科學(xué)貢獻(xiàn)的形成途徑通常有六類:
(1)靠創(chuàng)新思想。以新的視角、框架看待和思考問題,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),構(gòu)筑理論;
(2)靠深度追究。基于問題驅(qū)動(dòng),借助多種工具、方法,層層遞進(jìn),深度挖掘獲得新的發(fā)現(xiàn);
(3)靠類比拓展。將新思想、新方法移植于新的研究對(duì)象;
(4)靠平臺(tái)技藝。占有大型設(shè)備或掌握瓶頸技術(shù);
(5)靠稀有資源。譬如特有的化石、物種、材料樣品;
(6)靠大投入大合作,開展通常財(cái)力和人力難以支撐的研究。在實(shí)際的研究工作中,這些創(chuàng)新途徑也可能是相互交叉的。
不難理解,一個(gè)經(jīng)濟(jì)先于科技崛起的國(guó)家,首先通過途徑(3)到(6)建立科學(xué)貢獻(xiàn),之后隨著人才隊(duì)伍的成熟和科學(xué)文化的形成,越來越多地出現(xiàn)依靠前兩種途徑取得的貢獻(xiàn)。許多人以為,我國(guó)較有顯示度的科研成果基本上是依靠化石資源、測(cè)序平臺(tái)、蛋白結(jié)構(gòu)分析技術(shù)或大額經(jīng)費(fèi)投入取得的,但從2014年發(fā)表在Cell, Nature, Science (即CNS)上的論文來看,我國(guó)優(yōu)秀科研成果的產(chǎn)出已經(jīng)開始向依靠創(chuàng)新思想和深度探究轉(zhuǎn)型。
去年,標(biāo)注為我國(guó)科研機(jī)構(gòu)的學(xué)者以通訊聯(lián)系人或第一作者身份在CNS發(fā)表的文章共124篇(還有大量子刊論文未包括在內(nèi)),其中研究論文66篇,綜述論文4篇,其他為觀點(diǎn)、簡(jiǎn)評(píng)、來函、政策論壇之類的短文。在66篇研究論文中,主要依靠基因組測(cè)序、甲基化組等“組學(xué)”分析方法完成的論文有11篇,報(bào)道蛋白、蛋白復(fù)合體等結(jié)構(gòu)的論文9篇,依靠化石進(jìn)行古生物學(xué)分析的論文4篇,建立新型方法、途徑的論文12篇,探究機(jī)理、成因的論文30篇。后兩種類型約占CNS研究論文數(shù)的三分之二。
以舉CNS論文為例說明我國(guó)科學(xué)研究的轉(zhuǎn)型,僅僅是因?yàn)檫@些刊物的受關(guān)注度,而并非認(rèn)為只有在這些刊物發(fā)表的論文才具有重要科學(xué)貢獻(xiàn)。學(xué)術(shù)期刊面向一定的范圍,對(duì)于原創(chuàng)性、先進(jìn)性、完整性和吸睛度有一定要求,一些原始創(chuàng)新的重要發(fā)現(xiàn)可能因?yàn)橹黝}和方法不夠時(shí)髦、編輯和審稿人的判斷力不足等原因而未能在關(guān)注度高的刊物發(fā)表。對(duì)于科學(xué)貢獻(xiàn)的評(píng)判并不糾結(jié)于在何種刊物發(fā)表、獲得何種獎(jiǎng)勵(lì),而是依據(jù)對(duì)解決問題所起的實(shí)際作用、在學(xué)科發(fā)展中的地位乃至對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的影響,關(guān)注思想的貢獻(xiàn)、技術(shù)的貢獻(xiàn)和關(guān)鍵數(shù)據(jù)的貢獻(xiàn)。
1978年,F(xiàn)erid Murad等人在一份不起眼的刊物和一份會(huì)議論文集中,第一次提出一氧化氮可能作為第二信使介導(dǎo)一些激素的作用。后來,他與同事證明這一假設(shè)的論文也大多發(fā)表于普通刊物,一篇在Nature和一篇在PNAS獲得發(fā)表的文章,顯然是因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)這一途徑涉及當(dāng)時(shí)時(shí)髦的蛋白磷酸化修飾。1998年,F(xiàn)erid Murad與Robert Furchgott,Louis Ignarro分享了當(dāng)年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。諾貝爾獎(jiǎng)委員會(huì)稱,這是第一次發(fā)現(xiàn)氣體作為有機(jī)體內(nèi)的信號(hào)分子起作用,代表著生物體信號(hào)傳導(dǎo)的一種全新原理。至此,尚不是高潮。論文發(fā)表在哪不是諾貝爾獎(jiǎng)遴選的依據(jù);同樣,是否獲得諾貝爾獎(jiǎng)也不是科學(xué)界判定學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)的依據(jù)。諾獎(jiǎng)發(fā)布消息的當(dāng)月,植物生理學(xué)家Hans Kende致信Science,駁斥諾貝爾獎(jiǎng)委員會(huì)的頒獎(jiǎng)理由,稱科學(xué)界早已發(fā)現(xiàn)植物產(chǎn)生乙烯并用于調(diào)節(jié)許多基本生命過程,產(chǎn)生乙烯的基因、乙烯的受體分子都已鑒定并已應(yīng)用于植物生物技術(shù),乙烯才是在生物體第一次發(fā)現(xiàn)的氣體信號(hào)分子,代表著生物信號(hào)傳導(dǎo)的全新原理。
對(duì)科學(xué)貢獻(xiàn)的評(píng)判,其作用和影響是依據(jù),可靠性則是基本前提。有研究報(bào)道,半數(shù)科學(xué)論文的結(jié)論后來證明是錯(cuò)誤的,還有超過半數(shù)的生物醫(yī)學(xué)研究的數(shù)據(jù)甚至不可重復(fù)。我在驚訝和將信將疑中,對(duì)此陷入沉思。就實(shí)驗(yàn)科學(xué)而言,一般有三類:
(1)表征型。即對(duì)特征、屬性進(jìn)行觀察、測(cè)試、分析;
(2)路徑構(gòu)筑型。即建立或改進(jìn)方法、路徑,再經(jīng)過表征研究證明其可行性、可用性;
(3)原理探究型。即通過變量的人為改變和效應(yīng)觀測(cè),對(duì)特定對(duì)象的標(biāo)記跟蹤、分析測(cè)試,或者借助數(shù)學(xué)工具推演、模擬自然過程,探尋相關(guān)關(guān)系、因果關(guān)系和本質(zhì)特征。前兩種研究的錯(cuò)誤可能主要來自于實(shí)驗(yàn)方法的局限性或材料的不穩(wěn)定性,而第三種研究主客觀干擾因素更多,錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)也更大。
那么怎樣提高科學(xué)結(jié)論的可靠性呢?我認(rèn)為有以下幾點(diǎn)值得注意。
(1)弄清測(cè)試和運(yùn)算的原理、適用范圍和可靠程度。儀器、軟件及其他研究工具都有適用范圍和局限性,研究者要充分理解它們的原理,知道在何種條件下有何種可信度,這樣才能夠?qū)Y(jié)果有比較準(zhǔn)確的解釋,在可靠的范圍內(nèi)下結(jié)論。
(2)分清相關(guān)關(guān)系和因果關(guān)系。在同一時(shí)間、空間出現(xiàn)的事件有相關(guān)性,但不一定有因果關(guān)系。這個(gè)道理似乎淺顯,但在某些情況下也令人迷惑。要排除其他變量的暗中影響,從正反兩方面設(shè)置條件論證因果關(guān)系,辨明誰(shuí)因誰(shuí)果、直接因果和間接因果,而不要輕易下結(jié)論。
(3)通過不同途徑相互映證。測(cè)試結(jié)果可能有假象,原因分析也可能有誤判,設(shè)計(jì)不同實(shí)驗(yàn)方案在不同層次、方面相互映證是避免落入陷阱的一項(xiàng)有效措施。
(4)關(guān)鍵數(shù)據(jù)安排不同實(shí)驗(yàn)者獨(dú)立測(cè)試。實(shí)驗(yàn)者有個(gè)人操作習(xí)慣甚至操作誤區(qū)導(dǎo)致測(cè)試偏差,還有些研究材料本身存在某種不穩(wěn)定性,安排他人獨(dú)立測(cè)試可減少這種錯(cuò)誤,至少有利于掌握數(shù)據(jù)波動(dòng)的范圍。
(5)絕不為獲得發(fā)表打擦邊球。在關(guān)注度高的刊物發(fā)表論文是許多人所期盼的,但千萬不可通過選擇性使用數(shù)據(jù)制造亮點(diǎn),明知存在其他可能性卻利用同行知識(shí)上的盲點(diǎn)使論文獲得發(fā)表。有的論文大部分?jǐn)?shù)據(jù)都是可重復(fù)的,但就是決定文章高度的那一兩個(gè)關(guān)鍵數(shù)據(jù)沒法重復(fù),這讓同行作何理解?
科研成果在公布之后要經(jīng)受形式評(píng)價(jià)、內(nèi)容評(píng)價(jià)和歷史評(píng)價(jià)。第一種評(píng)價(jià)依據(jù)刊物影響因子、領(lǐng)域排序、論文引用等指標(biāo);第二種依據(jù)同行對(duì)研究者所報(bào)告信息的分析比較;第三種則依據(jù)被時(shí)間所檢驗(yàn)的科學(xué)貢獻(xiàn)。總之,科研工作者的人生價(jià)值最終是在歷史的天平上衡量出的。
上世紀(jì)七十年代,美國(guó)學(xué)者Paul Boyer經(jīng)過多年的努力提出ATP合酶的“旋轉(zhuǎn)催化”機(jī)制。到九十年代,日本學(xué)者設(shè)計(jì)出精巧的實(shí)驗(yàn)直接在顯微鏡下拍攝到ATP合酶帶動(dòng)熒光標(biāo)記“指針”的轉(zhuǎn)動(dòng),證實(shí)了他的理論。當(dāng)年近八旬的Paul Boyer在顯微錄像中看到魂?duì)繅?mèng)繞的ATP合酶的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)禁不住流下熱淚。博主當(dāng)年在美做博后期間聞聽此事,內(nèi)心深受觸動(dòng),感悟到這才是科學(xué)人生完美的結(jié)局。科學(xué)生涯充滿挑戰(zhàn),有發(fā)現(xiàn)的樂趣和外界好評(píng)的激勵(lì),也面臨著錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)我們?cè)谌松耐砟辏厥卓茖W(xué)生涯,對(duì)自己的發(fā)現(xiàn)和發(fā)明如數(shù)家珍,看到當(dāng)年作出的結(jié)論逐一被證實(shí),有些成為后輩的常識(shí),或者發(fā)明已獲得應(yīng)用,改變了生產(chǎn)和生活,這種滿足是一個(gè)科學(xué)工作者最大的滿足,是任何浮華和虛榮都無法替代的。
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