“科學進步”到底意味著什么？

思考科學繁榮或停滯的三種方式。

本文作者安東尼·米爾斯（M.Anthony Mills）是美國企業研究所（AEI）的高級研究員，他致力于研究聯邦政府在科學和創新方面的作用，以及管理機構如何研究和利用專業科學知識等。他正在撰寫一本關于聯邦科研機構的歷史及當下改革及前景的專著。

2022年，美國國會通過了《芯片與科學法案》。該法案除了扶持美國半導體產業之外，還大幅增加了聯邦政府在科研方面的支出。美國能源部（DOE）和國家科學基金會（NSF）所獲資金都有了實質性的增長。此外，國會還通過常規撥款程序增加了科研資金，其中包括大幅增加對另一重要科研機構——美國國立衛生研究院（NIH）的撥款。

在這些立法行動之前，美國國會曾進行了一場長達數年且仍在持續的辯論，主題是如何確保美國在科學與創新中保持競爭優勢。這場辯論與大多數科學政策方面的辯論一樣，幾乎完全圍繞資金問題展開：美國應當在科研上投入多少資金？該由誰來投入——是私營部門還是公共部門？如果是公共部門，那么該由哪個政府機構負責？資金應該流向哪些領域——是“基礎”科學領域，還是“應用”研發領域？各利益相關方總是為自己偏好的結果進行游說，而政府管理者則圍繞投入的資金過多還是過少而爭論不休。

資金對于科學而言當然是必不可少的。現代科學是一項規模龐大且成本高昂的事業。然而，僅僅提供資金并不足以推動科學進步。科研事業存在一些系統性的問題，單純向研究者投入更多資金于事無補，甚至可能會使問題惡化。這些問題包括：關鍵實驗結果無法重現（即所謂的“重復性危機”），偽劣的科研行為盛行，激勵機制失調，官僚化程度加劇以及科學進步放緩。

針對這些問題，包括NSF和NIH在內的諸多重要科研機構已經啟動了一系列規劃，旨在改革資助機制，激勵突破性發現，減輕研究人員的行政負擔，并將研究與現實世界所需的成果相關聯。這些舉措對于改善美國科研工作以及更廣泛的科研事業而言，都是十分有前景的。

但是，如果對于科學進步究竟是什么沒有清晰的概念，那么以推動科學進步為目標的改革無異于盲目行事。除非我們明確說明科學進步的含義，否則我們將無法看清不同的科學進步理念之間的權衡關系，以及每種理念各自所需的特定改革方式。更糟糕的是，不當的改革甚至可能會產生與預期截然相反的結果。

至少有三種不同的用于思考科學進步的模型，這些模型在很大程度上潛移默化地影響著當代的學術爭論。這三種模型都扎根于成熟的哲學體系，但它們在理解科學的方式上有很大的差異。

積累主義模型

第一種模型我們可以稱之為科學進步的積累主義模型。根據這個模型，科學是通過數據、事實或信息的穩步積累而取得進步的。這里所用到的核心隱喻是“容器”：科學家不斷將外出探索到的點滴知識添加到這個容器中。因此，科學進步是一個累積的過程，具有線性和漸進性的特點。

實驗室工作人員正在積累知識

重要的是，這種知識累積的過程可能是有限的。原則上，科學家能夠發現所有的知識碎片，揭示關于世界的一切奧秘，從而將容器填滿。至少，科學家能夠（稍微混用一下比喻）先摘取所有“低垂的果實”——那些最容易獲取的知識，后面就只剩下些許漸進式的改進空間了。

這種觀點是大眾對科學的“通俗”理解的一個重要組成部分。盡管在20世紀遭到了某些哲學家、社會學家以及歷史學家的嚴厲批判，但它在政策討論中依然頗具影響力。

庫恩模型

累積主義模型可以與另一種模型形成對比，這種模型我們稱之為“庫恩模型”，是以科學史家、科學哲學家托馬斯 · 庫恩（Thomas Kuhn）的名字命名的。眾所周知，庫恩曾對積累主義觀點進行過公開的批判。

依此觀點來看，科學進步并非呈線性、漸進式的，而是會被影響極大的觀念轉變與革新的節點打斷。存在著一些相對平靜的時期，也就是庫恩所謂的“常規”科學階段——在此期間，科學進步看上去與積累主義模型所描述的情形頗為相似。不過，每當主流理論無法解釋積累的異常現象而難以為繼時，這些平靜期就會被出現的危機打斷。與之競爭的理論會應運而生，對既有共識發起挑戰，最終推翻主導范式并取而代之，就像相對論和量子物理學取代經典物理學那樣。這就是被庫恩稱作“范式轉換”的科學革命。

哥白尼是最初的范式轉變者

在庫恩模型里面，什么才算是有意義的科學事實或科學問題取決于當前的范式。科學家并非單純地在外搜集事實，而是借助理論來解釋和改變世界。因此，盡管某一既定范式可能會走向盡頭，就如同科學家能夠“填滿容器”那樣，但這并不一定意味著科學進步就此終結。恰恰相反，當新的范式出現時，它會提出自己全新的問題、挑戰和機遇。科學家會擱置舊的容器，轉而啟用一個新的，或者更準確地說，他們會利用舊容器的材料去打造一個全新的容器。

科學進步的前兩種模型之間的對比可以通過一則歷史軼事來說明。著名的理論物理學家馬克斯 · 普朗克（Max Planck）曾回憶道，在19世紀70年代，他還是一名大學生的時候，曾向自己的老師詢問物理學領域的職業前景。那位年長的物理學家告訴普朗克，幾乎所有重大問題都已經被解決了，只剩下一些“塵埃和泡沫”有待檢驗和補充。從積累主義的觀點來看，這一建議其實相當合理。當時占主導地位的經典物理學范式在19世紀末已近乎完備，諸多重大問題都已在這一范式內得到解決，給年輕的物理學家留下的課題似乎已不再具有重大意義。

那位年長的物理學家未曾料到，物理學當時正處在自牛頓以來最偉大的科學革命的開端，而普朗克本人將在其中發揮決定性作用。因此，在經典范式中看似只需通過拓展現有理論就能解決的相對次要的問題，回首來看，實則是一些根本性的大問題，它們需要深層次的概念上的創新，而這種創新正是由19世紀末普朗克開創的新興量子理論以及后來愛因斯坦發展的相對論推動的。

那位年長的物理學家很難被指責沒能預見到量子物理學的出現。但從庫恩的視角來看，他本可以預料到未來會出現更多的理論革命，即便他無法確切地說出是什么樣的革命以及何時會發生。他的錯誤在于假定經典物理學的終結就是物理學本身的終結。對我們而言，幸運的是，普朗克并沒有得出同樣的結論。

培根模型

第三種也是最后一種模型，通過與庫恩模型進行對比能更好地理解。就庫恩模型而言，推動科學向前發展的是科學內部存在的問題或危機。因此，導致經典物理學陷入危機的因素，即普朗克、愛因斯坦等科學家為之提供了解決方案的那些因素，都是只有專業人士才會感興趣的專業性極強的問題。

科學正在發生作用

然而，按照第三種模型的觀點，科學的進步并非通過擴展現有的科學范式，也不是通過解決科學內部的問題或危機來實現的。相反，科學是通過努力應對由社會、政治和經濟需求提出的外部問題而取得進展的。我們評判科學是否進步，并非依據理論知識方面的進步或創新，而在于我們的理論是否以及在多大程度上幫助我們解決實際問題。科學是否帶來了技術突破？是否推動了經濟增長？是否有助于我們解決緊迫的社會及政治問題？

我們可以將這一觀點稱為“培根模型”。正如弗朗西斯 · 培根（Francis Bacon）在17世紀的那句名言：科學唯有結出“改善人類境況”的果實，才能稱得上真正繁榮。

當然，科學進步的前兩種模型并不否認科學具有實際效益。沒有人會否認科學對技術創新和經濟增長的貢獻，也沒有人會否認科學能夠幫助我們解決社會和政治問題。第三種模型的獨特之處在于，它將這些貢獻視為科學進步的根本方面，而前兩種模型則把它們視為副產品，盡管這些副產品也很重要。用培根的比喻來說，一門“毫無成果”的科學，無論其理論上多么深奧復雜，都是不成熟且缺乏生命力的：“它能夸夸其談，卻無法有所產出。”

問題辨析

根據我們所認同的模型不同，我們可能會在如何診斷科學進步的問題上，甚至在其是否存在這類問題上產生分歧。

如果我們將科學進步視為一個穩步積累的過程，那么問題就在于：科學家在積累與傳播知識方面效率如何？知識的積累是不是正在放緩？倘若如此，那可能意味著科學管理或知識傳播體系中存在效率低下的情況。又或者，這可能表明知識積累過程只是接近其自然終點，好比容器即將被填滿。

如果我們按照庫恩的思路來看待科學進步，那么問題就在于某一既定的科學范式是否依然是進步的源泉。現有理論是否還能持續產生新的預測、發現或解決方案？還是說這一范式已經停滯不前，只能對科學問題提供權宜之計？這就是科學哲學家伊姆雷 · 拉卡托斯（Imre Lakatos）所謂的“退化的”研究綱領。這并不是效率低下的問題，而是概念創新太過匱乏的問題。

最后，如果我們從培根式的視角來看待科學進步，那么問題就在于科學是否依然能充當實際效用的源泉。倘若我們看到技術和醫學領域突破性的創新越來越少，或者生產力增長緩慢，那么無論知識積累的效率如何，也不論按照科學自身的內部標準來看某個既定范式有多成功，這些現象都可能是科學陷入困境的征兆。問題可能在于科學變得過于關注內部，與經濟、社會或政治需求脫節了。

這三種模型并非完全相悖。例如，它們都承認科學具有實際效益。而且它們都將科學進步視為一個累積且連續的過程，至少廣義來看，科學是建立在其自身基礎上的。沒有牛頓，就不會有愛因斯坦。即便是庫恩模型也承認，在“常規科學”階段，科學進步是以線性且漸進的方式發生的，科學家會不斷完善當時盛行的范式。

區別在于，在庫恩模型中，常規科學會被危機打斷。從前瞻性的角度來看，科學進步是非連續的；但從回顧性的角度來看，我們又能看到科學是如何在自身基礎上不斷發展的。而就培根模型而言，它能夠容納庫恩提出的科學通過非連續的范式轉換向前發展這一觀點。但不同之處在于，推動這些轉換的問題并非源自科學內部，而是源于外部的社會力量。

盡管這些模型存在某些相似之處，但它們對科學繁榮的基本觀念存在根本性分歧。因此，當涉及改革提議時不可避免地會出現一些爭執。而這些改革反過來又常常涉及權衡取舍。我們會依據自己認同的那種科學進步的觀點，以不同的方式來評估這些權衡取舍。

沖突的解決方案

如果我們遵循第一種模型，那么我們的目標應是確保知識的高效積累與傳播，例如通過使科學更加透明、開放且精簡來實現這一點。改革的重點可以是減輕研究人員的行政負擔。就目前的情況來看，研究人員平均將近一半的時間花費在文書工作上，而非積極地投身于研究。精簡規章制度或者規范科研撥款申請流程，能夠讓科學家從事務性工作中解脫出來，專注于提升自身的核心研究能力，從而提高科學研究的效率。

當然，對抗科學的官僚化也有助于實現增強科學自主性這一目標，讓科學家有更多的自由專注于他們手頭的工作。在這個層面上，積累主義模型和庫恩模型存在共識。但是在其他方面，它們的政策影響并不相同。

例如，庫恩模型的核心觀點是科學變革具有非連續性，新范式會挑戰并推翻之前的范式。我們無法事先知道新的范式何時以何種形式呈現。因此，科學要想蓬勃發展，就需要有以自身方式去解決自身問題、應對自身危機的自由。這意味著既要維護既有知識的邊界，同時又要為能夠催生突破性發現的那種創造力和冒險精神留出空間。

在實踐中，改革可能旨在給予個體科學家或科研機構在研究資金使用、研究項目選擇及其實施方式上更多的靈活性。或者，改革可以著眼于確保科研機構設置正確的激勵機制，或者培養年輕研究人員形成正確的思維習慣，使其能夠挑戰傳統觀念，提出富有創造性的新方案。如果這意味著未來能涌現出更多像愛因斯坦那樣的人才，那么這種自主性即便在短期內要以效率為代價也是值得的，例如，會出現更多走入死胡同的項目、更多高風險的項目。

與之形成鮮明對比的是，如果我們以科學的實際產出作為衡量科學進步的標準，那么過度的科學自主性可能成為一種負擔。在這種情況下，我們的目標應是更明確地將科學與社會需求相連接。因此，改革可能旨在讓科學對外部力量和利益相關者更加負責——包括資助方、政府、市場以及公眾——因為正是這些群體與社會最緊迫的需求息息相關。只要這樣的責任感能夠產生社會需要的實際效益，那么犧牲一定的科學自主性就是值得的。

正確的發展方式

那么，哪種模型才是正確的呢？簡短但或許無法令人滿意的答案是：視情況而定。每一種模型都捕捉到了現代科研事業的重要特征以及社會對其提出的種種要求。

積累主義模型的正確之處在于，科學進步常常是通過知識的穩步積累來實現的。但它忽略了這樣一個歷史事實：科學的確會經歷嚴重的失衡階段，盡管這些階段在不同的科學領域出現的時間以及持續的時長各不相同。

庫恩模型恰當地強調了這些非連續的節點，以及它們在本質上不可預測和開放性的事實。

然而，現代科學以其“果實”而論的標準也是不可否認的。自培根時代以來，科學確實已成為無可匹敵的實用力量源泉，從電氣化、計算機技術到現代醫學以及大規模殺傷性武器，皆是如此。然而這也引發了一系列問題，涉及科學家對廣大公眾應承擔的責任，以及公眾在應對現代科學的實際利益或危害時的利益考量。

此外，自第二次世界大戰以來，公眾通過巨額的公共開支來資助大規模的科學研究與開發工作。這種契約中隱含的原則是，這些開支應為公眾提供某種形式的利益。因此，無論這種利益是實際效益，還是僅僅增加了我們共同的知識儲備。在民主制度中，公民及其民選代表要求獲得回報是不可避免且合情合理的。因此，即使“外部”對科學進步的評估往往顯得粗糙且不夠完善，也是無法避免的。從這個意義上說，培根模型對庫恩模型強調的科學自主性提供了一種必要的矯正。

需要作出哪些權衡？

哪種模型更為恰當，取決于具體的科學情境以及我們想要推進的目標。其中一些目標是不可調和的——我們無法在最大限度提高研究人員自主性的同時，又加強問責與監管。如果我們將其中任何一種模型普遍化，最終都將是“一刀切”的改革，無法顧及潛在的取舍與弊端。

一些領域被繁文縟節壓得不堪重負，阻礙了進步。在這些情況下，提高效率是一個重要目標，甚至可能是首要目標。例如，我們從新冠疫情期間的“曲速行動”（OWS）中了解到，通過允許臨床試驗流程的各階段提早啟動或同步進行，可以加快疫苗研發速度。而在其他情況下，比如那些幾十年來都未曾出現基礎性理論創新的領域，追求更具顛覆性的突破可能比單純提高效率更為重要。

與此同時，鑒于某些領域可能帶來的風險，它們會比其他領域需要更多的監管。想想塔斯基吉梅毒研究的可怕之處，以及對海莉耶塔 · 拉克斯（Henrietta Lacks）不公的對待方式吧。（然而值得注意的是，塔斯基吉實驗是由當時的美國公共衛生服務局開展的，這也提醒我們，政府并不總是科學研究的仁慈監管者。）大多數人都會認同，在涉及人體實驗對象的領域，我們需要有明確的監管標準。或者想想那些存在爭議的領域，比如針對潛在大流行性病原體開展的功能增強研究，這類研究存在生物安全風險。在這些情況下，即便我們對于究竟如何達成平衡存在分歧，我們或許也愿意為了安全保障而犧牲效率和自主性。

同樣，諸如社會心理學、營養科學以及生物醫學等領域，似乎比其他領域更容易出現重復性問題以及統計方法的濫用。可能需要更高的透明度和更強的監管來鼓勵更優良的科研實踐，或對不良行為者予以懲處。然而，盡管這些改革舉措或許有助于確保科研質量的提升，但它們也不可避免地會削弱科學自主性，而且還可能因遵循更嚴格標準，導致效率降低。

或許還有其他一些原因促使科研對公眾做出更積極的回應。在那些對社會有著直接影響的研究領域，科學進步可能需要包括普通民眾在內的各類外部利益相關者的專業知識，來構建研究問題、評估證據，或是將知識轉化為實際行動。這是我們從新冠疫情中汲取到的，或者說本應汲取到的教訓。當時社會面臨的諸多問題，需要調動讓人頭暈目眩的眾多科學領域和研究方法，并應對那些遠遠超出任何單一研究領域且與無論是專家還是非專家的所有人都息息相關的難題。

再考慮那些具有實際目標的科學領域。例如，生物醫學研究不僅旨在推進我們的理解，還致力于改善醫療實踐，最終改善人類健康狀況。在這些領域，關注實際影響是十分合理的。如果到頭來理論上的進步與更好的健康成果之間并無明顯關聯，公眾或許有理由質問生物醫學研究是否真的值得耗費巨額資金。

政策討論通常自然地聚焦于“與政策相關”的科學領域，例如流行病學、經濟學或氣候科學，以及那些具有相當明顯或即時應用價值的研究領域，如生物醫學或人工智能。如此一來，改革常常通過強調“轉化”研究或者優先考慮具有明確經濟、政治或社會影響的研究來著重突出現實世界的影響，也就不足為奇了。

然而，將培根式的、以影響力為驅動的科學進步模式過度泛化存在一定危險。在許多（可能是大多數）研究領域中，推動科學進步的那些問題對普通公眾而言幾乎毫無吸引力，甚至難以理解。（事實上，即使在與政策相關的科學領域，這種情況也屢見不鮮。）我們沒有太多理由認為，加強公眾問責或監督能夠促使諸如代數拓撲學或粒子物理學等領域取得更多的科學進步，盡管這些領域的進步或許有朝一日會造福于公眾。限制科學自主性雖然有時是必要的，但可能會以減少突破性發現為代價，而這或許是我們并非總愿意付出的代價。

誠然，增加科學的自主性并不能確保科學進步。倘若完全放任現有的科研機構，它們很可能會抑制冒險精神，或未能有效培養創造力。普通公眾也沒有義務去資助那些明顯沒什么實用性的研究領域，即便它們可能會產生長遠的回報。我們是否以及在多大程度上為“純”科學，或者說任何一種科學研究分配公共資源——這歸根結底是一個政治問題，而非科學問題，是一個能夠而且應該與諸多其他因素和價值觀進行權衡的問題。

科學改革的政治維度

這里提出的每一種模型都有其局限性，使其在不同科學領域中的適用性存在高低之分。科學并非鐵板一塊，其組織模式也同樣如此。不可能存在單一的科學政策，因為科學本身就不是單一的，我們對科學所提出的要求也不是單一的。

要了解何種政策干預措施最為恰當以及適用于何時，我們必須關注每種干預所需權衡的代價。最終，我們支持哪種進步模式，以及如何權衡這些取舍，不僅取決于眼前面臨的科學問題，還受到我們的哲學和政治立場的影響，從而決定我們希望優先實現哪些目標。

“效率”“問責制”“效用”“社會影響”“自主”——這些都是價值理念，它們不僅指向科學進步的內涵，還關乎整個社會繁榮的內涵。或許存在著現實的、政治的或道德方面的諸多緣由，促使我們去提升科學領域的透明度、公眾參與度或自主性，而這些緣由的重要性超過了任何狹義層面的科學益處。并且，或許存在著現實的、政治的或道德方面（而非僅僅是科學方面）的理由，讓我們去對這些價值理念中的某一項進行優先考量。

我們在考慮改革科學的方式時不應僅限于提供資金的思路，應該審視科學的運作方式并思考如何使其運作得更好。然而在這一過程中，我們無法回避一個問題：科學運作得更好究竟意味著什么。這需要我們超越科學本身所能給予我們的答案，深入探討那些構成我們最深層道德與政治分歧的問題。

資料來源"The New Atlantis