科學(xué)貢獻(xiàn)的形成途徑通常有六類:
(1)靠創(chuàng)新思想。以新的視角、框架看待和思考問題,設(shè)計實驗,構(gòu)筑理論;
(2)靠深度追究。基于問題驅(qū)動,借助多種工具、方法,層層遞進(jìn),深度挖掘獲得新的發(fā)現(xiàn);
(3)靠類比拓展。將新思想、新方法移植于新的研究對象;
(4)靠平臺技藝。占有大型設(shè)備或掌握瓶頸技術(shù);
(5)靠稀有資源。譬如特有的化石、物種、材料樣品;
(6)靠大投入大合作,開展通常財力和人力難以支撐的研究。在實際的研究工作中,這些創(chuàng)新途徑也可能是相互交叉的。
不難理解,一個經(jīng)濟(jì)先于科技崛起的國家,首先通過途徑(3)到(6)建立科學(xué)貢獻(xiàn),之后隨著人才隊伍的成熟和科學(xué)文化的形成,越來越多地出現(xiàn)依靠前兩種途徑取得的貢獻(xiàn)。許多人以為,我國較有顯示度的科研成果基本上是依靠化石資源、測序平臺、蛋白結(jié)構(gòu)分析技術(shù)或大額經(jīng)費投入取得的,但從2014年發(fā)表在Cell, Nature, Science (即CNS)上的論文來看,我國優(yōu)秀科研成果的產(chǎn)出已經(jīng)開始向依靠創(chuàng)新思想和深度探究轉(zhuǎn)型。
去年,標(biāo)注為我國科研機(jī)構(gòu)的學(xué)者以通訊聯(lián)系人或第一作者身份在CNS發(fā)表的文章共124篇(還有大量子刊論文未包括在內(nèi)),其中研究論文66篇,綜述論文4篇,其他為觀點、簡評、來函、政策論壇之類的短文。在66篇研究論文中,主要依靠基因組測序、甲基化組等“組學(xué)”分析方法完成的論文有11篇,報道蛋白、蛋白復(fù)合體等結(jié)構(gòu)的論文9篇,依靠化石進(jìn)行古生物學(xué)分析的論文4篇,建立新型方法、途徑的論文12篇,探究機(jī)理、成因的論文30篇。后兩種類型約占CNS研究論文數(shù)的三分之二。
以舉CNS論文為例說明我國科學(xué)研究的轉(zhuǎn)型,僅僅是因為這些刊物的受關(guān)注度,而并非認(rèn)為只有在這些刊物發(fā)表的論文才具有重要科學(xué)貢獻(xiàn)。學(xué)術(shù)期刊面向一定的范圍,對于原創(chuàng)性、先進(jìn)性、完整性和吸睛度有一定要求,一些原始創(chuàng)新的重要發(fā)現(xiàn)可能因為主題和方法不夠時髦、編輯和審稿人的判斷力不足等原因而未能在關(guān)注度高的刊物發(fā)表。對于科學(xué)貢獻(xiàn)的評判并不糾結(jié)于在何種刊物發(fā)表、獲得何種獎勵,而是依據(jù)對解決問題所起的實際作用、在學(xué)科發(fā)展中的地位乃至對經(jīng)濟(jì)社會的影響,關(guān)注思想的貢獻(xiàn)、技術(shù)的貢獻(xiàn)和關(guān)鍵數(shù)據(jù)的貢獻(xiàn)。
1978年,F(xiàn)erid Murad等人在一份不起眼的刊物和一份會議論文集中,第一次提出一氧化氮可能作為第二信使介導(dǎo)一些激素的作用。后來,他與同事證明這一假設(shè)的論文也大多發(fā)表于普通刊物,一篇在Nature和一篇在PNAS獲得發(fā)表的文章,顯然是因為發(fā)現(xiàn)這一途徑涉及當(dāng)時時髦的蛋白磷酸化修飾。1998年,F(xiàn)erid Murad與Robert Furchgott,Louis Ignarro分享了當(dāng)年的諾貝爾化學(xué)獎。諾貝爾獎委員會稱,這是第一次發(fā)現(xiàn)氣體作為有機(jī)體內(nèi)的信號分子起作用,代表著生物體信號傳導(dǎo)的一種全新原理。至此,尚不是高潮。論文發(fā)表在哪不是諾貝爾獎遴選的依據(jù);同樣,是否獲得諾貝爾獎也不是科學(xué)界判定學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)的依據(jù)。諾獎發(fā)布消息的當(dāng)月,植物生理學(xué)家Hans Kende致信Science,駁斥諾貝爾獎委員會的頒獎理由,稱科學(xué)界早已發(fā)現(xiàn)植物產(chǎn)生乙烯并用于調(diào)節(jié)許多基本生命過程,產(chǎn)生乙烯的基因、乙烯的受體分子都已鑒定并已應(yīng)用于植物生物技術(shù),乙烯才是在生物體第一次發(fā)現(xiàn)的氣體信號分子,代表著生物信號傳導(dǎo)的全新原理。
對科學(xué)貢獻(xiàn)的評判,其作用和影響是依據(jù),可靠性則是基本前提。有研究報道,半數(shù)科學(xué)論文的結(jié)論后來證明是錯誤的,還有超過半數(shù)的生物醫(yī)學(xué)研究的數(shù)據(jù)甚至不可重復(fù)。我在驚訝和將信將疑中,對此陷入沉思。就實驗科學(xué)而言,一般有三類:
(1)表征型。即對特征、屬性進(jìn)行觀察、測試、分析;
(2)路徑構(gòu)筑型。即建立或改進(jìn)方法、路徑,再經(jīng)過表征研究證明其可行性、可用性;
(3)原理探究型。即通過變量的人為改變和效應(yīng)觀測,對特定對象的標(biāo)記跟蹤、分析測試,或者借助數(shù)學(xué)工具推演、模擬自然過程,探尋相關(guān)關(guān)系、因果關(guān)系和本質(zhì)特征。前兩種研究的錯誤可能主要來自于實驗方法的局限性或材料的不穩(wěn)定性,而第三種研究主客觀干擾因素更多,錯誤的風(fēng)險也更大。
那么怎樣提高科學(xué)結(jié)論的可靠性呢?我認(rèn)為有以下幾點值得注意。
(1)弄清測試和運算的原理、適用范圍和可靠程度。儀器、軟件及其他研究工具都有適用范圍和局限性,研究者要充分理解它們的原理,知道在何種條件下有何種可信度,這樣才能夠?qū)Y(jié)果有比較準(zhǔn)確的解釋,在可靠的范圍內(nèi)下結(jié)論。
(2)分清相關(guān)關(guān)系和因果關(guān)系。在同一時間、空間出現(xiàn)的事件有相關(guān)性,但不一定有因果關(guān)系。這個道理似乎淺顯,但在某些情況下也令人迷惑。要排除其他變量的暗中影響,從正反兩方面設(shè)置條件論證因果關(guān)系,辨明誰因誰果、直接因果和間接因果,而不要輕易下結(jié)論。
(3)通過不同途徑相互映證。測試結(jié)果可能有假象,原因分析也可能有誤判,設(shè)計不同實驗方案在不同層次、方面相互映證是避免落入陷阱的一項有效措施。
(4)關(guān)鍵數(shù)據(jù)安排不同實驗者獨立測試。實驗者有個人操作習(xí)慣甚至操作誤區(qū)導(dǎo)致測試偏差,還有些研究材料本身存在某種不穩(wěn)定性,安排他人獨立測試可減少這種錯誤,至少有利于掌握數(shù)據(jù)波動的范圍。
(5)絕不為獲得發(fā)表打擦邊球。在關(guān)注度高的刊物發(fā)表論文是許多人所期盼的,但千萬不可通過選擇性使用數(shù)據(jù)制造亮點,明知存在其他可能性卻利用同行知識上的盲點使論文獲得發(fā)表。有的論文大部分?jǐn)?shù)據(jù)都是可重復(fù)的,但就是決定文章高度的那一兩個關(guān)鍵數(shù)據(jù)沒法重復(fù),這讓同行作何理解?
科研成果在公布之后要經(jīng)受形式評價、內(nèi)容評價和歷史評價。第一種評價依據(jù)刊物影響因子、領(lǐng)域排序、論文引用等指標(biāo);第二種依據(jù)同行對研究者所報告信息的分析比較;第三種則依據(jù)被時間所檢驗的科學(xué)貢獻(xiàn)??傊蒲泄ぷ髡叩娜松鷥r值最終是在歷史的天平上衡量出的。
上世紀(jì)七十年代,美國學(xué)者Paul Boyer經(jīng)過多年的努力提出ATP合酶的“旋轉(zhuǎn)催化”機(jī)制。到九十年代,日本學(xué)者設(shè)計出精巧的實驗直接在顯微鏡下拍攝到ATP合酶帶動熒光標(biāo)記“指針”的轉(zhuǎn)動,證實了他的理論。當(dāng)年近八旬的Paul Boyer在顯微錄像中看到魂牽夢繞的ATP合酶的轉(zhuǎn)動時禁不住流下熱淚。博主當(dāng)年在美做博后期間聞聽此事,內(nèi)心深受觸動,感悟到這才是科學(xué)人生完美的結(jié)局??茖W(xué)生涯充滿挑戰(zhàn),有發(fā)現(xiàn)的樂趣和外界好評的激勵,也面臨著錯誤的風(fēng)險。當(dāng)我們在人生的晚年,回首科學(xué)生涯,對自己的發(fā)現(xiàn)和發(fā)明如數(shù)家珍,看到當(dāng)年作出的結(jié)論逐一被證實,有些成為后輩的常識,或者發(fā)明已獲得應(yīng)用,改變了生產(chǎn)和生活,這種滿足是一個科學(xué)工作者最大的滿足,是任何浮華和虛榮都無法替代的。
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