创建一个好的科学研究体系

说起未来中国科学发展最重要的目标，科学界和社会各界早已达成共识，那就是提高研究工作的质量和水平，做出更多创造性的发现。对此，人们发表了各自的看法。但是，许多探讨集中于“投入”、“绩效评估”等科学发展的外部条件，而忽略了“事物本身”(科学)，认识常常不能深入下去。要深入研究中国科学如何健康地发展，需要把科学自身发展的特点与外部环境结合起来深入思考。这方面，认真听听国际上有识之士的见解会开阔思路。不久前，美国《科学》杂志主编布鲁斯·艾伯茨(BruceAlberts)教授在清华大学做了一场讲演，其中关于促进“好的科学”(good science)发展的思想，就很有启发性和借鉴意义。

认识艾伯茨教授

艾伯茨教授是美国科学院院士、加州大学旧金山分校生物化学和生物物理学系教授。他于1938年出生于美国芝加哥，1965年获得哈佛大学生物化学博士学位，1976年任加州大学旧金山分校生物化学和生物系教授。艾伯茨教授是《细胞分子生物》的原创作者，该书成为所在领域的第一经典教科书，如今已经第15次出版。迄今为止，艾伯茨教授共发表研究论文150余篇，他最突出的成就是有关染色体复制的蛋白复合体研究。从1993年到2005年，艾伯茨教授连续两届出任美国科学院院长和国家研究理事会主席。2008年3月，他出任《科学》杂志主编。

2008年9月，艾伯茨教授以《科学》杂志主编的身份访问中国，此行目的是为庆祝《科学》杂志社北京新闻办公室成立一周年以及美国科学促进会(AAA8)代表团首次访问中国30周年。此次访问最重要的事件是，温家宝总理于9月30日接受了艾伯茨两个小时的采访，访谈内容发表于10月17日出版的《科学》杂志上。之前，9月23日下午，应刚从美国回国担任清华大学生命科学与医学科学院副院长的施一功教授的邀请，艾伯茨教授在清华大学做了一场讲演，题目是“科学与世界的未来”。

一看到艾伯茨教授到清华讲演的消息，我就很渴望去参加。在我前几年写作《全球化时代的科技政策》一书的过程中，艾伯茨逐渐成为我熟悉的一个名字。1986年，是否应该实施人类基因组计划(HGP)在美国引起广泛的争议，正是艾伯茨教授领导的一个国家科学院专家咨询委员会最后对争议给出了科学上的答案，对HGP的获准实施起到了关键的作用。我猜想艾伯茨教授一定会向中国听众讲述这段骄傲经历。果然，艾伯茨教授开始即简要地讲述了这段历史。他称1986年接到那次请他担任咨询委员会主席的电话是一个决定他命运的电话。当时，国家科学院任命了一个由声誉很高的科学家组成的委员会，成员中包括大名鼎鼎的DNA双螺旋结构发现者詹姆斯·沃森，还有诺贝尔奖获得者悉尼·布雷内、沃特·吉尔伯特和这个领域的其他许多名人，其中既有HGP的支持者，也有怀疑者。因为艾伯茨以前甚至没有想过这个问题，他就成为了这个重要委员会主席的理想人选。可以想象，领导一个由意见对立的大科学家们组成的委员会，工作难度有多大。然而，艾伯茨教授取得了成功。经过两年的工作，委员会就关键问题达成了共识，它直接对科学界关心的许多问题做了论述，对HGP重新确定了技术目标，为美国国会启动HGP提供了科学依据。

6年后，艾伯茨教授又接到了第二个决定他命运的电话——一个专门负责提名国家科学院院长的委员会提名艾伯茨担任下届院长，谦恭地请他来商议，而9个月前艾伯茨曾经因不愿放弃科研而拒绝过提名。为什么提名委员会执意要选择艾伯茨担任院长呢?我想是因为6年前他公正而成功地领导了关于HGP可行性的咨询工作，为决策提供了坚实的科学咨询——这正是美国国家科学院的使命。1863年美国国会通过了美国科学院成立法案，规定“无论任何时候，当政府部门要求时，科学院就要对科学和技术题目调查、检验和实验，并报告”。自成立以来，美国科学院为国家各个领域的决策提供了大量咨询研究和建议。在担任两任科学院院长期间，艾伯茨教授领导国家科学院对国家许多政策领域的重要议题提供了大量的咨询建议。

埃伯茨教授在清华的讲演主要围绕着三个问题：科学能为这个世界做什么?新知识从何而来?我们怎样保持科学的健康发展和最优化生产?他的讲演内容丰富，包括科学为决策服务、科学的健康发展，青年人才培养和国际科学合作。其中关于“好的科学”的思想给我印象深刻，深感对于思考如何促进我国科学的健康发展很有启发。在讲演完之后的reception中，我与艾伯茨教授进行了简短的交流。后来，又给他写了一封电子邮件，表示希望更多地了解他关于好科学的思想，并介绍给中国科学界。艾伯茨教授非常热情地回了信，并把他的一篇代表性文章、清华演讲的PPT和他的网址发给了我。认真阅读相关材料后，更感到艾伯茨教授的思想发人深思。

小科学是好的科学

艾伯茨教授的基本思想是“小科学是好的科学”，集中反映在发表于1985年6月《细胞》杂志上的文章“增长的极限：在生物学中，小科学是好科学”。艾伯茨教授在文章的开头即提醒人们，科学研究不同于生产，不是规模越大越好。大工厂可以生产出一个神奇的大面包，取代街角上的数千家面包作坊。但是，好的科学研究却不是这样。除了个别的例外，令人尊敬的生物化学家和分子生物学家都是在相对小的实验室取得重要成果的。艾伯茨教授认为，大的实验室和研究组是没有效率的。随着实验室规模的增加，其领导人会把越来越多的时间花在非智力工作(nonintellectual endeavor)上，如为新人申请工作岗位、跑课题和其他组织活动，用在思考科学上的时间越来越少，更不用说及时跟上大量新出现的文献。在这种状况下，由于担心争取来的项目不能按时地完成，实验室领导人就会鼓励自己的属下去做明显可以取得结果的工作，而不是创新性的工作。而且，随着实验室规模的增加，一个人对许多仪器就越来越不熟悉，因此对它们的潜力和限制都缺乏判断。最糟糕的情况是，大的实验室对于年轻人来说会成为只是提供仪器和设备的地方，而不是得到研究指导或引导之地。对于许多取得一定研究成就的科学家来说，找到资金建立一个这样的实验室不是难事。如果幸运的话，他还可以吸引足够优秀的年轻研究人员加入这个组，保持一定规模的研究生产力。靠着实际上是底下年轻人员写的项目申请书，他可以不费多少力气去继续申请基金，最终能够获得项目基金。这样，实验室领导人会变成真正的科学经理(science manager)，他个人对实际正在做的科学研究基本上没有什么贡献，而是把几乎全部的时间花费在争取经费、四处旅行、参加各种讨论会等。

艾伯茨认为，美国生命科学不应该鼓励这种类型的实验室。因为，得到太多的钱，却没有动力认真选择应该优先做什么，最为宝贵的、有限的智力资源

没有得到聪明的应用。而且，因为实验室需要维持一个高水平的运行，大多数工作必然没有什么创新性，质量不高。许多大的实验室代表的就是一个贫乏的培训环境，研究生和博士后就像工厂的工人一样被看待，严格地限制在工厂生产线的自己那部分，根本不是作为自主的研究人员来使用。不仅如此，大的实验室实际上造成资源的浪费，一些项目及其费用很难判定是否合适，例如，很难判断一个新的申请项目与这个实验室已经获得的资助项目在内容上和人员等方面关系是什么样的。艾伯茨教授建议，国立卫生研究院(NIH)以及其他资助机构对任何一个主要研究人员(IP)领导的实验室的资助总额设立一个上限，这一上限应该充分地反映一个主要研究人员全时从事研究的工作量，足够他的研究所用。突破上限也是可以的，但需要证据说明，例如需要特殊昂贵的样品。这样的资助计划可以节省资金，因而使更多的研究人员获得资助。同时，这样的资助可以限制实验室的规模，可以使每个人把时间更多地用在科学上，少把时间用在写申请书上，从而创造一个更好的研究环境，并为年轻研究人员提供更多的研究机会。

艾伯茨精辟地指出，科学研究要取得新的进展，重要的不是钱，而是专心致志和持续的探索。“至为关键的是要认识到，许多重要的研究成果起始于惊奇，这些出乎意料的结果的含义很容易错过。金钱不能代替仔细的观察、深思熟虑的分析和科学的技巧。而且，一篇具有创新性和原创性的论文比十篇结果显而易见的论文更有价值”。在文章的最后，艾伯茨再一次强调：“科学并不是商业，不是越大越好。我们要对最好的青年人的鼓励也许是一年一篇文章，一篇对科学真正有贡献的文章，一篇在发表多年后还值得读的文章。任何基于得到最大规模的研究队伍、最多数额的研究资助和发表最多数量的论文的价值体系，对好的科学起着阻碍作用，应该警醒地看待它。”最后这句话令人警醒!

说到这里，我们会明白，埃伯茨教授所反对的“大科学”并不是通常所说的需要建设大规模的仪器设备和巨额资金投入的大科学工程，其在一些领域为小科学研究提供了平台和工具，而是指片面以获得研究队伍规模、研究经费和研究产出数量为主要导向的“大科学”。埃伯茨根据自己的实际经验认识到，大的实验室不利于创新和创造性。艾伯茨教授后来说，他所谓的小科学是指实验室研究组的研究人员应该限制在10个人左右，由完全介入研究活动的科学家领导，小科学研究会带来许多益处。

虽然艾伯茨所说的是生物学中的事情，但是对其他许多领域也是适用的。大科学项目和平台建设是必须的，对相关的科学研究都有用，但它只是整个科学体系的一小部分。更多领域的科研活动是主要。靠科学家个人和小组的创造性劳动，并不是规模大就好，小科学更有益处。资深院士马大猷先生对此的看法与艾伯茨教授英雄所见雷同。在最近的“二十年科技赶美如何做才不是痴人说梦”一文中，马大猷先生写道：“一个影响很广的奇谈怪论是研究工作要求‘团队’精神……据说，由一位教授带着几个学生或助手做研究工作的时代已经过去了，现在是集体研究的时候。这是极为荒谬的‘理论’……创造性的思想不能由集体产生，创造性研究工作一向是由小研究组(一个科学家带或不带助手)负担，如果合作则各有各的一部分独立工作。到今天仍是如此，从无例外。小研究组是主要的科学技术源泉，重大创造及其后继工作，皆是如此。”

艾伯茨教授眼光敏锐，看出科学界自身普遍会出现的问题。虽然他说的是20世纪80年代美国的情况，但是却让人感到他像是在对中国的科学说话!

促进新知识的产生：交流与合作

许多年过去了，艾伯茨教授关于小科学是好科学的论断是否有效呢?他认为还是有效的，但需要扩展——那就是具有这样研究传统的两个实验室形成合作，优势互补，共同解决难题。在写于20世纪末发表于2001年的文章《下个世纪的生物医学研究》和在清华的讲演中，艾伯茨教授详尽地阐述了他关于合作的思想。

埃伯茨教授充分看到了现代科学加速发展的趋势，他以自己从事的分子生物学领域发展的图示对此做了生动的说明。在1961年，研究发现，细胞复制染色体的关键是DNA复制叉，但是人们对它的结构一无所知。如今，人们已经知道有一个细小的蛋白质机器在工作，科学家甚至可以做出它几乎所有蛋白质部分的三位原子结构。这令人惊奇的进步是成千上万个科学家研究的结果，每一个都建立在他前人知识积累的基础上，这些知识来自不同的领域的研究，常常是以想不到的方式结合在一起，产生出具有重要意义的进展，其中一些新方法的发展，极大地推。进了科学发展的速度和力量。概括地说，科学的飞速进步是由于相关领域科学知识总量的增长以一种新的方式结合起来产生新的知识。从数学上就可以推断出知识的爆炸性成长，100个知识单元的结合要比10个单元的结合多1000倍!

新知识来源于旧知识的组合。知识的大幅增长带来产生更多新知识的可能，但是发现恰到好处的组合也日益困难。有什么好办法呢?一个答案是，交流和合作会刺激新知识的发现。

艾伯茨指出，科学研究的合作有着内在动力。对于研究技术和研究材料互相依赖的实验室，合作是自然的，例如，x射线晶体学实验室与可以为之提供分析材料的其他实验室之间的合作。但是，将来更为普遍的学科交叉类型的合作应该成为生物医学研究的标准实践模式，例如，要把现代医学研究更有效地应用到临床，就需要临床研究与医学实验室之间富有成效的合作。但是，要做到这点，必须找到比现行方法更有效的方法才行。

在现在专业化研究不断分化的趋势下，不能因为知识深化而过度专业化，丧失科学的整体感。当前，对科学发展的交叉、综合有利的条件是，计算机和通讯技术革命性发展为科学家提供了可以即时、免费获取的大量研究出版物和各种数据库，有利于生物医学科学家之间最大范围地相互交流和利用，同时也会极大地促进了临床与基础研究之间的合作。但是，这些技术发展只是可能性和条件。经验告诉人们，不同领域的科学家很难开始合作，除非他们最初是面对面地相遇。因此，艾伯茨提议，应该精心设计一些具体的讨论班，作为“搅拌器”，把将来有可能合作的不同专业的科学家带到一起。艾伯茨建议NIH在重要的医学领域资助可以促进某种类型合作的小型会议，由优秀的临床医生和基础科学家共同主持，并设立由医生和基础科学家共同主持的合作基金项目，会议的参与者可以结伴参与竞争一定规模的研究资助，这样，一定会促进新的类型的医学研究合作。艾伯茨还谈到合作需要解决双方的文化问题。艾伯茨认为，当前的资助体系并不鼓励创新性和冒险性的研究。而许多重要的新的机会常常产生于两个常规学科之间，而这却是没有经过探索和开发的领域。解决这样的问题是21世纪的关键任务，也是大学、慈善基金会和政府资助机构新时期面临的挑战。

创建一个好的科学研究体系

在清华大学所作的“科学与世界的未来”的讲演中，艾伯茨教授强调，科学必须能够持续地产生创新性的新思想和技术，因此必须更强地聚焦于为创新与冒险提供激励和奖励。这需要做好四方面的工作：第一，招募最有才能的青年人从事科学和工程学职业；第二，为他们提供最好的大学本科和研究生教育；第三，为承担风险的研究和教育提供以业绩或择优为基础(merit-based)的资助；第四，以最大化促进创新为目标，组织国家的研究机构。

艾伯茨教授指出，对于大学、研究所和资助机构，最紧迫的挑战是找到新的途径，在早期挑选最好的年轻科学家，并提供他们所需要的资源，使他们按照新的线路从事自己的研究，而不要求出“初步的成果”。2005年，国家科学院的咨询报告《通向自主的桥梁——促进生物医学研究中新研究人员的自主性》，建议NIH把促进生物医学研究自主性作为机构全面的目标，为博士后和刚进入研究生涯的研究人员提供更多的资金支持他们自己的研究，改进博士后的指导等。

对于如何保持国家科学的健康发展和最优化生产，艾伯茨教授称他对美国提出的建议是：以最大化促进创新为目的来组织国家的研究机构，包括四条建议：

一般来说，我们应该鼓励我们的机构建立适度规模的实验室(10～12人)，每一个实验室由一个优秀的、具有创新思想和自主精神的研究人员领导；

这些实验应该形成集群(clustered)，培植一种鼓励可以自由分享仪器和设备的合作文化；

全心全力地鼓励人员和思想的自由碰撞；

我们奖励体系必须要改变，以最强地鼓励风险承担和原创性。

埃伯茨教授特地把第三条建议加重强调，意指自由是科学的灵魂。

我们也要明确提倡好的科学研究

艾伯茨教授思想的核心是发展好的科学研究。什么样的科学研究是好的呢?能够持续地产生创新性的新思想和技术的科学研究就是好的，反之，就是不好的科学研究、甚至是坏的科学研究。好的科学研究需要适当的组织形式和体制基础，这是科学活动自身特点和规律决定的。科学研究是探求自然界的真理，需要科学家有探究精神和创新性，能提出新问题，解决新问题；需要自主性，在研究工作范围内不受外部干扰；需要献身，长期专心致志地不断地探索；需要思想自由的交流和碰撞，激发新思想。能适应和保证科学认识活动特点的组织体系就是好的科学研究体系，偏离了科学研究的目标和科学活动自身的特点，就是不好的科学研究体系。因此，好的科学研究体系里面一定包含着促进科学创新性认识的要素：真理第一，科学目标至上，创造性和创新，研究自由，平等交流与合作等。偏离这些价值的科学研究体系就是坏的科学。好的科学是一种价值观，是认识真理的有效方式，也是科学家追求的一种生活方式；而坏的科学败坏了科学的名声，甚至带来社会对科学的敌视。

国内学界对中国科学界存在的种种弊病已谈了很多，把主要原因归于中国正在不断进行中的科技体制改革出现的一些需要解决的问题。艾伯茨多年前对美国科学界弊病的批评，让我们从另一个角度思考中国科学发展存在的问题，那就是科学界自身普遍存在着异化的因素，甚至科学界自己某些“做大”的做法会成为科学发展的敌人，因为这样做带来了阻碍科学发展的因素，与科学自身固有的价值背离：虚假(不做研究的名科学家发表文章)、不公正(表现在研究资源分配方面)、平庸(重数量不重质量)等。科技体制的改革要有正确的方向和价值观导向。我们必须旗帜鲜明地反对坏的科学。科学界的带头人、科研管理部门的领导人和著名科学家，占有更大的权力、资源和名望，应该对此肩负起更大的责任。同时，我们应该大力提倡好的科学：科学家就是要做科学研究，而不是别的什么；改革现有国家科技计划的资助体制，保证科研经费充足但公平而有效的使用；给科研人员、特别年轻科研人员自主、宽松的研究环境；为思想的自发交流和碰撞提供机会和创造环境；大力培养青年一代科学家，促进教育与研究的结合。科技体制改革只有沿着促进好的科学的方向前进，才能促进中国科学的健康发展和取得突破。