitics of knowledge: tipping points, national fingerprints, and the unequal globalization of science

本文通过利用大规模定量证据，论证了地缘政治事件和国家议程如何从根本上塑造了科学知识那不平等的、多中心的且日益专业化的全球化进程，从而挑战了科学是一个普遍且非政治系统的观念。

原作者： Irina Vorobeva, Maxime Lenormand, Germana Berlantini, Floriana Gargiulo

发布于 2026-07-10

📖 1 分钟阅读☕ 轻松阅读

原作者： Irina Vorobeva, Maxime Lenormand, Germana Berlantini, Floriana Gargiulo

原始论文采用 CC BY 4.0 许可（http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/）。 ✨ 这是对下方论文的AI生成解释。它不是由作者撰写或认可的。如需技术准确性，请参阅原始论文。阅读完整免责声明

想象一下，科学的世界就像一座巨大且繁忙的图书馆，每个国家都是试图讲述自己故事的作家。长期以来，人们认为这座图书馆是一个安静、自给自足的地方，作家们只是在旧书的基础上缓慢地添加新章节，完全不理会窗外的发生的一切。他们认为科学就像一台完美的机器，仅根据其内部齿轮的运转向前推进。

但这篇文章为这台机器投下了一枚扳手。作者们分析了从 1970 年到 2023 年 的 8000 万 篇科学论文，发现科学并非一个安静的图书馆。它更像是一个混乱、嘈杂的城市广场，每当外面响起巨大的警报声时，整个广场就会被彻底重组。

重大冲击：当警报鸣响时
研究表明，虽然科学通常变化得非常缓慢，就像冰川移动一样，但当世界受到震动时，它会突然转变形态。研究人员发现了三个特定的时刻，当时全球的科学议程都经历了一次大规模的、同步的“大变身”：

1 987 年： 在切尔诺贝利灾难之后，世界各地的科学家突然停止了对其他事物的讨论，开始痴迷于辐射、毒理学以及如何保护人类免受隐形危险的影响。
2 002 年： 在 “9·11”袭击事件 后，全世界的科学重心在一夜之间发生了转移。突然间，网络安全、监控和防御工程等领域成为了主角，而其他领域则退居其次。
2 020 年： 当 COVID-19 来袭时，图书馆陷入了恐慌。研究在传染病领域爆发式增长，但也扩展到了远程办公技术和环境化学等领域，因为疫情迫使社会改变了生活和工作方式。

这些不仅仅是微小的涟漪，而是重塑了各国研究选择的海啸，证明了科学与政治及现实世界紧密交织，而非与其隔离。

巨大的分歧：“全球北方” vs. “全球南方”
论文还观察了各国如何进行交流。事实证明，并非所有的友谊都是平等的。

“全球北方”（如美国、法国和德国）： 这些国家就像一群正变得越来越相似的朋友。他们的本土项目和国际合作正趋于完美匹配。他们都在致力于同一个宏大的、共同的议程。
“全球南方”（非洲、拉丁美洲和亚洲部分国家）： 这里的叙事则不同。这些国家的国际合作活动较多，但他们的“本土”项目与“国际”项目正在渐行渐远。这就像一名学生，在做关于当地农业问题的家庭作业时很努力，但当加入一群富有朋友的学习小组时，却最终在为朋友们的项目而工作。论文指出这是一种“科学依赖”的形式，即利用当地资源来解决由他人定义的难题，而非解决自身的本地需求。

专业化 vs. 杂家
研究人员还衡量了各国的“专业化”程度。

美国就像一个巨大的自助餐厅，涵盖了各种各样的食物。它在几乎所有领域都产出研究，保持其菜单的极度广泛与多样。
中国和俄罗斯 等新兴力量则试图建立属于自己的完整自助餐厅，通过扩张到各个领域来实现自给自足。
巴西和印度尼西亚 等国家选择了另一条路径。它们正在成为“专卖店”。它们不再试图做所有事情，而是深入专注于特定的、紧凑的课题集群，如社会科学、农业和兽医学。它们是在雕琢自己独特的身份，而不是试图在每一个类别中都进行竞争。

新的影响力版图
最后，论文观察了大家向谁寻求启发。
在 1 983 年，版图非常简单：几乎所有人都在模仿美国和苏联这两位“酷小孩”。那是一场两队之间的游戏。
但到了 2 023 年，版图已演变成一个色彩斑斓的多色马赛克。美国依然举足轻重，但不再是唯一的焦点。中国已迅速崛起，成为许多国家的榜样。更有趣的是，围绕巴西和印度尼西亚形成了一个新的“南方集群”。这些国家正在成为区域中心，表明科学世界不再由一两个超级大国掌控，而是正在变成一个拥有多个引力中心的“多极化”系统。

这篇论文并非在表达什么
作者们非常明确地说明了他们不是在说什么。他们并不是说科学仅仅关乎政治；他们承认科学确实是在漫长岁月中不断自我积累的。他们也并不是说国际合作是不好的；他们只是发现对于某些国家来说，这会导致本土工作与海外工作的脱节。

他们的结论有多可靠？
作者们并非凭空猜测或进行计算机模拟，而是进行了测量。他们使用了一个名为 OpenAlex 的庞大数据库，涵盖了 53 年 的数据。他们使用了特定的数学工具（如“詹森-香农散度”和“树型 Wasserstein 距离”）来精确测量各国研究主题的变化程度以及彼此之间的相似性。当他们谈到“南方集群”或巴西和印度尼西亚的“专业化”时，他们是指向了数据中实际观察到的模式，而非仅仅是他们认为可能成立的想法。

因此，下次当你认为科学是一座静止的知识高塔时，请记住这篇论文给出的教训：它实际上是一个活生生的生态系统，会对地震、政治变革和全球疫情做出反应，并在一个变得更加多元化、不再由单一声音主导的世界中不断重塑自身。

技术摘要：知识的地缘政治学

问题陈述
科学哲学和社会学中的主流叙事通常将科学知识描绘为一个普遍的、自给自足的系统，其驱动力仅在于知识累积的内在逻辑（即“站在巨人的肩膀上”）。这种观点认为科学与社会政治动荡是隔离的。相反，批判性视角（从马克思主义批判到去殖民化理论）认为，科学与权力、政治以及地缘政治的不对称性深度纠缠，特别是在全球北半球与南半球的关系中。虽然文献计量研究已经刻画了国家概况和国际合作，但很少有研究系统地量化国家科研议程是在趋同还是趋异，也从未将内生性的研究重点与由国际伙伴关系驱动的研究重点区分开来。本文通过探讨以下问题来填补这一空白：全球科学生态系统在多大程度上受到地缘政治变革的影响？国家的科研议程又是如何响应外部冲击和科学全球化的？

方法论
作者利用来自 OpenAlex 数据库的大规模科学出版物数据集进行分析，该数据集跨越了五十多年（1970–2023年），涵盖了几乎所有的国家和学科领域。分析重点在于国内科学产出（所有作者均隶属于同一国家的论文），以区分内生性议程与国际合作。

关键方法组件包括：

认识论概况（Epistemic Profiles）： 为每个国家 $i$ 构建一个向量 $\sigma_i(t)$ ，代表其国内产出在 $M$ 个学科（基于层次化分类法中的子领域定义）中的分布。
距离度量： 使用两种指标来衡量概况之间的差异性：
- Jensen-Shannon (JS) 散度： 衡量分布之间重新分配的强度，但不考虑学科结构。
- 树型 Wasserstein 距离 ( $WT_1$ )： 结合了学科分类学（系统发育树）的几何结构。它对发生在遥远领域之间的转移施加更重的惩罚，而对相邻领域之间的转移惩罚较轻，从而捕捉到重组的“深度”。
熵度量：
- 归一化香农熵 ( $H$ )： 量化跨学科的多样化程度，将学科视为等距分布。
- Wasserstein 认识论熵 ( $H_i$ )： 衡量一个国家的概况与均匀分布之间的距离，并考虑了所选学科的结构紧凑性。
愿景网络（Aspiration Network）： 一个有向图，国家连接到与其科学产出相似且规模更大的前 $k$ 个国家。通过计算 PageRank 中心性来识别作为其他国家参考模型的国家。
聚类： 应用 Leiden 算法于相似性网络（源自 $WT_1$ 距离）以检测具有相似议程的国家集群。通过证据积累（运行算法 30 次）来确保对初始化敏感性的鲁棒性。使用专业化指数来表征这些集群的主题焦点。

核心贡献与结果

地缘政治转折点：
全球研究概况的演变通常是缓慢且累积的。然而，分析识别出了三个同步重构科学优先事项的剧烈外生性扰动：
- 1987–1988（切尔诺贝利）： 由核物理、毒理学、病毒学和药物科学驱动的转变，反映了对健康和环境的动员。其影响在地缘上集中在苏联和西方核大国。
- 2001–2003（“9·11”事件）： 一场由国防、监视和工程领域（如人工智能、信号处理、航空航天）驱动的大规模全球性重组。这一冲击影响了 40 多个国家，主要是那些与西方国防资金挂钩的国家，而中国和俄罗斯基本不受影响。
- 2020（COVID-19）： 一场影响了发达国家和低收入国家的弥散性全球扰动。它触发了双重特征：传染病建模的激增，以及由于社会封锁导致的在环境化学、数字基础设施和建筑学领域的广泛重组。
不平等的全球化与“外向型”（Extraversion）：
尽管全球范围内的国际合作有所增加，但存在一种结构性不对称：
- 全球北半球： 美国和法国等国家显示出其国内研究议程与国际研究议程之间的趋同性在增强。
- 全球南半球： 许多南方国家表现出国内概况与国际概况之间的系统性趋异。国际产出往往并不复制国内的优先事项，这表明南方的智力资源被动员来服务于外部定义的议程（这一过程被称为“外向型”）。
- 新兴经济体： 印度尼西亚和摩洛哥等国显示出国内生产能力的加强，这可能表明其正朝着科学自主和构建独立研究身份迈进。
专业化 vs. 通才化：
- 超级大国： 美国保持着广泛且多样化的组合（低熵）。
- 通才型国家： 俄罗斯、中国和伊朗表现出熵值下降的轨迹，旨在实现全面的、自给自足的科学能力。
- 专业化型国家： 巴西和印度尼西亚表现出明显的深度专业化趋势，将力量集中在结构紧凑的学科集群（如社会科学和农业）而非全面竞争。
科学影响力的重组：
“愿景网络”揭示了从单极向多极结构的转变。
- 1983 年： 科学愿景集中在由西方强国（美国、欧洲）组成的紧密核心周围。
- 2023 年： 网络更加弥散。中国的 PageRank 大幅上升，成为主导性的参考模型。巴西、印度和印度尼西亚已成为区域性支柱。相反，日本、俄罗斯及部分欧洲国家作为全球参考模型的地位正在削弱。
中观尺度集群演变：
全球科学版图已从冷战时期的两极格局转向新的配置：
- 1983 年： 集群与美国（医学/生命科学）、苏联（物理/工程）和欧洲相一致。
- 2023 年： 一个连贯的南方集群已围绕巴西和印度尼西亚凝聚，其特点是侧重于社会科学、农业和兽医学。以美国为中心的集群现在包含了中国、印度和中东国家，而俄罗斯-欧洲集群则保留了对数学和工程学的关注。

意义与主张
本文声称提供了系统性的定量证据，证明全球科学生态系统并非一个自我演进、中立的系统，而是深受地缘政治力量的影响。它挑战了关于累积式、平滑式科学进步的概念，通过证明重大外部冲击（切尔诺贝利、9/11、COVID-19）会产生快速且同步的科研优先级颠覆。

研究强调，“科学全球化”并非一种同质化力量；相反，它创造了结构性不对称，即全球南半球国家往往面临其国内需求与国际合作产出之间的脱节。此外，南方科学集群的出现以及新的区域中心（巴西、印度尼西亚、中国）的崛起，表明全球科研优先事项正在发生根本性的重组，正从以西方为中心的秩序转向一个更加多极化、尽管仍存在等级制度的系统。作者得出结论：科学植根于世界秩序之中，对政治冲击做出响应，并受制于塑造更广泛全球景观的相同地缘政治不对称性。

技术摘要：知识的地缘政治学

类似论文