開放科學時代大學科研范式轉型*

武學超 羅志敏

摘要：高級知識經濟社會對科學知識需求不斷增強和現代高端網絡信息技術快速發展，推動了傳統閉合式科學向全方位開放科學范式的根本轉型。開放科學發展戰略和運行平臺已在全球蓬勃興起，科學域已進入開放科學新時代。開放科學范式推動了大學科研范式的根本轉型，大學開始從傳統的學術“象牙塔”向“知識經紀人”的組織角色轉型;企業開始從傳統“全自主研發”向將部分基礎研究攻關項目外包給大學的模式轉型;大學科研成果開始由閉合式期刊向開放獲取出版物的傳播方式轉型;大學科研評價方式由封閉式同行評審走向開放式多元評價。

關鍵詞：開放科學;大學科研;范式轉型

在人類社會發展過程中，隨著高級知識經濟社會對科學知識需求不斷變化和現代網絡信息技術快速發展，科學知識生產范式發生了重大變革和轉型，科學域正在經歷著由傳統閉合式科學向高度開放科學范式的根本轉型。開放科學是科學范式演化的內在邏輯和網絡20時代發展共同作用的結果，是“各種形式科學知識在科學發現過程實現其開放共享理念和范式，主要包括開放數據、開放方法、開放獲取、開放同行評審、開放資源等維度”[1]。在這一動態深度轉型中，多方科研協同方式日益成為科學知識生產的主流趨向，科研成果多方協同率不斷上升，科學社交網站平臺大量涌現，在線科學工具以及開放獲取科學資源日漸膨脹，人類科學域正在進入高度開放協同的開放科學新時代，這是科學歷史發展的必然結果，也是科學研究所要遵循的基本規律。開放科學在全球快速發展，推動了大學科研范式轉型。

一、開放科學開啟人類科學域新時代

（一）開放科學戰略全球興起

開放科學具有鮮明的時代品性，是符合全開放高級知識經濟社會發展需求的一種新興科學范式，在快速發展的第二代互聯網以及高端信息技術網絡平臺驅動下，開放科學已成為世界各國一項重大科學戰略，在全球掀起了開放科學戰略浪潮。歐盟2016年啟動了“歐洲開放科學云計劃”，并于2018年3月發布了《歐洲開放科學云實施路線圖》，旨在通過數據基礎設施、數據信息庫、服務支持、開放獲取平臺、開放科學制度和治理體系六個方面的能力建設推動開放科學在歐盟成員國快速發展，全面提升歐洲科研數據治理現代化水平和大數據驅動卓越科研創新能力。[2]在歐盟和OECD開放科學相關政策框架下，其成員國都出臺了相應的開放科學法律和政策框架，如芬蘭教育與文化部出臺了芬蘭《開放科學與研究路線圖》，并啟動了“開放科學與研究計劃”（Open Science and Research Initiative），旨在促進芬蘭大學開放科學快速發展，提升大學科研卓越水平和國際競爭力[3];捷克于2017年6月出臺了《國家科學信息開放獲取戰略2017—2020》;丹麥于2015年11月發布了《國家開放獲取戰略》;美國于2013年出臺了《科學與技術研究平等獲取法案》（Fair Access to Science and Technology Research Act）;瑞士于2017年1月啟動了《國家開放獲取戰略》。這些政策框架有效推動了國家開放科學治理體系和治理能力現代化進程。

從全球開放科學戰略工具分類看，大致包括強制性、激勵性和使能性三大類型政策工具。激勵性戰略工具主要是以資金支持分擔開放獲取出版物成本。在大多數OECD成員國中，政府都強制公共資助科研成果開放獲取（即開放獲取出版物的金色路徑）或在線知識庫自助輸取（綠色路徑）。比利時開放科學戰略要求公共資助科研人員必須將其科研成果輸入到大學知識數據庫;西班牙《國家科學域技術研究創新計劃》要求科研人員論文出版后12個月內輸入到大學知識數據庫;美國科學與技術政策辦公室備忘錄強制所有公共資助科研成果必須公開自由獲取;英國研究委員會要求公共資助科研成果必須以金色開放獲取路徑向公共開放運用。財政激勵是世界各國開放科學戰略普遍運用的政策工具，旨在通過激勵機制推動科學研究全面開放，通用的戰略工具包括開放科學財政支持，對開放科學研究人員的學術認同和獎勵，將開放科學及其影響引入新的科研評價體系等。如芬蘭國家開放科學計劃為從事開放科學研究人員提供專項資金獎勵，比利時運用大學綠色開放獲取知識數據庫評價和獎勵科研人員，西班牙在科研人員評估機制中引入開放科學相關指標，美國通過PubMed數據庫中的論文及其下載量評價科研人員開放存取能力。使能性政策工具主要包括開放科學基礎設施建設、開放科學技能培訓。大多數國家都通過投資基礎設施來支持開放科學事業快速發展，包括在線知識儲存庫、數據庫、數字化圖書館、研發項目和科研人員數據信息平臺等政策工具。如芬蘭啟動了開放科學基礎設施路線圖，阿根廷創建了國家研究人員SICyTAR數據庫，西班牙創建了RECOLECTA國家知識儲存庫和其他重要基礎設施來支持研究人員和其他利益相關者自由存取其科研成果，波蘭建立了多家在線虛擬圖書館支持開放獲取，英國通過數字化基礎設施開發戰略來支持開放科學相關活動。[4]這些基礎設施不但實現了科學信息資源的開放共享，也有效地促進了開放科研協同創新和開放科學文化發展。另外一項使能性政策工具是為開放科學各利益相關主體提供技能培訓。如芬蘭教育與文化部在大學實施了科研人員數據管理培訓項目;波蘭在政府支持下成立了OCEAN大數據研究中心，一方面為大數據儲存提供數字化基礎設施，另一方面為相關人員提供大數據分析技術培訓;歐盟啟動了FOSTER全歐開放獲取和開放數據培訓項目。法國通過“國家數字化科學圖書館”和“直接科學交流中心”平臺為相關人員提供開放獲取和開放數據知識培訓;美國國家科學與技術辦公室備忘錄強調支持國家科學數據管理、分析、存儲等領域專業人員培訓和教育;加拿大政府通過《開放政府20行動計劃》加強開放科學相關人員的數字化技能、在線工具運用等培訓，以實現政府資助科研成果公共獲取最大化，促進產學研協同創新;英國通過《數據能力戰略》在大學設立大數據博士培養項目，并成立倫敦開放數據研究院，為專業人員提供數據分析、獲取、共享技能培養。[5]

·高校科研·開放科學時代大學科研范式轉型

（二）開放科學平臺快速發展

開放科學實踐在全球得到了前所未有的快速發展，借助于數字化信息網絡，全球科學域興起了大量科學社交網絡平臺，不同形式的在線科學工具和開放獲取資源日益膨脹，形成了不同類型的平臺模式。作為全球最著名的開放獲取信息平臺，開放獲取知識庫注冊表（Registry of Open Access Repositories）是一個記錄開放獲取知識庫創建及發展的可檢索國際數據庫，已注冊的全球開放獲取知識庫由2000年的64家猛增到目前的4601家（截止到2018年4月）（如圖1所示）。[6]作為世界最大的開放科學在線平臺，“研究之門”（Research Gate）目的是為科學家提供科學交流、科研協同新工具，聯系整個科學世界，促使科學研究面向所有人開放。“研究之門”自2008年以來得到了快速發展，截止到2017年底，已注冊1400多萬名科學家成員，分別來自世界上193個國家，共收錄1億多篇開放獲取學術論文，成員中包括64位諾貝爾獲得者，89%以上成員具有研究生以上學歷。[7]“學術界”（Academia）是在美國設立的一個全球學者社交網絡平臺，該平臺主要用來共享成員科研論文，開展科研論文影響力的深度分析，緊跟學者研究前沿動向等。該平臺創建于2008年9月，截止到2018年4月，已擁有全球成員6200萬名。[8]開放科學數字化在線共享工具以及大量學術社交網絡平臺的大量涌現，促使開放獲取出版物也得到了快速發展，存放在開放存儲庫中的科學數據和科研論文急速增加，并且所有科研論文都能夠直接鏈接到研究人員的個人資料。

圖1開放獲取知識庫注冊表平臺注冊量發展趨勢

數據來源：Registry of Open Access Repositories.Browse by Year[EB/OL].Http：//roar.eprints.org/view/year/，2018-04-30。

圖2“研究之門”學術社交網站平臺注冊人數發展趨勢

數據來源：Research Gate.About us[EB/OL].Https：//www.researchgate.net/about，2017-12-31。

二、開放科學推動大學科研范式轉型

開放科學作為一種范式、一種理念抑或是一種技術工具創新，在全球開放科學戰略和平臺大規模興起的浪潮下，大學科學研究范式正在發生一場重大轉型。大學研究機構作為追求高深學問的重要場所，開始由傳統的學術“象牙塔”向“知識經紀人”的組織角色轉型;大學與企業科研契約關系開始由企業“全自主研發”向將部分基礎研究攻關項目外包給大學的模式轉型;大學科學研究成果傳播開始由閉合式期刊向開放獲取出版物的傳播方式轉型;大學科研評價方式由封閉式同行評審向開放式多元評價轉型。

（一）大學研究機構角色轉型——從“象牙塔”走向“知識經紀人”（Knowledge Brokers）

傳統上，以科研為導向的大學和以技術應用為導向的企業部門之間存在明顯的邊界壁壘。然而，在科學日益開放時代，隨著學術界和產業界之間的科學責任分配的不斷變化，部門之間的邊界也日趨模糊。大學和企業之間日益頻繁的知識轉移、知識交換活動進一步縮小了科學域和生產域之間的邊界鴻溝，大學從“象牙塔”的傳統學術形象開始向“知識經紀人”新形象轉變。近年來，世界許多著名大學研究機構發展定位發生了根本性轉變，開始從基礎研究提供者到開放式跨部門、跨地域科研協同聯盟組建者，即從傳統“象牙塔”走向“知識經紀人”的角色轉型，各大學研究機構開始主動與外界利益相關組織組建網絡化科研協同戰略伙伴關系，旨在為企業創新問題提供直接的解決方案。如2011年瑞士蘇黎世聯邦理工學院（ETH Zurich）與IBM公司協同創建了“蘇黎世賓寧-羅勒納米技術研究中心”（Binnig and Rohrer Nanotechnology Center），為雙方研究者提供了大型研發協同平臺，作為平等協同伙伴，雙方都有權出版和出售其聯合創造的知識產權。這種研發協同新型契約關系推動了雙方伙伴及時發現其科研發現的潛在應用機會，并進一步促使其科研成果商業化。同時，蘇黎世聯邦理工學院與IBM公司的雙向動態學術職業路徑也體現了協同雙方共同治理的時代特色，促生了緘默知識轉移的溢出效應。目前，“蘇黎世賓寧-羅勒納米技術研究中心”已發展成為面向全球的開放式協同創新平臺，包括來自45個國家的世界頂尖科學家。[9]蘇黎世聯邦理工學院在當前開放科學時代彰顯了其作為“知識經紀人”的角色。作為世界著名網絡化無線射頻識別和新興傳感技術研究組織，Auto-ID實驗室網絡成員包括了如麻省理工學院、劍橋大學、蘇黎世聯邦理工學院、復旦大學等7所分布于四大洲的世界著名大學，旨在通過“物聯網”（Internet of Things）構建與世界著名企業的供應鏈，通過軟件和硬件設備為相關領域創新企業提供其研究成果，以推動新企業模式生成和關鍵技術應用。[10]瑞典著名烏普薩拉大學通過“烏普薩拉大學創新項目”（Uppsala University Innovation，UUI）的“烏普薩拉大學專家型創新支持職員”（Uppsala University Professional Innovation Support Officers，PISO）實現其“知識經紀人”的角色，這些職員負責利用其產業與學術戰略協同關系網強化大學與產業科研協同創新伙伴關系。[11]

（二）企業與大學科研契約關系轉型——從全自主研發到向大學購買的外包研究（Outsourcing Research）

近年來，在開放科學理念引領和平臺推動下，許多創新企業開始通過簡化技術研發價值鏈活動來強化其核心研發能力，這促使了創新企業與大學及公共科研院所之間的科研契約關系發生了根本轉型。在這一發展進程中，許多創新企業大幅削減自身基礎研究開支，采取外包研究形式將其大量基礎研究活動移交給大學研究機構，其發展模式開始由自主開展基礎研究走向購買大學研究成果。如迅達電梯公司（elevator company Schindler）與德國科隆大學（University of Cologne）應用數學研究院組成協同創新聯盟開展外包研究活動。基于精密技術要求，迅達公司外包了遺傳算法研發項目，以實現其電梯控制系統優化升級。在這方面，科隆大學應用數學研究院成為迅達公司技術創新過程前端知識和關鍵技術供應商。其他如德國戴姆勒股份公司（Daimler）向德國一些著名大學和研究院外包了其遠程信息處理研究項目;瑞士著名艾波比集團公司（Asea Brown Boveri Ltd）與蘇黎世聯邦理工學院組成研發協同聯盟，并向蘇黎世聯邦理工學院外包了檢測機器人裝置基礎研發項目。[12]德國思愛普公司（SAP）在德國達姆施塔特工業大學（TU Darmstadt）、瑞士蘇黎世聯邦理工學院和圣加侖大學（StGallen university）等世界著名大學創建了多家跨國分布式研究實驗室網絡，并向這些大學外包其所需關鍵技術研發攻關項目。諾華制藥有限公司（Novartis）也日益加強與世界著名大學研究機構合作，向具有相關領域基礎研究優勢的大學外包其研究項目，以填補其研究和臨床前開發的關鍵技術缺口。這種外包研究模式為有效解決基礎研發領域的“小企業缺陷”（liabilities of smallness）問題提供了新路徑。傳統上，由于受資源和規模的限制，許多中小企業難以自主開展基礎研究項目，因此將科學難題外包給大學及科研院所的發展模式更有利于提升這些企業的核心競爭力，并正成為一種強勁的開放式協同研發模式在全球興起。

（三）大學科研成果傳播方式轉型——從閉合式期刊走向開放獲取出版物

在傳統閉合式科學范式下，科研成果傳播方式主要依賴于學術共同體同行評審的閉合式期刊。在開放科學理念推動下，世界許多大學科研機構通過大規模跨學科、跨區域、多邊互動的科研協同平臺和開放獲取平臺向社會公眾開放其科學研究過程，加速其科學知識生產和傳播。如位于瑞士日內瓦的世界最大高能物理實驗室“歐洲核子研究組織”（CERN）擁有來自全世界80多個國家、500多所世界著名大學（包括我國的清華大學、山東大學等）及研究機構的2500多名科學家（占全球粒子物理學家的一半），每項實驗通常由數百名科學家在巨型科研設備上共同完成，其科研資金已超11億瑞士法郎，占有27千米長的加速器基礎設施。該實驗室基于“向所有人開放”（Open to All）理念，先后創建了“阿特拉斯Twiki門戶”（Atlas Twiki Portal）開放獲取平臺，可供全球15000名高能物理科學家及時查閱。“歐洲核子研究組織”還與世界上1000多家權威圖書館、圖書館聯盟和研究組織聯合成立了“粒子物理開放獲取出版聯盟” （SCOAP）國際協同組織和“開放數據門戶”（Open Data Portal），實驗室科學家可將其所有研究成果及數據在這些開放平臺上向公眾開放共享。[13]“歐洲核子研究組織”已發展成為世界最大的以世界著名大學為主導的開放科學計劃。瑞士著名的圣加倫大學（the University of StGallen）是歐洲較早實施開放獲取政策的大學，旨在使公眾能夠免費獲取科研論文，包括大約24000種世界范圍內同行評審科學期刊，其實施路徑包括“綠色通道”（Green-road）和“金色通道”（Gold-road），綠色通道是指作者可以在著名科學期刊上持續發表論文，由出版商賦予作者獲取自己科學論文復版的權利;金色通道是指作者能夠在開放獲取期刊上發表其科研成果。[14]近年來，其獲取的資料規模加速發展。相對于大量同行評審紙質期刊的遲緩和嚴格的出版程序，基于互聯網的開放獲取期刊平臺為即時利用科研成果提供了可能。從高能物理“歐洲核子研究組織”發展經驗看，開放獲取出版物有效地加速了新知識傳播。在歐洲大型強子對撞器（LHC）加速器藍圖在線發表時，幾天之內就有上千次下載注冊。一項引證數據分析顯示，印刷前免費即時在線傳播能夠生成巨大的引證優勢，上傳到開放獲取學科知識庫的高能物理學科論文被引次數是未上傳論文的6倍。[15]開放科學時代，許多國家政府開始要求其資助的大學科研成果必須即時公開發表和開放獲取。在大多數歐盟資助大學科研項目中，科學知識開放傳播已經成為政府公共科研資助的先決條件。

（四）大學科研評價方式轉型——由封閉式同行評審走向開放式多元評價

開放科學時代，大學科研評價指標體系正在發生根本性變革。以學術期刊影響因子為主要評價指標的傳統體系難以適應開放科學在社會、政治、經濟等相關領域發展中多重影響的新圖景，單純以學術影響力為科研成果評價唯一標準與開放科學時代發展不相適應。為適應開放科學時代新型出版形式，如在線開放獲取期刊、微博等，這就需要大學科研評價體系走向一種多元科學影響力評價方法。在此背景下，替代計量學（Altmetrics）逐漸成為科研成果評價的一項新興范式，有效解決了傳統網絡計量學速度較慢、非結構性和閉合性等缺點，替代計量學更多地“通過博客、推特、網摘等廣域開放在線評價工具，使終端出版物和科研協同過程對不同形式的科研成果的影響力和引用情況進行評價”。在開放科學時代，替代計量學必然成為主流科學評價方式。另外，另類科研成果評價也開始在全球興起，它能夠跟蹤在線出版物如何通過像社交網絡平臺和博客這樣的網絡社區傳播，以及如何通過傳統媒體進行有效傳播。另類科研成果評價除了評價學術論文被引頻次之外，還要對科研成果的社會、政策、經濟、文化等各方面的非學術影響進行評價。如英國的“科研卓越框架”、澳大利亞的“研究質量與獲取性框架”、美國的“美國再投資科學與技術：科研對創新、競爭力和科學影響的評價”、荷蘭的“情境中科研評價”等，都是開放科學時代大學科研評價體系改革的基本趨向，“卓越”和“非學術影響”正成為世界大學科研評價新常態和轉型發展新向度。同時，開放科學跨部門、跨地域、跨學科協同研究的學術品性賦予了大學科研評價的多維度特質。為激勵開放科學，全面提升大學科研卓越水平，歐盟設計并實施了多維綜合評價框架——“開放科學職業評估矩陣”（Open Science Career Assessment Matrix，OS-CAM），涵蓋了卓越科研人員更廣域的學術能力，包括科研產出、科研過程、學術咨詢服務和治理能力、科研影響力、科研對教學的貢獻度等指標。[16]

表1歐盟開放科學職業評估矩陣

開放科學活動維度

大學科研評價指標

科研產出

科研活動

將開放科學作為科研活動新范式

出版物

在開放獲取期刊發表論文、在開放獲取知識庫中自我存取

數據庫和科研成果

依循開放數據管理和開放數據庫指標標準，充分利用其他研究人員的開放科研數據

開放資源

充分運用開放資源軟件、面向其他用戶開發新開放資源軟件

科研經費

確保開放科學活動經費充足

科研過程

利益相關者參與/公民科學

吸納非專業人士和科研成果用戶參與科研過程，通過開放平臺與利益相關者共享科研成果

科研協同和跨學科研究

通過開放協同科研項目擴大利益相關者參與科研過程、通過多樣化跨學科團隊開展科學研究

科研誠信

增強對開放科學數據共享、數據保密、學術品性和環境影響相關的倫理和法律意識;充分認識其他利益相關者（如科研協同者、論文合作者、公民用戶、開放數據提供者等）對科研項目的貢獻

科研風險管理

增強開放科學活動中的各種風險意識和管理能力

科研服務和領導

科研領導

領導團隊開展開放科學實踐，為開放科學研究提供決策咨詢

學術地位

提升開放科學活動的學術聲譽

同行評審

開展同行評審;開放型科研審查和評估

科研網絡協同

參與開放科學相關的國家和國際協同網絡

（續表1）

開放科學活動維度

大學科研評價指標

科研非學術影響

學術交流和傳播

參與公共科研服務活動;通過非學術傳播路徑共享其科研成果;將科研成果翻譯為通用語種

知識產權（專利、許可）

將知識產權轉化為科技創新和廣域經濟增長

社會影響

科研成果向社會開放使用;科研成果獲社會群體認可

知識交換

與非學術利益相關者開展開放式創新活動

教學和指導

教學

培養其他科研人員開放科學原理和方法;開發開放科學方法課程項目（包括開放科學數據管理課程）;增強本科生和研究生開放科學意識和理解

指導

指導其他研究人員開放科學工作能力;為早期科研生涯人員提供開放科學指導

專業經驗

繼續專業發展

通過自身專業發展加強開放科學能力建設

科研項目管理

成功管理多團隊參與的開放科學項目

參與開放科學的人格品性

彰顯個人與公民社會和科研用戶協同開展開放科學的人格品性

三、結語

十七世紀后期，西方國家科學研究院及其科學出版物的出現，走出了傳統封閉式科學向開放科學轉型發展的第一步，這使得科學發現能夠更迅速便捷地進行廣域傳播和交流。二十世紀后期，互聯網誕生極大地提高了科學信息的傳播速度，但在科學研究范式上并未引發新的重大變革，也沒有從根本上改變科學信息傳播和交流的方式，僅僅表現在電子郵件取代了紙質信件，電子期刊取代了紙質期刊。但在新世紀初十幾年間，專為研究人員設計的新型數字化、高精密計算信息技術加快了科學范式向全方位高度開放的開放科學范式根本性轉型過程。這些數字化信息技術工具為高度開放的科學研究生態系統運行提供了必要技術條件。大量數字化工具的應用，促進了科學信息共享，出版物能夠被所有同行評審專家共時審閱，通過使用文本挖掘從出版物中提取量化信息，并為研究人員智能推薦閱讀材料。開放科學表現出的諸多學術品性符合全球開放時代發展根本趨向，是順應時代發展的必然邏輯結果，并在科學域形成了異常繁榮的全球開放科學新圖景。

開放科學涉及到公眾參與科學、知識共享、開放協同、開放數據、開放方法、開放獲取、開放同行評審、開放資源等多維度科學活動范疇，具有科研全方位的高度開放性，科研參與主體的多元全納性，科研過程的高度透明性等顯著的時代特質。傳統科學范式主要以學科研究為驅動力，在科學共同體中，研究主流（Research Streams）由極少數專題期刊決定。這種科研論文狹隘的學科化結構賦予了人們對傳統科學范式接受的可能性。另外，不出版就退稿（Publish or Perish）的信條迫使研究者對其學術成果嚴格保密，直到提交到科學期刊確定發表。傳統閉合式科學范式帶來純科學進步的同時，也給學科之間、部門之間以及地域之間的協同帶來了嚴重阻隔。在過去幾十年間，交叉學科期刊數量快速增加，以互聯網為本的新型協同創新模式不斷涌現。這一方面為科學出版和科學協同提供了新路徑，另一方面促使了科學思維開始走向更為開放和跨學科研究。各研究領域之間新型科學交叉聯合為科學界提供了新的出版平臺，從而推動了整個科學域譜系的深刻變革。同時，在傳統的洪堡科學模式中，大學是科學研究的核心場所和組織機構。隨著科學研究范式的不斷演進，在科學域中，公共和私營部門中的研究機構開始日益專業化。當前，科學界成本效益的訴求迫使科學研究活動更加關注科學研究機構的價值創造和效益生成。由于開放科學充分利用了具有高度可擴張性的第二代互聯網技術等高度發達的網絡技術源，開放科學顯現了前所未有的高度的全方位的開放性。比如，開放科學特別強調非專業人士公眾參與，即一般公眾能夠以不同形式參與到科學研究中，既超越了傳統科學共同體邊界，也將科學創新主體擴大到大學-產業-政府-公民社會四重螺旋開放生態系統，體現了開放科學高度的學科互涉和跨部門、跨地域協同的超時空圖景;同時，在科學數據和信息獲取方面，也具有面向全社會的高度開放性。開放科學作為科學范式演化過程中的新生產物，深入推動了大學科研范式根本轉型，并成為世界各國推動大學科研卓越發展的重要政策工具。因此，深刻認識開放科學本質和價值，頂層設計開放科學國家發展戰略，通過有效政策工具全面深入開展開放科學活動，是當前“雙一流”建設背景下大學科研卓越發展的必然選擇，是時代需求和所向。

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