《科学的隐忧》 潘旭解读

《科学的隐忧》| 潘旭解读

关于作者

杰里米·鲍伯戈，英国皇家学会会员，剑桥大学卡文迪许实验室的教授和纳米光子中心的主任。

关于本书

作者在自己多年的科研工作中，一直在思考和探索“关于科学行业的运转方式”。他发现，如果从全局视角出发，把科学行业看作一个生态系统，那么这个生态系统中，日益紧张的全球化竞争正在让整个系统的运转方向走向歧路。

核心内容

一、科学生态系统有多大？目前的状态怎么样？

二、科学生态系统的运作机制是什么样的？

你好，欢迎每天听本书，我是潘旭。今天为你解读的书是《科学的隐忧》，副标题是：科学是如何工作和运转的。简单来说，这本书主要为我们揭秘了科学界的江湖故事。

先问一个小问题：你对科学的想象是什么样的？有点神秘又很炫酷，这是我问了大多数人后得到的一个答案。神秘在于玩科学的这帮人好像离日常生活特别远，天天闷在实验室里，嘴里念叨着的都是什么高温超导、磁约束、钙钛矿、冷原子等。炫酷就不用多说了，飞行汽车、机器人、增强现实隐形眼镜这些高科技产品，让人感觉未来的生活会有翻天覆地的变化。

所以我们总是假定，科学会不断地创造奇迹，不断地拓展人类的体验。然后我们开始通过各种方式为所谓的“科学”买单。

比如市面上大热的石墨烯电池、石墨烯口罩、石墨烯裤衩儿，还有微电流瘦脸仪和口服玻尿酸等等产品。你听名字就觉得太高级了，再一看广告语说得深入人心，结果就是我们被忽悠得五迷三道，睁着眼交智商税。然而科学真的是我们认为的这样吗？

简单拿石墨烯举个例子，你就心里有数了。石墨烯最早是2004年被英国两位科学家用透明胶带制备出来的一种新型纳米材料。今天，十七年过去了，它发展到了什么阶段呢？正经的石墨烯还只是实验室的研究对象，更不用说走向企业能够被大规模商业化。

那科学界到底是如何工作和运转的呢？为什么我们会产生这样的错觉呢？今天的这本《科学的隐忧》会带我们走进科学界的江湖，探究一二。这本书的作者杰里米·鲍伯戈，是英国剑桥大学卡文迪许实验室的教授和纳米光子中心的主任。关于这个卡文迪许实验室，我得多说一句，它在科学界是什么分量呢？统计数据显示，在巅峰时期的85年里，这里一共产生了29位诺贝尔奖得主，可以说是世界上最牛的实验室之一。

作者鲍伯戈在自己多年的科研工作中，一直在思考和探索“关于科学行业的运转方式”。他发现，如果从全局视角出发，把科学行业看作一个生态系统，那么这个生态系统中日益紧张的全球化竞争正在让整个系统的运转走向歧路。就像我们常常会认为自然界的资源，什么空气、森林和水好像理所应当存在，但是如果我们不好好保护，自然生态系统就会生病。科学界也是一样的道理，身处其中的科学家们正在经受巨大的压力。

接下来，我就分成2个部分为你解读这本书。

第一部分，我们先站在离科学生态系统远一点的地方，弄清楚这个生态系统有多大？目前的状态怎么样？

第二部分，我们就走进这个生态系统内部，观察它的运作机制是什么样的。

首先，我们来认识一下，科学界这个生态系统到底有多大？有哪些基本结构？

在回答这个问题之前，我们得先弄清楚，全球范围内专职从事科学研究的职业规模有多大。2015年联合国教科文组织统计的数据表明，全球约有780万科学家，其中欧盟拥有的科学家数量最多，然后是中国和美国。780万是个什么概念呢？粗略估算一下，这就相当于全球70亿人中，平均每900人中就有一个是科学家。

而且，最令人惊讶的是，科学家这个群体的规模增长极快。目前，科学家人数的年增长率已经超过4%，要知道，全世界人口的年增长率只有1.1%。乍一听，这个数据确实是有点反常识。不过这也表明，科学界正在以一种肉眼可见的速度快速扩张。

作者把科学生态系统分为了五个“科学圈”，分别是科学家、知识、转化、资金和媒体。这五个科学圈既有重叠的部分，也有独立的部分，每个科学圈都拥有各自的主要活动和角色。

在这个生态系统中，“养分”主要来自科研工作者，人才培养路径和基础设施。其中，人才培养路径主要指的，你如果想成为一名科学家，就必须遵循一条已经被全世界广泛接受的明确路径——攻读博士学位。至于基础设施，主要是来自从古至今的历史积累，包括高校、同步加速器、显微镜和数据库等部分。正是在这个基础之上，人们构建起了科学大厦。

有了养分，一个群体要想发展壮大，还离不开由周遭的物理环境组成的栖息地，包括土壤、空气、水和气候等外界环境的影响。对应到科学生态系统中，高校和研究机构被认为是科学“栖息地”中的一个重要表征，因为许多科学家在那里工作了一辈子。

不过，不同的研究机构内部还具有各种各样的微观“栖息地”，它们决定了人们对科研的态度，并且产生了支持科研工作的不同方法。上升到国家层面，不同的国家形成了规模更大的栖息地，包括各种类型的高校、学术职业和产业分布等。

近几十年来，随着科学生态系统的进化和演变，这种物理空间上的栖息地意义变得越来越不重要了。由于全球化发展，科学知识和人才的流动性逐渐变大。一方面，这代表不同国家和文化之间产业创新的差距正在逐渐缩小。另一方面，由于栖息地的加速合并，科学家们往往能同时取得同样的科学进展。这也导致现在的科学研究，比历史上的任何时代都更加趋同。那这种趋势到底是积极影响还是消极影响呢？我们在这先留一个小问题，后面慢慢解释。

最后，如果我们想要弄清楚这个生态系统的状态，其实还有一个最关键的点。那就是：资金是怎么流动的？假如阳光是生物圈内的能量源泉，那么科学的能量源泉主要就是资金。

你想，什么样的科研项目能够进行下去，生态系统的运行状态怎么样，这些都和资金从哪来，要去哪紧紧挂钩。

一般来说，科学生态系统中的资金来源主要涉及三大主体：政府、企业和投资人。每个主体关注的科学阶段和领域都不一样，但相同的是，随着越来越多的经费涌入科学界，人们对科学产生的回报也就看得越来越重。

我们先来说第一个主体，政府，这是科研经费最主要的来源。从政府的角度看，科学更像是一个有助于实现远大目标、推动社会进步的工具。一笔经费经过一个或多个政府部门或者“研究委员会”，不可避免地会受到政治影响。政策上的变化能够极大地改变科学生态系统中的自由度与经费开支，比如我们都知道，一届总统的任期结束，下一任总统对之前投资的科研项目的态度是反对还是支持，就很难说得清了，所以在某种意义上，大多数科学家们内心希望远离政治。

其实，人类最早对科学的正式投资，是从军事领域开始的，比如火药、雷达、防毒面具等。还有生活中常见的用于手术治疗和光纤通信的激光技术，主要来自美国政府在“二战”之后的军事投资。有数据表明，在英国，约15%的科学研发费用来自军事部门，而在美国和俄罗斯，这个比例超过了30%。美国的陆军、海军和空军研究实验室都属于科学生态系统的一部分。

政府会对一些基础学科领域，比如说不那么热门的物理学和数学领域进行投资。我们都知道，理论研究是科学发展的基石，但取得突破的难度确实很大。这些资金在一定程度上可以维持底层学科的基本运转。

不过，在这个过程中，政府面临的一个挑战是，怎么在大规模，需要花重金的宏伟目标和许多高度多样化的小型研究项目之间找到一个平衡点。许多国家对待昂贵的堡垒式项目，比如宇宙学、粒子物理学或者神经科学，最常见的解决方法就是让这些领域变得政治化，把这部分经费和其他领域分开。实际上，这种简单把科学界划分成两部分的方法并不利于整个生态系统的运转。

好，我们再来看企业和投资人这两大主体，他们更重视科学产生的“效用”，这是实实在在能生出钱的。

所以，企业和投资人的首要目标是找到那些可能带来真金白银的科学项目，然后努力把它变成现实。这个任务既是挑战，也是机遇。他们面临的大多数困难是要找到一个值得聚焦的方向，以及明确科学发展处于什么阶段适合投资，是基础研究？应用研究还是技术开发？毕竟资源是有限的。

2016年7月，日本软银集团以322亿美元收购英国半导体知识产权提供商ARM公司可以算是行业内的典型成功案例。这个ARM公司是什么来头呢？作者在书中提到，几乎所有移动设备，比如安卓和苹果手机，用到的高通芯片都是由这个公司开发的。

但是，除了少数几个典型成功案例，超过90%的科研风险投资在短短几年内就失败了。对于整个科学生态系统来说，是一种极其不健康的状态。

这种不健康的状态就在于，一方面，科学进步受制于思想的发展过程，大多数科研项目从想法到真正通过实验或者证明出来，需要花费很长的时间。更不用说从科研成果到实际产品之间，还有一个艰难的过程，那就是“技术转化”。产业不能被动地“吸走”所有科研成果，他们还需要花费很多精力把纸面上的成果转化成真实的商业回报。举个例子，在美国，1974年投资1.25亿美元进行的药物研究，到1993年，也就是20年后平均只能开发出一种有用的新药物。所以科学的推进急不来。

另一方面，资金总是不可避免地一股脑流向某个热门领域。要知道，这种流行趋势经过媒体的报道，就会让社会公众对一项科学成果具体是怎么出现的产生错觉。比如，新式锂电池3分钟就能充满；再比如，高温超导尽显优势这些新闻标题，你听上去，好像流行的科研成果都是唰得一下就出现了，而且还都是重大突破。

但真实情况是，这些错觉源自对科学研究过程的扭曲。当人们把注意力都放在了流行趋势上，这就意味着能够获得经费的科研项目种类会大幅减少，另外一些真正有可能取得成果的冷门科研项目，基本上只能处于停滞状态。

长远来看，在整个科学生态系统中，围绕科研项目的资金流动就会从多元化的状态逐渐朝着单一的方向演变，而这种演变带来的结果就是科学生态系统将逐渐丧失它的抵抗力和恢复力。

接下来，我们就走进这个生态系统内部，观察它的运作机制是什么样的？这个生态系统以知识流动为主线，而对于科学家们来说，知识的流转运作机制关乎他们的职业发展和工作反馈。

通常情况下，科学界的知识流动一般形式主要是发表论文、参与学术会议和媒体报道。今天我们主要讨论知识流动中最重要的部分——发表论文。

科学家有了新的科研想法之后，会通过一系列的实验研究或者理论证明，通过书面形式保存下来。这是科学界的一个重要组成部分，知识通过这种方式汇聚在一起，成为一个庞大的资料库，供人们使用。

不过，这里说的发表论文可不是随便在某个信息平台或者数据库中把自己的研究成果公布出来，而是必须经过同行评议系统审阅，顺利通过后才能发表在科学期刊上。那为什么非要在科学期刊上发表呢？

有人还真提过一个问题，那就是，我们真的需要科学期刊吗？科学家们完全可以只将他们的研究成果发布在数据库或者博客上，这样还助于实现科学“民主化”。但是你注意啊，这里面最关键的问题是，科学界的知识壁垒极高。一般人很难看得懂，就算是内行人，他们如果想要使用这些科学成果作为参考，一上来也得花大量的时间在判断一篇论文的真实性和可参考性上，处理信息的效率极低，更不用说阅读成百上千篇论文了。

所以，必须引入一个专家审核机制对科学证据进行评判，这就不得不提到科学界的基本运作机制——同行评议。“同行评议”机制最早诞生于17世纪监管科学的英国皇家学会，发展到现在已经运行了几个世纪，可以说，同行评议机制夯实了科学生态系统的基石。

目前比较普遍的同行评议形式，其流程是科学家向期刊投稿后，主编会把论文分发给几位与作者没有联系，但在该领域具备专业技能的评议员审阅。这些评议员会把自己对论文的意见和评论返回给主编。根据评议员对论文的同意程度，主编再转告作者，这篇论文能否被接收，或者是否需要做进一步的修改。在这个过程中，主编通常扮演中间人的角色，不透露任何关于评议员的信息，以维持公正性。

不过光有同行评议机制还不够，随着越来越多的科学期刊平台的出现，如果你是一位科学家，那该如何决定，自己要往哪个期刊投稿呢？于是，数值化度量指标成为评判期刊重要性的标准。从1975年开始，《期刊引证报道》，简称JCR综合数据库，引用了来自世界上3000多家出版机构的7000多种期刊的论文数据，提出了一种可以评判期刊重要性的指标——影响因子。

简单来说，影响因子指的是过去2年中，该期刊发表的所有论文被引用次数的平均数。比如某个期刊1992年的影响因子，就等于1990年到1991年所有刊发论文在1992这一年中被其他论文引用的次数，再除以这个期刊在1990年到1991年所有论文数量。这样一来，对于高排名的期刊来说，意味着它们发表的每篇论文都能很快获得其他人的引用。

目前，对于整个科学界来说，《自然》期刊是影响力最大的综合性科学期刊，它的论文平均引用数大概是38，当然也不排除某些细分领域，比如《新英格兰医学期刊》的影响因子能够达到60。

但是，注意啊，最常见的论文被引次数是零或者个位数，能达到两位数的论文少之又少。这中间的竞争过程大概是什么状态呢？全球总共有接近400万名学术型科学家，他们每年发表100万篇经过同行评议的论文。而《自然》杂志每年会收到1万篇投稿，但最终能被发表的论文不超过700篇，从100万到1万再到700，这个数字变化趋势估计不用多说，你都能感受到竞争的激烈。

而且，还记得我们前面提到，科学家的数量年增长率已经超过了全世界人口的年增长率。新增的这部分科学家，他们的关注点并不是在开创全新的领域，而是沿着既有的路径循规蹈矩地工作，因为这样更能提升他们的职业信誉。这就相当于在一个自然生态系统中，某一个物种进化速度过快，但是却没能进化出崭新的生存模式，反而彼此之间开始竞争同样的资源。

到这，问题来了，既然竞争这么激烈，那为什么还有这么多科学家要不停地发表论文呢？难道就没有其他方式体现科研成果了吗？作者在这本书中取了一个小标题，叫“不发表就死路一条”。这件事这么严重吗？严重，因为除了论文的引用次数和严格的同行评议之外，科学家们实际上很少有机会获得对他们工作的反馈，发表论文这件事关乎他们的职业道路能否继续走下去。

作者发现，过去聚焦于某个领域的科学家们，还能从同事或者后辈那里了解到谁读了他们的论文，互相之间还会讨论。你想，我们上大学的时候听说谁发了论文，心里都会觉得特别羡慕。但是现在，随着科学家和论文数量的越来越多，除了少数几个广受推崇的科学明星之外，非正式的反馈越来越弱。于是，科学家们开始越来越关注论文的引用次数，渴求自己的科研成果能够得到重视。

但是，我们都知道，这种通过单一指标来评价科学家的做法其实并不客观。同样，被引次数也不能证明一篇论文的重要性，它是一个比较粗糙的指标。

更何况，不同学科之间，被引次数也会有较大的差异。如果我是一名分子生物学家，我的突破性论文发表在《自然》杂志的可能性几乎是一名物理学家的5倍。有数据表明，在过去20年里，《自然》杂志每年发表的论文中，有80%主要集中在生物学、基因或遗传学等领域，而物理学大概只能占到10%左右。因为一篇论文想要在自身领域之外产生很大的影响力，也就意味着必须要推翻一些公认的知识。在生物学领域中，还存在一些容许新范式发生的回旋空间。

不过话说回来，尽管存在这些根本性的差异，但论文的被引次数目前还是被看作科学家生产力的重要指标。各国政府和经费提供者用被引次数和论文数量来比较不同机构的科研效率，一些高校的管理层甚至规定了每年必须在高影响力期刊上发表的论文数量。这种现象不仅加剧了科学系统竞争的白热化，还使得许多研究者开始在论文中夸大他们取得的成果。

你想，一旦科研结果被夸大，相当于提高了整个领域发表论文的门槛。踏踏实实做研究的科学家，反而可能会因为好几年都做不出什么成果而面临被辞退的风险，他们该何去何从？这是一个逐渐内卷的科学生态系统，科学家们承受了巨大的压力。

好，这本《科学的隐忧》我们就先说到这。显然，科学并不会消失，但整个科学生态系统的健康状况将会面临极大的挑战。这让真实的科学看上去好像并不完美，但这正是科学发展需要自我否定与完善所必须经历的过程。最后，还想和你聊聊，面对越来越单一和内卷化的科学生态系统，作者在这本书中对未来的一些思考和探索。

首先，我们是否可以鼓励更多样的方式来资助和支持科学研究，比如不同类型的慈善机构和基金会。或者开发一个人工智能系统来挖掘科学网络中被忽略的研究信息，这些都能更好地为系统中的资金流向提供参考。

其次，我们是否可以开发其他指标来平衡论文“引用次数”的影响，更加强调成为一名科学家们所需的其他能力，比如领导力、团队合作能力和沟通能力等。科学家在系统中的职业声誉也可以更加细化，比如可以引入一些论文点赞，收藏和转发的多元指标。

针对科学家的职业发展，我们能否建立一种专为博士后研究员提供服务的科学咨询公司，或者完善从科研系统转向产业发展的通道，更好地支持他们的经济状况和权利，完善科学家们的职业发展体系。

最后，在这本书中的字里行间里，我感受到作者的所有建议都是在提醒我们：走得越来越远的路上，千万不要忘记当初是为了什么而出发。

科学的本质不是解决一切问题的工具，而是人类珍贵的好奇心和求知欲。一代又一代富有创造力和想象力的年轻科学家，才是整个系统中最宝贵的财富。

撰稿、转述：潘旭 脑图：摩西脑图工作室

划重点

1. 科学生态系统中的资金流动目前正朝着单一的方向演变，导致系统逐渐丧失抵抗力和恢复力。

2. 内容趋同和评价指标单一的知识流动运作机制导致系统逐渐内卷化，科学家们压力巨大。

3. 科学的本质不是解决一切问题的工具，而是人类珍贵的好奇心和求知欲。