創建一個好的科學研究體系

說起未來中國科學發展最重要的目標，科學界和社會各界早已達成共識，那就是提高研究工作的質量和水平，做出更多創造性的發現。對此，人們發表了各自的看法。但是，許多探討集中于“投入”、“績效評估”等科學發展的外部條件，而忽略了“事物本身”(科學)，認識常常不能深入下去。要深入研究中國科學如何健康地發展，需要把科學自身發展的特點與外部環境結合起來深入思考。這方面，認真聽聽國際上有識之士的見解會開闊思路。不久前，美國《科學》雜志主編布魯斯·艾伯茨(BruceAlberts)教授在清華大學做了一場講演，其中關于促進“好的科學”(good science)發展的思想，就很有啟發性和借鑒意義。

認識艾伯茨教授

艾伯茨教授是美國科學院院士、加州大學舊金山分校生物化學和生物物理學系教授。他于1938年出生于美國芝加哥，1965年獲得哈佛大學生物化學博士學位，1976年任加州大學舊金山分校生物化學和生物系教授。艾伯茨教授是《細胞分子生物》的原創作者，該書成為所在領域的第一經典教科書，如今已經第15次出版。迄今為止，艾伯茨教授共發表研究論文150余篇，他最突出的成就是有關染色體復制的蛋白復合體研究。從1993年到2005年，艾伯茨教授連續兩屆出任美國科學院院長和國家研究理事會主席。2008年3月，他出任《科學》雜志主編。

2008年9月，艾伯茨教授以《科學》雜志主編的身份訪問中國，此行目的是為慶祝《科學》雜志社北京新聞辦公室成立一周年以及美國科學促進會(AAA8)代表團首次訪問中國30周年。此次訪問最重要的事件是，溫家寶總理于9月30日接受了艾伯茨兩個小時的采訪，訪談內容發表于10月17日出版的《科學》雜志上。之前，9月23日下午，應剛從美國回國擔任清華大學生命科學與醫學科學院副院長的施一功教授的邀請，艾伯茨教授在清華大學做了一場講演，題目是“科學與世界的未來”。

一看到艾伯茨教授到清華講演的消息，我就很渴望去參加。在我前幾年寫作《全球化時代的科技政策》一書的過程中，艾伯茨逐漸成為我熟悉的一個名字。1986年，是否應該實施人類基因組計劃(HGP)在美國引起廣泛的爭議，正是艾伯茨教授領導的一個國家科學院專家咨詢委員會最后對爭議給出了科學上的答案，對HGP的獲準實施起到了關鍵的作用。我猜想艾伯茨教授一定會向中國聽眾講述這段驕傲經歷。果然，艾伯茨教授開始即簡要地講述了這段歷史。他稱1986年接到那次請他擔任咨詢委員會主席的電話是一個決定他命運的電話。當時，國家科學院任命了一個由聲譽很高的科學家組成的委員會，成員中包括大名鼎鼎的DNA雙螺旋結構發現者詹姆斯·沃森，還有諾貝爾獎獲得者悉尼·布雷內、沃特·吉爾伯特和這個領域的其他許多名人，其中既有HGP的支持者，也有懷疑者。因為艾伯茨以前甚至沒有想過這個問題，他就成為了這個重要委員會主席的理想人選。可以想象，領導一個由意見對立的大科學家們組成的委員會，工作難度有多大。然而，艾伯茨教授取得了成功。經過兩年的工作，委員會就關鍵問題達成了共識，它直接對科學界關心的許多問題做了論述，對HGP重新確定了技術目標，為美國國會啟動HGP提供了科學依據。

6年后，艾伯茨教授又接到了第二個決定他命運的電話——一個專門負責提名國家科學院院長的委員會提名艾伯茨擔任下屆院長，謙恭地請他來商議，而9個月前艾伯茨曾經因不愿放棄科研而拒絕過提名。為什么提名委員會執意要選擇艾伯茨擔任院長呢?我想是因為6年前他公正而成功地領導了關于HGP可行性的咨詢工作，為決策提供了堅實的科學咨詢——這正是美國國家科學院的使命。1863年美國國會通過了美國科學院成立法案，規定“無論任何時候，當政府部門要求時，科學院就要對科學和技術題目調查、檢驗和實驗，并報告”。自成立以來，美國科學院為國家各個領域的決策提供了大量咨詢研究和建議。在擔任兩任科學院院長期間，艾伯茨教授領導國家科學院對國家許多政策領域的重要議題提供了大量的咨詢建議。

埃伯茨教授在清華的講演主要圍繞著三個問題：科學能為這個世界做什么?新知識從何而來?我們怎樣保持科學的健康發展和最優化生產?他的講演內容豐富，包括科學為決策服務、科學的健康發展，青年人才培養和國際科學合作。其中關于“好的科學”的思想給我印象深刻，深感對于思考如何促進我國科學的健康發展很有啟發。在講演完之后的reception中，我與艾伯茨教授進行了簡短的交流。后來，又給他寫了一封電子郵件，表示希望更多地了解他關于好科學的思想，并介紹給中國科學界。艾伯茨教授非常熱情地回了信，并把他的一篇代表性文章、清華演講的PPT和他的網址發給了我。認真閱讀相關材料后，更感到艾伯茨教授的思想發人深思。

小科學是好的科學

艾伯茨教授的基本思想是“小科學是好的科學”，集中反映在發表于1985年6月《細胞》雜志上的文章“增長的極限：在生物學中，小科學是好科學”。艾伯茨教授在文章的開頭即提醒人們，科學研究不同于生產，不是規模越大越好。大工廠可以生產出一個神奇的大面包，取代街角上的數千家面包作坊。但是，好的科學研究卻不是這樣。除了個別的例外，令人尊敬的生物化學家和分子生物學家都是在相對小的實驗室取得重要成果的。艾伯茨教授認為，大的實驗室和研究組是沒有效率的。隨著實驗室規模的增加，其領導人會把越來越多的時間花在非智力工作(nonintellectual endeavor)上，如為新人申請工作崗位、跑課題和其他組織活動，用在思考科學上的時間越來越少，更不用說及時跟上大量新出現的文獻。在這種狀況下，由于擔心爭取來的項目不能按時地完成，實驗室領導人就會鼓勵自己的屬下去做明顯可以取得結果的工作，而不是創新性的工作。而且，隨著實驗室規模的增加，一個人對許多儀器就越來越不熟悉，因此對它們的潛力和限制都缺乏判斷。最糟糕的情況是，大的實驗室對于年輕人來說會成為只是提供儀器和設備的地方，而不是得到研究指導或引導之地。對于許多取得一定研究成就的科學家來說，找到資金建立一個這樣的實驗室不是難事。如果幸運的話，他還可以吸引足夠優秀的年輕研究人員加入這個組，保持一定規模的研究生產力。靠著實際上是底下年輕人員寫的項目申請書，他可以不費多少力氣去繼續申請基金，最終能夠獲得項目基金。這樣，實驗室領導人會變成真正的科學經理(science manager)，他個人對實際正在做的科學研究基本上沒有什么貢獻，而是把幾乎全部的時間花費在爭取經費、四處旅行、參加各種討論會等。

艾伯茨認為，美國生命科學不應該鼓勵這種類型的實驗室。因為，得到太多的錢，卻沒有動力認真選擇應該優先做什么，最為寶貴的、有限的智力資源沒有得到聰明的應用。而且，因為實驗室需要維持一個高水平的運行，大多數工作必然沒有什么創新性，質量不高。許多大的實驗室代表的就是一個貧乏的培訓環境，研究生和博士后就像工廠的工人一樣被看待，嚴格地限制在工廠生產線的自己那部分，根本不是作為自主的研究人員來使用。不僅如此，大的實驗室實際上造成資源的浪費，一些項目及其費用很難判定是否合適，例如，很難判斷一個新的申請項目與這個實驗室已經獲得的資助項目在內容上和人員等方面關系是什么樣的。艾伯茨教授建議，國立衛生研究院(NIH)以及其他資助機構對任何一個主要研究人員(IP)領導的實驗室的資助總額設立一個上限，這一上限應該充分地反映一個主要研究人員全時從事研究的工作量，足夠他的研究所用。突破上限也是可以的，但需要證據說明，例如需要特殊昂貴的樣品。這樣的資助計劃可以節省資金，因而使更多的研究人員獲得資助。同時，這樣的資助可以限制實驗室的規模，可以使每個人把時間更多地用在科學上，少把時間用在寫申請書上，從而創造一個更好的研究環境，并為年輕研究人員提供更多的研究機會。

艾伯茨精辟地指出，科學研究要取得新的進展，重要的不是錢，而是專心致志和持續的探索。“至為關鍵的是要認識到，許多重要的研究成果起始于驚奇，這些出乎意料的結果的含義很容易錯過。金錢不能代替仔細的觀察、深思熟慮的分析和科學的技巧。而且，一篇具有創新性和原創性的論文比十篇結果顯而易見的論文更有價值”。在文章的最后，艾伯茨再一次強調：“科學并不是商業，不是越大越好。我們要對最好的青年人的鼓勵也許是一年一篇文章，一篇對科學真正有貢獻的文章，一篇在發表多年后還值得讀的文章。任何基于得到最大規模的研究隊伍、最多數額的研究資助和發表最多數量的論文的價值體系，對好的科學起著阻礙作用，應該警醒地看待它。”最后這句話令人警醒!

說到這里，我們會明白，埃伯茨教授所反對的“大科學”并不是通常所說的需要建設大規模的儀器設備和巨額資金投入的大科學工程，其在一些領域為小科學研究提供了平臺和工具，而是指片面以獲得研究隊伍規模、研究經費和研究產出數量為主要導向的“大科學”。埃伯茨根據自己的實際經驗認識到，大的實驗室不利于創新和創造性。艾伯茨教授后來說，他所謂的小科學是指實驗室研究組的研究人員應該限制在10個人左右，由完全介入研究活動的科學家領導，小科學研究會帶來許多益處。

雖然艾伯茨所說的是生物學中的事情，但是對其他許多領域也是適用的。大科學項目和平臺建設是必須的，對相關的科學研究都有用，但它只是整個科學體系的一小部分。更多領域的科研活動是主要。靠科學家個人和小組的創造性勞動，并不是規模大就好，小科學更有益處。資深院士馬大猷先生對此的看法與艾伯茨教授英雄所見雷同。在最近的“二十年科技趕美如何做才不是癡人說夢”一文中，馬大猷先生寫道：“一個影響很廣的奇談怪論是研究工作要求‘團隊’精神……據說，由一位教授帶著幾個學生或助手做研究工作的時代已經過去了，現在是集體研究的時候。這是極為荒謬的‘理論’……創造性的思想不能由集體產生，創造性研究工作一向是由小研究組(一個科學家帶或不帶助手)負擔，如果合作則各有各的一部分獨立工作。到今天仍是如此，從無例外。小研究組是主要的科學技術源泉，重大創造及其后繼工作，皆是如此。”

艾伯茨教授眼光敏銳，看出科學界自身普遍會出現的問題。雖然他說的是20世紀80年代美國的情況，但是卻讓人感到他像是在對中國的科學說話!

促進新知識的產生：交流與合作

許多年過去了，艾伯茨教授關于小科學是好科學的論斷是否有效呢?他認為還是有效的，但需要擴展——那就是具有這樣研究傳統的兩個實驗室形成合作，優勢互補，共同解決難題。在寫于20世紀末發表于2001年的文章《下個世紀的生物醫學研究》和在清華的講演中，艾伯茨教授詳盡地闡述了他關于合作的思想。

埃伯茨教授充分看到了現代科學加速發展的趨勢，他以自己從事的分子生物學領域發展的圖示對此做了生動的說明。在1961年，研究發現，細胞復制染色體的關鍵是DNA復制叉，但是人們對它的結構一無所知。如今，人們已經知道有一個細小的蛋白質機器在工作，科學家甚至可以做出它幾乎所有蛋白質部分的三位原子結構。這令人驚奇的進步是成千上萬個科學家研究的結果，每一個都建立在他前人知識積累的基礎上，這些知識來自不同的領域的研究，常常是以想不到的方式結合在一起，產生出具有重要意義的進展，其中一些新方法的發展，極大地推。進了科學發展的速度和力量。概括地說，科學的飛速進步是由于相關領域科學知識總量的增長以一種新的方式結合起來產生新的知識。從數學上就可以推斷出知識的爆炸性成長，100個知識單元的結合要比10個單元的結合多1000倍!

新知識來源于舊知識的組合。知識的大幅增長帶來產生更多新知識的可能，但是發現恰到好處的組合也日益困難。有什么好辦法呢?一個答案是，交流和合作會刺激新知識的發現。

艾伯茨指出，科學研究的合作有著內在動力。對于研究技術和研究材料互相依賴的實驗室，合作是自然的，例如，x射線晶體學實驗室與可以為之提供分析材料的其他實驗室之間的合作。但是，將來更為普遍的學科交叉類型的合作應該成為生物醫學研究的標準實踐模式，例如，要把現代醫學研究更有效地應用到臨床，就需要臨床研究與醫學實驗室之間富有成效的合作。但是，要做到這點，必須找到比現行方法更有效的方法才行。

在現在專業化研究不斷分化的趨勢下，不能因為知識深化而過度專業化，喪失科學的整體感。當前，對科學發展的交叉、綜合有利的條件是，計算機和通訊技術革命性發展為科學家提供了可以即時、免費獲取的大量研究出版物和各種數據庫，有利于生物醫學科學家之間最大范圍地相互交流和利用，同時也會極大地促進了臨床與基礎研究之間的合作。但是，這些技術發展只是可能性和條件。經驗告訴人們，不同領域的科學家很難開始合作，除非他們最初是面對面地相遇。因此，艾伯茨提議，應該精心設計一些具體的討論班，作為“攪拌器”，把將來有可能合作的不同專業的科學家帶到一起。艾伯茨建議NIH在重要的醫學領域資助可以促進某種類型合作的小型會議，由優秀的臨床醫生和基礎科學家共同主持，并設立由醫生和基礎科學家共同主持的合作基金項目，會議的參與者可以結伴參與競爭一定規模的研究資助，這樣，一定會促進新的類型的醫學研究合作。艾伯茨還談到合作需要解決雙方的文化問題。艾伯茨認為，當前的資助體系并不鼓勵創新性和冒險性的研究。而許多重要的新的機會常常產生于兩個常規學科之間，而這卻是沒有經過探索和開發的領域。解決這樣的問題是21世紀的關鍵任務，也是大學、慈善基金會和政府資助機構新時期面臨的挑戰。

創建一個好的科學研究體系

在清華大學所作的“科學與世界的未來”的講演中，艾伯茨教授強調，科學必須能夠持續地產生創新性的新思想和技術，因此必須更強地聚焦于為創新與冒險提供激勵和獎勵。這需要做好四方面的工作：第一，招募最有才能的青年人從事科學和工程學職業；第二，為他們提供最好的大學本科和研究生教育；第三，為承擔風險的研究和教育提供以業績或擇優為基礎(merit-based)的資助；第四，以最大化促進創新為目標，組織國家的研究機構。

艾伯茨教授指出，對于大學、研究所和資助機構，最緊迫的挑戰是找到新的途徑，在早期挑選最好的年輕科學家，并提供他們所需要的資源，使他們按照新的線路從事自己的研究，而不要求出“初步的成果”。2005年，國家科學院的咨詢報告《通向自主的橋梁——促進生物醫學研究中新研究人員的自主性》，建議NIH把促進生物醫學研究自主性作為機構全面的目標，為博士后和剛進入研究生涯的研究人員提供更多的資金支持他們自己的研究，改進博士后的指導等。

對于如何保持國家科學的健康發展和最優化生產，艾伯茨教授稱他對美國提出的建議是：以最大化促進創新為目的來組織國家的研究機構，包括四條建議：

一般來說，我們應該鼓勵我們的機構建立適度規模的實驗室(10～12人)，每一個實驗室由一個優秀的、具有創新思想和自主精神的研究人員領導；

這些實驗應該形成集群(clustered)，培植一種鼓勵可以自由分享儀器和設備的合作文化；

全心全力地鼓勵人員和思想的自由碰撞；

我們獎勵體系必須要改變，以最強地鼓勵風險承擔和原創性。

埃伯茨教授特地把第三條建議加重強調，意指自由是科學的靈魂。

我們也要明確提倡好的科學研究

艾伯茨教授思想的核心是發展好的科學研究。什么樣的科學研究是好的呢?能夠持續地產生創新性的新思想和技術的科學研究就是好的，反之，就是不好的科學研究、甚至是壞的科學研究。好的科學研究需要適當的組織形式和體制基礎，這是科學活動自身特點和規律決定的。科學研究是探求自然界的真理，需要科學家有探究精神和創新性，能提出新問題，解決新問題；需要自主性，在研究工作范圍內不受外部干擾；需要獻身，長期專心致志地不斷地探索；需要思想自由的交流和碰撞，激發新思想。能適應和保證科學認識活動特點的組織體系就是好的科學研究體系，偏離了科學研究的目標和科學活動自身的特點，就是不好的科學研究體系。因此，好的科學研究體系里面一定包含著促進科學創新性認識的要素：真理第一，科學目標至上，創造性和創新，研究自由，平等交流與合作等。偏離這些價值的科學研究體系就是壞的科學。好的科學是一種價值觀，是認識真理的有效方式，也是科學家追求的一種生活方式；而壞的科學敗壞了科學的名聲，甚至帶來社會對科學的敵視。

國內學界對中國科學界存在的種種弊病已談了很多，把主要原因歸于中國正在不斷進行中的科技體制改革出現的一些需要解決的問題。艾伯茨多年前對美國科學界弊病的批評，讓我們從另一個角度思考中國科學發展存在的問題，那就是科學界自身普遍存在著異化的因素，甚至科學界自己某些“做大”的做法會成為科學發展的敵人，因為這樣做帶來了阻礙科學發展的因素，與科學自身固有的價值背離：虛假(不做研究的名科學家發表文章)、不公正(表現在研究資源分配方面)、平庸(重數量不重質量)等。科技體制的改革要有正確的方向和價值觀導向。我們必須旗幟鮮明地反對壞的科學。科學界的帶頭人、科研管理部門的領導人和著名科學家，占有更大的權力、資源和名望，應該對此肩負起更大的責任。同時，我們應該大力提倡好的科學：科學家就是要做科學研究，而不是別的什么；改革現有國家科技計劃的資助體制，保證科研經費充足但公平而有效的使用；給科研人員、特別年輕科研人員自主、寬松的研究環境；為思想的自發交流和碰撞提供機會和創造環境；大力培養青年一代科學家，促進教育與研究的結合。科技體制改革只有沿著促進好的科學的方向前進，才能促進中國科學的健康發展和取得突破。