第 二 章 


科學難題與優(yōu)先權 




如果詢問一位科學家，是什么讓他/她成為一名科學家，答案肯定是對科學難題的興趣。對難題的興趣貫穿了科學家整個科學研究職業(yè)。它不僅是吸引人們獻身科學事業(yè)的“餌食”，也是對科學家從事科學研究的重要固有回報。引用諾貝爾獎獲得者物理學家理查德·費曼（Richard Feynman）的話：“對科研人員的獎勵是認識規(guī)律的愉悅，以及在科學發(fā)現中的極度快感�！� 
科學家不僅僅是因為對解決科學難題的興趣而選擇從事科學研究，他們還需要尋求通過首次交流科學發(fā)現來贏得認同。研究科學難題與獲得認同之間的差異在于，前者是從研究科學難題過程中獲得的滿足感，認同的滿足感是來源于最先解決難題和與同行交流科學發(fā)現。 
對從事科學研究職業(yè)的回報也包括了金錢回報。不可否認，科學家對金錢回報還是有興趣的。盡管他們選擇科學研究這個職業(yè)并不是尋求最大收入，他們對金錢的誘惑并不免疫。這種回報有多種不同形式，比如較高的薪水、特聘職務補貼、專利許可費、公司創(chuàng)業(yè)股、捐贈回報等。這不僅僅是錢給予的較大物質財富，錢也是地位的象征。 
本章和下一章重點將討論從事科學研究的回報。先從研究科學難題和獲得認同的重要性開始討論。第三章中，17我們繼續(xù)審視金錢在科學中的作用——不是作為解決問題或獲得聲譽的手段（這在第六章中提到），而是作為一種結果，一種個人從科研工作中獲得的外部報酬部分。 


科 學 難 題 


科學哲學家托馬斯·庫恩（Thomas Kuhn）將常規(guī)科學描述為解決科學難題的活動。按照庫恩的觀點，從事常規(guī)科學研究的主要動機是對解決科學難題的興趣。即便研究結論可以預見到，科學研究的魅力在于“他們得出那個非常值得懷疑的結論的方式。從一個常規(guī)研究問題中得出結論是獲得這種可預見結論的新方式，需要一個將復雜儀器、概念和數學問題完整整合的解決方案。取得成功的人證明了自己是一個解決科學難題的專家，對難題的挑戰(zhàn)是驅使他從事科研的重要原因。” 
早期的科學社會學家沃倫·哈格斯特倫（Warren Hagstrom）注意到科學難題這一議題，“從諸多方面看，研究活動是一種游戲，解決科學難題的過程本身就是一種獎勵�！笨茖W哲學家戴維·赫爾（David Hull）認為，科學家天生好奇，認為科學是“催人成年的游戲”他接著說：“科學發(fā)現的驚喜感覺是令人興奮的，無論這個發(fā)現被證明真實與否。就像性高潮一樣，經歷過后還想再經歷，越頻繁越好�！� 諾貝爾獎獲得者喬舒亞·萊德伯格（Joshua Lederberg）同意赫爾的觀點，但是他將好奇心看作是十分平常的邏輯：“但是，科學難題并不能抓住真正科學發(fā)現的極度興奮因素。就像科學家所說，如果沒有經歷過，很難用語言準確表達�！� 
1993年諾貝爾獎獲得者，分子生物學家理查德·羅伯茨（Richard J.Roberts）回憶了對解決科學難題的興趣如何促使他選擇了科學研究職業(yè)。還是在小學時，校長培養(yǎng)他對數學的興趣，讓他解決問題和難題。這使得羅伯茨希望成為一名偵探，“別人付錢讓你去解決難題�！碑斔�收到一套化學儀器的禮物，并了解到科學研究中到處充滿解決疑難問題的機會時，他迅速改變了志向集成電路的發(fā)明人之一的杰克·基爾比（Jack Kilby）說，他愛上了科學發(fā)現的創(chuàng)造性過程�！拔艺业搅税l(fā)明的純粹喜悅�！薄鞍l(fā)現的喜悅”是生物化學家史蒂夫·麥克奈特（Steve Mcknight）對“為什么選擇當科學家”問題的回答。 
解決科學疑難問題不僅僅提供滿足感。疑難問題可以成癮。18引用理查德·費曼的話來說：“一旦投入疑難問題，我不能自拔�！� 
解決疑難問題的滿足感就像一些科學家描述的、科學發(fā)現的頓悟時刻生物物理學家唐·因格貝爾（Don Ingber）回憶道：他在耶魯大學讀書時，看見學生們“手持紙板制成的雕塑作品圍繞校園行走，這些作品看起來像寶石”“但于我而言，也像我課本中的病毒�！边@一聯想促使英格選學了一門演示“張拉整體”（tensegrity）的課程，“張拉整體”這個詞匯用于描述雕塑家肯尼思·斯內爾森（Kenneth Snelson）如何用繃緊的鋼絲和剛性桿建造堅固又柔性的紀念碑。在一次采訪中，英格描述了這次經歷如何改變了他的職業(yè)生涯。20世紀70年代后期，研究人員發(fā)表文章論述細胞如何通過內部骨架支撐起來。英格說，“一看到張拉整體模型，我立刻想到，噢，細胞一定是張拉整體結構的。” 
與探索奧秘的重要性相關的證據不僅僅是軼事風格的。NSF在博士畢業(yè)生調查（SDR）中收集的數據也提供了實證支持，探索奧秘不僅作為選擇科學研究職業(yè)的驅動力，而且作為科學研究工作的獎勵。如果要求科學家們對影響其工作的因素重要性打分，他們一貫給智力挑戰(zhàn)和獨立性最高分。他們不僅將挑戰(zhàn)作為一個科學工作的關鍵的激勵，而且將智力挑戰(zhàn)作為一種回報。在同樣的調查中，針對五個工作特質，學術機構的科學家最喜歡智力挑戰(zhàn)和工作的獨立性。 


認 同 


許多生活的味道是后天獲得的�？茖W也不例外。18歲的物理學專業(yè)學生不太關注在Science和Physical Review Letters發(fā)表文章的重要性和榮譽。但是，很快會通過與認同相伴生的其他關聯因素的重要性了解其價值，通過了解認同對于科學研究資源的杠桿作用，深刻認識這種能力的價值。在這些方面，科學家與其他人沒有什么差異。按照哲學家、心理學家羅姆·哈里（Rom Harré）的說法：“追求在其他人眼中的榮譽是人們最主要、最急迫的需求。 
”拿破侖反復說：“給我勛章，我可以征服世界。”各個領域的認同形式是不同，認同的利益是相同的。 
在科學研究中，認同十分關鍵，它不僅僅是科學家從事科學研究的目的，而且是科學家獲得研究資源繼續(xù)解決難題的一種手段。本章重點關注認同作為科學研究的目的方面。第六章將重點考察榮譽在獲得研究資源中的重要性。 
榮譽是在首次報道科學發(fā)現的過程中建立的，科學社會學家默頓（Merton）稱之為科學發(fā)現的優(yōu)先權。默頓進一步認為，給予首次科學發(fā)現的科學家優(yōu)先權、著作權回報不是一個新的現象，至少三百年來一直是科學研究的主要特點之一。牛頓采取非常手段使其成為微積分發(fā)明人，而不是萊布尼茨。當達爾文知道，如果他不出版《物種起源》，華萊士（Wallace）也得出同樣的結論并即將贏得優(yōu)先權時，達爾文選擇優(yōu)先出版。受19世紀俄羅斯數學家尼古拉斯·伊萬諾維奇·羅巴切夫斯基（Nikolai Ivanovich Lobachevsky）的靈感激發(fā)，20世紀50年代湯姆·萊勒（Tom Lehrer）在唱一個關于俄國數學家的歌中， 科學第一發(fā)現的重要性被放入歌中： 
隨后，我寫作 
從早晨到晚上 
下午寫 
很快寫完 
我的名字在第聶伯羅彼得羅夫斯克（Dnepropetrovsk）遭人詛咒 
因為，他發(fā)現我是第一個出版。 
我們注意到，優(yōu)先權的利益以及驅使那些科學共同體內特別重要的研究問題的認識，導致重復多次的發(fā)現，如微積分和自然選擇論。在紀念培根（Francis Bacon）誕辰400年的紀念會上，默頓描述了“多重發(fā)現”的一種普遍現象，在1828年至1922年間，有20次“多重發(fā)現”。默頓隨即指出，缺乏多次發(fā)現并不意味著一個已經公開的科學研究中不存在“多重發(fā)現”。權威數據顯示，部分科學家在其他人取得優(yōu)先權后，放棄了他們的研究。 
盡管存在審核問題，多重發(fā)現的例證很多。非歐幾何（Hyperbolic Geometry）就是這種情況，卷入這場多重發(fā)現的是湯姆·萊勒所諷刺的尼古拉斯·伊萬諾維奇·羅巴切夫斯基（1830）和亞諾什·鮑耶（1832）。RSA公共加密算法，而且作為網絡信用卡轉賬的備選加密算法于1977年由羅納德·李維斯特（Ron Rivest）、阿迪·沙米爾（Adi Shamir）和萊昂哈德·阿德爾曼（Leonard Adleman）提出（因此，稱之為RSA）。但是，在英國情報部門——英國國家通訊情報局（GCHQ）工作的數學家克利福德·科克斯（Clifford Cocks）在1973年的文獻中提出了相應的算法，只是由于最高機密的原因直到1997年才公布。納米管是另外一個例證，在IBM工作的唐納德·貝休恩（Donald S. Bethune）及其研究組，與在NEC工作的飯島澄男（Sumio Iijima）及其研究組分別獨立發(fā)現了單壁碳納米管和使用過渡金屬催化劑制備的方法。 
轉基因鼠是另外一個多重發(fā)現的經典例證，在20世紀80年代早期，五個獨立的團隊分別發(fā)表與構建轉基因鼠相關的文章。在一個相當短的時間內，五個研究組都描述了如何向老鼠卵細胞注入外源DNA（亦稱轉基因），然后將卵細胞移植到雌鼠，產生攜帶轉基因的老鼠后代，創(chuàng)造了轉基因鼠。 
建立科學發(fā)現優(yōu)先權的必要條件是在科學共同體內部通報其發(fā)現，通常是通過發(fā)表期刊論文。的確，將科學發(fā)現歸功于科學家并最終成為科學家的財產的唯一方式是使其科學發(fā)現可以公開獲得。本章后面將會討論基于“發(fā)表獲利”（making it yours by giving it away）前提的獎勵系統(tǒng)的特征。 
發(fā)表速度對于建立優(yōu)先權和榮譽十分重要�？茖W家們在同一天撰寫和提交論文是很常見的。也很常見的是，科學家與有影響的雜志的編輯協(xié)商安排優(yōu)先出版，或者加上“補充說明”以使得在論文提交和出版這段時間內完成的研究能得以報道，所有這些使得科學家取得優(yōu)先權更加方便。Science，如果不是頂尖也是最好的跨學科期刊，有明確的政策，要求審稿人在收到手稿后7天內給予反饋意見。近年來，網絡出版盛行，準確地說是因為論文出版速度快。例如，《應用物理通訊》（Applied Physics Express）承諾，在論文提交后最短15天內發(fā)布論文網絡版。IEEE醫(yī)學生物分會宣布，T�睟ME Letter承諾兩個月出版周期。 
科學研究中各種形式的聚會也是科學家建立優(yōu)先權的重要途徑�？茖W家們?yōu)榱隧椖恐械呐琶麪幷摬恍菀埠艹Ｒ姟Ｖ攸c關注兩個問題：不愿意被剔除和希望有一個好的排名�？茖W家們擔心共享數據帶來的嚴重后果。2003年諾貝爾化學獎得主彼得·阿格雷(Peter Agre)說，他“夜不成寐，時刻擔心由于他的開放性使得自己被剔除在外�！辈糠挚茖W家采取極端手段使競爭者陷入絕境。我們聽說有科學家收回學生的課堂筆記以避免競爭，有數學家故意漏掉證明的關鍵點。在朱經武（Paul Chu）和吳茂昆（Maw�睰uen Wu）給《物理學評論》 
（Physical Review）提交的兩篇文章中，描述了他們發(fā)現的77 K超導體，用Yb（鐿）代替了Y（釔）。朱稱之為“印刷性錯誤”。其他人則堅持認為是為了避免競爭而故意所為。朱經武最后做出了更正。 
在選擇諾貝爾獎獲得者時的沖突，也證明了優(yōu)先權和榮譽的重要性。由于被排除在核磁共振儀發(fā)明人名單之外，2003年雷蒙德·達馬蒂安（Raymond Damadian）在《華爾街日報》（Wall Street Journal）和《紐約日報》（New York Times）刊登整版廣告以示抗議，廣告詞為：必須更正的無恥錯誤。錢不是問題，廣告的成本遠比他獲得獎金份額多。問題的關鍵是榮譽。2008年，當羅伯特·加洛（Robert Gallo）被排除在發(fā)現HIV病毒的獲獎者之外時，人們表現了很大的關注。沒有人懷疑弗朗索瓦絲·巴爾·西諾西（Francoise Barré Sinoussi）和呂卡·蒙塔尼耶（Luc Montagnier）獲獎，令人驚奇的是第三位獲獎者是德國病毒學家哈拉爾德·豪森（Harald Zur Hausen），不是羅伯特·加羅。公眾對加羅被排除在獲獎人之外的失望情緒很克制。但是，讓克勞德·謝爾曼（Jean Claude Chermann）的情況則不同，他沒有接受前法國同事邀請陪伴其一起去斯德哥爾摩，而是邀請記者共進午餐，解釋為什么他應該在獲獎名單中共同獲獎。 
研究人員也操縱在優(yōu)先權分層中的位置。如社會科學研究網絡（SSRN）網站給出文章下載排名前10位。近期研究表明，有人在操縱這個系統(tǒng)，當接近Top10或者面臨喪失Top10危險時，他們下載自己的文章。據我所知，在自然科學和工程技術領域是否有這類情況還沒有進行相關研究。 
科學家為了增加其榮譽，而過分夸大他們在科學發(fā)現中所起的作用。舉個例子，某位著名教授的實驗室接收了一位訪問學者，當他意識到此研究工作的重要性和研究工作可能獲得的注意時，在訪問學者或者研究生論文的署名中加上自己的名字。他可能在隨后接受新聞采訪時僅僅只是提及那個訪問學者。這種榮譽性的署名，不是不普遍，而是無法核實。 
也不是所有發(fā)現工作都是平等的。計算科學家研究結果貢獻重要性的一般方法是計算文章的被引次數，或者整個研究團隊的工作被引的次數。這是一個非常麻煩的方法。但是技術的變化，另外再加上諸如Google Scholar和SCOPUS新產品的推動，使得研究人員和評價管理人員可以很快統(tǒng)計被引次數，進而判斷與同行的相對位置。 
對于計量和排序的日益迷念，促使人們創(chuàng)造了不同形式的計量指標和產品。例如，湯森路透集團（Thomson Reuters）擁有大型書目文獻數據庫——WOK（Web of Knowledge,在此之前為ISI WOS），將科學家按照被引次數在本領域內排序�？茖W家自身、院系和其他機構都可以使用WOK為個人和研究團隊生成引證報告。 
2005年，加州大學圣地亞哥分校物理學教授喬治·赫希（Jorge Hirsch）提出用h指數來衡量科學家研究工作的產率和影響。這個指數迅速得到認可�，F在，只要輕點鼠標，就可以得到一個衡量其產出率與研究工作影響的數值。更準確地說，h指數依賴于發(fā)表論文的數量和每篇論文的被引次數。將某位科學家發(fā)表的論文按照被引次數從高到低排列，h指數是計算其具有h值以上引文次數的論文數量。例如，假設某科學家發(fā)表了50篇論文，有25篇論文的被引次數大于25，那么h指數是25；如果某科學家發(fā)表了35篇文章，其中有30篇的被引次數大于30次，其h指數為30。在赫希最初的文章中指出：h指數在10~12之間，可以聘任為終身教職（warrant tenure）的物理學家，h指數大于18時，可以提升為教授。盡管這種計算方式有很多局限，如對職業(yè)階段敏感、23完全不考慮突出貢獻文章(blockbuster article)、h指數值僅僅隨著經歷而增加等，現在h指數十分流行�？茖W家在其簡歷和主頁上列出其h指數，也十分普遍。