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鄙视技术专注基础科研,能让中国问鼎诺奖吗?

|· 本文来自“我是科学家”·|

一年一度的诺奖在本月公布完毕,日本继续保持着进入21世纪后平均每年一位获奖者的记录,中国舆论界继续讨论国人何时能持续问鼎诺奖。

不过,今年的诺奖讨论中却有一股很有意思的声音,质疑诺奖颁给了技术(化学奖颁给了锂电池的开创性工作)而不是基础科学,认为这给鼓励基础原创性工作的诺奖开了一个不好的头。我所在的几个科技界微信群中都看到类似的帖子,当然大部分科技界群友都对此不以为然。

2019年诺贝尔化学奖颁给了约翰·B·古迪纳夫(John B. Goodenough)、M·斯坦利·威廷汉(M. Stanley Whittingham)、吉野彰(Akira Yoshino),以表彰他们对发明锂离子电池做出的贡献 | 诺贝尔奖官网

这个帖子在科学和技术上划出绝对界限,有着明显的错误,同时问题没有那么简单。仔细想下,这类帖子反映出,在分析诺奖级的科学创新及公众对其的期待时,我们既需要区分不同层次的科学与技术,也需要在中国当下的语境中,探讨这些区分对中国获诺奖前景的意义。

诺奖中的科学与技术

首先要做个简单讨论,历年因为技术的突破而获得诺奖的科学家大有人在。这方面中国人比较熟悉的,除了今年发明锂电池的科学家外,还有2006年因小RNA干扰技术获奖的美国科学家,2008年发现并发展绿色荧光蛋白显示技术的钱永健等人,2009年因为奠定光纤技术而获奖的香港华裔科学家高琨,以及2017年因冷冻电镜技术获奖的瑞士、美国和英国科学家。学界广泛认为,基因编辑技术获得诺奖也是早晚的事情。

基因编辑技术获诺奖可能也是早晚的事 | genengnews

上述颁给“技术”的诺奖分布在物理、化学和生理医学各领域,可见诺奖颁给技术一点也不稀奇,而且也不掉价。因为在科学研究中,固然有爱因斯坦那样具有超级洞察力、靠思想和数学推演而做出重要理论贡献的大腕,但更多的是依靠各种技术改进,提升我们的观察手段,或对理论的确立与发展做出重要贡献的工作。

这里说的技术,更多为了帮助基础科学更好地观察和解释自然世界而进行的技术突破或改进。而现今在我们生活中大量使用的应用型技术,其早期的开拓工作也收获了诺奖。比如高琨先生因为对光纤技术的开拓性工作,以及获得今年化学奖的美、英和日本科学家在开发锂电池方面的工作。

高锟先生获得了2009年诺贝尔物理学奖 | 诺贝尔官网

对于这些科学家来说,区分他们到底是做科学还是技术其实没有意义。因为他们做的不是像工程师一样,拿来材料检测一下性能然后投入使用。他们要做的,是革命性地提出某种物质可以应用在人类生活的某些根本方面,而且要进行大量开创性的工作,既在理论上证明可行性,也要在实验条件下对这种可行性进行初步佐证。但通常,他们不需要为这种技术或材料在工业化条件下是否能使用、成本是否合适、矿产是否容易开采、投资是否易得负责任。也就是说,他们做的不是我们理解的那种以盈利和现实应用为直接目的的技术开发

可以说,重大技术或材料的早期发现本来就难以区分科学与技术。在做出这些早期发现后,也同样需要大量科学与技术并重的工作。比如有机发光半导体(Organic Electroluminesence Display, OLED)技术如今已经进入了工业化应用。但就在不到10年前,它还是基础科学研究的宠儿,大量研究发表在化学和材料学的重要刊物上。实际上直到今天,有机发光半导体技术中也还涉及到大量没有解决的基础科学研究问题,众多科学家而不是工程师仍然在做着大量研究工作。

某电视厂商推出的3D OLED电视 | Wikimedia Commons

相信再过一段时间,有机发光半导体作为技术完全成熟,剩下主要待解决的是成本、规模制造、工艺、材料性能、功耗等问题时,学院派科学家自然会逐渐淡出这一领域,基础研究的学术期刊上也不大会再发表这方面的论文,因为在这个阶段,大量研发就进入保密或者高度专利保护阶段。但假如将来有诺奖颁给有机发光半导体技术,那一定是奖给那些最早发现并验证这一技术的人。

为何执意区分科学与技术

可见,科学与技术的区分不是绝对的,经常是自然而然发生的,在技术发展的早期,往往需要科学的理论突破大量科学发现,则需要技术的支持

既然如此,为什么人们会执着区分科学与技术呢?实际上,这既有国际范围的学术背景,也有中国特定的语境缘由。在国际上,对科学与技术的刻意区分与科学社会学、尤其是科学知识社会学(Sociology of Scientific Knowledge, SSK)的兴起有关。

科学知识社会学以及科学社会学中其它比较激进的分支,致力于质疑甚至颠覆科学的霸权。很多学者指出,二战期间及之后科学大放异彩,但其中发挥作用的更多是技术。虽然技术的发展要得益于科学,但特定的科学更多代表着一种解释世界的范式,并不必然导致新技术的出现。言下之意(也有许多激进学者公开如此声称),科学和科学界不应该因为技术的成功而获得那么大的话语霸权。

二战期间,核技术得到了快速发展 | Wikimedia Commons

如果我们回到上一节的讨论,就会发现这些学者所指的技术,主要是产业化了的与我们生产或生活发生关系的技术。但我们知道,科学进步自身也与技术发展密切相关。区分后面意义上的科学与技术其实意义不大。

在中国语境下,同样也存在着区分科学与技术的现象。比较集中的辨析体现在质疑中国人看待科技的更加功利的态度。很多中国学者指出,当一些领导人大力倡导科技创新时,脑子里想的是富国强兵的技术。中国的基础研究经费长期不到全国研究与发展经费5%,这一比例就说明了这一点(最近几年来略超过了5%)。

这几年中国的航空航天科技取得了飞速发展 | Wikimedia Commons

不管这种声音是否代表基础科研界的利益博弈,但这一看法背后的逻辑是很容易理解的。那就是我们的科研应该避免开过分追求功利,更努力丰富我们对自然的理解,更多地创造没有那么多功利色彩的知识。

这种努力区分科学与技术的尝试,当然也从上述的激进的科学社会学论述中汲取了思想资源。不过,在中国语境下,坚持科学与技术不同的说法,并没有进一步发展到质疑科学权威的地步。相反,正如本文开篇引述的那条贴文所显示的,支持这种说法的很多人恰恰呼唤着中国能在追求非功利的科学知识上大放异彩,早日获得诺奖。

以技术创新破解诺奖心结

虽然这种区分科学与技术的念头背后,是呼吁更加支持非功利色彩的基础研究,但这种呼吁,却难以帮助国人解开诺奖心结。因为基础科学要发展到有实力问鼎诺奖的地步,需要大量技术创新以推动理论突破。而科研过程中的技术创新,难度丝毫不亚于理论的推进,但科学家个人得到的回报,却反而不一定有发展理论或用常规科研手段来验证理论更丰厚。

为什么这样说呢?因为基础科学中理论探索部分的进展(包括计算模拟和基于常规设备的实验,这种情况下通常技术的改进仅限于修改一些参数),在总体上可以通过持续的成果发表来获得认可,从而获得进一步研究的基金和同行的追踪,而同行的追踪则可以扩大该科学思想首倡者所提出理论的应用条件、范围和局限性,丰富、扩大和改善了理论。在这个过程中,做出常规技术贡献的人,通常是实验员或实验室的工程师,他们得到的表彰不过是论文中一句致谢,以及所属团队PI分配的一点奖金。

基础研究中需要付出巨大努力的技术创新或仪器研发,很难得到及时认可(从一定意义上讲,很多实验都需要应景性地改进技术,但不会像冷冻电镜研发过程中那种从二维到三维显示或者从常温到冷冻,这种需要耗时数年的对技术的革命性创新)。在基础科研中的技术创新工作,大多数是无法发表或得到经费支持的,这方面最典型的是对仪器的大幅度改造。固然现在有国家科学仪器创新基金来支持仪器和相关技术研发,但这种基金更多支持的,是对进口仪器有替代性的通用性仪器,如质谱仪和核磁共振仪等,对于那种出于科学家个人(或团队成员)提升自己特定研究效果出发进行的仪器开发,国家支持力度或途径都不明晰,商业公司更不会介入。

冷冻电镜化酶的三维结构 | Wikimedia Commons

在近年来对诺奖的讨论中,日本科学家的诺奖井喷是无法忽视的议题。一些讨论注意到,在很多情况下,日本科学家得奖,是对特定问题十余年来持续努力攻关的结果。这个过程,往往就包括对实验技术和仪器的反复改善。这种无法发表的工作,在任务导向的科研资助体系下是很难完成的。但对于需要持续深究一些科学理论问题,它反而更容易自然而然地发生。

近年来,中国ESI高引作者的数量持续爆棚,大大超过了日本开始大规模获得诺贝尔奖之前十几年中高被引日本科学家的数量。一些乐观的科学评论者认为这表明中国科学距离诺奖井喷也不远了。

全球科研论文数量 | Nature

但这种主要看数目字的说法,其实没有仔细鉴别高被引作者的状况。在一个科研方向上的高被引作者,未必就是当初作出最重要的引领性工作的人。通过非常系统的工作把这个方向上的诸多条件进行检测,甚至推热了这个方向的研究,同样也可能成为高被引者。另一方面,中国庞大的科研人口、对有学术传承关系的权威的尊重、以及喜欢做同质性工作的科研特点,也会催生出以引用量来衡量非常热点的科研课题。

这些情况下的高被引者,往往不会是诺奖所肯定的重大原创研究的开拓者,一般也不会对科研过程中的技术和仪器进行持续改进和研发,因为后者会占用大量时间却得不到认可。

虽然中国科学在总体上距离诺奖井喷(或者井喷前夜)还有很大距离,但也没有必要因此沮丧。实际上,中国科学家与很多国家同行相比,有更强的动手能力,也有世界最优秀的工程师队伍和最庞大的科学家群体。

如果在基础研究中,各种类型的技术贡献能得到普遍认可,就有可能鼓励科学家及其团队成员对重大研究方向的技术做出更多突破。而中国科学家则可以合力发挥出极大的规模效应。这种规模效应累积到一定阶段,就会孕育出很多崭新的研究方向。

所以,在探讨诺奖时不但不应该割裂科学与技术并质疑后者,反而更应该在中国的基础研究中鼓励重大的技术和仪器创新。也许,通过技术和仪器创新所获得的洞见,才是化解国人诺奖心结的法宝呢。(编辑:Yuki)

贾鹤鹏“科学传播的科普”系列文章

题图来源:2015年,屠呦呦先生在瑞典领取诺贝尔奖,图片来自法新社

The End

发布于2019-10-31, 本文版权属于果壳网(guokr.com),禁止转载。如有需要,请联系果壳

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贾鹤鹏

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