《科學家修煉指南》
撰寫 | 遊蘇寧(中華醫學會繼續教育部)
最近有幸讀到一本立志「讓科學家更懂自己」的書,這就是《科學家修煉指南》。其作者是一群從事科學計量學研究並熱衷科普事業的青年才俊,他們以少年壯志不言愁的決心,立志通過自己的公眾號向普羅大眾普及科學計量學知識,以便讓更多人具備計量智慧,恰當使用科學計量指標,更全面了解科學家群體。本書是編者從「林墨」公眾號已發表的文章中精選出近百篇佳作結集成書,奉獻給立志於獻身科學者作為入門指南和進階寶典。書中的內容圍繞科研、工作、生活中所面臨的種種現實問題,藉助科學研究的數據和大量生動具體的案例,再現了科學家在科研項目申請、論文發表、評職晉升、擇校和家庭生活等方面遭遇的各種困境和艱難抉擇。本書為讀者展現出科學家鮮為人知的一面,從而讓我們有機會從普通人的角度理解科學家的所作所為。掩卷遐思,閱讀後筆者不僅開拓了眼界、增長了見識,更加深了對科學家所作所為的理解。
科學計量學研究的是如何用定量的方法來刻畫科學、科學家及其研究成果,它對於科學家來說最重要的貢獻,是設計了科技管理和科技評價中所使用的大部分方法和指標,包括影響因子、被引頻次等。雖然這些評價方法存在多種缺陷,但它畢竟提供了一種可以在科學世界中通用的「貨幣尺度」,使得我們更容易對科學家及其科研成果進行「定價」。對科學家而言,獲得科研項目資助和發表論文無疑是最重要的兩個話題。科研項目是研究條件的保障和學術業績的體現,而論文在很大程度上決定了科學家的職業前途。研究表明,出色的研究成果取決於科學家的科研天賦和運氣,而學術積累似乎並非很重要。科學家申請專利並不會妨礙其從事基礎研究工作。科學家為了取得成功,不僅需要高智商,同樣要具備高情商。科學家們是不加班的,因為他們從不下班。他們也基本沒有競爭,因為其對手就是自己。沒有科學家喜歡競爭,但競爭會促進科學更快地發展。目前生物醫學領域處於保守發展期,因此對科學家個人而言,偶爾嘗試創新可能是最優的選擇。
科學家真正追求的是科學發現的優先發表權,而不是優先引用權。2015年的調查顯示:40%的科學家沒有聽說過h指數,有10%的人甚至不知道什麼是影響因子。在學術界,引用行為是大眾行為。引用熟人的文章,幾乎是每位學者的天性。作者發表了一定數量的論文之後,論文被引用的概率就會更高。作者坦言:世界上沒有一種規則可以保證絕對地公平,可以滿足所有人心中的公平感。理想的學術評價應該具備兩個要素:小同行,講真話。然而實現這兩個要素的成本極高,在現實情況中,成本較低的定量指標頗受歡迎。當前的學術評價主要依賴於同行評議與定量指標,但任何一個指標只能衡量科學家的某一個或幾個維度的特徵,而不能全面揭示科學家的學術績效。如h指數是一個被廣泛採用的評價學者影響力的指標,但它只能評價科研人員過去的業績而不是未來的成就。我們必須強調,定量指標是同行評議不可行或有缺陷情況下的替代或補充方案。影響因子很容易被操縱,論文發表時滯和影響因子之間並非單純的線性關係,在影響因子達到峰值之前,時滯越長,影響因子越高;在峰值之後,時滯越長,影響因子越低,因此引用要趁早。儘管廣受詬病,但到目前為止,任何定量的評價指標都難以取代期刊的影響因子。
研究表明,科學守門人主要是學術期刊的編輯與審稿人,他們從法律上庇護、從專業上肯定科學發現,同時引領科學的發展方向。審稿專家可能是世界上最具公益精神的一類人,當前的審稿制度,有利於他們從眾多的科學發現中剔除差的,但很難識別出最好的。他們在多數情況下能做出正確決定,但卻極易拒絕開創性貢獻。他們常常有強烈的「領土意識」,也經常固執己見。總體而言,被頂級學術期刊編輯直接拒絕的論文,即便最終發表,被引次數也確實相對較低。近年來,研究人員數量的增長速度要比所需審稿人數量的增長速度還要快,生命科學領域尤其如此。審稿人數量充足並不意味著審稿很充分,20%的科學家承擔了69%~94%的審稿任務,審稿數量排在前8%的人承擔了25%的審稿任務。然而,如果一位審稿人的審稿任務太重,其評議質量往往會因為評審時間不足而大打折扣。因此,審稿數量和質量不能等同。
一般而言,發表論文的數量和發表高質量論文的數量往往成正比。大學的合併不一定會增加發文量,但規模差異大的學校、綜合性大學與醫科大學合併均有助於提升發文量。論文中作者的用詞折射出其人生態度。科學論文需要傳達客觀、理性的知識,但如果採用積極正面的詞彙,能讓研究內容看起來更具有吸引力和獨特性,從而有利於提高投稿的命中率。對PubMed資料庫的研究發現,過去40年中,科學家的人生態度越來越積極向上。論文中積極詞語出現的頻率上升了近9倍,而消極詞語僅增加了幾個百分點。由於頂級科學家在使用詞彙時保持中立和謹慎的態度,導致著名期刊中作者使用積極詞彙的增長速度低於平均水平。如今網路語言對學術交流產生了巨大的衝擊,科學的語言正變得越來越通俗化和生動化,導致科學術語的使用越來越隨意。在生物學領域,非正式術語的使用量劇增了24%。這種「隨意」有時候會更高效,而語言進化的方向就是「變得越來越隨意」。作者提醒人們,為了證明自己是論文的作者,文章發表以後要記得引用自己的文章。
論文的被引用常常是科學家影響力的代名詞,被引次數越高,科學家的影響力越大,期刊中1%的高被引論文可以斬獲17%的被引次數。論文的高被引並不必然意味著高水準,84%的科學家自認為水準最高的成果通常會出現在高被引名單中。被引次數名列前茅的論文通常都是延續性研究,即知識貢獻並不大,水準並不算最高。引用受論文的風格影響,如述評和通俗論文更容易被引用。只要研究主題好玩、有趣,不管是延續研究還是突破性研究,都被科學家打了高分。大眾在解讀時,常常將高被引等同於高質量或高水平,這是缺乏科學依據的。被引次數高的論文通常只意味著這個論文的選題比較熱門。創新程度高的研究,因為曲高和寡,反而未必會獲得高被引和基金資助,諾貝爾獎獲得者30%的關鍵性科研成果都沒有受到直接的基金資助。在論文的平均被引次數上,生物學科遠高於數學學科,如果單純以提高成果的影響力為目標,與生物醫學領域進行交叉,顯然要比與數學領域進行交叉更有效果。對生物醫學領域的研究論文呈現出一種特殊的引文規律:學科交叉度越高、引文的影響越小。應該注意的是,被致謝也是影響力的體現。
科學家都有從眾心理,喜歡引用別人也引用的論文。引用是存在偏頗的,也很容易被操縱,中國論文中的「互引俱樂部」現象非常明顯。中國高被引論文的內部引用率在微觀上個體自引、中觀上本單位引用、宏觀看國內同人引用3個層次上都遠遠高於美國同類成果。然而可喜的是,中國高質量論文在美國同行中的認可度正在提升。在文獻中,負面引用並不少見,其中84%出現在論文的結果與討論部分,而只有42%的正面引用出現於此。平心而論,被負面引用的論文往往質量不俗,一個創造性的錯誤,勝過一打老生常談。應該注意的是,零被引的論文可能是「睡美人」,其概率在Web of Science資料庫中低於1%,而在諾貝爾獎獲獎論文中約為20%。回溯歷史,孟德爾有關豌豆雜交試驗的論文發表後幾乎無人問津, 出版34年之後才引起人們關注。屠呦呦獲得諾貝爾獎後,在Web of Science資料庫中僅能找到她的4篇論文,而且都未被廣泛引用,這個現象揭示出科學影響並非總是立竿見影的。網絡媒體普及之後,採用點讚代替引用的觀點日益盛行。然而引用屬於科學家投票,點讚實為大眾投票。用點讚代替引用的最大問題在於點讚太容易作弊,因此關於科學問題,我們還是應該把投票權交給科學家。
科學家是一個共同體,他們有著共同的屬性和特徵,這使得「讓科學家更懂自己」的口號成為可能。美國心理學家伍德沃斯1962年率先提出了學科交叉的概念,指出跨學科活動是打破已知學科邊界並涉及2個或2個以上學科的研究活動。研究表明,跨學科合作是科學發展的趨勢,學科交叉已經成為重要科學貢獻的生長點。近百年來,在諾貝爾物理學、化學、生理學或醫學獎中,41%的獲獎者其研究領域屬於交叉科學。不同學科合作的優勢在於:共享科學數據,節省科研成本,縮短數據收集時間,提供新的研究機會,驗證現有的研究結果,提高研究周期的效率,促進知識的有效交流,將為學術界和社會帶來巨大的效益。儘管其好處顯而易見,但在現實中科學數據共享絕非易事。學者們認同跨學科研究的價值,但又不認可某個具體研究的價值。傳統的科研評價體系並不適用於跨學科研究,項目涉及的學科越多,獲得資助的概率越低。有關研究顯示:科研團隊的規模以適中最好,隨著團隊規模的擴大,研究成果的顛覆性逐漸降低。做出高創新性研究的科研團隊通常為2~8人。創造出高創新性成果的概率在1~5人小團隊為72%,在10人的課題組僅為50%。
鑑於合作困難,因此多科學合作應講究策略,合作夥伴之間越互補越好,合作強度越大的學者其學術成就越大。科學家選擇合作對象的時候更傾向於選擇沒有合作過的新人,而且「喜好」越相近越好。科學家去世後,合作者發表論文的數量迅速減少40%,而非合作者增加6.7%。由此可見,領導者在團隊中的貢獻值接近一半,擁有好的領導尤為重要。對文科而言,文理科交叉是一把雙刃劍。一方面,融入了自然科學領域知識的人文社會科學論文可能擁有更廣泛的讀者;另一方面,跨文理學科知識的融合在一定程度上更有新意,更能吸引讀者。當今社會科學的科學化趨勢非常明顯,但文科論文中自然科學知識太多以後,會在一定程度上損害文科論文的可讀性,進而妨礙其傳播。健康科學的跨學科程度很高,這與其整合了公共健康和藥品的社會影響方面研究有關;而臨床醫學則相反,這與其學科研究的精深性密不可分。總之,跨學科合作的出現,其實質就是學科壯大後的「紅杏出牆」,就是學科成熟後的「招蜂引蝶」。
在學術共同體中,作者的信譽如同學術通貨,對研究人員的晉升、項目資助和業績評估至關重要。古德哈特定律宣稱:當一個指標被選作衡量經濟走向的指標時,它勢必會失敗,因為人們開始把它玩弄於股掌之間。該定律也同樣揭示了科技評價的尷尬處境:一方面,科技評價會激勵科學進步和技術創新,引領科技的發展,並對做出貢獻的科學家和科研機構進行獎勵;但另一方面,科技評價又會不可避免地被投機者濫用和錯用,從而影響科技評價的信度和效度。通過分析美國國立衛生研究院1980-2008年13萬個研究計劃的評審分數表明,同行評議的評價越好,受資助計劃在其後5年內的研究產出就越高。有人對英國過去30年科研項目的調查顯示:科研經費的分布高度集中,前8%的項目負責人及其所屬機構獲得約一半的科研經費,這究竟是能者多勞還是贏者通吃?值得我們深思。
科學基金資助模式通常只注重項目的立項而不注重結題,只重視研究者的個人背景而不看重最終的科技產出,是一種嚴進寬出的前向資助模式。科技懸賞制度則以結果為導向,更看重項目完成的質量和水平、項目本身的價值和收益,是一種寬進嚴出的後向資助模式。近年來,國內對在國際頂級期刊發表高質量論文的激勵措施令人瞠目結舌。2008-2016年,國內高校對發表在Science、Nature的文章平均每篇的獎金從2.6萬美元上升到4.4萬美元,四川農業大學對一篇發表在Cell上的論文獎勵高達1350萬元人民幣。2016年河北科技大學副教授韓春雨在Nature子刊上發了一篇論文,河北省撥款2.24億元給他建研究中心,並任命他為河北省科協副主席。作者戲言:英文interest這個詞既有興趣的意思,也有利益的含義,或許科學家的興趣是由利益決定的。
先哲曾言:科學發現世界的真相,經濟學發現科學背後的真相。科學經濟學就是用經濟學方法解釋科學家的行為和科學界的知識產出。科學發現的先發優勢非常重要,學術界的獎勵體系助長了學術不端的發生,經濟學家的自利性使得他們比其他學科的科學家更傾向於選擇學術不端行為。研究表明,科學家越看重經濟利益,他們在高質量期刊上發表的論文就越少。科學家蓄意違背學術規範的主要原因包括:預期收益可能超過成本;不當的激勵機制讓科學家追求贏者通吃;生存壓力讓科學家鋌而走險。如今科學計量指標的層出不窮,也在一定程度上催生了學術不端。從Publish or Perish(不出版,就出局)轉向Impact or Perish(不出眾,就出局)規則是學術不端行為的誘因,其壓力促進了剽竊行為的產生。僅2012和2013年,PubMed就撤稿論文超過500篇;與20世紀90年代相比,增長了約20倍。中國學者近年來被撤稿的數量持續增長,嚴重影響了我國科學家的聲譽。中國學者被撤稿的其主要原因是:學術不端,學術差錯,其他原因;其中3/4為學術不端所致,剽竊最多,欺詐(編造、篡改結果)次之,第三為虛假同行評議。作者提醒人們:捍衛真實就是捍衛科學的生命。善於遺忘是人類的本性,但是科學不會,網際網路更不會。一次撤稿後帶來的行政處罰可能是短暫的,但是期後續的影響卻是一場無期徒刑,撤稿後對作者後續論文發表與被引均產生嚴重的負面影響。
今日的中國科學界,最稀缺的不是資金,而是人才。大學的競爭實質上就是「大師」的競爭,高校的排名就是「高帽」的排名。有關研究顯示,國際合作和科學家流動程度越大的國家,其科學影響力越大。科學交流的國界終將消失,跨國流動給流出國帶來更多的資源。為了追求科學影響力,國家可以通過增加經費投入提高論文產量,鼓勵國際合作和科學家流動提高論文被引頻次。縱觀全球學術界,可以自由流動的科學家影響力更大,一位基因組學專家可能是當今世界上跳槽最頻繁的科學家,他已經在10個國家工作過。美國對30所擁有博士項目的信息學院的研究表明,20%的大學培養了本學科領域60%的教員。改革開放40年來,我國各類出國留學人員的回流比例約為58%。對高端人才回流的研究顯示:他們回國之後的國際合作意願普遍降低,非校友比校友更傾向於尋找校內合作,校友比非校友發表論文期刊的影響因子更高。有關科學家的家庭與工作的研究表明,全球範圍內,科研人員中女性不足1/3,但我國的本科生和碩士研究生中的女性比例已經超過男性。女性的漂亮程度得分越高,越不像科學家,被認為是幼兒教師的可能性越高。已婚科學家的發文量更高,未婚科學家中女性明顯多於男性;再婚女科學家的發文量幾乎是初婚者的2倍,休產假的女科學家發文量更高;解決配偶工作能讓男科學家發文量更高;提供幼兒入託的大學其科學家論文的產出更高。同輩相互的比較、家與辦公室之間的距離、機構排名等因素影響著精英科學家的跳槽;如子女處在青春期,科學家則很少跳槽。越高產的科學家換工作的可能性越大,如果深究其離職的原因,馬雲一語中的:錢沒有給到位,心受委屈了。