4. La produzione scientifica

Numerosissime pubblicazioni hanno analizzato come è cresciuta e come cresce la produzione scientifica nel mondo fin dal lavoro pionieristico di Derek de Solla Price negli anni 60. Price ha prima analizzato la crescita della scienza fin dalla sua organizzazione moderna, il metodo di Galileo all’inizio del 600’, misurando il numero di giornali e riviste scientifiche dal 1650 a 1950. I dati indicavano una crescita esponenziale, con una crescita’ del 5.6% all’anno, e un tempo di raddoppio ci circa 13 anni. Price ha quindi analizzato il numero di abstract nei compendia dal 1907 al 1960. La figura qui sotto a sinistra è tratta dal suo classico lavoro Little Science Big Science[1], e mostra i dati circa gli abstract in chimica, fisica, biologia e matematica. I dati mostrano ancora una crescita esponenziale, con un periodo di raddoppio di 15 anni, che corrisponde a una crescita annuale del 4.7%.  Price discute anche l’impatto sulla crescita totale delle grandi potenze che si affacciavano per la prima volta sul mercato scientifico, Unione Sovietica e Cina, misurando un tempo di raddoppio di 7 anni per la prima e addirittura di 3 anni per la Cina. Concludendo che in qualche decennio la produzione scientifica della Cina avrebbe raggiunto quella statunitense in pochi decenni.

Numero cumulativo di abstract in vari campi scientifici dal 1907 al 1960. Da Price 1963

L’esercizio è stato ripetuto tra gli altri da Larsen e von Ins nel 2010[2] e la figura seguente mostra i risultati. Nel periodo comune sono concordanti con quelli di Price, ma mostrano che la crescita esponenziale era ancora in corso nel 2007, senza segnali di appiattimento. Larsen e von Ins mettono anche in rilievo la recente crescita straordinaria della produzione scientifica in campi come computer science e ingegneria, e il ruolo crescente che hanno gli archivi di articoli scientifici con accesso libero nella diffusione dell’informazione scientifica.

Numero cumulativo di abstract in vari campi dal 1907 al 2007, da Larsen e von Ins 2010

Cosa è una crescita esponenziale e cosa comporta? Una crescita esponenziale implica che il tasso di crescita di una quantità sia proporzionale alla quantità stessa, il che significa che crescendo la quantità cresce anche il tasso di crescita, moltiplicando quindi velocemente la crescita stessa. Una crescita esponenziale implica un raddoppio del numero di elementi che si sta considerando per ogni intervallo fisso di tempo. Estrapolando una qualsiasi crescita esponenziale quindi il numero degli elementi non può che divergere. Il che significa che prima o poi una crescita esponenziale deve terminare o saturando verso dei valori finiti o crollando a causa di una qualche crisi. Molti elementi legati alla vita e all’Uomo presentano crescite esponenziali. Cresce esponenzialmente il numero di individui di una qualche comunità (che sia composta da cellule o animali o esseri umani) finche’ risorse sufficienti per l’alimentazione sono disponibili. Il motivo è semplice: ogni elemento della comunità può generare un numero finito di successori, ed ogni successore può a sua volta generare un numero finito di successori di seconda generazione e così via. La crescita si arresta quando le risorse disponibili si esauriscono, come può constatare facilmente chiunque sia interessato a cucinarsi una buona pizza lievitata con lievito madre. Se il lievito lo si alimenta continuamente la crescita è straordinaria e rapidamente esaurisce qualsiasi contenitore disponibile, e qualsiasi capacità di ingurgitare pizza. Se il lievito non lo si alimenta, diventa grigiastro e muore. Cresce esponenzialmente il prodotto interno lordo del mondo e delle nazioni di cui abbiamo parlato nel capitolo precedente, almeno finche’ non si verifica una qualche crisi, come quelle del 1929 o del 2008. Cresce esponenzialmente l’utilizzo di ferro e di metalli pesanti da parte dell’umanità, almeno finche’ si riuscirà ad estrarre ferro e metalli a basso costo o a riciclarsi in maniera efficiente. E cresce esponenzialmente la produzione scientifica, almeno fin ora. E’ interessante confrontare differenti crescite esponenziali tra loro, ed è quello che ho provato a fare nella figura sotto.

Crescita delle pubblicazioni e degli scienziati in vari paesi dal 1980 al 2015

La figura confronta la crescita esponenziale delle pubblicazioni e del numero di scienziati in Europa, Stati Uniti e Cina, con dati che arrivano al 2015, quindi 8 anni dopo l’analisi di Larsen e von Ins. Quello che si nota è che la crescita del numero di articoli sta saturando a partire da circa il 2012 in Europa e Stati Uniti, mentre cresce in maniera potente in Cina, in maniera che anche il totale è comunque in crescita esponenziale. Price aveva previsto che la produzione scientifica della Cina avrebbe eguagliato quella degli Stati Uniti attorno al 1980-1990, è successo effettivamente tra il 2005 e il 2010, anche grazie a un enorme incremento del numero di scienziati in Cina tra la fine degli anni 90’ e il 2005. È sensato pensare che il sorpasso sia stato il risultato di una politica precisa da parte del governo cinese, che infatti ha incentivato enormemente il reclutamento di personale scientifico. Di più, la politica cinese è stata quella di far formare giovani scienziati all’estero, in Europa e degli Stati Uniti, per poi richiamarli in patria su posizioni di responsabilità, per far crescere a ciascuno a loro volta nuovi scienziati, questa volta in casa. Una crescita appunto esponenziale. In un capito seguente discuterò un caso veramente interessante dell’applicazione di questa politica lungimirante.


Prossima pubblicazione: 9 febbraio 2020. 5. Big science


[1] Price, D. J. de S. (1963). Little science. Big Science. New York: Columbia University Press.

[2] Scientometrics (2010) 84:575–603 DOI 10.1007/s11192-010-0202-z