如何才能更好地推动科学蓬勃发展？

科学是我们人类文明的一大成功成果，从古希腊人和阿拉伯人的博学，到文艺复兴和现代时期的实用性，无不体现这一点。它是我们日益繁荣的关键驱动力之一，既让我们有能力制造问题，也使我们能够解决问题。科学激发并满足了我们对周围世界和浩瀚宇宙的好奇心。

在科学界之外，公众可能会想象存在这样一种体制：有人指挥科研活动，指出对社会最重要的科学研究方向，并规划应该开展的工作。毕竟，无论是通过购买行为、纳税还是慈善捐赠，都是公众在为科研买单。但实际情况并非如此。而且最终，公众对科研过程知之甚少。

我们需要更清晰地了解整个科学生态系统，才能明确科学应该发挥怎样的作用，以及社会如何才能最好地推动科学发展。在 21 世纪，谁有机会做研究？为什么？这在一段时间内发生了怎样的变化？科学的现状良好吗？我们又该如何判断呢？当我开始思考这些问题时，我意识到就连科学家自己对这些问题也有很多不了解的地方。

令人惊讶的是，科学在总体上仍然是 “自下而上” 的。我们通过鼓励大学里的科学家提出想法来选择研究课题。他们会将这些想法秘密地分享给一些同事，这些同事会对这些想法进行正式排序，然后挑选出少数几个给予资助。大部分科研资金来自税收，而政府又把责任交回给科学家小组，让他们决定把这些公共资金投给哪些同事。

科学家们长期以来一直强调，让他们自由决定研究内容更有可能为资助他们的社会带来长期回报。诺贝尔奖得主Max Perutz在管理剑桥大学极为成功且至关重要的分子生物学实验室时强调，他的关键原则是 “挑选杰出人才并给予他们学术自由”。然而，支持这一观点的非传闻性证据却很难确定。

对过去半个世纪诺贝尔奖得主的回顾确实显示，大多数获奖者在研究之初并不知道自己会取得什么成果，只有在多年后回顾时才能清楚地阐述自己取得成就的过程。20 世纪 70 年代末，Alan Heeger试图让毫无前景的塑料薄膜导电，当时他根本没有想到这些基于分子的发光体如今会用于制作闪闪发光的手机屏幕。同样，DNA 研究的先驱Crick和Watson当初只是想了解 DNA 的结构，而不是利用这一知识来治疗遗传病或进行大规模癌症筛查。

在许多国家，人们坚信科学对社会有直接的益处。但同样，这种明确的经济效益却很难评估。科研活动分布在不同的地方，从以工业为主导的美国（80% 的科学家在工业界）到以大学为主导的西班牙（不到 30% 的科学家在工业界）。有一种常见的说法是：“技术转移的最佳形式是把博士从他 / 她的大学实验室送到工业界的新工作岗位上。” 实际上，美国到处都是基于旧金山硅谷（或者英国剑桥周边的硅沼）梦想而建立的大学技术转移办公室。而现在，它们发现自己手中的专利组合平淡无奇，无人问津。

如今，我们对科学生态系统有太多不了解的地方。就连统计科学家群体的实际规模，以及判断其是在增长还是萎缩，都出奇地困难。

我意识到，尽管科学家们针对具体课题进行了无数的讨论，但对于整个系统是如何运作的以及这其中的影响却没有一个总体的描述。总体而言，科学作为一个整体是有用的，但各个部分又是如何协同发挥作用的呢？

在科学生态系统中，有个体和团队，但是他们构建的思想以及在思想之间搭建的桥梁，其存在时间可能比个体或团队本身长得多。这些共同构建出了稳固且持久的科学知识，形成一个相互关联的知识宝库，留给后代。但是，对于这个知识宝库是如何逐步积累起来的，以及作为一个社会，我们为每个新想法付出了多少代价，这些问题却很少被讨论。

我发现，生态系统这个比喻不仅可以解释像技术成果这样明显的产出，还可以解释数学框架的美妙之处以及理解黑洞带来的乐趣。这些概念相当于 “生态系统服务”，即一个正常运转的生态系统自然产生的无形益处。举个简单的例子，一片森林既能为我们提供建造房屋的木材（“生态系统产品”），也能为我们提供宁静的散步场所（一种 “生态系统服务”）。这种视角有助于我们理解科学生态系统中那些从纯经济角度难以捍卫的重要部分。

理解科学中的生态系统效应有助于我们理解一些难题。例如，全球化似乎对科学应该是一件好事。它本应促使全球信息共享，推动不同团队开展合作，并确保科研经费能高效地分配到最能发挥作用的地方。但实际情况并非完全如此。

在科学生态系统中，强大的竞争者占据主导地位，所以从专题会议到学术期刊等各种组织都在不断竞争，以扩大自身影响力并求发展。这种压力产生了一些意想不到的后果。

全球化加剧了科学家之间、学科之间、资助者之间、大学之间、研究期刊之间以及这个领域中其他各方之间的竞争。随着科学家培养出越来越多想要找到自己一席之地的学术后辈，每个人从研究成果中获得的声誉必然会下降。他们都努力发表更多的研究论文，以求在人群中脱颖而出，这使得区分有价值的研究和无价值的研究变得更加困难，也让人更难跟上科研动态。

此外，科学家数量每 20 年翻一番，但新的研究领域数量却不会随之翻倍。研究人员反而都集中在那些热门的、最受关注的研究领域。这些热门领域变得人满为患，科学家们对竞争对手的工作了解不足，导致研究重复、被忽视或者混乱。目前，从原子级厚材料的堆叠，到在信息技术中寻找量子效应的应用，以及其他一些话题，都处于这种狂热状态。这就解释了为什么在一个热门研究领域投入额外资金并不能保证取得突破。

全球化的第二个意想不到的后果是，在组织科学研究过程中照搬 “最佳实践” 会降低生态系统的多样性，导致各地选择的科研项目都很相似。申请科研经费时，一个科学家小组会根据一组外部评审员按照 “社会实用性” 和 “卓越性” 等标准给出的分数，对提交的申请进行排序。他们选择的内容越来越趋同。

我越来越坚信，我们需要持续的创造性无政府状态，需要开发鼓励科学、科学家和新想法的新方式，也需要新型的机构和研究中心。目前有一个想法是资助一种新型的科学家，他们更像是知识网络的管理者，他们梳理并关联现有的研究，以找出知识理解上的空白和新的机会。未来的科研资助申请可能需要得到这类管理者团队的批准，同时借助基于人工智能的深度知识树评估来支持资助请求。多样性是健康生态系统的关键部分，科学的韧性取决于找到鼓励多样性的方法。