致 謝

從諸多方面看，我都是一名資金充足、功成名就的科學家。而立之年，我成了一名教授；45 歲前，我成為英國皇家學會會員。但我并不是一名社會科學家，所以寫這本書對我的人生來說算是“另辟蹊徑”。它的靈感最初來源于2012 年，當時我正在西班牙北部巴斯克自治區(qū)的圣塞瓦斯蒂安市進行學術休假。每天早上，我都會將我的所有科研任務、行政工作以及接待我的東道主拋諸腦后，坐下來思考一些關于我自己身處的這個系統(tǒng)的問題，試圖找到答案。我的職業(yè)生涯在科學家中有些與眾不同，我不僅經(jīng)歷了幾種不同的文化（美國、日本、西班牙和英國）， 還在產(chǎn)業(yè)界浸淫頗久（IBM、日立和幾家衍生公司）�？赡苷�因如此，我才開始思考我身處的這個系統(tǒng)的組成以及它的來龍去脈。但是，我提出的許多問題都缺乏令人滿意的答案，特別是為什么我每天接觸的科學家會以某些特定的方式行事。本書的一部分內容就是為了探討這個問題。
促使我寫這本書的，還有另一個動機，那就是多年來我對大多數(shù)人關于“科學如何運轉”和“科學家應做何事”的固有觀點感到不安。這很自然，因為那些人的觀點都是由其慣常閱讀的科技文章灌輸?shù)侥X中的。我的經(jīng)歷告訴我，即使是科學家也極少分享他們生活中隱藏的一面，然而，正是那隱藏的一面才蘊含著關于“科學如何運轉”的秘密�？茖W生態(tài)系統(tǒng)中有許多既得利益者，理解這一點能幫助我們理解他們之間是如何互相促進又互相沖突的。
然而，這本書并不是反科學的。在許多國家（比如美國），一些人質疑科學的基本目的和方法，以避免它獲得權威，從而削弱其他勢力。我堅信，科學的進程是極其穩(wěn)固的，科學是對未來社會的絕好投資， 是至善的。當然，這也正是我選擇成為科學家的原因。但這并不能成為我避而不談“科學如何運轉與發(fā)展”這些問題的借口。我希望此處的討論可以讓任何與科學有所接觸的人產(chǎn)生興趣，哪怕這種接觸是微乎其微的—無論是科普讀者、科普作者、科學贊助者（也就是我們所有人）還是公務員、政客，甚至是那些對科學在我們生活中的地位心存疑慮的人。在過去幾年中，所有同我討論過本書主題的科學家都要求閱讀我的研究結果，因為這讓他們意識到，他們也對自己身處的這個系統(tǒng)知之甚少—希望我不會讓那些科學家失望。
這一路上，我得到了許多人的支持。我所工作的部門—劍橋大學多納斯蒂亞國際物理中心、位于圣塞瓦斯蒂安的西班牙國家研究委員會以及劍橋大學耶穌學院為我提供了各種各樣的資源，包括安靜的思考空間，這簡直是一份罕見的厚禮。我的研究團隊、全校眾多年輕科學家和行政人員以及我的同事都踴躍參與，并給了我很多建議。一些讀者給了我很棒的反饋，特別是克里斯托夫·費夫爾、羅布·芬德利、查利·康斯特布爾、西蒙·謝弗、理查德·瓊斯等人，他們付出了寶貴的時間和精力來參與討論。我還要衷心感謝英格麗德·格納利希等普林斯頓大學出版社的工作人員。我必須要說明，除我之外，任何人無須對本書的內容負責，它們全部來自我的個人觀點。最后，我要感謝我的妻子和孩子給予我無私的鼓勵，允許我為了寫這本書而減少和他們在一起的時間。這本書是獻給他們的禮物，因為他們讓我的科學生涯充滿生機，豐富而圓滿。

第9章

科學的未來

在這本書中，我試著向你展示科學生態(tài)系統(tǒng)各個部分之間的相互作用，以及今天這個錯綜復雜的網(wǎng)絡如何從這個生態(tài)系統(tǒng)中誕生。在不同學科、不同國家、不同社會中，這個網(wǎng)絡千差萬別，但是，它們卻在科學世界中逐漸殊途同歸。我認為，目前為止我所描述的一切對所有科學家來說都是顯而易見的，但是，在這一章，我將試著擴展一些更難的問題：我們對未來有何期望，以及我們想要什么？

科學狀態(tài)是否良好？

大多數(shù)科學家對科學的未來都很樂觀。年輕科學家成群結隊地響應著科學的誘惑，因為它激動人心，也因為它十分有用。作為公眾的一員，我們對科學充滿熱情和希望，為之著迷，并愿意為之投入�？v觀全球，各個國家都有許多孩童癡迷于周遭世界的問題，當他們成年后，便選擇追隨自己的好奇心。今天，全世界都在科學上投入了空前的經(jīng)費。但是，科學家卻擔心自己被科學生態(tài)系統(tǒng)帶來的巨大壓力擊倒。越來越多的科學家似乎對自己的生活和工作都不太滿意。他們想改變， 但覺得自己無法控制事態(tài)的發(fā)展。
我還想談一談科學生態(tài)系統(tǒng)的多樣性。在這里，我所說的多樣性指的是科研方式的多樣性。目前，數(shù)量眾多的科學協(xié)會、科研機構和公司、各個學科都對科研提供支持。然而，我之前講到，競爭帶來的壓力橫掃了整個生態(tài)系統(tǒng)，似乎正在降低這個系統(tǒng)的多樣性：連接性并不是免費的餡餅。比如說，如果人們感覺某種分配科研經(jīng)費的方式有所改進，那這種方式會被迅速復制，并擴散到整個生態(tài)系統(tǒng)。同樣，新興的“花車”科學吞噬了大量資源，因為它們吸引了更多注意力。降低壁壘固然可以促進人們對科學知識與實踐的分享，但實質性的改變卻十分緩慢，因為沒有人去探索全新的模型（這通常需要在另一個受保護的“棲息地”里進行）。有沒有什么方法可以鼓勵不同科學的發(fā)展， 但又不會產(chǎn)生浪費資源的壁壘？或許到那時候，全球化和經(jīng)濟增長會隱秘地加大科學的成本。
生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況指的是其穩(wěn)健程度及其受損后復原的能力。對生態(tài)系統(tǒng)進行擾動，可能導致生態(tài)系統(tǒng)健康狀況的崩潰或反彈，結果取決于系統(tǒng)的初始狀態(tài)和擾動的“毒性”有多大。那么，科學生態(tài)系統(tǒng)是否足夠穩(wěn)健，是否具備很強的復原能力呢？正如我們看到的那樣，這個系統(tǒng)包含著數(shù)量眾多的單元，每個單元的規(guī)模、復雜度和動機都各有不同，并且，它們之間互相隔離，互相競爭。它們的競爭體現(xiàn)在不同的層面上，某一層面上的動態(tài)平衡往往又引發(fā)“棲息地”內其他層面上的艱苦掙扎（如圖9-1 所示）。此時此刻，我看到這些競爭不減反增。這個系統(tǒng)中的大多數(shù)角色所面臨的競爭都在增加，每個層面上存在的競爭也越來越激烈。

張拉整體

科學生態(tài)圈的圖表向我們展示了不間斷的“物質流動”及其構成的連接關系，但它更清晰地展示了一些部分由拉緊的“纜繩”緊密連接在一起、構成了團塊狀的結構（如圖9-2 中某種“張拉整體式結構” 一般）。每個層面上的競爭（比如各個高�；蚋鱾�經(jīng)費提供者之間的競爭）都在整個生態(tài)系統(tǒng)中形成了一個不能再繼續(xù)壓縮的團塊。就好像充氣艇密封加壓的船體（或腫脹的活體植物細胞）一般，形成了一個堅硬的結構，每層中的各個競爭者之間都存在著巨大的壓力，構成了一個幾乎不會變形的子系統(tǒng)。每個團塊結構中都包含著一組互相競爭的“同僚”，他們之間的緊張關系完善了這個生態(tài)系統(tǒng)。學術研究者組成的“團塊”與經(jīng)費提供者組成的“團塊”緊密相連，而后者又與高校“團塊”緊密相連，諸如此類。
在它們的互相作用中，這個致密的網(wǎng)絡變得越發(fā)剛強和堅硬。在張拉整體式結構中，拉緊纜繩時，整體結構不再疲軟和搖晃，剛性提升—就像自行車輪子一樣，它們堅固的輪輞以輻條與中心相連，各個輻條受到來自彼此的拉力。這與我想要描述的科學生態(tài)系統(tǒng)類似。剛性產(chǎn)生于兩個層面上：第一個層面是各個部分內部的競爭，它使得各個部分不可再繼續(xù)壓縮；第二個層面則是將各個部件連接在一起的張力。隨著科學生態(tài)系統(tǒng)的“伸筋拉骨”，各個部分的張力構造逐漸穩(wěn)定下來，但如今，這個系統(tǒng)再一次面臨激烈的競爭壓力。這種涌現(xiàn)式的剛性讓人們迷失了方向，不知道應該削減或加強什么部分，才能重新讓這個系統(tǒng)充滿靈活性和柔韌性，而這對復原力和多樣性來說十分重要。如果每個人都選擇對自己最有利的事，用額外的時間或額外的資源來實現(xiàn)更多目標，那這實際上既提升了剛性，又增加了張力。如果個人的奮斗反而讓集體變得更糟，這就構成了一個被稱為“公地悲劇”的局面，意思是說，滿足每個人的自利需求會對集體帶來負面影響。比如， 每個人都砍下一棵樹，最終會毀滅整片森林。在這種情況下，最行之有效的方法是全局一起行動。但在科學界，找不出一條明顯的全局行動路徑，并且，這個系統(tǒng)現(xiàn)在變得越來越僵化。
科學界的反饋是如此纏結和緊張，改變并不會自發(fā)地發(fā)生�？茖W生態(tài)系統(tǒng)的進化是一個共同適應的過程，只需要每個參與者都邁出一小步。激烈的競爭在每個層面上都達到了非常清晰的平衡狀態(tài)，消除了變革的動機，向新方向哪怕邁出小小一步，都十分困難。在科學界， 每一代新科學家都出生在同一個網(wǎng)絡上，根本沒有機會提高多樣性。新興的信息技術能否為科學生態(tài)系統(tǒng)打開新的機遇，而不僅是加劇緊張的局面？答案并不清楚。不過，已經(jīng)出現(xiàn)了一些早期嘗試。

誰吃誰？

在穩(wěn)定的自然生態(tài)系統(tǒng)中，捕食者和獵物之間形成了一種金字塔結構。潛行的豺狼會從羚羊群中驅趕出年幼和體弱的個體。魚群遭到捕食的鯊魚追趕時，會驚慌失措地四散而逃。蟻獅耐心地等待粗心的螞蟻。那么，在科學生態(tài)系統(tǒng)中，這種關系體現(xiàn)在何處呢？用這種單槍匹馬的斗爭來比喻科學生態(tài)系統(tǒng)是否恰當呢？
每當有人獲得一筆經(jīng)費，每當一篇重要的科研論文發(fā)表，每一次明星般的宣傳，每一個高科技產(chǎn)品的問世，都同時存在著許多失敗者： 沒能第一個發(fā)表某項成果的研究團隊、想打入學術界卻沒能獲得永久職位的年輕科學家、由于過于晦澀而沒能發(fā)表的論文、沒能打入市場的新發(fā)明……競爭者們經(jīng)常狹路相逢，但輸家卻很少被贏家“吃掉”。相反，就像在角色扮演游戲中一樣，失敗者會丟失一些分數(shù)，他們對環(huán)境的適應能力也隨之下降。這是一種消耗戰(zhàn)，而不是生死搏斗，很像穩(wěn)定的生物群落中發(fā)生的持久戰(zhàn)。
科學生態(tài)系統(tǒng)中的競爭主要來自個體之間的斗爭。“鷹派”和“鴿派”各自有什么優(yōu)勢呢？科學之海中的鯊魚呢？哪種或哪些行為倫理原則對科學有益？想一想兩種科學家；一種是鷹派科學家，他們進取好斗、高傲自大，發(fā)表了高影響力論文；另一種是鴿派科學家，他們在排名較低的期刊上發(fā)表與競爭者的成果類似的論文�？茖W界的穩(wěn)定性是否取決于鷹派與鴿派的比例？在簡單的博弈論模型中，如果鷹派過多，他們就會互相爭斗，由于缺乏足夠的鴿派來幫助他們，導致事倍功半。但如果鴿派過多，只要出現(xiàn)一只老鷹，它便會展開“殺戮狂歡”，迅速繁殖。穩(wěn)定的平衡狀況應當保持少量鷹派，讓他們能互相影響、互相作用、此消彼長，達到合適的平衡。如果每個科學家都過分夸大自己的研究，整個系統(tǒng)就會變得十分低效，蒙蔽人們的雙眼，讓我們無法看到真正重要的東西。如果鴿派過少，科研速度會降低，漸進式進步就會變少，而鷹派必須依賴于這些漸進式進步，才能做出突破性的進展。這個博弈情形雖然簡單，但其中的行為卻涉及許多我在科學界司空見慣的核心動機。
在產(chǎn)業(yè)界實驗室或高校院系內，同樣也可以看到這種爭奪領導地位的博弈。如果鷹派的數(shù)量過多，由于他們只考慮自己的利益，就會加大院系運轉的難度（許多院系領導都有這種苦衷）。如果鴿派的數(shù)量過多，鷹派就會毫無限制地發(fā)展，給整個集體帶來破壞。我們社會中的許多規(guī)則和社會習俗都想要阻止這種不受約束的“爆炸”式發(fā)展，試圖逼走那些不按規(guī)范行事的人。但是，這種“不按規(guī)范行事”能夠讓他們在國際科學界中獲得名譽，這種獎賞大過遵守本地的“鄉(xiāng)村禮儀” 所帶來的獎賞，這導致許多科研團隊出現(xiàn)“功能失調”。獎賞越大，它就越能讓人們拋棄同團隊的同事。
所有這些例子都表明，過分強調科學生態(tài)系統(tǒng)中的競爭性會令整個系統(tǒng)失去平衡。新的平衡可能并不是我們想要的狀態(tài)，這浪費了資源，同時放大了人們爭吵的音量，卻沒能帶給我們任何回報。

誰來制定成功的標準？

我在本書中講述了我關于科學生態(tài)系統(tǒng)的許多個人觀點，但是， 如果沒有更多統(tǒng)計學證據(jù)，你還應該聽取誰的意見呢？我們并不知道誰值得信任。人性中社會的一面令我們想要傾聽個人化的故事。我們不僅想要了解科學知識，還想要了解每個發(fā)現(xiàn)背后的科學家。在科學知識中加入插曲逸事和傳奇典故，會在人們心中留下更深刻的印象。它們也向人們展示，科學的發(fā)展過程并不是連續(xù)和線性的，而更像是機緣巧合，或者宿命般的隨想曲。我在許多章節(jié)中都已談到，為了更高效地傳播科學知識，科研團隊必須編出許多故事來告訴人們這些科學秘密是如何被發(fā)現(xiàn)的。成功的科學家必須擅長兩件事，一是編故事，二是有遠見。那么，如果我們想要了解不偏不倚的觀點，應該找誰呢？ 
在業(yè)內名聲顯赫的科學家顯然必須擅長科研，在黑暗中橫沖直撞并不能發(fā)現(xiàn)珍寶。明星科學家自然而然地會尊重那個對他們贊譽有加的社群，因為正是那個社群向人們強調了他們的工作的確十分重要。由于批評是科學中司空見慣的東西（雖然大都出自善意），因此，所有科學家都將贊賞視為對同行的極大尊敬，因為這代表著他們過去的榮耀如今受到了權威的賞識。過去成就的價值就像一面棱鏡，透過這面棱鏡， 科學家們很容易得出一個結論：比起過去，當今的科研成果并沒有那么重要。
一個真正重要的科學成果需要花時間才能變得清晰。我自己除非正巧開啟了一個“花車”領域，才能以一己之力扭轉大量科學家的研究方向。除此之外，我不能肯定今天的新科學成果對十年后意味著什么。大多數(shù)社會上功成名就的科學家如今都已到職業(yè)生涯的晚期，你可以去看看任何一所著名學術機構（比如英國皇家學會和美國國家科學院）中科學家的年齡分布。如果我們咨詢的科學家都比較年長，那他們都已到了職業(yè)生涯的后半段，都會開始回顧過去。相比之下，如果我們選擇年輕科學家來聊一聊，那么，我們可能面臨著采集代表性樣本的問題，因為他們的觀點可能千差萬別。年輕人通常更加樂觀，但他們通常也更容易意識到這個系統(tǒng)中的矛盾。這種信息采集工作可能具備很高的價值，但是，由于觀點太多，我們可能會很難在其中做出選擇， 或者清楚地揭示其中的科學趨勢�？偟膩碚f，這項工作尚無人完成。
于是，年長科學家自然而然地會愿意回顧過去，尤其是那些他們目睹重要科學進步（當然也包括他們自己的科學成就）發(fā)生的年代。他們會質問：“那些推翻已有理論的新突破都在哪里呢？”或者“那些超前的驚人成就都在哪里呢？”