重燃创新火种 破解“科学停滞”困局——访加拿大学者米科·帕克艾伦
2021年03月01日 09:17 来源:《中国社会科学报》2021年3月1日第2115期 作者:本报记者 王悠然

  近年来,有学者表示,现今科学发展和技术进步的突破性趋于减弱,科技创新对经济增长和人类生活水平提升的贡献不似过去那般令人叹为观止。甚至有些研究导向这样的结论:科学发现的成本越来越高,取得革命性成果的难度越来越大。就相关问题,本报记者采访了加拿大滑铁卢大学经济学副教授米科·帕克艾伦(Mikko Packalen)。

  科研生产率下降

  《中国社会科学报》:您与美国斯坦福大学医学教授杰伊·巴塔查里亚(Jay Bhattacharya)合著的《停滞与科研激励》(Stagnation and Scientific Incentives)中提到,科学思想停滞的原因之一是科研激励机制不当。请您介绍一下这项研究的核心内容。

  帕克艾伦:在过去半个世纪中,引用率成为评估科研贡献的主要指标,这导致科学家的行为和对科学家的奖励朝着渐进式科学倾斜。渐进式科学重在完善已确立的结论而非探索全新的想法,它并非无用,但当这种类型的科学受到过度青睐时,科学家对新想法的关注度和探究意愿就会下降,重大突破的产生就会停滞。科学研究的生命周期包含三个阶段:探索、突破、渐进式发展。由于科学研究在萌芽阶段发展速度缓慢,早期的探索性工作通常影响力甚微,难以获得高引用率,但它为日后的突破性进展奠定了必要基础。我们的研究从实证角度表明,新颖性和影响力是相关但截然不同的衡量标准,如果将新颖性指标纳入科研评估,更具开创性、更大胆的研究可能会增加。

  《中国社会科学报》:美国斯坦福大学经济学教授尼古拉斯·布鲁姆(Nicholas Bloom)、麻省理工学院管理学与经济学教授约翰·凡·里宁(John Van Reenen)等学者针对多个行业、产品、企业进行研究后发现,产生新的科学成果越来越难。从20世纪30年代至21世纪第一个十年,美国经济的全要素生产率小幅下降,但有效科研人员数量增加了20多倍。您对此有何看法?

  帕克艾伦:一定程度的科研生产率波动并不令人意外,但长达几十年的滑坡不是偶然事件。这表明科研投资转化为实际有用的新知识的过程出现系统性失败。科研生产率降低未必意味着创新越来越难,也许仍有许多重大奥秘有待揭开,只是人们的探索方式不对;也许当今科学家和创新者投入精力的方向与半个世纪、一个世纪以前不同。激励因素变化,行为也会随之变化,这一点适用于所有人。随着科研和创新投资日益向渐进式科学倾斜,科学家和创新者为“高风险探索”投入努力的动机就会减弱。

  多种因素造成“科学停滞”

  《中国社会科学报》:除了激励机制不当外,还有哪些原因导致“科学停滞”?

  帕克艾伦:第一个原因是科研人员老龄化。有研究显示,当今科学家的平均年龄比几十年前高了很多。一方面与总人口趋势有关,另一方面与高校和科研机构取消强制退休年龄有关。同时,经验丰富的研究者更受科研资助方的偏爱。平均来看,年龄较大的科学家对新思想的接受度较低。我和巴塔查里亚在另一项研究中分析了2000多万篇生物医学论文后发现,年轻科学家尝试新想法的概率确实更大。不过,据我所知,中国科学界未受到人口老龄化冲击。中国科研投资快速增长始于几十年前,科研劳动力较年轻是中国科研水平能够如此快速地进入世界前列的一个重要原因,中国年轻科学家探索和尝试新想法的积极性非常高。

  第二个原因是人们实现突破的信念减退。创新越来越难这一观点快速地流行起来,导致人们不愿意探寻并资助大胆的新研究方向。取得突破性成果的过程可能“超时”,这是在预料之内的,但如何处理这一状况是关键。在我看来,在拥有绝对确凿的证据之前,不应相信“科研日益变难”一类的假设,因为这些假设会不可避免地自我实现。

  第三个原因是社交媒体的普及。在社交媒体上,一个人的价值很大程度上体现为“粉丝”量,发表有悖于主流共识的观点会遭到嘲笑,导致“粉丝”流失。这驱使科学家附和众议,进入“流行”的、已发展成熟的领域,而不是开展更新颖的研究。让自己变得大受欢迎的想法对科学有害,因为最有价值的科学进步常常出自多年默默无闻辛勤工作的研究者。例如,如果一位科学家发现了某种奥秘或形成了潜力巨大的见解,但最初几乎没有同行相信,那么他只能逐步证明自己是正确的。我担心社交媒体诱使年轻科学家热衷于有望令自己快速成名的话题,而放弃对新领域的探索性研究。

  《中国社会科学报》:科学停滞与科研才能的培育方式是否有关?

  帕克艾伦:我认为,目前的科学人才培养模式存在缺陷。首先,独立研究生涯开始得太晚。由于现在的科学家平均年龄较大,他们教授给学生的内容可能是过时的。而能申请到科研经费的通常是较年长的学者而非博士生或处于职业生涯初期的科研人员,年轻学者对研究课题的决定权很小。另外,现在博士生教育的年限很长,导致年轻学者在真正开始独立科研职业生涯之前耗费了太长时间。如果年轻学者有更多一点的“经费自由”,而且无须等到30多岁才能走上独立的科研道路,那么他们在选择研究内容时可能更敢于冒险、更具有探索精神。

  其次,缺少对科学进步历程的教育。我们的科学教育不太注重向学生解释历史上产生科学突破的过程有多么漫长,因此,学生对那些为伟大突破奠定基础的开启性、探索性研究缺乏重视。法国科学家埃玛纽埃勒·沙尔庞捷(Emmanuelle Charpentier)和美国科学家珍妮弗·道德纳(Jennifer Doudna)因发现基因技术中最犀利的工具之一“CRISPR/Cas9基因编辑技术”被授予2020年诺贝尔化学奖。事实上,对该基因的研究始于20世纪80年代末,但21世纪第一个十年初才取得突破性进展,沙尔庞捷和道德纳的突出贡献建立在过去几十年里大批科学家共同努力的基础之上。

  《中国社会科学报》:您如何看待企业对推动科学进步、传播新兴技术所起的作用?

  帕克艾伦:在历史上,企业为科学进步作出了重要贡献,但近几十年里大企业对科学的投资有所减少。根据美国杜克大学富卡商学院战略研究教授沙伦·贝伦宗(Sharon Belenzon)等学者的研究,1980—2007年多个行业内大企业科研人员发表的论文数量下降,但企业申报的专利增加。显然,大企业倾向于重视科学的“金蛋”(体现为专利)而非“下金蛋的鹅”本身(科研能力),而且偏爱不需要大规模科学投资的短期渐进式创新。我认为,企业的这种表现是科学界现在缺少真正开创性探索的自然结果。如果科学家开展更多开启性、探索性研究,企业也将更有动力增加科研投资,并为那些在基础科学发现与实际应用之间架设桥梁的研究提供资金。

  企业的参与对科学发展很重要,因为其营利动机在一定程度上左右着学术界的研究方向。首先,企业界对科研成果的奖励取决于最终的实际产出影响,而带来巨大实际价值的研究未必能赢得学术界的奖励(高引用率、同行的称赞)。如果没有来自企业界的奖励,这些研究最初很可能被科学家放弃。其次,如果科学研究全部转向对实际应用没有助益的课题,企业将不再资助相应的领域或不再聘用这些领域的毕业生。

  抵制科学悲观主义

  《中国社会科学报》:如今,我们拥有先进的研究设备、实验室,民众受教育水平也显著提升。尽管各国科研资助情况不一,但总体而言,经济条件较20世纪乃至更久以前明显改善。然而,新的科学思想似乎越来越不容易出现。是否存在某种规律:科学进步到某一阶段,发现新想法的难度和成本开始急剧上升?

  帕克艾伦:科研生产率显著下降是事实。从狭义上讲,科学和创新停滞了,但这可能是因为人们发现探究的方式有误。科学事业已经大规模扩展,而支撑科研和创新的机制尚未及时地跟上这种变化,也没有给科学家和创新者足够的驱动力来选择大胆的、可能失败但也可能带来重要突破的研究方向。人们应谨慎对待科学日益变难这一假设。如果科学家普遍相信揭开重大奥秘已近乎不可能,就很可能减少尝试,企业和科研资助机构对大胆涉猎未知领域研究的资助意愿也会减弱,假设将变为现实。

  我们必须抵制科学悲观主义的一个原因是历史上不乏“重要科学发现已穷尽”的论调,但事实并非如此。例如,美洲新大陆的发现破除了欧洲人此前数个世纪的科学悲观主义,随后的科学革命极大地增进了人类对自然的认识。19世纪末,一些知名物理学家声称重大科学奥秘已被悉数揭开,而不久后相对论和量子力学的开创证明了这个论断下得过早。

  当然,我们不能排除到某一时刻人类的新想法枯竭这一可能性,但在屈服于悲观态度之前,应尝试通过多种途径扭转科学和创新停滞的局面。未来,我们应将制定和实施各类旨在重燃科学和创新火种的举措作为一个全球性目标,不能不战而降。

  《中国社会科学报》:在实际层面,科学研究和资助机构可以采取哪些措施促进探索性科学的发展?

  帕克艾伦:我认为,可以从以下多个方面着手。首先,重新设计科研激励机制,增加对科研新颖性的重视和奖励。其次,为有潜力的年轻科学家提供更多资金并缩短博士生教育年限,使年轻科学家更早具备开展独立研究的条件。最后,就科学家使用社交媒体时如何兼顾普及知识的目标展开讨论,避免快速出名对年轻科学家起到负向激励作用。

  

责任编辑:崔岑
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