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3 卷 首 语 新 年 新 希 望 思 柯 新 年 伊 始, 科 学 媒 体 积 极 为 科 学 界 提 供 舞 台, 共 同 演 绎 2015 年 科 学 新 态 势 自 然 杂 志 不 仅 就 科 学 本 身 进 行 展 望, 提 出 科 学 发 展 最 新 动 向, 还 约 请 科 学 界 9 位 领 军 人 物 以 及 12 位 优 秀 青 年 科 学 家 就 科 学 未 来 进 行 了 访 谈 科 学 家 们 在 这 里 直 抒 胸 臆, 与 读 者 一 起 分 享 新 年 里 的 工 作 和 生 活 愿 景 科 学 杂 志 也 在 梳 理 过 往 的 基 础 上, 提 出 了 若 干 新 热 点 和 新 思 想 科 学 事 业 蓬 勃 发 展, 来 自 自 然 的 数 据 显 示 : 按 以 往 趋 势 和 研 发 投 资 年 增 长 7% 计,2015 年 全 球 研 发 支 出 将 达 到 1.9 万 亿 美 元 万 名 科 研 人 员 将 进 行 260 亿 小 时 ( 合 290 万 年 ) 的 研 究 工 作 ; 发 表 论 文 92 万 篇 ; 申 请 专 利 260 万 个, 其 中 120 万 被 授 权 鉴 于 科 学 家 工 作 辛 苦 需 要 咖 啡 提 神, 被 科 研 人 员 喝 掉 的 咖 啡 预 计 约 为 10 亿 杯 科 学 界 的 2015 在 这 些 大 数 据 的 照 耀 下, 显 得 如 此 辉 煌 就 具 体 的 科 学 进 展 来 看,2015 年 最 为 引 人 注 目 的 当 属 欧 洲 核 子 中 心 (CERN) 大 型 强 子 对 撞 机 三 月 重 启, 经 过 两 年 的 升 级 维 护, 科 学 家 对 13 万 亿 电 子 伏 能 量 的 撞 击 充 满 期 待,CERN 总 干 事 霍 伊 尔 说 : 这 实 际 上 是 一 个 新 的 机 器, 铺 平 了 通 往 新 发 现 的 道 路 引 力 波 探 测 也 将 相 继 在 激 光 干 涉 引 力 波 天 文 台 (LIGO) 和 激 光 干 涉 空 间 天 线 (LISA) 展 开 继 探 测 彗 星 之 后, 人 类 将 于 今 年 造 访 谷 神 星 和 冥 王 星, 美 国 宇 航 局 (NASA) 首 席 科 学 家 斯 托 芬 谈 及 航 天 事 业 的 宏 图 大 略 时 信 心 满 满, 除 了 矮 行 星,NASA 在 火 星 空 间 站 等 研 究 方 面 均 将 取 得 突 破 生 物 学 和 医 学 领 域 也 有 许 多 热 点 埃 博 拉 疫 情 或 将 在 今 年 被 终 结 ; 两 种 新 型 降 脂 药 物 面 市, 用 于 有 效 降 低 低 密 度 脂 蛋 白 胆 固 醇 水 平 ; 古 遗 传 学 家 主 持 的 胡 瑟 裂 谷 古 人 类 全 基 因 测 序 正 在 进 行, 结 果 将 有 助 于 解 答 人 类 进 化 的 古 老 谜 题 ; 脊 髓 灰 质 炎 中 东 呼 吸 综 合 征 禽 流 感 或 将 在 某 些 地 区 卷 土 重 来 引 关 注 ;STAP 风 波 之 后,iPS 细 胞 临 床 试 验 并 未 停 下 脚 步 此 外, 气 候 协 议 海 洋 科 考 以 及 一 些 科 技 政 策 议 题 仍 然 广 受 瞩 目 值 得 去 征 服 的 新 科 学 还 很 多, 认 为 科 学 的 终 极 奥 秘 已 经 被 掌 握 是 人 类 思 想 进 步 的 致 命 错 误 科 学 家 们 尤 其 是 青 年 科 学 家 在 谈 到 未 来 时, 吐 露 了 热 爱 科 学 探 索 新 知 愿 为 科 学 狂 的 心 声 ; 表 达 了 对 自 由 平 等 创 新 冒 险 交 流 合 作 的 赞 赏 及 其 对 打 破 和 消 除 科 学 体 系 中 学 科 壁 垒 和 官 僚 主 义 的 渴 望 余 英 时 说, 有 自 由, 文 化 就 会 自 己 找 出 一 个 方 向 科 学 又 何 尝 不 是 这 样 最 后 的 喜 讯 是, 科 学 爱 好 者 们 有 福 了 2015 年, 很 多 科 学 家 以 科 学 传 播 为 己 任, 纷 纷 表 示 要 通 过 期 刊 会 议 和 网 站 与 公 众 交 流 团 队 新 发 现 ; 要 改 善 写 作 风 格, 撰 写 更 多 的 科 学 博 客, 尤 其 是 纯 科 学 的 NASA 更 是 注 重 开 发 有 意 义 的 公 众 科 学 机 会,7 月 份, 新 视 野 号 太 空 船 冥 王 星 之 旅 的 宣 传 活 动 与 你 不 见 不 散

4 WORLD SCIENCE 本 刊 由 上 海 市 科 普 工 作 联 席 会 议 办 公 室 指 导 出 版 目 次 2015 年 第 2 期 穴 总 第 434 期 雪 上 海 科 学 院 上 海 市 科 学 学 研 究 所 上 海 社 科 院 哲 学 研 究 所 夏 禹 龙 刘 伟 世 界 科 学 编 辑 部 上 海 市 中 山 西 路 1525 号 技 贸 大 厦 10 楼 (021) (021) (021) [email protected] 上 海 市 报 刊 发 行 局 全 国 各 地 邮 局 ( 邮 发 代 号 4 263) 中 国 国 际 图 书 贸 易 集 团 有 限 公 司 ( 国 外 发 行 代 号 M258) ISSN CN / N 上 海 市 科 技 启 明 星 联 谊 会 上 海 市 对 外 文 化 交 流 协 会 彦 隐 8 郾 00 元 江 苏 德 埔 印 务 有 限 公 司 卷 首 语 新 年 新 希 望 [ 1 ] 专 稿 自 然 :2015 十 大 科 学 展 望 [ 4 ] 科 学 :2015 科 学 新 热 点 [ 6 ] 2015: 科 学 家 们 的 新 年 愿 望 [ 8 ] 2015: 青 年 科 学 家 吐 露 心 声 [11] 空 间 科 学 重 新 思 考 如 何 登 陆 火 星 [17] 科 学 家 访 谈 全 息 宇 宙 假 说 的 验 证 华 裔 实 验 物 理 学 家 周 思 庭 访 谈 录 2222 [20] 海 洋 科 学 令 人 心 仪 的 海 洋 生 物 研 究 领 域 [22] 走 近 科 学 无 尽 的 前 沿 记 刘 昌 胜 教 授 团 队 的 人 工 骨 研 究 2222 [25] 科 技 政 策 中 欧, 科 学 正 在 好 转 [29] 柏 林 墙 倒 塌 之 后 的 中 欧 科 学 [30] 博 士 后 导 师 制 : 点 亮 博 士 后 前 程 的 秘 方 [35] 2

5 今 日 启 明 星 从 3D 打 印 中 寻 找 发 展 机 会 访 上 海 材 料 研 究 所 顾 哲 明 高 级 工 程 师 22 [39] 科 学 :2015 科 学 新 热 点 (P-6) 科 学 与 社 会 一 位 拥 有 数 字 雄 心 的 新 主 编 [42] 科 学 研 究 中 的 统 计 危 机 [43] 人 人 都 该 知 道 的 统 计 相 关 性 知 识 [48] 2014 年 10 大 论 文 撤 回 事 件 [52] 同 行 评 议 中 的 骗 局 [53] 评 议 同 行 评 议 [57] 考 古 学 科 学 研 究 中 的 统 计 危 机 (P-43) 黑 死 病 的 光 明 一 面 [58] 科 苑 逆 转 厄 运 [61] 科 学 人 物 亚 历 山 大 格 罗 腾 迪 克 ( ) [63] 封 图 介 绍 : 马 力 十 足 的 大 型 强 子 对 撞 机 将 恢 复 对 奇 异 粒 子 的 研 究, 详 见 本 期 自 然 :2015 十 大 科 学 展 望 一 文 黑 死 病 的 光 明 一 面 (P-58) 3

6 专 稿 自 然 :2015 十 大 科 学 展 望 邢 鸿 飞 / 编 译 2014 年 达 成 历 史 性 的 承 诺, 承 诺 减 少 温 室 气 体 的 排 放 12 月, 联 合 国 气 候 会 谈 将 在 巴 黎 召 开, 与 会 各 国 希 望 最 终 达 成 具 有 法 律 效 应 的 应 对 2020 后 气 候 问 题 的 协 议 中 美 的 承 诺 可 能 会 为 此 新 协 议 的 达 成 扫 清 道 路 与 此 同 时, 大 气 中 热 传 递 的 二 氧 化 碳 的 年 均 水 平 会 在 百 万 年 来 首 次 超 过 400ppm 终 结 埃 博 拉 疫 情 医 疗 工 作 者 们 希 望 终 止 几 内 亚 利 比 里 亚 和 塞 拉 利 昂 地 区 的 埃 博 拉 疫 情 为 此 他 们 需 要 广 泛 推 行 得 以 证 实 有 效 的 公 共 卫 生 措 施, 例 如 对 埃 博 拉 患 者 进 马 力 十 足 的 大 型 强 子 对 撞 机 将 恢 复 对 奇 异 粒 子 的 研 究 行 快 速 检 测 和 隔 离 处 理 埃 博 拉 疫 苗 的 新 年 之 际, 自 然 杂 志 对 2015 年 科 学 动 向 进 临 床 试 验 计 划 将 于 年 初 展 开, 结 果 预 计 将 在 6 月 出 行 了 展 望, 粒 子 加 速 器 气 候 协 议 终 结 埃 博 拉 矮 来 目 前 有 几 种 药 物 以 及 血 清 疗 法 正 在 检 测 当 中, 行 星 等 十 个 项 目 榜 上 有 名 血 清 疗 法 中 使 用 了 已 康 复 的 埃 博 拉 患 者 的 血 清, 其 中 含 有 大 量 病 毒 抗 体 如 果 该 治 疗 方 法 被 证 实 有 粒 子 加 速 器 效, 将 很 快 被 推 广 使 用 漫 长 的 等 待 已 经 结 束 : 停 工 两 年 之 后, 大 型 强 矮 行 星 之 旅 子 对 撞 机 (LHC) 将 于 2015 年 3 月 重 新 启 动 该 对 撞 机 位 于 瑞 士 日 内 瓦 欧 洲 核 子 研 究 委 员 会 粒 子 物 理 彗 星 已 经 过 时, 轮 到 矮 行 星 登 场 3 月, 美 国 宇 实 验 室, 此 次 启 动 它 将 以 13 万 亿 电 子 伏 的 能 量 进 航 局 (NASA) 的 黎 明 号 太 空 探 测 船 将 抵 达 原 行 星 行 撞 击, 而 这 几 乎 是 现 有 纪 录 的 两 倍 科 学 家 们 希 谷 神 星, 这 是 火 星 和 木 星 之 间 小 行 星 带 上 最 大 的 星 望 额 外 的 火 力 能 够 帮 助 对 撞 机 发 现 新 的 现 象, 以 填 体 人 们 认 为 谷 神 星 的 表 层 以 下 有 冰 存 在 而 NASA 补 粒 子 物 理 学 标 准 模 型 里 的 空 白 超 对 称 理 论 尽 管 的 新 视 野 号 太 空 船 在 飞 行 了 50 亿 公 里 之 后, 将 流 行, 但 已 经 受 到 质 疑, 如 果 升 级 后 的 对 撞 机 无 法 于 7 月 14 日 抵 达 冥 王 星 此 次 邂 逅 将 会 是 人 类 第 找 到 该 理 论 曾 预 测 的 大 量 重 粒 子 存 在 的 证 据, 这 一 一 次 近 距 离 观 察 冥 王 星 这 个 岩 体 星 球 以 及 它 的 众 理 论 将 会 进 一 步 失 宠 多 卫 星, 还 能 获 取 有 关 冥 王 星 大 气 的 最 新 数 据 气 候 协 议 全 球 最 大 的 两 个 碳 排 放 国, 美 国 和 中 国, 于 全 新 实 验 室 耗 资 6.5 亿 英 镑 ( 折 合 约 10 亿 美 元 ) 的 弗 朗 西 4

7 专 稿 团 队 希 望 目 睹 爱 因 斯 坦 约 一 个 世 纪 前 预 测 的 引 力 波 2015 年 秋 天, 欧 洲 宇 航 局 的 激 光 干 涉 空 间 天 线 (LISA) 探 路 者 将 开 启 测 试 类 似 的 引 力 波 探 测 技 术, 为 2034 年 的 发 射 任 务 做 好 准 备 古 老 谜 题 的 解 答 中 国 的 气 候 新 承 诺 将 帮 助 北 京 缓 解 雾 霾 斯 克 里 克 研 究 所 将 于 11 月 在 伦 敦 市 中 心 正 式 投 入 使 用, 这 个 染 色 体 造 型 的 研 究 所 可 以 容 纳 名 研 究 人 员 伦 敦 北 部, 曼 彻 斯 特 大 学 内, 耗 资 万 英 镑 建 成 的 英 国 国 家 石 墨 烯 研 究 所 将 于 今 年 春 天 启 用 该 研 究 所 是 曼 彻 斯 特 建 成 石 墨 烯 城 项 目 的 关 键, 部 分 资 金 由 政 府 投 入 除 此 以 外, 由 微 软 联 合 创 始 人 保 罗 艾 伦 (Paul Allen) 斥 资 1 亿 美 元 建 成 的 美 国 华 盛 顿 州 西 雅 图 市 的 艾 伦 细 胞 研 究 所, 将 开 始 针 对 人 体 最 基 本 单 位 的 细 胞 进 行 深 入 研 究 降 脂 药 物 医 药 公 司 正 在 向 市 场 竞 相 推 出 新 型 降 胆 固 醇 药 物, 其 中 一 些 今 年 或 将 与 患 者 见 面 临 床 试 验 中, 这 些 疗 法 针 对 蛋 白 质 PCSK9, 降 低 低 密 度 脂 肪 蛋 白 质 (LDL) 胆 固 醇 水 平, 试 验 有 望 成 功 2014 年, 有 两 种 药 物 脱 颖 而 出 : 一 种 来 自 加 州 千 橡 市 的 安 进 公 司, 已 于 2014 年 10 月 获 得 批 准 ; 另 一 种 来 自 巴 黎 的 赛 诺 菲 公 司, 美 国 监 管 机 构 已 经 承 诺 尽 快 完 成 药 物 审 查 这 两 种 药 物 的 最 终 结 果 将 于 2015 年 夏 季 公 开 时 空 之 波 人 们 对 于 时 空 中 波 涟 漪 的 探 索 将 会 有 更 合 适 的 工 具 2015 年 年 底, 位 于 华 盛 顿 州 的 里 奇 兰 和 路 易 斯 安 那 州 利 文 斯 顿 的 激 光 干 涉 引 力 波 天 文 台 (LIGO) 的 探 测 器 将 完 成 一 次 重 要 的 升 级, 从 而 改 善 它 们 的 灵 敏 度 在 经 历 了 20 年 的 尝 试 之 后,LIGO 古 遗 传 学 家 们 希 望 对 西 班 牙 北 部 一 个 深 穴 中 发 现 的 40 万 年 前 的 胡 瑟 裂 谷 古 人 类, 进 行 全 基 因 测 序 2013 年, 科 学 家 们 利 用 早 已 腐 朽 的 骨 头, 排 除 各 种 困 难, 艰 辛 研 究 后 公 布 了 这 个 古 人 类 的 线 粒 体 基 因 组 由 于 核 DNA 的 相 对 短 缺, 要 解 码 基 因 组 的 剩 余 部 分 将 会 是 更 加 艰 难 的 任 务 但 测 序 的 结 果 可 能 会 帮 助 人 们 明 确 人 类 尼 安 德 特 人 和 丹 尼 索 瓦 人 之 间 的 进 化 关 系, 并 甄 别 亲 属 关 系 较 远 的 古 人 类 之 间 的 近 亲 生 育 情 况 政 治 动 态 重 大 变 革 正 在 酝 酿 之 中 俄 罗 斯 政 府 2013 年 剥 夺 了 俄 罗 斯 科 学 院 的 独 立 性, 接 下 来 又 将 对 科 学 院 的 450 个 科 研 机 构 进 行 审 查 英 国 公 民 们 将 在 5 月 进 行 2010 年 以 来 的 首 次 全 民 公 投, 并 最 终 由 议 会 决 定 是 否 允 许 体 外 受 精 生 育 的 婴 儿 拥 有 第 三 位 父 母, 如 果 完 成, 这 将 是 全 球 范 围 内 的 首 例 欧 盟 在 2014 年 废 除 了 首 席 科 学 顾 问 的 职 位, 未 来 将 考 虑 如 何 取 代 这 一 职 位, 而 美 国 国 会 将 转 而 由 共 和 党 执 掌 海 洋 展 望 两 艘 全 新 的 美 国 研 究 船 将 扬 帆 起 航 : 美 国 国 家 科 学 基 金 会 的 极 地 考 察 船 西 库 廖 克 号 将 奔 赴 北 极 执 行 任 务 ; 伍 兹 霍 尔 海 洋 学 研 究 所 的 尼 尔 阿 姆 斯 特 朗 号 将 开 始 科 学 研 究 德 国 启 用 一 艘 新 的 研 究 船, 它 沿 用 了 前 辈 索 尼 尔 号 的 名 字 此 外, 旨 在 对 海 洋 进 行 实 时 监 控 的 美 国 海 洋 观 测 台 项 目 将 于 2015 年 5 月 底 完 成 尽 管 在 国 际 法 庭 的 禁 令 下, 日 本 暂 停 了 捕 鲸 行 为, 但 他 们 可 能 重 启 在 南 极 海 域 的 科 研 捕 鲸 行 动 [ 资 料 来 源 :Nature][ 责 任 编 辑 : 彦 隐 ] 5

8 专 稿 科 学 :2015 科 学 新 热 点 张 文 韬 / 编 译 哈 佛 大 学 的 软 体 机 器 人 英 国 化 学 家 汉 弗 莱 戴 维 (Humphry Davy) 曾 经 说 过 : 认 为 我 们 已 经 掌 握 了 科 学 上 的 终 极 奥 秘, 没 有 新 的 世 界 值 得 去 征 服, 这 是 人 类 思 想 进 步 的 致 命 错 误 本 着 这 一 精 神, 科 学 杂 志 以 新 热 点 旧 热 点 的 形 式 梳 理 了 去 年 科 学 界 关 注 的 动 态 和 思 想, 并 推 测 下 列 主 题 可 能 是 2015 年 的 焦 点, 供 读 者 参 考 软 体 机 器 人 刚 性 机 器 人 软 体 机 器 人 正 在 成 为 焦 点, 这 种 机 器 人 设 计 灵 感 来 自 动 物, 材 质 更 好, 零 件 更 小 型 化 脊 髓 灰 质 炎 在 巴 基 斯 坦 流 行 脊 髓 灰 质 炎 在 尼 日 利 亚 流 行 脊 髓 灰 质 炎 正 从 高 发 病 率 的 非 洲 逐 渐 消 失, 但 是 巴 基 斯 坦 的 病 例 正 在 飞 速 上 涨 参 议 员 拉 马 尔 亚 历 山 大 (Lamar Alexander) ( 田 纳 西 州 共 和 党 ) 众 议 员 拉 马 尔 史 密 斯 (Lamar Smith)( 得 克 萨 斯 州 共 和 党 ) 改 革 联 邦 对 美 国 高 等 教 育 的 监 管 可 能 比 去 年 关 于 美 国 国 家 科 学 基 金 会 同 行 评 审 的 争 吵 更 引 人 注 目 木 卫 二 捕 捉 小 行 星 国 会 为 NASA 追 加 预 算, 加 速 探 测 木 卫 二 的 进 程 欧 洲 政 治 战 略 中 心 欧 盟 科 学 顾 问 欧 盟 科 学 顾 问 安 妮 格 洛 弗 (Anne Glover) 的 任 期 在 布 鲁 塞 尔 结 束 一 个 新 的 机 构 将 会 为 欧 盟 委 员 会 提 供 科 学 建 议 新 一 代 科 学 教 育 标 准 公 共 基 础 课 科 学 倡 导 者 希 望 避 免 设 置 不 当 的 数 学 和 阅 读 标 准 ips 细 胞 临 床 试 验 STAP 细 胞 生 成 STAP 细 胞 的 配 方 太 过 简 单, 已 被 证 明 是 伪 造 的, 但 重 编 程 成 体 细 胞 的 研 究 继 续 向 前 印 度 空 间 研 究 组 织 (ISRO), 中 国 国 家 航 天 局 (CNSA) NASA NASA 的 任 务 逐 渐 变 少, 而 印 度 中 国 对 太 空 计 划 的 投 入 正 在 增 加 基 孔 肯 雅 热 中 东 呼 吸 综 合 征 (MERS) 对 阿 拉 伯 半 岛 呼 吸 道 病 毒 的 担 忧 在 缓 和, 但 美 洲 爆 发 了 一 种 由 蚊 子 传 播 的 传 染 病 巴 黎 气 候 谈 判 利 马 气 候 谈 判 气 候 谈 判 的 立 场 改 变 了, 从 发 展 中 国 家 是 否 应 该 减 少 碳 排 放 转 变 到 应 该 减 排 多 少 太 阳 系 外 行 星 的 大 气 太 阳 系 外 行 星 的 轨 道 人 类 已 经 知 道 太 阳 系 外 行 星 的 存 在, 现 在 开 始 探 索 基 因 组 确 定 了 昆 虫 的 亲 缘 关 系 6

9 专 稿 更 深 入 的 问 题 我 不 是 一 个 科 学 家 直 接 攻 击 科 学 美 国 政 客 依 然 抨 击 气 候 变 化 和 进 化, 不 过 改 变 了 攻 击 方 法 可 重 复 性 顶 级 杂 志 由 于 科 学 自 然 和 细 胞 等 顶 级 学 术 期 刊 频 频 发 生 撤 稿 事 件, 科 学 界 呼 吁 增 加 实 验 的 重 复 性 埃 博 拉 病 毒 药 物 和 疫 苗 试 验 美 国 埃 博 拉 恐 慌 埃 博 拉 病 毒 疫 苗 的 疗 效 试 验 将 在 西 非 进 行, 可 能 有 助 于 结 束 这 场 疫 情 几 十 个 基 因 组 组 成 的 进 化 树 十 几 个 基 因 组 成 的 进 化 树 DNA 越 多, 能 建 立 的 系 统 树 就 越 好, 近 期 的 研 究 中 用 几 十 个 基 因 组 来 确 立 鸟 类 和 昆 虫 发 展 史, 为 2015 年 的 科 学 研 究 设 立 了 标 准 精 准 施 药 全 国 儿 童 研 究 取 消 一 项 过 于 耗 资 的 健 康 研 究 后, 美 国 国 立 卫 生 研 究 院 (NIH) 考 虑 加 大 对 个 体 化 医 疗 的 投 资 通 过 无 人 机 进 行 科 学 研 究 研 究 生 产 更 好 的 无 人 机 虽 然 仍 然 存 在 电 池 寿 命 和 空 域 法 规 等 障 碍, 但 现 在 的 无 人 机 能 在 极 地 海 底 和 高 空 收 集 数 据 以 供 科 研 碳 汇 碳 平 衡 对 光 合 作 用 产 生 的 荧 光 进 行 空 间 测 量, 这 种 直 接 监 测 碳 吸 收 的 方 法 更 好 地 计 算 出 大 气 交 换 净 值 标 准 三 中 微 子 模 型 惰 性 中 微 子 普 朗 克 飞 船 确 认 了 宇 宙 学 标 准 理 论 的 假 说, 对 可 能 存 在 的 第 四 种 中 微 子 惰 性 中 微 子 提 出 了 怀 疑 阿 拉 斯 加 地 震 诱 发 地 震 石 油 生 产 废 水 注 入 深 井 引 发 地 震 的 猜 测 可 能 会 随 着 石 油 价 格 下 跌 而 明 年 7 月, 新 地 平 线 号 探 测 器 将 探 索 冥 王 星 及 其 卫 星 潜 在 的 流 感 受 害 者 停 息 但 阿 拉 斯 加 大 量 部 署 传 感 器 将 帮 助 美 国 地 震 最 高 发 的 州 监 测 地 震 矮 行 星 彗 星 探 测 器 在 彗 星 上 着 陆 之 后, 其 他 探 测 器 将 前 往 冥 王 星 和 谷 神 星 Twitter 的 数 据 授 权 Facebook 的 实 验 Face 鄄 book 的 情 绪 传 染 研 究 惹 恼 了 用 户, 而 Twitter 选 择 了 几 个 机 构 获 准 接 触 其 数 据 有 益 微 生 物 粪 便 疗 法 粪 便 移 植 可 以 恢 复 肠 道 的 生 态 系 统, 但 未 来 这 种 治 疗 可 以 省 略 捐 赠 人, 只 是 单 纯 提 供 有 益 菌 即 可 南 非 化 石 海 德 堡 人 现 代 人 类 与 尼 安 德 特 人 所 谓 的 欧 洲 祖 先 理 论 已 经 过 时, 而 备 受 瞩 目 的 南 非 发 掘 可 能 会 产 生 新 的 发 现 众 议 员 安 迪 哈 里 斯 ( 马 里 兰 州 共 和 党 ) 参 议 员 汤 姆 哈 金 ( 爱 荷 华 州 民 主 党 ) NIH 失 去 长 期 的 拥 护 者, 反 对 者 认 为 应 该 给 年 轻 科 学 提 供 更 多 资 金 海 豹 流 感 禽 流 感 最 近 H10N7 亚 型 流 感 使 欧 洲 斑 海 豹 大 规 模 暴 毙 这 实 际 上 是 一 个 新 的 机 器, 铺 平 了 通 往 新 发 现 的 道 路 欧 洲 核 子 中 心 总 干 事 罗 尔 夫 霍 伊 尔 (Rolf Heuer) 表 示, 在 2015 年 年 初, 经 过 2 年 的 升 级 和 维 护, 大 型 强 子 对 撞 机 再 次 投 入 工 作 数 据 0.64 根 据 英 国 的 气 象 局 预 测,2015 年 全 球 平 均 气 温 超 过 1961 至 1990 年 平 均 温 度 0.64 C, 这 将 使 2015 年 成 为 有 记 录 以 来 最 热 的 一 年 50% 2015 年, 艾 滋 病 病 毒 感 染 者 中, 年 纪 大 于 50 岁 的 人 比 例 将 会 首 次 超 过 50%, 这 种 年 龄 结 构 转 变 对 医 生 提 出 了 新 的 挑 战 [ 资 料 来 源 :Science][ 责 任 编 辑 : 彦 隐 ] 7

10 专 稿 2015: 科 学 家 们 的 新 年 愿 望 邢 鸿 飞 / 编 译 九 位 科 学 家 与 大 家 分 享 他 们 在 2015 年 各 自 的 工 作 生 活 愿 望 踏 上 火 星, 激 发 多 样 到 2015 年 底, 我 希 望 NASA 能 取 得 进 展 性 突 破, 为 到 2030 年 将 人 类 安 全 送 上 月 球 迈 出 重 要 的 一 步 ; 我 希 望 鼓 励 更 多 女 生 和 少 数 族 裔 追 求 科 学 技 术 工 程 和 数 学 (STEM) 方 面 的 职 业 这 些 目 标 是 支 持 我 工 作 动 力 的 个 人 灵 感 来 源 要 达 成 第 一 个 目 标, 我 们 需 要 在 两 个 方 面 取 得 重 要 成 绩 : 有 关 火 星 环 境 的 科 学 发 现 以 及 能 减 轻 微 重 力 对 人 体 影 响 的 技 术 进 步, 以 便 为 太 空 长 途 飞 行 作 好 准 备 NASA 的 好 奇 号 火 星 车 将 继 续 攀 爬 夏 普 山, 研 究 火 星 沉 积 物, 从 而 更 好 地 理 解 那 里 水 的 历 史 同 时, 火 星 大 气 与 挥 发 演 化 (MAVEN) 探 测 器 将 精 确 计 算 太 空 中 大 气 气 体 的 损 耗 从 3 月 开 始, 美 国 宇 航 员 斯 考 特 凯 利 (Scott Kelly) 和 俄 罗 斯 宇 航 员 米 哈 伊 尔 科 尔 尼 延 科 (Mikhail Kornienko) 将 在 国 际 空 间 站 工 作 一 年, 这 是 NASA 人 类 研 究 计 划 的 第 一 步 斯 考 特 的 双 胞 胎 兄 弟, 前 宇 航 员 马 克 凯 利 (Mark Kelly) 将 为 人 类 第 一 个 微 重 力 双 胞 胎 研 究 提 供 有 价 值 的 遗 传 控 制 我 面 临 的 挑 战 是 确 保 类 似 的 科 学 研 究 融 入 NASA 的 探 索 宏 图, 以 及 其 他 关 键 的 技 术 发 展 和 国 际 合 作 至 于 第 二 个 目 标, 我 将 继 续 以 身 作 则, 通 过 美 国 政 府 支 持 有 效 的 STEM 合 作 项 目, 包 括 NASA 开 发 有 意 义 的 公 众 科 学 机 会 我 会 参 加 南 非 国 家 科 学 节 和 女 子 学 校 的 国 际 峰 会 等 活 动 我 可 以 利 用 这 些 机 会 宣 传 科 学 活 动, 例 如 7 月 的 NASA 新 视 野 号 太 空 船 与 冥 王 星 的 交 汇, 以 此 吸 引 STEM 学 生 我 相 信, 作 为 一 个 全 球 组 织, 我 们 会 在 所 有 人 的 参 与 下, 面 对 我 们 的 挑 战 NASA 首 席 科 学 家 艾 伦 R 斯 托 芬 (Ellen R. Stofan) 抗 菌 行 动, 加 强 锻 炼 到 2015 年 底, 我 希 望 看 到 全 球 在 抗 菌 药 物 耐 药 性 (AMR) 方 面 的 行 动 如 今, 人 们 越 来 越 缺 乏 对 抗 菌 药 物 和 抗 病 毒 药 物 减 少 使 用 的 准 备, 这 对 经 济 和 健 康 系 统 都 会 有 所 影 响 基 础 科 学 方 面 的 研 究 太 少, 公 司 无 论 大 小, 很 少 有 致 力 于 新 疗 法 和 诊 断 法 的 研 究 因 此,2015 年, 我 想 通 过 世 界 卫 生 组 织 及 其 执 行 委 员 会 推 动 一 项 有 关 AMR 的 研 究 监 控 和 行 动 的 全 球 计 划, 并 使 这 一 计 划 在 世 界 卫 生 大 会 上 获 得 绝 对 多 数 的 支 持 这 需 要 英 国 政 府 通 过 外 交 手 段 提 供 帮 助 8

11 专 稿 同 时, 我 还 想 倡 导 地 区 国 家 和 区 域 性 层 面 上, 药 品 - 微 生 物 组 合 的 实 验 室 监 控 以 及 抗 生 素 管 理 项 目 我 将 针 对 激 励 新 疗 法 研 发 的 市 场 机 制 问 题, 与 经 济 学 家 吉 姆 奥 尼 尔 (Jim O Neill) 负 责 的 AMR 独 立 审 查 合 作 到 2015 年 底, 我 们 希 望 能 列 出 一 系 列 提 案, 与 20 国 集 团 和 世 界 卫 生 组 织 进 行 探 讨 我 还 计 划 在 2015 年 实 现 承 诺, 改 善 我 自 己 的 健 康 状 况 如 果 健 康 是 药 的 话, 我 们 都 需 要 它, 降 低 癌 症 心 脏 病 和 痴 呆 症 等 慢 性 病 的 风 险 但 是 我 自 己 一 个 人 跑 步 很 无 聊, 会 影 响 我 的 肌 腱 所 以, 我 决 定 找 个 朋 友 一 起 跑 步, 还 要 练 习 普 拉 提 英 国 首 席 医 疗 官 萨 莉 戴 维 斯 (Sally Davies) 新 年 计 划, 练 习 举 重 2015 年, 我 的 首 个 愿 望 是, 比 尔 及 梅 林 达 盖 茨 基 金 会 能 帮 助 全 世 界 面 对 健 康 和 发 展 的 重 要 挑 战 其 中 包 括, 遏 止 蔓 延 西 非 的 埃 博 拉 疫 情, 并 采 取 有 效 措 施 避 免 未 来 疫 情 的 爆 发 ; 推 进 根 除 非 洲 脊 髓 灰 质 炎 疾 病 的 步 伐 ; 加 速 阿 富 汗 和 巴 基 斯 坦 抵 制 脊 髓 灰 质 炎 疾 病 的 进 展 ; 说 服 一 些 国 家 加 大 对 瑞 士 日 内 瓦 的 疫 苗 免 疫 联 盟 Gavi 的 资 助 力 度 比 尔 及 梅 林 达 盖 茨 基 金 会 将 继 续 支 持 疟 疾 和 艾 滋 病 病 毒 的 研 究, 还 有 其 他 一 些 健 康 卫 生 工 作 重 点, 包 括 政 府 或 企 业 可 能 觉 得 比 较 冒 险 或 需 要 深 思 再 去 行 事 的 方 法 一 个 例 子 就 是, 将 普 通 的 细 菌 注 入 传 播 登 革 热 的 蚊 子 体 内 这 种 方 法 可 以 预 防 该 物 种 传 播 登 革 热, 或 许 还 会 传 播 其 他 疾 病 另 一 个 目 标 是, 一 定 要 反 思 过 去 15 年 里, 基 金 会 已 经 达 成 的 目 标 和 获 得 的 经 验, 以 及 接 下 来 15 年 我 们 能 完 成 的 任 务 我 希 望 保 证 要 有 创 造 性 和 建 设 性 地 思 考 如 何 将 基 金 会 的 影 响 最 大 化 对 我 个 人 来 说, 跑 步 和 汽 车 可 以 让 我 保 持 工 作 所 需 要 的 清 醒 头 脑 和 精 神 活 力 照 例, 我 还 会 增 加 举 重 的 项 目, 一 月 份 的 第 二 周 之 后 我 就 要 坚 持 还 有, 我 希 望 自 己 更 大 方 美 国 比 尔 及 梅 林 达 盖 茨 基 金 会 首 席 执 行 官 苏 戴 斯 蒙 德 赫 尔 曼 (Sue Desmond Hell 鄄 mann) 更 多 交 叉 学 科 的 能 量 作 为 迈 向 可 持 续 能 源 生 产 的 一 步, 到 2015 年 底, 我 希 望 自 己 的 实 验 室 能 实 质 性 地 提 高 光 化 学 电 化 学 和 光 电 化 学 能 源 的 转 换 效 率 我 个 人 的 目 标 是, 能 与 化 学 领 域 之 外 的 人 更 好 地 沟 通 跨 学 科 间 合 作 对 于 攻 克 当 今 面 临 的 巨 大 挑 战 至 关 重 要 要 实 现 第 一 个 目 标, 我 们 计 划 设 计 能 够 提 高 媒 介 物 ( 电 子 和 空 穴 ) 的 密 度 和 流 动 性 的 超 薄 二 维 基 于 半 导 体 的 新 催 化 剂 它 能 增 加 光 子 吸 收 和 电 荷 转 移, 消 除 阻 碍 应 用 的 媒 介 物 重 组 现 象 理 解 这 些 材 料 的 结 构 和 功 能 之 间 的 关 系 对 于 它 们 的 实 际 应 用 非 常 关 键 要 达 到 这 种 理 解, 就 需 要 交 叉 学 科 之 间 的 合 作 因 此, 要 达 成 我 的 第 二 个 愿 望, 我 会 涉 猎 化 学 以 外 的 学 科, 例 如 同 步 辐 射 和 正 电 子 湮 没 我 准 备 阅 读 不 同 领 域 的 期 刊 参 加 会 议, 以 及 参 观 各 类 实 验 室 我 会 努 力 通 过 非 学 术 性 杂 志 和 我 们 的 网 站, 与 其 他 学 科 的 研 究 者 和 公 众 交 流 我 们 团 队 的 新 发 现 这 样 的 外 延 做 法 对 于 激 励 下 一 代 投 身 科 学 研 究 非 常 重 要 中 国 科 学 技 术 大 学 化 学 院 教 授 谢 毅 9

12 专 稿 构 建 新 的 气 候 协 议 人 类 对 于 气 候 变 化 负 有 责 任 科 学 对 此 毋 庸 置 疑 这 一 简 单 却 改 变 了 世 界 的 事 实 可 以 解 释, 为 什 么 2015 年 年 底, 各 国 政 府 必 须 要 在 巴 黎 达 成 新 的 气 候 变 化 协 议, 以 达 到 人 类 在 本 世 纪 末 不 再 向 大 气 中 排 放 更 多 温 室 气 体 的 目 标 我 的 任 务 是 帮 助 各 国 达 到 这 个 目 标 这 意 味 着 要 在 联 合 国 气 候 变 化 框 架 公 约 的 要 求 下 协 调 195 个 缔 约 国, 其 中 包 括 来 自 数 百 个 非 政 府 组 织 和 企 业 的 数 千 代 表 和 更 多 的 观 察 员, 他 们 各 自 对 新 协 议 有 着 自 己 的 期 望 我 将 在 外 交 方 面 加 倍 努 力, 确 保 各 方 都 能 意 识 到, 一 个 强 大 的 协 议 是 通 向 对 所 有 人 来 说 的 有 持 续 性 灵 活 性 更 健 康 更 有 利 未 来 的 唯 一 可 行 途 径 在 此 之 前 从 未 有 如 此 的 公 共 支 持 和 政 治 意 志 起 过 作 用 经 济 账 一 目 了 然 : 行 动 延 误 意 味 着 未 来 更 大 的 成 本 ; 快 速 行 动 意 味 着 经 济 收 益 财 政 和 技 术 有 效 共 存 而 且, 在 九 月 份 纽 约 的 联 合 国 气 候 变 化 峰 会 上 我 们 有 目 共 睹, 来 自 政 府 企 业 投 资 者 城 市 和 市 民 的 迫 切 的 新 承 诺 和 誓 言, 要 一 起 应 对 气 候 挑 战 马 上 要 在 巴 黎 发 生 的 一 切 将 决 定 未 来 子 孙 后 代 的 生 活 质 量 我 们 有 机 会 决 定 是 走 增 加 人 力 和 经 济 成 本 的 道 路, 还 是 走 更 安 全 更 稳 定 未 来 的 道 路 这 就 是 我 的 工 作, 而 我 个 人 对 于 几 千 位 研 究 天 气 变 化 的 科 学 家 们 的 责 任, 已 经 将 我 们 紧 紧 拴 在 了 这 一 转 折 点 上 联 合 国 气 候 变 化 框 架 公 约 执 行 秘 书 克 里 斯 蒂 娜 菲 格 雷 斯 (Christiana Figueres) 最 高 能 量, 顺 利 交 接 去 年 我 担 任 了 瑞 士 日 内 瓦 CERN 的 总 干 事 今 年 和 我 第 一 年 工 作 几 乎 一 样 : 我 们 期 待 世 界 最 高 能 量 的 粒 子 加 速 器 创 造 新 的 纪 录 等 到 我 离 任 时, 我 想 亲 眼 看 到 大 型 强 子 对 撞 机 (LHC) 以 13 万 亿 电 子 伏 撞 击 获 得 的 数 据 LHC 经 过 了 两 年 大 量 的 准 备 工 作, 我 相 信 这 些 让 人 激 动 的 事 将 在 2015 年 5 月 发 生 设 备 已 经 冷 却 到 运 行 温 度 我 希 望 这 些 碰 撞 会 带 给 我 们 与 布 罗 特 - 恩 格 勒 特 - 希 格 斯 机 制 一 样 重 要 的 发 现 我 还 期 待 能 与 我 的 接 班 人 好 朋 友 和 同 事 法 比 奥 拉 贾 诺 蒂 (Fabiola Gianotti) 密 切 合 作, 确 保 我 们 之 间 工 作 的 顺 利 交 接 下 一 年, 知 道 CERN 会 一 切 正 常 我 就 放 心 了, 而 我 所 面 临 的 挑 战 之 一, 是 将 于 2016 年 4 月 起 担 任 德 国 物 理 学 会 的 主 席 与 此 同 时, 我 计 划 一 如 既 往 地 享 受 我 任 职 CERN 总 干 事 的 最 后 一 年 时 光 欧 洲 核 子 研 究 中 心 (CERN) 总 干 事 罗 尔 夫 - 迪 特 尔 霍 伊 尔 (Rolf-Dieter Heuer) 继 续 以 性 别 研 究 为 中 心 2015 年, 我 计 划 将 更 多 的 时 间 投 入 在 协 调 拉 丁 美 洲 一 个 名 为 SITE 中 的 性 别 的 跨 学 科 国 际 项 目 上, 这 个 项 目 主 要 研 究 在 科 学 创 新 技 术 和 工 程 领 域 中 的 性 别 问 题 特 别 要 说 的 是, 我 将 与 SITE 的 决 策 者 们 认 真 研 究 关 于 数 据 收 集 和 项 目 评 估 的 策 略 我 们 的 目 标 是 将 性 别 分 析 和 性 别 平 等 的 目 标 纳 入 主 流 政 策, 以 便 SITE 领 域 能 够 更 好 地 服 务 于 女 性 和 男 性 的 生 活 与 生 计, 并 有 助 于 其 包 容 性 和 持 续 性 发 展 拉 丁 美 洲 在 性 别 平 等 方 面 已 经 取 得 了 重 要 进 步, 尤 其 是 在 过 去 十 年 间 我 为 阿 根 廷 哥 斯 达 黎 加 和 多 米 尼 加 共 和 国 的 创 新 教 育 项 目 感 到 特 别 骄 傲, 这 些 项 目 旨 在 提 高 女 孩 和 年 轻 女 性 在 科 学 和 技 术 项 目 及 产 品 方 面 的 兴 趣 及 能 力 智 利 和 阿 根 廷 的 科 学 家 们 的 平 等 规 则 也 令 人 鼓 舞 但 障 碍 依 旧 存 在 处 理 性 别 问 题 时, 比 解 决 障 碍 更 重 要 的 是 对 障 碍 的 认 识, 尤 其 是 在 科 学 领 域, 没 有 成 功 是 稳 当 的, 阻 力 和 反 对 肯 定 存 在 毕 竟, 我 们 要 处 理 很 多 权 力 关 系, 它 们 会 影 响 我 们 认 知 理 解 评 价 和 处 理 包 括 科 学 在 内 的 多 维 度 生 活 的 方 式 拉 丁 美 洲 社 会 科 学 院 性 别 社 会 和 政 策 区 域 主 管 格 洛 丽 亚 邦 德 (Gloria Bonder) 吸 收 知 识, 加 强 交 流 2015 年 我 的 主 要 目 标 是 更 广 泛 地 吸 收 各 方 面 的 专 业 知 识 我 自 己 的 实 验 室 就 是 很 好 的 一 个 例 子 我 们 利 用 宏 基 因 组 学 和 宏 转 录 组 学 的 工 具 来 阐 明 微 生 物 在 肝 脏 疾 病 发 病 过 程 中 的 作 用, 以 及 它 们 如 何 建 构 相 互 作 用 的 网 络 这 些 研 究 给 我 们 提 供 了 诊 断 治 疗 以 及 预 防 肝 硬 化 等 疾 病 的 新 策 略 10

13 专 稿 2015: 青 年 科 学 家 吐 露 心 声 费 文 绪 / 编 译 颇 高 的 40 岁 以 下 的 年 轻 科 学 家, 询 问 他 们 的 新 年 计 划 以 及 他 们 对 科 学 未 来 的 希 望 找 到 科 学 前 沿 新 年 之 际, 自 然 杂 志 职 业 生 涯 版 面 助 理 编 辑 莫 妮 亚 贝 克 (Monya Baker) 采 访 了 12 位 知 名 度 奥 斯 卡 费 尔 南 德 斯 - 卡 佩 蒂 略 (Oscar Fernández -Capetillo),40 岁, 想 找 到 是 什 么 导 致 了 一 种 与 癌 症 和 衰 老 有 关 的 DNA 损 伤 类 型 他 是 西 班 牙 国 家 癌 症 研 究 中 心 一 个 科 研 团 队 的 负 责 人, 去 年 从 一 场 严 重 的 摩 托 车 事 故 中 死 里 逃 生 他 还 发 现 了 一 种 找 到 能 帮 助 抵 制 癌 症 化 疗 的 基 因 的 简 便 方 法 2015 年, 我 们 想 弄 清 抗 生 素 和 益 生 菌 对 肝 脏 的 影 响 我 们 已 经 对 80 位 肝 硬 化 患 者 进 行 了 为 期 半 年 的 跟 踪 研 究, 以 阐 明 像 乳 果 糖 这 样 的 益 生 素 对 疾 病 进 程 的 影 响 和 作 用 机 制 我 们 还 对 40 名 肝 功 能 衰 竭 患 者 跟 踪 研 究 了 一 个 月, 每 周 采 集 一 次 样 本, 以 研 究 患 者 肠 道 微 生 物 的 变 化 我 们 希 望 能 够 发 现 治 疗 肝 脏 疾 病 的 新 的 益 生 素 2015 年, 我 还 希 望 为 我 的 团 队 创 造 更 多 机 会, 让 他 们 与 不 同 国 家 的 科 学 家 进 行 交 流 与 合 作 我 们 计 划 参 加 更 多 的 国 际 会 议, 当 然 还 有 其 他 方 方 面 面 的 想 法 中 国 浙 江 大 学 医 学 院 传 染 病 诊 断 和 治 疗 国 家 重 点 实 验 室 主 任 李 兰 娟 更 多 科 学 女 性, 更 多 科 学 博 客 2015 年, 以 及 未 来 几 年, 我 的 愿 望 是 推 动 丘 吉 尔 学 院 的 本 科 毕 业 生 男 女 比 例 尽 量 接 近 50:50 丘 吉 尔 学 院 秉 承 优 秀 的 招 收 公 立 学 校 学 生 的 良 好 记 录, 但 是 接 收 的 学 生 中 只 有 35% 是 女 性, 在 数 学 和 工 程 学 专 业, 人 数 更 少 这 实 在 不 是 好 兆 头 吸 引 更 多 的 年 轻 女 性 根 本 就 是 非 常 重 要, 无 论 是 看 教 育, 还 是 看 道 理 根 据 基 金 会 的 条 款, 学 院 在 科 学 技 术 工 程 和 数 学 领 域 有 义 务 接 收 70% 的 新 生 但 我 们 在 数 学 或 工 程 学 还 没 有 女 讲 师, 这 就 使 得 学 校 开 放 日 没 有 女 性 面 孔 迎 接 未 来 的 申 请 者 因 此, 从 2015 年 春 季 开 始, 我 们 要 保 证 尤 其 在 这 些 学 科 攻 读 硕 士 和 博 士 学 位 的 女 性 可 以 更 多 地 来 面 对 未 来 的 学 生 我 的 目 标 是 要 特 别 改 善 2016 年 招 生 计 划 中 女 性 的 申 请 统 计 数 据 就 个 人 而 言, 我 想 撰 写 更 多 的 纯 科 学 博 文 我 平 时 经 常 写 科 学 文 化 和 性 别 相 关 的 问 题 但 拿 我 感 兴 趣 的 研 究 作 为 主 题 ( 我 在 生 物 学 界 面 研 究 软 物 质 物 理 ), 并 为 普 通 读 者 简 洁 扼 要 地 记 录 下 来, 是 改 善 我 写 作 风 格 的 好 方 法, 而 推 动 公 众 的 参 与 又 是 学 术 科 学 家 职 责 范 围 内 重 要 的 一 部 分 2014 年, 我 发 表 的 11 篇 博 文 中 只 有 一 篇 ( 有 关 仿 生 学 和 结 构 色 ) 算 得 上 纯 科 学 我 保 证 读 文 献 的 时 候 牢 记 这 一 目 标 英 国 剑 桥 大 学 丘 吉 尔 学 院 院 长 雅 典 娜 唐 纳 德 (Athene Donald) [ 资 料 来 源 :Nature][ 责 任 编 辑 : 彦 隐 ] 11

14 专 稿 奥 斯 卡 费 尔 南 德 斯 - 卡 佩 蒂 略 想 让 自 己 被 建 设 性 的 思 考 者 包 围, 希 尔 克 施 利 希 廷 想 鼓 励 小 团 队 的 探 索 发 现 我 的 新 年 决 心 是 减 少 旅 行 我 已 经 受 够 了 在 美 丽 城 市 只 逗 留 一 晚 的 旅 行, 每 次 我 只 能 透 过 出 租 车 玻 璃 匆 匆 瞥 一 眼 我 希 望 有 时 间 研 究 有 机 化 学 我 未 来 的 人 生 似 乎 会 与 药 物 研 发 联 系 在 一 起, 我 想 理 解 我 的 化 学 同 事 们 的 语 言 我 从 亚 马 逊 网 站 上 买 了 很 多 书, 它 们 都 摆 在 我 的 书 桌 上 等 着 我 开 卷 阅 读, 但 是 首 先 我 得 减 少 旅 行 正 常 哺 乳 动 物 细 胞 的 每 个 基 因 都 有 两 份 拷 贝, 所 以 即 使 你 的 一 份 基 因 拷 贝 发 生 变 异, 你 还 有 另 外 一 份 拷 贝, 基 因 功 能 筛 选 的 效 率 因 此 严 重 降 低 现 在, 我 们 可 以 筛 选 那 些 停 留 在 单 倍 体 每 个 基 因 只 包 含 一 份 拷 贝 的 哺 乳 动 物 细 胞 系 这 对 我 们 来 说 就 像 是 一 个 飞 跃 我 们 正 在 寻 找 抵 制 抗 癌 药 物 的 途 径, 并 试 图 了 解 DNA 修 复 基 因 是 如 何 工 作 的 既 然 我 们 已 经 拥 有 这 些 筛 选 平 台, 我 很 高 兴 检 验 任 何 跃 入 脑 海 的 想 法 我 的 个 人 希 望 是 会 发 生 我 今 天 预 测 不 到 的 惊 奇 的 事 情, 能 让 我 的 大 脑 再 忙 上 五 六 年 如 果 我 现 在 就 能 告 诉 你 我 未 来 五 年 将 会 做 什 么, 那 该 多 么 乏 味 啊 我 对 科 学 的 希 望 是 我 们 能 进 化 一 点 点, 不 是 通 过 论 文 来 认 可 科 学 家, 而 是 认 同 科 学 家 个 体 本 身 欧 洲 的 科 学 体 系 官 僚 主 义 严 重 他 们 想 让 你 告 诉 他 们 你 在 未 来 五 年 的 每 一 步 研 究 计 划 : 我 打 算 建 造 一 座 桥 梁, 到 2016 年 我 会 建 好 第 一 堵 墙 如 果 你 知 道 你 将 去 往 何 处, 那 就 不 是 科 学 研 究 了 前 沿 科 学 意 味 着 你 是 迷 路 的, 你 正 在 探 索 中, 我 不 知 道 在 道 路 的 另 一 头 你 会 得 到 什 么 在 实 验 室 也 是 如 此, 我 希 望 自 己 周 围 的 同 事 在 12 谈 论 科 学 的 时 候, 提 出 的 问 题 是 这 样 开 头 的 为 什 么 你 不 去 尝 试 某 事, 而 不 是 为 什 么 你 做 了 某 事 具 有 破 坏 性 人 格 的 人 要 加 强 对 你 的 实 验 的 控 制 也 没 有 关 系, 只 有 建 设 性 的 人 们 才 会 推 动 世 界 前 进 热 爱 知 识 去 年, 清 华 大 学 37 岁 的 结 构 生 物 学 家 颜 宁 教 授 利 用 晶 体 学 技 术 破 解 了 一 种 葡 萄 糖 转 运 蛋 白 的 分 子 结 构, 这 种 蛋 白 能 为 细 胞 转 运 葡 萄 糖, 从 而 为 细 胞 提 供 必 不 可 少 的 能 源, 此 前 科 学 家 们 对 这 种 葡 萄 糖 转 运 蛋 白 已 经 研 究 了 40 多 年 我 想 去 更 多 的 地 方 我 希 望 和 父 母 一 起 旅 行, 带 他 们 去 看 看 世 界 花 甲 之 年 正 是 领 略 世 界 的 好 时 候, 他 们 不 需 要 担 心 经 济 问 题, 身 体 又 足 够 强 壮 明 年 我 会 去 新 西 兰 和 澳 大 利 亚, 我 是 指 环 王 和 霍 比 特 人 的 忠 实 粉 丝 我 们 正 处 在 结 构 生 物 学 最 好 也 是 最 坏 的 时 颜 宁 : 探 索 自 然 是 代 我 们 结 晶 分 子 并 用 X 一 件 很 酷 的 事 情 射 线 的 衍 射 图 谱 来 揭 示 它 们 的 结 构, 而 技 术 进 步 使 冷 冻 电 镜 (cryo-em) 经 历 了 一 场 革 命 以 往 用 结 晶 技 术 可 能 需 要 10 年 才 能 完 成 的 困 难 项 目, 冷 冻 电 镜 只 需 要 半 年 就 能 解 决 那 么 剩 下 那 9 年 我 们 要 做 些 什 么 呢? 我 对 下 一 步 的 工 作 就 有 这 样 的 焦 虑 我 可 能 需 要 重 组 实 验 室, 扩 大 实 验 室 的 专 业 领 域, 或 者 干 脆 休 假 好 了 大 家 一 直 在 谈 论 着 转 化 研 究, 但 是, 回 顾 过 去, 科 学 革 命 总 是 出 自 于 基 础 研 究 我 不 希 望 人 们 问 我 你 的 研 究 能 救 命 吗, 让 人 类 获 益 是 我 们 的 一 个 宗 旨, 但 基 础 研 究 实 际 上 是 在 探 索 自 然, 了 解 自 然 是 一 件 很 酷 的 事 情 总 的 来 说, 我 希 望 日 后 人 们 可 以 不 用 再 担 心 经

15 专 稿 费 问 题 从 项 目 负 责 人 到 研 究 生, 每 个 人 都 在 抱 怨 经 费 不 足, 我 对 此 感 到 非 常 遗 憾 中 国 的 科 研 经 费 投 入 情 况 有 所 好 转, 我 很 高 兴 人 们 开 始 意 识 到 经 济 增 长 将 依 赖 于 科 技 摘 取 高 悬 的 果 实 斯 坦 福 大 学 33 岁 的 材 料 科 学 家 耶 恩 迪 奥 纳 (Jen Dionne ) 开 发 了 一 种 技 术, 能 使 光 与 纳 米 尺 度 材 料 的 相 互 作 用 可 视 化 去 年, 她 产 下 了 第 一 个 孩 子, 并 荣 获 美 国 青 年 科 学 家 和 工 程 师 总 统 奖 生 孩 子 会 改 变 你 的 视 角 你 会 希 望 自 己 的 研 究 进 展 能 真 正 使 下 一 代 人 生 活 的 世 界 变 得 更 加 美 好 作 为 一 个 新 妈 妈, 我 需 要 制 定 打 破 工 作 - 生 活 平 衡 的 替 代 策 略 我 希 望 新 生 儿 施 加 给 我 的 日 程 结 构 将 会 让 我 在 大 学 的 实 验 室 工 作 时 更 多 产, 当 我 的 孩 子 睡 觉 的 时 候, 我 能 更 好 地 完 成 论 文 写 作 任 务 当 你 只 有 几 个 小 时 的 时 间 写 论 文 或 项 目 申 请 书 的 时 候, 快 速 集 中 注 意 力 是 关 键 当 我 还 是 孩 子 的 时 候, 我 记 得 看 到 过 蓝 色 大 闪 蝶 的 彩 虹 色 翅 膀, 知 道 了 它 们 的 颜 色 不 是 用 颜 料 涂 的, 而 是 由 于 光 与 透 明 材 料 显 微 结 构 的 相 互 作 用 这 些 美 丽 的 自 然 界 标 本 很 可 能 驱 动 了 我 对 工 程 材 料 与 光 线 相 互 作 用 的 精 确 方 式 的 兴 趣 明 年, 我 渴 望 用 实 验 证 明 光 子 只 向 一 个 方 向 运 动 的 纳 米 结 构 材 料 现 在 的 设 备 从 手 机 到 超 级 计 算 机, 都 依 赖 于 电 子 元 件, 部 分 原 因 是 因 为 使 用 电 子 元 件 能 容 易 地 让 电 子 向 一 个 方 向 运 动 用 光 学 元 件 取 代 电 子 元 件 能 让 技 术 更 智 能 更 小 巧 更 高 效 节 能 我 对 科 学 界 的 希 望 是 正 在 成 长 中 的 科 学 家 不 要 害 怕 从 事 他 们 真 正 感 兴 趣 和 热 衷 的 研 究 在 此 引 用 一 下 作 家 杰 克 凯 鲁 亚 克 (Jack Ker 鄄 ouac) 的 名 句 : 我 只 喜 欢 这 一 类 人, 他 们 的 生 活 狂 放 不 羁, 说 起 话 来 热 情 洋 溢, 对 生 活 十 分 苛 求, 希 望 拥 有 一 切 我 希 望 科 学 家 能 找 到 令 他 们 生 活 狂 放 不 羁 的 事 物, 从 而 相 应 地 规 划 他 们 的 职 业 生 涯 我 建 议 他 们 不 要 害 怕 摘 取 高 悬 的 果 实, 在 面 对 科 学 家 的 日 常 挑 战 中, 保 持 他 们 对 科 学 发 现 的 激 情 在 网 络 中 解 决 问 题 生 物 工 程 学 家 达 尼 埃 尔 巴 塞 特 (Danielle Bassett),33 岁, 就 职 于 宾 夕 法 尼 亚 大 学, 去 年 荣 获 了 麦 克 阿 瑟 天 才 奖, 她 利 用 网 络 科 学 来 理 解 人 类 的 大 脑 我 2015 年 的 希 望 是 获 得 更 多 睡 眠, 要 照 顾 一 个 新 生 儿 和 一 个 三 岁 的 孩 子, 睡 眠 是 很 难 得 的 我 还 想 放 一 个 一 直 装 满 巧 克 力 的 碗 在 我 的 办 公 桌 上, 因 为 巧 克 力 总 是 有 助 于 进 行 创 造 性 的 科 学 思 考 我 还 想 探 索 把 系 统 工 程 中 的 工 具 应 用 于 医 学, 研 究 药 物 或 电 磁 刺 激 如 何 能 帮 助 那 些 患 精 神 健 康 疾 病 或 大 脑 受 到 损 伤 的 患 者 大 问 题 在 于 系 统 工 程 和 神 经 科 学 之 间 的 交 叉 大 脑 是 如 何 作 为 网 络 工 作 的, 而 这 又 是 如 何 形 成 人 的 理 解 力 的? 为 了 获 得 更 多 发 现, 更 多 科 学 家 需 要 在 一 起 交 流 合 作 仅 仅 组 织 单 一 学 科 的 学 术 会 议 是 不 行 的, 对 一 个 问 题 领 域 的 研 究, 我 们 需 要 呼 唤 更 多 跨 学 科 的 努 力, 来 增 加 不 同 学 科 之 间 的 交 流 如 果 我 们 希 望 能 够 转 化 或 产 生 社 会 影 响, 我 们 如 何 对 譬 如 教 室 这 样 的 学 习 环 境 的 神 经 生 物 学 效 应 进 行 定 量? 如 果 我 们 都 聚 在 一 起 思 考 这 个 问 题, 我 们 会 提 出 新 的 研 究 方 向 制 订 发 现 计 划 物 理 学 家 素 集 拉 塞 巴 斯 蒂 安 (Suchitra Sebas 鄄 tian),38 岁, 在 英 国 剑 桥 大 学 研 究 能 引 起 能 源 运 输 和 储 存 革 命 的 材 料 去 年, 她 入 选 世 界 经 济 论 坛 评 选 的 30 位 杰 出 青 年 科 学 家 之 一 她 有 时 把 自 己 称 为 是 量 子 炼 金 术 士 我 做 现 场 戏 剧, 大 多 是 喜 剧, 今 年 我 想 更 频 繁 地 这 么 做 物 理 学 也 许 会 让 人 孤 独, 因 为 你 要 一 直 13

16 专 稿 思 考 我 做 戏 剧 就 是 因 为 戏 剧 能 把 你 从 沉 思 中 解 放 出 来, 你 得 去 跟 演 员 和 观 众 打 交 道 今 年, 我 的 实 验 室 想 找 到 不 必 冷 却 到 不 切 实 际 的 低 温 就 能 工 作 的 超 导 体 我 们 从 我 们 认 为 处 于 超 导 临 界 状 态 的 材 料 中 提 炼 高 纯 度 的 晶 体, 然 后 用 金 刚 石 砧 使 其 受 到 非 常 高 的 压 力 钻 石 的 尖 端 也 是 以 类 似 的 方 式 施 加 压 力 来 切 割 斜 面 的 如 果 我 们 对 晶 体 施 加 一 点 压 力, 材 料 中 的 电 子 结 构 将 会 颠 覆 而 变 成 超 导 体, 这 是 一 种 输 送 电 流 而 不 损 失 能 量 的 材 料 这 就 像 把 尘 土 变 成 黄 金 一 样 神 奇 对 于 科 学 界, 我 想 我 们 应 该 更 加 关 注 科 学 发 现 的 过 程 要 在 科 学 上 有 所 发 现, 你 必 须 愿 意 冒 险, 愿 意 偶 尔 犯 错 误 但 是 现 在 的 科 学 文 化 更 多 的 是 奖 赏 你 的 增 量 贡 献 不 犯 错 误 尽 管 增 量 工 作 很 关 键, 但 是 科 学 界 歪 曲 了 对 增 量 的 理 解 创 造 性 和 科 学 发 现 应 该 是 对 等 的 寻 找 科 学 的 最 优 解 费 奥 多 孔 德 拉 绍 夫 (Fyodor Kondrashov), 35 岁, 就 职 于 西 班 牙 巴 塞 罗 那 基 因 组 调 控 中 心, 曾 荣 获 美 国 霍 华 德 休 斯 医 学 研 究 所 颁 发 的 首 届 国 际 青 年 科 学 家 奖 他 想 知 道 为 何 对 某 个 个 体 带 来 伤 害 的 基 因 多 态 性, 对 另 一 个 个 体 则 是 中 性 的 甚 至 是 有 益 的 科 学 正 越 来 越 成 为 一 项 公 司 般 的 事 业, 而 不 仅 仅 是 一 种 学 术 和 智 力 上 的 努 力 我 们 得 成 为 优 秀 的 经 理 人, 进 行 自 我 推 销, 在 持 续 不 断 的 竞 争 中 获 取 资 源 短 期 内 取 得 成 果 的 压 力, 限 制 了 我 的 实 验 室 所 能 研 究 的 科 学 问 题 的 类 型 欧 洲 的 研 究 生 有 一 个 非 常 具 体 的 时 间 框 架, 他 们 必 须 在 这 个 时 间 框 架 内 完 成 自 己 的 博 士 学 位, 不 允 许 他 们 有 时 间 去 探 索 或 犯 错 误, 他 们 不 得 不 追 求 能 让 他 们 完 成 所 需 论 文 的 研 究 项 目 这 是 自 愿 参 加 这 种 竞 争 的 我 们 和 鼓 励 我 们 去 竞 争 的 体 制 之 间 的 一 个 反 馈 回 路 这 里 一 定 有 一 个 最 优 解, 我 不 太 确 定 我 们 已 经 找 到 了 最 优 解, 至 少 在 欧 洲 没 找 到, 在 美 国 也 没 找 到 必 须 要 有 某 种 系 统 性 的 解 决 之 道, 我 的 希 望 是 至 少 我 们 开 始 寻 找 这 个 最 优 解 学 科 交 叉 克 里 斯 廷 亨 登 (Christine Hendon), 在 生 物 医 学 和 电 子 工 程 领 域 接 受 科 学 训 练,31 岁, 就 职 于 哥 伦 比 亚 大 学, 正 在 研 究 细 胞 甚 至 更 小 的 尺 度 监 控 心 脏 跳 动 的 方 法 去 年, 她 荣 获 了 美 国 国 立 卫 生 研 究 院 (NIH) 的 新 创 新 者 奖 我 刚 刚 产 下 我 的 第 一 个 孩 子, 所 以 出 差 参 加 会 议 会 比 较 困 难, 我 的 目 标 是 找 到 在 东 海 岸 召 开 的 学 术 会 议 我 们 的 一 个 具 体 目 标 是 使 用 我 们 今 年 在 移 植 心 脏 中 研 发 的 一 个 仪 器, 并 且 在 体 内 心 脏 中 证 明 它 的 功 能 大 多 数 医 学 影 像 技 术 只 会 让 你 知 道 组 织 的 样 子, 但 是 当 你 正 在 做 医 学 决 定 时, 你 还 想 知 道 组 织 的 功 能 我 们 想 通 过 把 组 织 的 结 构 和 功 能 关 联 起 来, 填 补 医 学 影 像 技 术 的 这 个 空 白 然 后 我 们 能 解 决 临 床 问 题 监 测 心 律 失 常 或 电 气 生 理 学 检 查 异 常 的 心 脏, 因 为 超 声 波 检 查 对 这 些 问 题 是 无 效 的 如 果 说 我 对 科 学 界 有 什 么 希 望 的 话, 那 就 是 打 破 学 科 之 间 的 界 限, 鼓 励 学 生 选 择 自 己 系 别 之 外 的 课 程 对 很 多 应 用 型 研 究 来 说, 你 需 要 在 团 队 中 工 作, 你 需 要 对 自 己 的 学 科 还 有 合 作 者 的 学 科 都 有 很 好 的 了 解 所 以, 不 把 自 己 仅 仅 与 电 气 工 程 师 或 是 生 物 学 家 联 系 在 一 起 是 有 好 处 的 并 不 是 每 个 人 都 认 为 交 叉 学 科 的 训 练 是 有 价 值 的 这 需 要 更 长 时 间 的 科 研 训 练 但 是 当 你 在 这 些 研 究 大 问 题 的 大 团 队 工 作 的 时 候, 你 只 有 与 你 的 同 事 相 互 交 流 才 能 有 效 地 开 展 工 作 为 小 团 队 留 出 发 展 空 间 天 体 物 理 学 家 希 尔 克 施 利 希 廷 (Hilke Schlichting),32 岁, 就 职 于 麻 省 理 工 学 院, 她 相 信 研 究 行 星 如 何 形 成 是 了 解 我 们 来 自 哪 里 生 命 是 如 何 形 成 的 第 一 步 我 想 工 作 得 少 一 点, 花 更 多 时 间 陪 我 的 丈 夫 和 14

17 专 稿 以 世 界 第 五 高 峰 命 名 的 阿 拉 斯 加 雪 橇 犬 马 卡 鲁 我 们 已 经 制 定 一 起 去 印 度 尼 西 亚 纳 米 比 亚 和 坦 桑 尼 亚 的 计 划 我 的 实 验 室 现 在 正 在 研 究 的 大 问 题 是 试 图 理 解 一 个 新 发 现 的 行 星 系 是 如 何 形 成 的 美 国 宇 航 局 2009 年 发 射 的 开 普 勒 太 空 观 测 站 已 经 发 现 了 其 他 恒 星 周 围 的 多 颗 候 选 行 星, 发 现 了 轨 道 比 水 星 更 小 的 行 星, 还 有 以 10~30 天 甚 至 更 少 时 间 就 环 绕 它 们 的 恒 星 一 圈 的 行 星 我 们 从 未 在 太 阳 系 发 现 过 类 似 这 样 的 行 星 我 想 知 道 这 些 行 星 是 否 在 离 我 们 今 天 看 到 它 们 的 位 置 很 近 的 地 方 形 成 的, 还 是 在 更 大 的 向 内 移 动 的 轨 道 形 成 的 未 来 的 趋 势 是, 人 们 将 越 来 越 难 以 在 不 依 附 科 学 联 合 体 的 小 团 队 中 工 作 我 们 需 要 保 持 小 型 研 究 团 队 的 多 样 性 和 独 立 性, 尤 其 对 初 级 科 研 人 员 而 言 科 学 任 务 会 有 经 费 资 助, 即 使 科 研 人 员 对 重 大 任 务 贡 献 很 小, 那 也 很 重 要, 但 是 我 们 依 然 需 要 确 信 我 们 有 独 立 的 探 索 线 路 理 论 研 究 一 般 是 在 小 团 队 中 完 成 的, 我 希 望 我 们 能 继 续 保 持 这 一 点 鼓 励 科 学 探 索 拉 蒂 普 达 斯 古 普 塔 (Rajdeep Dasgupta),38 岁, 就 职 于 美 国 德 克 萨 斯 州 的 莱 斯 大 学, 他 想 知 道 碳 水 和 硫 是 如 何 被 带 到 地 球 表 面 并 包 含 到 地 球 内 部 的 我 需 要 学 习 更 经 常 地 说 不 现 在, 给 我 做 实 验 室 工 作 的 时 间 越 来 越 少, 我 往 往 在 项 目 申 请 或 论 文 评 审 上 耽 搁 最 长 时 间, 而 这 些 事 我 一 开 始 就 不 应 该 答 应 去 做 的 我 想 设 法 找 到 时 间, 更 多 地 去 动 手 做 实 验 和 分 析, 这 些 事 是 我 真 正 爱 做 的 当 然, 我 想 在 搞 定 所 有 这 些 事 情 的 同 时, 仍 然 能 找 到 足 够 的 时 间 陪 我 的 三 个 儿 子 玩 耍, 能 有 时 间 好 好 陪 伴 我 的 家 人 和 朋 友 我 们 研 究 岩 浆 是 如 何 把 元 素 从 地 球 表 面 循 环 到 内 部, 又 从 地 球 内 部 循 环 回 表 面 的 如 果 你 好 奇 如 何 能 拥 有 几 十 亿 年 都 宜 居 的 气 候, 那 你 就 需 要 理 解 这 个 当 岩 浆 穿 过 地 幔 从 地 壳 喷 射 而 出 时, 会 与 地 表 岩 石, 比 如 石 灰 石, 发 生 相 互 作 用 但 是 如 果 高 压 的 岩 浆 穿 过 石 灰 石 喷 射 而 出 时, 会 使 岩 石 释 放 二 氧 化 碳 我 们 想 知 道 这 与 地 球 历 史 上 的 二 氧 化 碳 排 放 到 大 气 中 有 什 么 关 系 总 体 而 言, 在 科 学 上, 有 时 候 我 感 觉, 我 们 只 是 在 已 经 有 一 个 明 确 阐 述 的 假 说 时, 才 资 助 相 关 的 科 学 研 究 我 们 会 说, 你 没 有 提 出 一 个 假 说, 所 以 我 们 不 会 支 持 你 做 那 些 测 量 结 果 是, 一 直 都 没 有 做 成 测 量, 直 到 支 持 获 取 那 些 数 据 的 某 个 假 说 出 现 支 持 更 多 由 探 索 和 好 奇 心 驱 动 的 科 学 研 究, 将 会 受 到 科 学 家 的 欢 迎 审 视 整 个 生 物 体 植 田 博 树,39 岁, 就 职 于 东 京 大 学 和 日 本 理 化 学 研 究 所 (RIKEN) 定 量 生 物 学 中 心, 最 近 他 领 导 的 一 个 科 学 家 团 队 发 现 了 一 个 去 除 组 织 颜 色 制 造 透 明 老 鼠 的 方 法, 他 们 用 这 种 方 法 能 清 晰 地 观 察 到 死 去 的 老 鼠 体 内 完 整 无 损 的 器 官 一 项 类 似 的 技 术 可 以 在 细 胞 水 平 上 对 整 个 解 剖 的 大 脑 成 像 到 2015 年 3 月 底, 我 们 将 启 用 日 本 理 化 学 研 究 所 在 大 阪 新 建 的 老 鼠 实 验 装 置, 能 让 我 们 非 侵 入 式 地 每 周 监 测 多 只 老 鼠 的 睡 眠 - 觉 醒 状 态 所 以 我 想 让 这 个 新 的 实 验 装 置 在 2015 年 完 全 发 挥 作 用, 开 始 研 究 睡 眠 生 物 学 我 很 好 奇, 单 个 的 神 经 细 胞 不 睡 觉, 整 个 动 物 是 如 何 睡 觉 的 呢? 在 2013 年 和 2014 年, 我 试 图 逃 离 日 本 湿 热 的 夏 天, 但 是 没 有 成 功, 因 为 要 提 交 和 修 改 两 篇 关 于 全 脑 和 全 身 成 像 研 究 的 论 文 手 稿 我 希 望 明 年 夏 天 访 问 美 国 科 罗 拉 多 州 的 阿 斯 彭 物 理 研 究 中 15

18 专 稿 心 还 有, 自 从 2013 年 10 月 以 来, 我 每 周 都 在 东 京 大 学 和 日 本 理 化 学 研 究 所 定 量 生 物 学 中 心 之 间 来 回 奔 波 我 希 望 自 己 能 享 受 这 样 一 种 长 途 通 勤 的 乐 趣 我 想 通 过 观 察 具 有 单 细 胞 分 辨 率 的 睡 眠 状 态, 来 解 决 生 物 体 级 别 的 睡 眠 - 觉 醒 周 期 的 工 作 机 理 精 神 分 裂 症 和 抑 郁 症 与 睡 眠 紊 乱 有 关, 大 脑 的 状 态 受 到 这 些 精 神 疾 病 的 影 响, 我 们 通 过 观 察 睡 眠 - 觉 醒 状 态 也 许 能 获 得 关 于 这 些 疾 病 的 一 点 线 索 2000 年 前 后, 当 系 统 生 物 学 研 究 兴 起 的 时 候, 我 们 还 可 以 专 注 于 分 子 和 细 胞 之 间 的 层 面 的 研 究, 但 是 现 在 是 时 候 从 细 胞 级 别 往 前 推 进 到 生 物 体 级 别 的 研 究 了 现 在, 全 身 去 色 和 成 像 技 术 让 我 们 有 可 能 以 单 细 胞 分 辨 率 分 析 整 个 身 体, 这 不 仅 对 于 生 命 科 学 家, 而 且 对 教 师 工 程 师 和 艺 术 家 都 提 供 了 很 多 潜 在 的 可 能 性 说 出 自 己 的 观 点 受 训 成 为 一 名 粒 子 物 理 学 家 的 塔 姆 辛 爱 德 华 兹 (Tamsin Edwards),35 岁, 从 事 地 球 系 统 模 型 的 研 究, 她 因 从 事 科 学 传 播 而 为 人 熟 知 今 年, 她 加 入 了 英 国 米 尔 顿 凯 恩 斯 的 开 放 大 学, 这 是 一 家 专 注 于 远 程 学 习 的 机 构 我 正 在 预 测 南 极 的 未 来, 如 果 你 对 不 确 定 性 感 兴 趣 的 话, 这 项 研 究 是 非 常 吸 引 人 的, 因 为 南 极 是 未 来 海 平 面 上 升 的 最 大 未 知 数 在 南 极 大 陆 的 边 缘, 海 冰 流 入 海 洋, 我 们 认 为 这 个 过 程 将 会 加 剧, 并 导 致 海 平 面 上 升 但 是 我 们 也 预 测 到 未 来 会 有 更 多 的 降 雪, 使 得 部 分 冰 盖 变 厚, 对 上 述 效 应 做 一 些 补 偿 我 的 主 要 研 究 兴 趣 是 模 型 的 不 确 定 性 我 观 察 不 同 模 型 得 出 的 预 测 结 果 的 变 化 范 围, 测 试 模 型 对 过 去 的 模 拟 有 多 准 确 2015 年, 我 将 申 请 经 费 开 展 我 自 己 的 研 究 我 也 做 很 多 科 学 传 播 工 作, 我 希 望 更 多 的 科 学 家 加 入 这 项 工 作 分 担 了 科 学 研 究 的 重 担, 确 保 公 众 是 在 与 专 家 谈 论, 让 科 学 传 播 更 被 公 众 接 受 是 我 们 职 责 的 一 部 分 公 众 的 参 与 也 会 拓 宽 你 的 知 识 基 础, 我 认 为 与 持 有 不 同 观 点 的 人 交 谈 是 一 件 很 好 的 事 情, 你 也 不 想 生 活 在 一 个 回 音 室 里 吧 找 到 研 究 焦 点 冯 新 亮,34 岁, 在 他 27 岁 的 时 候 成 为 德 国 美 因 茨 的 马 克 斯 普 朗 克 高 分 子 研 究 所 的 一 个 团 队 负 责 人, 现 在 是 德 国 德 累 斯 顿 工 业 大 学 的 团 队 负 责 人 他 想 让 石 墨 烯 能 实 际 用 于 日 常 应 用 中, 如 果 这 种 不 可 弯 曲 的 材 料 能 被 精 确 地 操 控 和 塑 形, 则 可 以 使 电 子 设 备 变 得 更 快 更 小 更 高 效 为 了 赋 予 石 墨 烯 用 于 电 子 设 备 所 必 须 的 半 导 体 特 性, 它 必 须 要 有 非 常 精 确 的 形 状 如 果 我 们 能 通 过 化 学 合 成 法 来 制 备 石 墨 烯, 我 们 可 以 用 一 个 自 下 而 上 的 方 法 构 建 石 墨 烯 带, 制 备 出 具 有 精 密 性 能 的 无 数 材 料, 它 们 有 规 定 的 形 状 和 边 缘 我 们 的 最 高 目 标 是 合 成 具 有 新 性 能 的 石 墨 烯 纳 米 带, 比 如 自 旋 输 运, 能 允 许 单 个 电 子 在 计 算 应 用 中 被 用 作 比 特 对 于 我 自 己 而 言, 我 的 愿 望 是 保 持 周 六 放 松 不 做 科 研, 努 力 工 作 对 于 一 个 科 学 家 固 然 很 重 要, 但 是 愉 快 的 社 交 生 活 同 样 也 能 使 人 神 清 气 爽 我 也 希 望 科 学 家 们 能 容 易 地 获 得 所 有 我 们 需 要 的 信 息 我 们 不 可 能 阅 读 所 有 的 报 纸, 核 查 所 有 的 期 刊, 一 部 分 原 因 是 因 为 出 版 商 之 间 的 竞 争 : 一 个 出 版 商 创 办 了 一 种 期 刊, 另 一 个 出 版 商 又 创 办 了 另 一 种 期 刊 但 是 从 科 学 上 而 言, 不 同 期 刊 上 的 这 些 论 文 可 能 会 有 重 叠, 给 科 学 家 的 工 作 增 加 了 困 难 这 些 期 刊 会 邀 请 科 学 家 投 稿, 如 果 你 投 稿 了, 你 同 意 了, 然 后 你 会 同 意 太 多 期 刊 太 多 的 信 息 是 重 复 和 重 叠 的, 我 认 为 这 会 冲 淡 我 们 的 注 意 力 [ 资 料 来 源 :Nature][ 责 任 编 辑 : 彦 隐 ] 16

19 空 间 科 学 重 新 思 考 如 何 登 陆 火 星 邓 雪 梅 / 编 译 缘 于 冷 战 时 期 的 想 法 以 及 在 荒 漠 中 高 风 险 火 箭 的 测 试, 美 国 宇 航 局 (NASA) 正 在 重 新 启 动 火 星 登 陆 计 划 在 一 间 狭 长 的 观 察 室 中, 约 50 人 聚 集 在 一 排 落 地 窗 前, 齐 刷 刷 地 将 目 光 投 向 窗 外 的 一 片 沙 漠 上 沙 漠 上 尘 土 飞 扬, 在 一 组 门 窗 紧 闭 的 车 队 中, 有 一 辆 闪 闪 发 光 的 超 音 速 滑 车 混 杂 在 其 中, 似 乎 在 规 避 外 力 冲 击 引 发 的 碰 撞 恐 怖 7 分 钟 这 是 加 利 福 尼 亚 州 莫 哈 韦 沙 漠 的 一 个 美 国 海 军 航 空 武 器 测 试 站, 一 项 登 陆 火 星 的 新 技 术 测 试 正 在 这 里 的 中 国 湖 进 行, 测 试 结 果 将 直 接 对 火 星 探 测 的 未 来 产 生 影 响 你 可 能 还 记 得 2012 年 8 月 好 奇 号 火 星 车 进 入 火 星 大 气 时 的 恐 怖 7 分 钟 其 中 最 富 戏 剧 性 的 一 幕 是 天 空 起 重 机 把 好 奇 号 投 放 到 火 星 表 面 上 每 个 人 都 在 观 看 天 空 起 重 机 用 于 下 降 的 降 落 伞 设 备 NASA 喷 气 推 进 实 验 室 (JPL) 的 降 落 伞 技 术 专 家 伊 恩 克 拉 克 (Ian Clark) 说 而 令 人 诡 异 的 是, 降 落 伞 未 经 过 严 格 意 义 上 测 试, 而 好 奇 号 则 是 火 星 车 中 最 重 的 一 辆 未 来 如 果 我 们 继 续 探 索 火 星 其 他 区 域 并 采 集 岩 石 样 本 返 回, 那 么 我 们 就 需 要 重 新 思 考 着 陆 火 星 的 方 式 这 就 是 为 什 么 NASA 拨 款 JPL1.89 亿 美 元 对 火 星 着 陆 系 统 继 续 改 进 在 地 球 上 测 试, 需 要 借 助 直 升 机 火 箭 助 推 器 和 超 音 速 滑 车 克 拉 克 说, 你 不 可 掉 以 轻 心, 因 为 有 太 多 你 无 法 想 象 的 困 难 会 出 现 测 试 如 果 失 败, 则 意 味 着 耗 资 数 十 亿 美 元 的 行 星 际 任 务 会 被 取 消 对 于 降 落 伞 而 言, 火 星 大 气 过 于 稀 薄 无 阻 力 可 言, 直 到 距 火 星 表 面 10 公 里 之 内 降 落 伞 才 可 发 挥 作 用 此 时, 火 星 着 陆 器 以 每 小 时 公 里 的 速 度 急 速 下 落, 施 加 在 降 落 伞 上 的 力 则 无 比 巨 大 这 就 像 爆 炸 一 样 JPL 原 降 落 伞 设 计 团 队 的 负 责 人 托 马 索 里 韦 利 尼 (Tommaso Rivellini) 说 好 奇 号 着 陆 过 程 之 所 以 特 别 令 人 揪 心, 是 因 为 其 直 径 21.5 米 的 降 落 伞 在 下 降 中 能 否 顺 利 展 开, 或 被 撕 成 碎 片, 或 缠 着 着 陆 器 不 停 地 打 转? 你 玩 的 是 一 个 经 验 外 推 的 游 戏, 克 拉 克 说, 这 会 让 每 个 人 都 很 紧 张 如 果 任 务 控 制 员 给 探 测 器 额 外 增 加 1 千 克 载 荷 的 话, 降 落 伞 很 可 能 会 承 受 不 住 这 就 是 里 韦 利 尼 所 说 的 套 娃 效 应 额 外 的 载 荷, 即 增 加 一 个 1 千 克 的 仪 器, 则 意 味 着 就 要 增 加 一 个 容 器 或 扩 大 探 测 器 外 壳, 相 应 的, 就 会 增 加 3 千 -4 千 克 载 荷, 同 时 还 需 要 一 个 更 大 载 荷 的 飞 船 搭 载, 这 将 耗 费 更 多 的 燃 料 偶 尔 也 有 例 外 例 如, 将 着 陆 时 间 安 排 在 大 气 较 为 密 集 的 时 候, 这 有 助 于 减 缓 降 落 速 度 17

20 空 间 科 学 尽 管 载 荷 并 不 是 唯 一 的 问 题, 假 设 在 不 增 加 重 量 的 同 时 允 许 搭 载 更 多 的 设 备, 我 们 仍 然 只 能 在 火 星 的 低 洼 地 区 着 陆 约 为 火 星 表 面 的 43% ( 图 1) 这 缘 于 着 陆 器 减 速 过 程 缺 乏 足 够 的 大 气 厚 度, 高 海 拔 地 区 因 此 被 排 除 在 外 然 而, 正 是 这 些 高 海 拔 地 区 受 水 侵 蚀 较 少 更 加 古 老 的 地 貌 特 征 更 可 能 揭 示 出 火 星 的 早 期 历 史 JPL 降 落 伞 项 目 负 责 人 马 克 阿 德 勒 (Mark Adler) 说 : 那 里 才 是 我 们 真 正 想 去 的 地 方 气 动 减 速 器 面 对 这 些 局 限, 里 韦 利 尼 和 克 拉 克 意 识 到, 唯 一 的 选 择 就 是 重 新 构 建 火 星 着 落 系 统, 理 由 似 乎 很 充 分, 因 为 以 前 尝 试 引 入 新 式 降 落 伞 曾 有 过 失 败 的 教 训 例 如,2003 年 英 国 小 猎 犬 2 号 火 星 着 陆 器 因 计 算 显 示 着 陆 过 程 会 过 于 剧 烈, 故 在 最 后 时 刻 增 大 了 降 落 伞 50% 的 表 面 积 而 这 个 降 落 伞 被 许 多 人 认 为 是 导 致 小 猎 犬 2 号 坠 毁 的 一 个 可 能 原 因 按 照 程 序, 应 该 对 新 式 降 落 伞 性 能 进 行 风 洞 测 试, 但 世 界 上 没 有 如 此 大 的 风 洞 测 试 设 备 降 落 伞 本 身 也 就 几 十 万 美 元, 克 拉 克 说, 而 花 在 测 试 上 的 钱 则 是 巨 大 的 任 务 设 计 者 们 不 愿 意 给 项 目 额 外 增 添 不 必 要 的 预 算 里 韦 利 尼 和 克 拉 克 进 退 两 难 2010 年 情 况 有 了 变 化, 新 的 资 金 推 进 了 基 础 技 术 的 研 发 2011 年, 降 落 伞 研 发 团 队 赢 得 了 1.89 亿 美 元 研 发 资 金 在 天 空 起 重 机 之 前, 里 韦 利 尼 曾 研 究 过 好 奇 号 安 全 着 落 的 多 种 方 案, 包 括 一 个 玻 璃 钢 制 成 的 四 面 体 外 壳, 以 及 他 于 1997 年 设 着 陆 火 星 未 来 着 陆 火 星 会 使 用 充 气 减 速 器 和 更 大 的 降 落 伞, 他 们 会 承 载 更 重 的 着 陆 器 速 度 ~21,600 公 里 / 小 时 公 里 0 分 钟 进 入 火 星 大 气 防 热 罩 开 始 减 速 ~3900 公 里 / 小 时 2 分 56 秒 充 气 减 速 器 展 开 ~1600 公 里 / 小 时 3 分 41 秒 ~240 公 里 / 小 时 直 径 为 30.5 米 的 降 落 伞 以 前 是 直 径 为 21.5 米 的 降 落 伞 降 落 伞 打 开 17 秒 后 防 热 罩 分 离 4 分 5 秒 降 落 伞 脱 离 并 且 天 空 起 重 机 开 启 着 陆 图 1 计 的 一 个 葡 萄 串 样 式 的 弹 性 气 囊 这 个 弹 性 气 囊 使 得 火 星 探 路 者 成 功 着 陆 火 星 然 而, 没 有 一 个 完 备 的 能 承 载 更 重 设 备 的 降 落 伞 设 计 方 案 令 人 欣 慰 的 是, 克 拉 克 从 上 世 纪 60 年 代 一 个 便 被 搁 置 的 超 音 速 气 动 减 速 器 (SIAD) 项 目 中 找 到 了 灵 感 SIAD 60 年 代 被 测 试 过, 却 从 未 真 正 使 用 过 本 质 上,SIAD 是 一 个 直 径 6 米 用 布 料 织 成 的 轮 圈, 在 减 速 过 程 中 可 以 弥 补 防 热 衬 和 降 落 伞 之 间 的 落 差 计 算 显 示, 紧 贴 防 热 衬 下 部 的 SIAD 可 以 减 缓 下 降 速 度, 足 以 让 一 个 直 径 30.5 米 的 降 落 伞 安 全 打 开 ( 图 2) 揪 心 的 测 试 2012 年 10 月, 测 试 在 中 国 湖 上 开 始 了 一 架 看 似 无 翼 机 身 的 超 音 速 滑 车 与 装 置 被 放 置 在 超 音 速 海 军 军 械 研 究 轨 道 (SNORT) 的 导 轨 上 SNORT 通 常 是 用 来 测 试 在 超 音 速 条 件 下 飞 机 的 弹 射 座 椅 导 弹 撞 击 以 及 装 甲 车 辆 的 穿 透 性 此 时, 捆 绑 在 装 置 背 面 的 火 箭 发 动 机 有 望 把 滑 车 速 度 增 加 到 8.5 马 赫, 使 其 成 为 地 球 上 速 度 最 快 的 车 辆 之 一 尽 管 SNORT 无 法 达 到 火 星 降 落 时 的 速 度, 但 呼 啸 而 来 的 正 对 SIAD 表 面 的 空 气 却 会 产 生 比 火 星 大 得 多 的 阻 力 与 火 星 大 气 的 气 动 力 学 不 同, 地 球 大 气 要 密 集 得 多, 克 拉 克 说 同 时 他 也 担 心 这 个 改 进 的 装 置 会 失 败 因 为 在 60 年 代, 研 究 者 们 对 火 星 大 气 的 特 性 知 之 甚 少, 当 时 他 们 假 设 火 星 大 气 同 地 球 的 类 似 除 了 枯 黄 的 沙 地 灌 木 丛 在 微 风 中 摇 摆 着 枝 条 以 外, 超 音 速 滑 车 18

21 的 周 围 一 片 寂 静 此 时 是 到 了 该 检 验 成 果 的 时 候 了 在 观 察 室 里, 当 操 作 人 员 按 下 按 钮 后 的 瞬 间, 一 条 长 达 50 米 长 的 烈 焰 从 SNORT 上 的 6 台 火 箭 发 动 机 后 面 喷 涌 而 出 几 乎 是 同 时, 观 察 室 的 钢 化 玻 璃 窗 被 雷 鸣 般 的 冲 击 波 震 得 格 格 作 响 以 及 车 辆 警 报 器 发 出 的 一 片 嗡 嗡 声 响 此 时, 这 个 咆 哮 的 怪 物 已 加 速 到 每 小 时 去 更 高 的 地 方 现 在 火 星 的 降 落 伞 仅 能 使 火 星 车 着 陆 低 洼 地 区 约 为 火 星 表 面 的 43% 随 着 能 够 更 快 减 速 的 新 式 着 陆 系 统 的 出 现, 高 海 拔 地 区 将 会 成 为 新 的 着 陆 点 现 在 着 陆 地 未 来 着 陆 地 火 星 车 着 陆 地 凤 凰 号 400 公 里, 而 SIAD 就 像 似 一 个 张 开 大 嘴 的 牛 蛙 直 面 扑 来 的 冲 击 波, 其 过 程 只 有 几 分 之 一 秒 在 观 察 室 里, 一 排 排 显 示 器 正 播 放 着 摄 像 机 捕 捉 到 的 现 场 画 面 为 了 了 解 SIAD 的 性 能, 工 程 师 们 使 用 了 一 种 称 作 摄 影 制 图 法 的 技 术, 用 以 检 测 SIAD 织 物 上 由 手 工 精 细 绘 制 的 成 百 上 千 个 排 列 规 整 的 黑 点 克 拉 克 阿 德 勒 和 里 韦 利 尼 的 眼 光 紧 紧 盯 着 同 一 个 屏 幕, 仔 细 观 看 着 用 慢 镜 头 播 放 的 SIAD 展 开 画 面, 还 时 不 时 地 暂 停 回 放 再 暂 停 再 回 放 偏 差 在 厘 米 量 级 上 克 拉 克 在 电 话 中 说 他 的 脸 上 露 出 了 笑 容, 这 意 味 着 实 验 取 得 了 阶 段 性 的 成 功 但 下 一 阶 段 的 测 试 会 更 加 困 难, 接 下 来 要 对 直 径 30.5 米 的 降 落 伞 进 行 测 试, 它 比 好 奇 号 用 的 宽 9 米, 表 面 积 是 好 奇 号 的 两 倍 40 年 的 历 程 2013 年 10 月,JPL 团 队 将 再 次 来 到 中 国 湖, 由 一 架 直 升 机 首 次 把 降 落 伞 带 到 距 地 面 英 尺 的 高 空 : 降 落 伞 与 一 根 由 加 强 版 的 凯 夫 拉 材 料 制 成 的 系 绳 与 SNORT 相 连, 火 箭 点 火 后 将 会 产 生 56 万 牛 顿 拉 力 把 降 落 伞 拽 回 地 面 如 果 降 落 伞 系 绳 的 释 放 时 间 以 及 火 箭 点 火 时 间 没 有 精 确 计 算 好 的 话, 其 冲 击 波 很 可 能 扰 乱 直 升 机 旋 翼 的 运 转 并 导 致 机 毁 人 亡 机 遇 号 北 半 球 南 半 球 图 年 6 月, 减 速 器 和 降 落 伞 搭 载 气 球 被 运 送 到 夏 威 夷 考 艾 岛 的 太 平 洋 导 弹 靶 场 上 空 的 平 流 层 中 如 果 一 切 顺 利 的 话, 在 12 万 英 尺 上, 一 台 48BV 型 固 体 燃 料 火 箭 发 动 机 驱 动 火 星 探 路 者 以 及 凤 凰 号 火 星 着 陆 器 的 第 三 级 引 擎 将 会 点 火 并 把 整 个 装 置 再 往 上 抬 升 4 万 英 尺 在 这 一 高 度, 大 气 的 密 度 类 似 于 火 星 大 气 减 速 器 和 降 落 伞 在 火 箭 发 动 机 的 牵 引 下 以 4 马 赫 的 速 度 飞 行 并 依 次 展 开 这 一 切 将 要 耗 资 1.89 亿 美 元 尽 管 这 看 似 是 一 个 庞 大 的 花 销, 但 阿 德 勒 却 把 它 视 为 一 项 长 期 投 资 上 世 纪 年 代 进 行 的 第 一 轮 降 落 伞 测 试 为 美 国 40 年 的 火 星 探 测 奠 定 了 基 础 他 说 : 我 们 认 为 降 落 伞 项 目 也 会 有 同 样 丰 厚 的 成 果 空 间 科 学 好 奇 号 勇 气 号 对 于 JPL 而 言,NASA 对 该 项 目 的 支 持 被 视 为 活 力 复 苏 的 象 征 : 是 时 候 该 重 新 思 考 一 些 大 事 了 这 也 意 味 着 火 星 取 样 返 回 和 载 人 登 陆 任 务 最 终 会 被 摆 在 桌 面 上 回 到 中 国 湖, 在 超 音 速 滑 车 等 仍 在 冒 烟 的 火 箭 残 骸 现 场, 技 术 人 员 利 用 吊 车 和 缆 绳, 正 慢 慢 地 把 加 速 器 从 装 置 上 分 离 此 刻, 克 拉 克 里 韦 利 尼 和 阿 德 勒 在 装 置 周 围 盘 算 着 : 美 国 火 星 探 测 的 未 来 可 能 就 靠 它 了 [ 资 料 来 源 :New Scientist][ 责 任 编 辑 : 则 鸣 ] 19

22 科 学 家 访 谈 全 息 宇 宙 假 说 的 验 证 华 裔 实 验 物 理 学 家 周 思 庭 访 谈 录 姚 人 杰 / 编 译 问 : 全 息 干 涉 仪 是 什 么 东 西? 你 们 试 图 寻 找 到 什 么? 答 : 全 息 干 涉 仪 由 两 台 40 英 尺 长 的 激 光 干 涉 仪 组 成, 能 以 极 其 精 确 的 精 度 测 量 不 同 物 体 的 相 对 位 置, 尤 其 是 这 些 装 置 内 的 镜 子 的 相 对 位 置 干 涉 仪 提 供 了 任 俯 视 图 ( 左 图 ) 显 示 了 两 只 真 空 容 器, 里 面 放 置 了 全 息 干 涉 仪 项 目 的 两 台 干 涉 仪 的 分 光 镜 分 光 镜 确 保 相 同 的 激 光 信 号 被 送 至 每 台 干 涉 仪, 于 是 它 们 的 测 量 值 是 相 同 的 周 思 庭 ( 右 图 ) 与 他 的 团 队 花 费 了 许 多 时 间 对 仪 器 进 行 手 工 调 整 我 个 人 觉 得 与 仪 器 一 道 工 作 更 加 有 乐 趣, 而 后 来 坐 在 办 公 桌 后, 与 处 理 后 的 数 据 打 交 道 就 无 趣 得 多 周 说 道 照 片 由 费 米 实 验 室 提 供 何 仪 器 中 最 佳 的 解 析 度, 因 为 它 们 使 用 的 是 数 以 几 十 亿 计 的 光 子, 因 此 你 能 够 反 复 进 行 测 量 我 们 每 秒 使 用 大 概 个 光 子 我 们 能 分 到 底 存 不 存 在 一 种 空 间 的 基 本 单 位, 由 是 产 生 宇 宙 的 基 线 颗 粒 值? 假 如 事 实 如 此, 那 一 极 限 就 是 宇 宙 所 能 存 储 的 全 部 可 能 信 息 的 总 量 上 限 它 还 有 着 一 种 更 为 怪 诞 的 含 义 : 我 们 感 知 到 的 三 维 现 实 也 许 是 种 幻 觉 是 一 种 空 间 的 投 影, 类 似 于 实 际 上 是 以 二 维 编 码 的 全 息 图 这 些 想 法 也 许 听 上 去 荒 诞 不 经, 可 它 们 实 际 上 是 能 够 检 验 的 辨 出 的 最 小 位 置 变 动 比 原 子 核 的 尺 寸 还 要 小 上 大 约 一 千 倍 我 们 试 图 了 解, 以 这 种 或 其 他 任 何 一 种 方 法 所 能 进 行 的 测 量 是 否 存 在 任 何 精 度 上 的 极 限 有 若 干 源 自 于 引 力 物 理 学 与 量 子 力 学 的 想 法 暗 示, 我 们 所 居 住 的 时 空 体 本 身 的 信 息 存 储 容 量 是 有 限 的, 就 好 比 硬 盘 或 记 忆 棒 的 存 储 容 量 有 限, 时 空 体 内 所 能 装 入 的 信 息 总 量 也 有 最 大 值 如 果 你 试 图 用 一 种 比 极 限 精 度 更 精 确 的 精 度 来 周 思 庭 (Aaron Chou) 是 伊 利 诺 伊 州 巴 达 维 亚 的 费 米 国 立 加 速 器 实 验 室 的 一 名 物 理 学 家, 他 担 任 了 测 量, 你 将 无 法 办 到, 因 为 空 间 并 没 有 更 多 位 数 可 提 供 给 你 全 息 干 涉 仪 (Holographic Interferometer, 简 称 问 : 您 能 形 容 下 这 一 极 限 与 宇 宙 的 三 维 本 质 有 Holometer) 研 究 项 目 的 首 席 科 学 家 及 项 目 经 理 周 向 美 国 科 学 家 杂 志 副 主 编 费 内 拉 桑 德 斯 (Fenel 鄄 la Saunders) 解 释 了 全 息 干 涉 仪 这 种 仪 器 会 如 何 帮 助 解 开 这 些 谜 题 何 联 系 吗? 答 : 你 往 黑 洞 内 丢 入 的 所 有 物 质 包 含 的 信 息 最 终 都 会 被 存 储 在 黑 洞 表 面 黑 洞 物 理 性 质 有 个 古 怪 的 地 方, 黑 洞 包 含 的 信 息 并 不 与 黑 洞 的 20

23 科 学 家 访 谈 周 思 庭 在 Holometer 旁 工 作 体 积 成 正 比, 而 是 与 表 面 积 成 正 比 这 被 称 为 全 息 原 理 ; 这 儿 是 在 类 推 至 全 息 图 全 息 图 就 是 在 二 维 表 面 上 存 储 一 张 显 然 是 三 维 的 图 像 但 是, 假 如 你 以 一 种 特 殊 的 方 式 将 光 散 射 在 二 维 表 面 上, 被 散 射 的 光 的 图 案 会 在 表 面 上 重 建 出 三 维 图 像 我 们 相 信, 当 物 体 落 入 黑 洞 时 所 发 生 的 情 况 与 这 个 过 程 类 似, 也 就 是 说 不 知 怎 么 地, 落 入 黑 洞 的 物 体 的 三 维 信 息 被 转 录 并 编 码 到 黑 洞 的 二 维 表 面 上 问 : 那 会 如 何 影 响 宇 宙 的 信 息 存 储 极 限? 答 : 打 个 比 方, 你 一 开 始 遇 到 的 情 况 是 这 样 的, 你 压 根 没 有 任 何 黑 洞, 但 你 有 一 串 记 忆 棒, 你 说 了 声, 哎 呀, 我 背 包 里 的 记 忆 棒 存 储 容 量 不 够 用, 我 需 要 更 多 存 储 容 量 我 要 去 买 更 多 记 忆 棒, 把 它 们 全 塞 进 背 包, 接 着 我 会 拥 有 更 多 存 储 容 量 假 如 你 特 别 特 别 强 壮, 像 绿 巨 人 浩 克 一 样 强 壮, 最 终 会 发 生 什 么 事? 你 把 所 有 记 忆 棒 都 塞 进 背 包, 你 的 背 包 内 的 所 有 物 质 的 密 度 变 得 如 此 之 大, 于 是 你 弄 出 了 一 个 黑 洞 你 也 许 会 说, 好 吧, 那 不 算 非 常 好, 但 也 没 关 系, 我 会 去 再 多 买 点 记 忆 棒 但 接 着 你 惊 恐 地 发 现, 你 再 也 没 法 往 这 个 背 包 形 状 的 黑 洞 内 塞 入 更 多 信 息, 而 黑 洞 还 在 不 断 扩 张, 于 是 你 的 背 包 内 的 信 息 存 储 密 度 的 实 际 值 保 持 原 样 当 我 们 说 时 空 体 本 身 可 能 拥 有 某 种 最 大 信 息 存 储 量 时, 指 的 便 是 这 种 意 思 一 旦 你 达 到 黑 洞 极 限, 假 如 你 试 图 塞 入 更 多 信 息, 就 要 占 据 更 多 空 间 问 : 全 息 干 涉 仪 的 测 量 结 果 会 如 何 反 映 出 这 一 极 限? 答 : 有 一 种 预 测 说, 假 如 空 间 的 位 数 用 完 了, 在 测 量 两 台 紧 靠 彼 此 的 装 置 时, 会 给 予 你 相 同 的 错 误 结 果 从 那 个 时 刻 开 始, 测 量 结 果 开 始 相 互 关 联, 而 且 压 根 就 找 不 到 原 因 问 : 假 如 你 发 现 了 这 一 极 限, 那 是 否 意 味 着 三 维 只 是 种 构 想? 答 : 假 如 最 终 证 明 了 果 真 如 此, 信 息 是 像 在 全 息 图 中 一 样 存 储 在 二 维 表 面 上, 而 不 是 存 储 在 三 维 体 积 中, 那 么 我 认 为 这 会 是 一 件 十 分 有 趣 令 人 好 奇 的 事 情, 也 许 它 会 指 引 我 们 到 其 他 思 想 和 研 究 的 道 路 上 我 认 为 它 并 不 会 真 的 影 响 我 们 日 常 的 三 维 生 活 毕 竟, 建 构 一 个 人 动 物 或 植 物 的 所 有 指 令 事 实 上 都 能 用 一 套 基 于 四 个 不 同 字 母 的 字 母 表 以 一 维 编 码 大 家 也 可 以 扪 心 自 问, 你 是 否 觉 得 这 点 让 你 不 安? 问 : 弄 清 极 限 是 否 存 在 的 时 间 表 是 怎 样 的? 答 : 我 们 最 近 已 经 让 探 测 器 以 最 高 灵 敏 度 运 行, 因 此 我 们 在 开 始 收 集 数 据 我 们 期 望 在 一 年 的 时 间 后 获 得 有 报 道 价 值 的 实 验 结 果 无 论 何 时, 只 要 你 用 比 以 前 试 验 过 的 灵 敏 度 高 得 多 的 灵 敏 度 来 运 行 仪 器, 你 肯 定 会 发 现 各 种 各 样 的 问 题, 于 是 从 那 时 起, 你 就 进 入 了 漫 长 的 排 除 故 障 期, 为 的 是 确 保 你 假 如 见 到 一 些 看 起 来 略 显 怪 异 的 结 果, 你 果 真 明 白 那 是 什 么 东 西 所 以, 假 如 我 们 在 目 前 的 测 量 精 度 下 见 到 意 料 之 外 的 极 限, 我 们 有 信 心 能 从 中 推 断 出 一 些 可 靠 的 科 学 结 论 问 : 你 或 许 会 毫 无 斩 获, 你 如 何 应 付 这 种 压 力? 答 : 我 在 研 究 生 院 时 最 喜 欢 的 一 位 教 授 向 我 们 形 容 过, 基 础 科 学 研 究 好 比 是 出 门 去 大 海 里 来 次 午 夜 游 泳 也 许 你 会 碰 巧 撞 到 海 水 里 的 漂 浮 物, 但 最 大 的 可 能 还 是 遇 上 清 澈 的 海 水 但 那 并 不 会 让 你 不 愿 外 出 来 次 午 夜 游 泳 这 个 过 程 本 身 会 带 来 乐 趣 与 刺 激 我 个 人 把 自 己 工 作 中 的 每 次 实 验 想 成 是 一 张 彩 票 我 在 任 何 一 次 实 验 中 真 正 获 得 任 何 发 现 的 概 率 小 之 又 小 但 是 另 一 方 面, 并 不 是 彻 底 没 有 希 望 我 做 的 这 些 实 验 都 有 着 非 常 好 的 理 论 动 机 因 此, 假 如 我 们 确 实 有 所 发 现, 那 表 示 人 生 真 的 不 错 [ 资 料 来 源 :American Scientist][ 责 任 编 辑 : 彦 隐 ] 21

24 海 洋 科 学 令 人 心 仪 的 海 洋 生 物 研 究 领 域 常 炯 / 编 译 学 子 的 指 导 讲 解 工 作 在 该 领 域, 无 论 是 金 枪 鱼 研 究 还 是 珊 瑚 和 海 藻, 都 有 许 多 未 解 的 难 题, 其 过 程 也 难 免 遭 遇 挫 折, 但 松 本 从 不 气 馁 松 本 认 为 自 己 从 事 着 一 项 非 常 有 意 义 工 作, 同 时 也 希 望 年 轻 人 实 际 地 了 解 这 项 工 作 的 前 景 在 那 些 期 待 得 到 帮 助 的 学 生 眼 中, 松 本 等 有 声 望 的 科 学 家 如 同 是 璀 璨 星 空 中 的 一 颗 明 星 动 机 与 选 择 迷 人 的 魔 幻 般 的 海 洋 世 界, 令 许 多 有 志 于 探 索 海 洋 生 物 的 年 轻 人 趋 之 若 鹜, 很 多 人 把 这 一 领 域 视 为 自 己 未 来 职 业 的 选 择 然 而, 这 是 否 过 于 理 想 化 和 简 单 化, 这 就 需 要 海 洋 科 学 家 向 他 们 指 点 迷 津, 讲 述 真 实 的 情 况 每 当 乔 治 松 本 (George Matsumoto) 接 到 陌 生 人 的 电 话 时, 就 断 定 是 一 位 青 年 学 子 打 来 的 他 们 想 往 海 洋 生 活, 希 望 近 距 离 接 触 海 豚 鲸 或 水 獭 等 海 洋 生 物, 并 以 此 作 为 未 来 的 职 业 生 涯 松 本 是 美 国 加 州 蒙 特 雷 湾 水 族 馆 研 究 所 (MBARI) 的 海 洋 生 物 学 家, 也 是 该 领 域 颇 有 声 望 的 公 众 人 物 或 许 是 通 过 电 影 和 电 视 节 目, 许 多 青 年 学 子 被 海 洋 世 界 的 传 奇 所 吸 引 想 报 考 海 洋 生 物 专 业 松 本 说 : 时 不 时 会 有 人 打 电 话 或 发 送 电 子 邮 件, 他 们 大 多 数 是 高 中 学 生 我 曾 经 同 时 收 到 同 一 所 中 学 四 位 同 学 发 来 的 邮 件 作 为 一 位 海 洋 生 物 学 家, 松 本 与 许 多 研 究 人 员 一 样, 既 要 为 其 所 从 事 的 研 究 倾 注 大 量 精 力, 又 要 担 负 年 轻 科 研 人 员 和 未 来 想 进 入 这 一 领 域 的 青 年 松 本 每 年 接 待 的 学 生 有 10 多 批 次 凡 是 有 学 生 来 到 实 验 室, 他 总 要 抽 出 时 间 与 学 生 交 谈 无 论 来 访 者 还 是 发 邮 件, 松 本 的 第 一 个 建 议 是 请 他 们 先 浏 览 go.nature.com/gqw 鄄 bum 网 站 上 一 篇 你 为 何 想 成 为 一 个 海 洋 生 物 学 家? 文 章, 以 及 与 此 相 关 的 一 些 问 题 该 网 站 由 圣 巴 巴 拉 加 州 大 学 渔 业 研 究 员 米 尔 顿 洛 夫 (Milton Love) 创 建, 他 在 网 站 中 坦 率 地 告 诫 那 些 想 成 为 海 洋 生 物 学 家 的 青 年 学 子, 也 不 应 忽 视 其 他 的 选 择 洛 夫 并 不 反 对 通 过 海 洋 生 物 领 域 发 财 致 富, 但 他 写 道 : 我 取 得 博 士 学 位 后 5 年, 我 的 收 入 甚 至 低 于 麦 当 劳 初 级 管 理 人 员 尽 管 网 站 有 详 细 的 介 绍, 浏 览 的 人 数 也 不 少, 与 松 本 一 样, 洛 夫 仍 不 断 接 到 那 些 想 进 入 海 洋 科 学 领 域 的 青 年 学 子 们 的 来 信 来 电 他 说 : 任 何 有 抱 负 的 年 轻 人, 我 相 信 这 是 从 事 科 学 研 究 的 一 个 理 想 阵 地 但 不 希 望 一 哄 而 起, 蜂 拥 而 至 在 网 站 上, 洛 夫 列 出 了 该 领 域 工 作 的 详 细 特 点, 供 大 家 思 考 本 文 作 者 : 克 里 斯 伍 尔 斯 顿 (Chris Wool 鄄 ston), 美 国 蒙 大 拿 州 比 林 斯 市 的 自 由 作 家 22

25 海 洋 科 学 中 学 生 来 到 沃 森 维 尔 地 区 青 少 年 沿 海 活 动 基 地 采 集 鱼 类 样 本 每 年, 会 有 许 多 学 生 到 新 罕 布 什 尔 州 大 学 阿 普 尔 多 尔 岛 的 浅 滩 海 洋 实 验 室 (SML) 参 观 在 与 这 些 年 轻 人 接 触 后,SML 执 行 主 管 珍 妮 弗 西 维 (Jennifer Seavey) 说 : 海 洋 生 物 科 学 吸 引 了 大 量 年 轻 学 子 上 世 纪 七 十 年 代, 人 人 都 想 成 为 海 洋 生 物 学 家, 是 受 法 国 探 险 家 雅 克 库 斯 托 (Jacques Cousteau) 拍 摄 的 一 系 列 关 于 海 洋 题 材 的 电 视 记 录 片 的 影 响 现 在 吸 引 大 家 的 是 2011 年 的 影 片 海 豚 的 故 事 和 美 国 电 视 探 索 频 道 的 鲨 鱼 周 节 目 在 交 流 中, 西 维 对 其 中 想 成 为 海 洋 动 物 医 生 的 年 轻 人 说, 目 前 世 界 上 最 成 功 的 哺 乳 动 物 医 生 也 许 只 有 五 个, 其 他 人 都 在 海 洋 世 界 从 事 技 术 性 工 作 美 国 的 一 家 连 锁 主 题 公 园 一 旦 当 学 生 们 有 机 会 参 与 实 习, 包 括 法 医 学 解 剖 实 践, 海 洋 动 物 死 亡 原 因 分 析, 特 别 是 亲 眼 目 睹 海 豹 海 鸟 等 死 亡 过 程, 在 心 理 上 会 产 生 很 多 反 差, 感 觉 并 不 像 影 片 介 绍 的 那 样 激 动 人 心 松 本 曾 带 领 一 批 西 班 牙 高 中 生 在 蒙 特 雷 湾 沿 岸 实 践, 其 中 许 多 人 还 在 学 习 英 语 他 说 : 语 言 障 碍 不 说, 科 学 本 身 也 是 块 难 啃 的 硬 骨 头 学 生 们 自 己 选 择 课 题, 我 们 提 供 场 地 并 给 予 充 裕 时 间 其 中 包 括 生 物 多 样 性 测 定, 即 螃 蟹 数 量 和 浮 游 生 物 的 分 布 尽 管 有 些 选 择 与 自 己 最 初 想 从 事 海 洋 科 学 研 究 的 理 想 不 完 全 相 符, 孩 子 们 却 都 全 身 心 地 投 入 到 工 作 中 海 洋 生 物 科 学 不 仅 吸 引 许 多 高 中 生, 很 多 大 学 生 也 为 之 迷 恋 比 如,MBARI 每 年 从 大 学 招 聘 12~ 20 个 为 期 10 周 的 见 习 兽 医 岗 位, 收 到 的 申 请 却 有 一 大 堆 松 本 认 为, 入 选 的 年 轻 人 得 到 了 有 价 值 的 实 践 机 会, 他 们 经 常 会 从 国 家 地 理 杂 志 中 寻 找 科 研 灵 感, 然 后 花 数 周 时 间 整 理 数 据 也 许 有 些 人 并 不 没 有 意 识 到 这 些, 但 对 我 们 来 说 这 便 是 成 功 的 开 始 2014 年 夏 季 就 有 这 种 成 功 在 离 海 滩 200 英 尺 海 域, 我 们 用 整 个 夏 天 的 时 间 喂 养 了 几 只 驼 背 鲸, 松 本 说, 见 习 兽 医 们 甚 至 在 午 休 时 间 还 在 照 料 它 们 见 习 结 束 后, 他 们 没 有 一 个 离 开 自 己 的 专 业 鲨 鱼 和 海 藻 对 于 许 多 年 轻 人 想 从 事 海 洋 科 学 研 究, 英 国 班 戈 大 学 的 海 洋 生 物 学 家 安 德 鲁 戴 维 斯 (An 鄄 drew Davies) 并 不 意 外 他 说 : 从 小 至 微 生 物 到 最 大 的 生 物 体, 地 球 上 的 生 物 多 样 性 令 人 难 以 置 信, 吸 引 了 包 括 孩 童 在 内 的 许 多 年 轻 人 愿 以 此 为 自 己 的 终 身 职 业 然 而, 他 们 对 职 业 的 选 择 可 能 过 于 理 想 化 和 简 单 化 媒 体 宣 传 确 实 吸 引 不 少 人 报 考 这 一 专 业, 很 多 学 生 进 入 大 学 便 一 心 把 目 标 放 在 珊 瑚 礁 海 洋 哺 乳 动 物 或 大 型 食 肉 动 物 ( 鲨 鱼 ) 上 从 事 海 藻 研 究 的 戴 维 斯 说 : 在 教 学 中, 我 给 同 学 们 看 一 些 他 们 过 去 没 看 过 的 有 机 物, 比 如, 通 过 沙 粒 构 建 珊 瑚 状 结 构 或 海 藻 丛 林 的 蠕 虫, 意 在 拓 宽 同 学 们 的 专 业 视 野 对 于 有 些 学 生 取 得 博 士 学 位 后 仍 要 花 费 一 段 时 间 寻 找 工 作, 他 认 为 23

26 海 洋 科 学 海 藻 研 究 比 鲨 鱼 研 究 有 更 多 就 业 机 会, 也 符 合 现 实 需 求 在 自 然 科 学 领 域, 竞 争 是 普 遍 存 在 的, 大 量 年 轻 人 都 想 成 为 海 洋 生 物 学 家, 供 需 平 衡 发 生 了 变 化 博 士 生 或 博 士 后 超 出 学 术 界 的 需 求 对 此, 圣 克 鲁 斯 加 州 大 学 海 洋 实 验 室 的 进 化 生 物 学 家 丽 塔 梅 塔 (Rita Mehta) 说 : 我 们 当 然 会 招 聘 一 些 对 学 术 有 兴 趣 的 研 究 生 但 有 时 也 扪 心 自 问, 这 些 人 是 否 真 的 喜 欢 这 项 事 业, 抑 或 仅 仅 应 聘 一 份 工 作 而 已? 在 与 研 究 生 的 交 流 中, 梅 塔 有 时 避 开 海 洋 生 物 话 题, 而 谈 一 些 其 他 社 会 关 注 的 热 点 问 题 就 她 自 己 学 校 来 说, 尽 管 陆 栖 生 物 学 家 工 作 环 境 优 越, 但 海 洋 科 学 仍 得 到 大 学 生 的 青 睐 海 洋 生 物 专 业 之 所 以 受 到 宠 爱, 可 能 是 因 为 一 些 学 生 还 不 太 了 解 那 里 的 情 况 在 梅 塔 看 来, 学 生 们 找 工 作 不 应 只 盯 住 学 术 界, 许 多 公 共 研 究 机 构 也 需 要 人, 包 括 联 邦 政 府 州 政 府 市 政 府 非 盈 利 组 织 和 水 族 馆 提 供 的 岗 位 她 补 充 道, 北 卡 罗 来 纳 州 三 角 研 究 园 的 Tetra Tech 科 技 咨 询 公 司 正 在 招 聘 一 位 水 栖 生 态 学 家, 荷 兰 港 阿 拉 斯 加 渔 猎 部 也 需 要 一 位 渔 业 生 物 学 家 如 果 具 有 海 狮 噬 人 鲨 和 牡 蛎 研 究 背 景 的 年 轻 人, 不 妨 前 去 一 试 对 有 志 于 教 学 的 年 轻 海 洋 生 物 学 家 来 说, 位 于 加 州 的 卡 塔 里 那 岛 海 洋 学 校 是 一 所 非 盈 利 性 学 校, 学 生 年 龄 在 9 岁 -17 岁 之 间, 这 应 该 是 一 个 不 错 的 选 择 松 本 说 : 这 所 学 校 的 校 友 遍 及 世 界 各 地, 凭 个 人 简 历 或 许 可 得 到 这 些 校 友 的 帮 助 西 维 认 为, 取 得 海 洋 科 学 专 业 的 博 士 若 想 寻 求 一 份 稳 定 工 作, 任 职 大 学 预 科 老 师 或 不 成 问 题, 他 们 具 有 一 定 的 基 础 ; 而 对 于 那 些 取 得 海 洋 生 物 专 业 的 学 士, 谋 求 中 学 老 师 岗 位 并 不 难 松 本 认 为, 你 一 旦 选 择 了 当 老 师, 琢 磨 教 学 技 巧 是 十 分 重 要 的 他 说 : 博 士 后 可 以 联 系 当 地 社 区 学 院, 看 看 他 们 是 否 需 要 老 师, 或 许 能 到 一 个 助 手 职 位 ; 也 可 以 请 导 师 帮 助 自 己 选 择 适 合 的 教 程 我 曾 请 教 过 自 己 的 导 师, 他 很 愉 快 地 答 应 了 但 是, 获 得 任 何 一 项 工 作 都 不 是 容 易 的 英 国 切 本 哈 姆 鲸 鱼 和 海 豚 保 护 组 织 的 研 究 员 埃 里 希 霍 相 关 链 接 有 如 此 多 的 年 轻 人 渴 望 了 解 海 洋 生 物, 海 洋 教 育 便 成 为 一 门 很 有 前 景 的 学 科 无 论 在 水 族 馆 工 作, 还 是 在 夏 令 营 向 孩 子 讲 解 海 洋 知 识, 都 是 很 有 意 义 的 加 州 州 立 大 学 海 峡 群 岛 分 校 的 圣 罗 萨 岛 研 究 站 负 责 人 柯 斯 汉 娜 (Cause Hanna) 说 : 作 为 一 名 科 研 人 员, 你 可 能 要 花 费 许 多 年 坚 持 不 懈 地 钻 研 一 个 问 题 ; 而 作 为 一 名 教 师, 你 一 天 就 可 能 获 得 喜 悦 的 成 果 包 括 英 属 维 尔 京 群 岛 海 上 旅 游 公 司 (SeaTrek BVI) 为 该 地 区 孩 子 举 办 的 探 险 夏 令 营, 需 要 有 生 物 学 家 传 授 有 关 珊 瑚 礁 红 树 林 浮 游 生 物 和 其 他 相 关 海 洋 知 识 佛 罗 里 达 新 士 麦 那 海 洋 探 索 中 心, 也 需 要 海 洋 生 物 学 家 向 公 众 讲 解 鲨 鱼 和 海 星 知 识 训 练 海 豚, 以 及 担 任 少 年 夏 令 营 老 师 SML 执 行 主 管 西 维 介 绍 说 : SML 经 常 为 孩 子 们 举 办 各 类 海 洋 科 学 营 活 动 而 开 设 的 课 程, 需 要 聘 请 具 有 海 洋 科 学 背 景 的 老 师 当 然, 如 何 吸 引 更 多 孩 子 热 爱 海 洋 生 物 学, 也 是 他 们 的 主 要 工 作 之 一 伊 特 (Erich Hoyt) 说 : 尽 管 这 里 有 大 量 工 作 机 会, 但 想 来 的 人 也 很 多, 献 身 精 神 和 创 新 能 力 因 此 就 成 了 录 用 的 必 备 条 件 最 近 他 招 收 一 名 助 手, 收 到 的 申 请 就 超 过 200 多 份 霍 伊 特 介 绍 说, 从 事 海 洋 哺 乳 动 物 的 研 究 人 员, 还 需 要 一 些 综 合 技 能, 诸 如 团 队 组 织 协 调 分 析 整 理 数 据 书 写 报 告, 包 括 定 期 举 办 讲 座 和 编 写 科 普 读 物 这 些 霍 伊 特 都 经 历 过 2003 年 他 写 了 奇 异 的 海 洋 生 物 一 书, 当 然, 这 是 他 的 另 一 项 事 业, 为 的 是 吸 引 更 多 年 轻 人 选 择 海 洋 科 学 为 自 己 的 职 业 那 么, 青 年 学 生 的 机 会 在 哪 里 呢? 戴 维 斯 说 : 学 生 一 毕 业 就 想 得 到 一 份 理 想 的 工 作, 这 在 任 何 行 业 都 不 太 可 能, 尤 其 在 竞 争 激 烈 的 海 洋 生 物 领 域 更 不 可 能 当 然 也 并 不 是 没 有 希 望, 热 情 主 动 有 信 心 迎 接 挑 战 的 学 生 会 受 到 欢 迎, 包 括 在 海 上 跟 踪 蓝 鲸 在 海 下 观 察 海 豚 等 这 些 工 作 十 分 艰 苦, 但 这 是 海 洋 生 物 学 家 们 必 须 面 对 的 [ 资 料 来 源 :Nature][ 责 任 编 辑 : 则 鸣 ] 24

27 走 近 科 学 无 尽 的 前 沿 记 刘 昌 胜 教 授 团 队 的 人 工 骨 研 究 本 刊 记 者 / 李 辉 刘 昌 胜, 华 东 理 工 大 学 材 料 科 学 与 工 程 学 院 教 授,2003 年 度 国 家 科 技 进 步 奖 二 等 奖 及 2014 年 度 国 家 自 然 科 学 奖 二 等 奖 获 得 者 在 2014 年 度 国 家 科 学 技 术 奖 励 大 会 上, 华 东 理 工 大 学 的 刘 昌 胜 教 授 及 其 团 队 以 钙 磷 基 生 物 材 料 的 转 化 机 理 及 新 生 物 性 能 研 究 项 目, 获 得 国 家 自 然 奖 科 学 奖 二 等 奖 值 得 一 提 的 是, 这 已 是 刘 昌 胜 在 国 家 科 技 奖 层 面 的 梅 开 二 度 早 在 2003 年, 他 的 团 队 就 曾 以 自 固 化 磷 酸 钙 人 工 骨 的 研 制 与 应 用 项 目, 获 得 过 国 家 科 学 技 术 进 步 奖 二 等 奖 刘 昌 胜 两 次 获 奖 的 项 目, 都 与 他 一 直 以 来 的 人 工 骨 研 究 相 关 人 工 骨 是 人 体 骨 的 替 代 者 在 中 国, 每 年 因 交 通 事 故 和 生 产 安 全 事 故 所 致 创 伤 骨 折 脊 柱 退 行 性 疾 病 及 骨 肿 瘤 骨 结 核 等 骨 科 疾 病, 造 成 骨 缺 损 或 功 能 障 碍 患 者, 据 估 计 超 过 300 万 在 人 工 骨 出 现 之 前, 对 骨 缺 陷 的 治 疗, 最 常 见 的 办 法 是 剜 肉 补 疮 : 从 病 人 自 身 其 他 部 位 取 出 不 是 那 么 重 要 的 骨 头 移 植 到 病 患 处 ; 或 者 从 他 人 身 体 ( 甚 或 遗 体 ) 截 取 而 人 工 骨 的 出 现, 则 使 骨 移 植 手 术 的 这 一 不 得 已 之 计 有 了 根 本 的 改 变 自 固 化 人 工 骨 应 用 的 历 史 并 不 算 长, 在 上 世 纪 80 年 代, 这 种 新 材 料 随 着 生 物 材 料 工 程 的 发 展 才 刚 刚 出 现 在 90 年 代 初 还 是 一 名 研 究 生 时, 刘 昌 胜 了 解 到 国 际 上 的 这 一 动 向 后 迅 速 切 入, 成 为 国 内 第 一 批 研 究 人 工 骨 的 学 者 之 一 在 此 之 后 二 十 年 的 上 下 追 索 中, 他 和 他 的 团 队 从 无 到 有 研 制 出 了 可 以 医 用 的 人 工 骨, 并 实 现 了 产 业 化 据 此 获 得 国 家 科 学 技 术 进 步 奖 ; 又 从 科 学 的 角 度, 解 释 了 产 品 制 备 中 材 料 的 物 理 化 学 反 应 机 理, 以 及 与 人 体 组 织 接 触 后 的 生 物 化 学 反 应 规 律, 开 辟 了 一 个 新 的 生 物 医 学 工 程 研 究 方 向 据 此 获 得 国 家 自 然 科 学 奖 邂 逅 人 工 骨 现 在 这 个 小 孩 已 经 是 20 多 岁 的 大 人 了, 刘 昌 胜 指 着 他 电 脑 中 的 一 个 病 例 X 光 片 说 道 这 个 X 光 片 里 是 一 个 江 西 男 孩, 在 肿 瘤 切 除 后 需 要 移 植 骨 头 由 于 小 孩 自 己 身 体 里 没 有 可 取 的 骨 头, 医 院 起 初 按 照 传 统 的 办 法, 从 其 父 亲 盆 骨 中 截 取 了 一 块 骨 头 移 植, 但 是 强 烈 的 排 异 反 应 导 致 手 术 失 败 ; 医 生 再 次 从 其 母 亲 盆 骨 的 髂 骨 取 骨 进 行 移 植, 仍 然 以 失 败 告 终 在 万 般 无 奈 之 际, 他 们 听 说 刘 昌 胜 团 队 刚 刚 研 制 出 人 工 骨, 就 发 出 了 殷 切 的 恳 求 刘 昌 胜 紧 急 从 外 地 调 取 了 当 时 产 量 还 不 大 的 产 品 到 了 江 西, 经 过 手 术 之 后, 这 个 小 孩 康 复 了! 人 工 骨 的 研 制 基 于 仿 生 学 原 理 人 体 骨 是 一 种 疏 松 多 孔 结 构, 由 一 束 束 胶 原 蛋 白 和 一 层 层 羟 基 磷 灰 石 晶 体 均 匀 而 有 序 地 镶 嵌 在 一 起, 其 中 羟 基 磷 灰 石 是 主 要 成 分, 占 到 了 活 体 骨 的 70% 由 此, 科 学 家 们 试 图 通 过 人 工 合 成 羟 基 磷 灰 石 来 制 作 骨 替 代 物 25

28 走 近 科 学 研 制 人 工 骨, 除 了 需 要 了 解 骨 的 成 分, 还 需 要 理 解 骨 生 长 的 机 制 在 20 世 纪 60 年 代, 骨 科 领 域 的 重 要 人 物, 加 州 大 学 洛 杉 矶 分 校 任 骨 科 手 术 教 授 的 马 歇 尔 尤 维 斯 特 (Marshall R. Urist), 发 现 了 骨 形 成 的 过 程 他 的 这 一 发 现 促 成 了 大 量 钙 基 骨 修 复 产 品 的 问 世 首 个 经 美 国 食 品 药 品 监 督 管 理 局 批 准 的 合 成 骨 植 入 物 于 1992 年 问 世, 名 为 Pro Osteon 它 以 珊 瑚 ( 主 要 成 分 是 碳 酸 钙 和 少 量 有 机 质 ) 为 原 料, 经 过 热 化 学 过 程, 制 备 出 与 羟 基 磷 灰 石 结 构 类 似 的 钙 磷 酸 盐 材 料 由 于 Pro Osteon 保 留 了 多 孔 结 构, 可 作 为 天 然 骨 细 胞 和 血 管 的 支 架 结 构 新 生 骨 不 断 形 成, 逐 渐 修 复 断 裂 处, 并 且 能 吸 收 掉 合 成 骨 这 种 为 新 生 骨 搭 桥 过 河, 过 河 拆 桥 的 思 路, 也 奠 定 了 后 来 各 种 人 工 骨 研 制 的 方 法 论 基 础 1992 年 的 刘 昌 胜, 刚 刚 在 华 东 理 工 大 学 生 物 工 程 专 业 硕 士 毕 业, 留 校 当 助 教 的 他, 选 择 了 在 职 攻 读 化 学 工 程 专 业 博 士 学 位 我 们 学 校 的 化 学 工 程 是 最 好 的, 所 以 我 想 学 也 就 是 这 时, 他 了 解 到 国 际 上 的 人 工 骨 这 一 兼 具 生 物 工 程 和 化 学 工 程 的 交 叉 产 物 研 究 和 研 制 的 动 向, 由 此 开 始 了 自 己 的 研 究 在 刘 昌 胜 的 研 究 开 始 之 际, 国 内 临 床 医 学 界 的 需 求 已 经 提 出 刘 昌 胜 人 工 骨 研 究 的 重 要 领 路 人 和 合 作 者 是 陈 中 伟 院 士 这 位 在 医 学 界 大 名 鼎 鼎 的 手 术 大 师, 在 上 世 纪 60 年 代 为 青 年 工 人 王 存 柏 接 活 断 手, 由 此 开 创 了 被 认 为 是 世 界 医 学 史 上 具 有 里 程 碑 意 义 的 断 手 再 植 术 然 而 作 为 一 名 骨 科 医 生, 陈 中 伟 看 到 更 多 的 是 因 为 没 有 可 移 植 骨 源 而 带 来 的 无 法 挽 回 的 残 疾 他 和 众 多 的 同 行, 迫 切 希 望 人 工 骨 尽 早 面 世 由 于 研 究 工 作 的 互 补 性, 陈 中 伟 和 刘 昌 胜 很 快 成 为 了 工 作 上 的 合 作 伙 伴 和 生 活 中 的 忘 年 交 他 们 一 同 讨 论 问 题, 一 同 申 请 项 目, 热 情 地 期 待 着 早 日 研 制 出 可 以 医 用 的 人 工 骨 从 实 验 室 到 临 床 : 研 制 出 水 泥 般 可 自 固 化 的 人 工 骨 选 择 一 定 的 钙 类 化 合 物, 将 其 转 化 为 人 骨 的 主 要 成 分 羟 基 磷 灰 石, 是 人 工 骨 的 制 备 原 则 刘 昌 胜 名 词 解 释 自 固 化 磷 酸 钙 人 工 骨, 又 称 磷 酸 钙 骨 水 泥 (calcium phosphate cement, CPC), 是 由 几 种 超 细 磷 酸 钙 盐 组 成 的 混 合 粉 剂, 用 生 理 盐 水 或 其 它 固 化 液 调 和 后 呈 糊 状, 能 够 根 据 骨 缺 损 部 位 准 确 塑 型, 并 且 在 人 体 温 度 和 环 境 下 自 行 固 化, 其 成 份 最 终 转 化 为 羟 基 磷 灰 石, 与 人 体 硬 组 织 的 无 机 成 份 相 同 把 这 个 化 学 转 化 描 述 为 从 料 到 材 的 过 程 实 现 这 一 过 程 的 技 术 路 线 是 多 元 的 由 骨 科 传 奇 人 物 美 国 得 克 萨 斯 大 学 的 化 学 教 授 理 查 德 拉 戈 (Richard J. Lagow) 发 明 的 生 物 陶 瓷 骨 是 颇 为 著 名 的 一 种 路 线 生 物 陶 瓷 的 合 成 方 法 并 不 复 杂 : 将 处 理 过 的 钙 盐 和 磷 酸 盐 在 一 定 条 件 下 反 应, 再 经 700 至 850 摄 氏 度 的 热 处 理 反 应, 就 可 以 制 备 出 类 似 羟 基 磷 灰 石 它 的 多 孔 性 可 诱 导 血 管 和 细 胞 逐 渐 进 入, 逐 渐 分 解 植 入 物, 诱 导 天 然 骨 的 生 长 生 物 陶 瓷 骨 可 以 暂 时 性 替 代 人 体 骨, 并 能 促 进 人 体 骨 骼 的 生 长, 但 是 也 面 临 着 一 个 致 命 的 问 题 陶 瓷 是 原 料 在 800 度 的 温 度 下 烧 成 陶 瓷 一 旦 定 型, 就 不 可 以 随 便 改 变 形 状, 但 是 每 个 病 人 的 骨 患 伤 口 都 有 自 己 的 特 点, 很 难 与 批 量 化 生 产 的 规 定 尺 寸 的 陶 瓷 人 工 骨 刚 好 吻 合, 刘 昌 胜 说 这 也 确 实 是 临 床 医 生 头 疼 的 问 题 陈 中 伟 等 专 家 给 刘 昌 胜 描 述 了 他 们 心 目 中 最 理 想 的 材 料 它 既 要 像 泥 土 一 样 可 以 随 意 塑 成 各 种 形 状, 又 要 具 有 一 定 强 度 可 以 支 撑 身 体 或 肢 体 的 重 量 同 时, 它 还 须 与 人 体 组 织 的 生 物 相 容 性 好, 植 入 人 体 后 能 被 逐 步 降 解 吸 收 并 引 导 新 骨 形 成 将 粉 末 状 的 钙 磷 化 合 物 等 原 料, 与 液 体 混 合 成 糊 状 物, 像 水 泥 一 样, 然 后 灌 入 伤 口 在 伤 口 处 填 充 后, 在 人 体 的 温 度 下 而 不 是 高 温 环 境, 自 然 固 化, 生 成 羟 基 磷 灰 石 刘 昌 胜 如 是 解 释 他 们 作 出 回 应 的 制 备 方 案 我 们 做 的 不 是 陶 瓷, 而 是 水 泥, 是 自 然 固 化 的, 刘 昌 胜 强 调 说 别 看 人 工 骨 坚 硬, 当 人 体 的 细 胞 不 断 生 长, 新 的 骨 头 长 出 来 后, 人 工 骨 就 会 被 人 体 吸 收 掉, 也 可 以 过 河 拆 桥 事 实 上, 磷 酸 钙 具 有 自 行 硬 化 的 特 性, 且 它 的 成 分 最 终 会 转 化 成 与 人 体 骨 骼 成 分 相 似 的 羟 基 磷 灰 石, 当 时 美 国 一 家 实 验 室 据 此 已 经 实 现 了 一 种 人 26

29 走 近 科 学 材 料 植 入 体 内 A.3 个 月 同 步 辐 射 成 像 B.6 个 月 显 微 CT C.6 个 月 组 织 切 片 D. 体 内 转 归 示 意 图 钙 磷 材 料 植 入 动 物 体 内 的 降 解 成 骨 过 程 刘 昌 胜 课 题 组 认 为, 钙 磷 材 料 在 体 内 是 以 溶 解 为 主, 以 多 核 巨 噬 细 胞 吞 噬 为 辅 的 过 程 结 合 相 关 的 研 究 结 果, 他 们 将 钙 磷 材 料 体 内 的 降 解 成 骨 过 程 归 结 为 : 材 料 植 入 后 先 溶 出 钙 磷 离 子, 然 后 被 细 胞 吞 噬 ; 溶 解 后 的 微 小 颗 粒 有 的 直 接 沉 积 在 局 部, 参 与 局 部 类 骨 质 的 钙 化 ; 有 的 进 入 骨 髓 腔, 随 体 液 流 入 远 处 骨 质 内 沉 积 或 分 解 成 钙 磷 离 子 而 进 入 体 循 环 内 代 谢 工 骨 技 术 刘 昌 胜 的 单 位 华 东 理 工 大 学 及 上 海 市 有 关 单 位 最 早 的 想 法 是 引 进 该 技 术 他 们 为 此 筹 办 了 合 资 公 司, 但 是 最 终 没 有 谈 成 功, 不 得 已 只 好 自 主 研 发 自 主 研 发 的 选 择 也 逼 得 刘 昌 胜 走 出 了 新 的 路 线, 与 国 外 流 行 的 以 磷 酸 三 钙 为 料 不 同, 刘 昌 胜 项 目 组 开 发 出 了 磷 酸 四 钙 制 备 方 法 因 为 独 特 的 自 固 性 特 点, 刘 昌 胜 团 队 将 他 们 的 这 种 人 工 骨 定 名 为 自 固 化 磷 酸 钙 人 工 骨 刘 昌 胜 课 题 组 在 1995 年 年 初 完 成 了 制 备 技 术 研 究 在 上 海 市 科 委 组 织 的 鉴 定 和 国 家 教 育 部 主 持 的 中 试 技 术 鉴 定 中, 专 家 组 给 出 的 评 价 都 很 高 这 一 国 产 人 工 骨 的 问 世, 在 骨 科 临 床 也 引 起 了 不 小 的 轰 动 相 较 长 期 以 来 骨 缺 损 治 疗 中 取 自 体 骨 的 挖 肉 补 疮 模 式, 人 工 骨 免 去 了 病 人 二 次 手 术 的 痛 苦, 也 降 低 了 感 染 率 在 一 系 列 严 格 的 国 家 生 物 安 全 评 审 后, 自 固 化 磷 酸 钙 人 工 骨 在 国 内 同 类 研 究 中 第 一 个 获 得 了 临 床 批 件 身 在 中 山 医 院 的 陈 中 伟 院 士 牵 头 组 织 了 全 国 各 地 的 一 些 医 院, 包 括 上 海 的 新 华 医 院 甘 泉 医 院 第 九 人 民 医 院 市 牙 病 防 治 所 等, 一 起 开 展 了 人 工 骨 的 临 床 应 用 研 究 在 收 集 了 共 计 208 例 病 例, 并 经 过 最 长 达 34 个 月 的 考 察 后, 临 床 医 师 们 给 出 了 令 人 满 意 的 结 论 不 止 于 此 研 制 人 工 骨 者 的 责 任 在 于 研 制 出 可 以 医 用 的 材 料, 医 生 的 职 责 在 于 应 用 这 些 材 料 时 做 好 相 应 的 医 治 在 和 陈 中 伟 的 一 次 谈 话 中, 在 听 到 人 工 骨 植 入 后 还 要 考 虑 其 他 药 物 的 跟 进 时, 刘 昌 胜 突 发 灵 感, 也 许 人 工 骨 可 以 不 仅 仅 是 骨 骼 的 替 代, 还 可 以 作 为 药 物 的 载 体 在 人 工 骨 里 加 入 后 期 需 要 使 用 的 药 物 而 这 一 改 进, 为 骨 移 植 的 手 术 向 前 促 进 了 一 大 步 一 般 情 况 下 打 针, 药 物 对 全 身 发 生 作 用, 相 当 于 全 身 用 药, 而 药 物 能 够 到 达 伤 口 位 置 的, 已 经 只 是 很 小 的 比 例 况 且, 慢 性 骨 髓 炎 伤 口 处 一 般 会 产 生 一 层 纤 维 膜, 阻 挡 药 物 的 进 入 但 是 在 植 入 人 工 骨 时 直 接 载 药, 药 的 火 力 一 直 压 制 着 伤 口 的 细 菌, 可 以 很 快 杀 菌, 持 续 时 间 也 长, 刘 昌 胜 说 道 从 临 床 回 归 实 验 室 : 发 现 料 材 与 人 骨 之 间 的 转 换 机 理 凭 借 从 无 到 有 的 人 工 骨 研 制 以 及 在 临 床 上 的 成 功 应 用, 刘 昌 胜 获 得 了 2003 年 度 国 家 科 学 技 术 进 步 奖 二 等 奖 这 已 是 对 技 术 研 发 的 很 高 认 可, 但 是 这 一 领 域 的 科 学 研 究 似 乎 才 刚 刚 开 始 在 产 品 得 到 广 泛 应 用 之 后, 日 益 增 多 的 临 床 应 用 也 呈 现 出 了 许 多 新 的 亟 待 解 决 的 问 题 人 工 骨 可 以 在 伤 口 处 直 接 塑 性, 如 同 水 泥 涂 上 墙 自 然 会 固 化, 但 是, 用 水 泥 涂 墙, 它 的 固 化 需 要 一 定 的 时 间 但 是 病 人 在 手 术 台 上 切 开 伤 口 后, 十 分 钟 或 者 二 十 分 钟 内, 灌 入 的 人 工 骨 水 泥 必 须 固 化 如 何 根 据 要 求 去 控 制 固 化 时 间 的 问 题 在 刚 开 始 的 产 品 研 制 中 并 没 有 很 好 地 问 答 27

30 走 近 科 学 这 一 看 似 临 床 特 殊 要 求 的 问 题, 其 实 蕴 含 着 工 程 放 大 面 临 的 工 艺 科 学 化 难 题 打 铁 师 傅, 今 天 烧 火 打 铁, 可 以 打 出 一 把 非 常 好 的 剑 明 天 再 打, 却 不 一 定 还 能 打 出 来 所 以 说 打 铁 靠 的 是 经 验, 而 不 是 科 学 原 理 刘 昌 胜 用 这 样 一 个 类 比, 说 明 骨 水 泥 面 临 同 样 的 问 题, 料 在 千 差 万 别 的 温 度 酸 碱 环 境 下, 会 有 不 同 的 化 学 反 应, 虽 然 肯 定 可 以 固 化 并 生 成 羟 基 磷 灰 石, 但 是 固 化 的 时 间 不 一 定, 还 可 能 生 成 其 他 不 需 要 的 化 合 物, 引 发 炎 症 为 了 解 决 这 一 问 题, 刘 昌 胜 团 队 进 行 了 大 量 实 验 他 指 着 电 脑 屏 幕 上 的 一 个 个 化 学 反 应 式, 解 释 每 一 个 反 应 代 表 一 种 什 么 样 的 情 况 正 是 这 一 个 个 化 学 反 应 式, 让 他 们 得 以 确 保 在 特 定 环 境 下 多 长 时 间 可 以 固 化 出 人 工 骨, 并 且 确 保 没 有 副 产 品 有 了 可 控 的 生 产 过 程, 也 就 保 证 了 医 生 对 产 品 的 需 求 人 工 骨 材 料 植 入 后 引 发 炎 症, 可 能 因 为 人 工 骨 材 料 质 量 不 过 关, 也 可 能 因 为 不 同 病 人 的 身 体 素 质 不 同 这 是 临 床 上 面 临 的 另 一 个 问 题 这 就 意 味 着, 不 仅 要 控 制 料 到 材 的 过 程, 还 要 控 制 材 到 骨 的 过 程 后 一 过 程 是 人 工 骨 植 入 后 与 人 体 环 境 的 交 互 结 果 而 这 些 问 题, 已 经 不 完 全 是 刘 昌 胜 和 他 的 团 队 所 能 解 决 的 了 在 医 学 现 场, 不 同 的 病 例 会 产 生 不 同 的 临 床 现 象 而 这 些, 成 为 了 医 学 研 究 者 们 的 题 目 医 学 界 有 很 多 研 究 生, 以 我 们 的 人 工 骨 为 研 究 对 象, 做 动 物 实 验 临 床 观 察, 从 而 完 成 他 们 的 硕 士 论 文 或 者 博 士 论 文 如 今, 在 中 外 医 学 专 业 杂 志 中, 发 表 的 标 明 应 用 自 固 化 磷 酸 钙 人 工 骨 治 疗 各 种 骨 缺 损 的 临 床 学 术 论 文 已 超 过 240 余 篇 他 们 的 研 究 成 果 反 过 来 也 对 我 们 的 研 发 提 供 了 生 物 医 学 上 的 支 撑 令 人 感 叹, 当 年 陈 中 伟 院 士 极 力 向 同 行 宣 传 的 这 一 新 的 骨 移 植 材 料, 已 经 衍 生 出 了 一 个 新 的 临 床 医 学 方 向 研 究 的 过 程 中 也 总 会 有 意 料 之 外 的 发 现 项 目 组 率 先 发 现 他 们 的 研 究 对 象 纳 米 羟 基 磷 灰 石 能 特 异 性 抑 制 不 同 类 型 肿 瘤 细 胞 生 长 的 特 性, 并 探 究 了 其 中 的 机 理 他 们 的 这 一 研 究 成 果, 也 为 抗 肿 瘤 治 疗 提 供 了 新 思 路, 或 许 这 更 不 是 起 初 研 究 人 工 骨 时 所 料 想 到 的 了 在 前 些 年 的 一 次 采 访 中, 刘 昌 胜 谈 到 了 自 己 曾 经 的 一 次 艰 难 选 择 那 是 1998 年, 自 固 化 磷 酸 钙 人 工 骨 研 制 成 功 时, 刘 昌 胜 面 临 着 一 个 难 题 : 是 申 请 新 的 课 题, 开 展 新 的 研 究 ; 还 是 在 自 固 化 磷 酸 钙 人 工 骨 的 研 究 成 果 基 础 上, 推 动 其 产 业 化 发 展 前 者 对 于 当 时 的 他 来 说 轻 车 熟 路, 后 者 则 意 味 一 个 全 新 的 挑 战 他 最 终 选 择 了 后 者, 成 立 了 公 司, 开 始 了 教 授 与 企 业 家 同 时 并 行 的 职 业 生 涯 然 而 在 今 天 看 来, 当 时 纠 结 的 这 个 问 题 似 乎 已 经 不 再 是 问 题 在 产 品 应 用 的 过 程 中 遇 到 问 题, 重 新 回 头 进 行 科 学 上 的 基 础 研 究, 不 仅 使 得 产 品 的 性 能 更 加 优 质, 也 使 得 他 们 在 化 学 医 学 的 交 叉 领 域 做 出 了 新 的 成 果 下 一 步 当 我 问 及 那 接 下 来 是 否 还 有 人 工 骨 方 面 的 计 划 时, 他 说, 当 然 了 2012 年, 刘 昌 胜 获 得 国 家 973 项 目 资 助, 继 续 研 究 骨 修 复 材 料 及 机 理 刘 昌 胜 解 释 说, 尽 管 骨 水 泥 已 能 适 用 于 近 半 数 的 骨 科 疾 患, 但 对 于 大 段 的 骨 缺 损 还 显 得 力 不 从 心 为 了 与 人 体 自 身 骨 组 织 融 合, 在 大 块 人 工 骨 内 必 须 布 置 一 个 密 布 细 小 孔 隙 的 空 腔, 以 利 于 新 生 的 组 织 和 血 管 长 入, 增 加 缺 损 部 位 骨 再 生 的 营 养 输 送 但 是 骨 缺 损 越 大, 需 要 营 养 传 输 的 距 离 越 长, 孔 隙 结 构 也 越 复 杂 要 做 出 这 种 骨 头, 靠 医 生 在 手 术 台 上 临 时 植 入 的 骨 水 泥, 已 经 几 乎 不 可 能 这 一 项 目 已 经 开 展 两 年 有 余, 刘 昌 胜 采 用 多 种 制 造 技 术, 包 括 当 下 热 门 的 3D 打 印 技 术, 正 在 为 完 成 这 一 新 的 目 标 而 努 力 相 信 假 以 时 日 定 会 有 高 水 平 的 成 果 出 现 美 籍 华 裔 物 理 学 家 科 学 学 家 欧 阳 莹 之 女 士, 曾 经 在 工 程 学 无 尽 的 前 沿 一 书 中 论 述 道 : 随 着 21 世 纪 的 曙 光 来 临, 以 发 现 未 知 为 目 标 的 自 然 科 学 家, 和 以 创 造 未 有 为 目 标 的 工 程 师, 正 在 经 历 一 种 前 所 未 有 的 一 体 化 趋 同 过 程 刘 昌 胜 先 后 获 得 国 家 科 技 进 步 奖 和 国 家 自 然 科 学 奖 的 人 工 骨 研 制 及 研 究, 恰 如 其 分 地 诠 释 了 这 一 过 程 而 正 如 这 本 书 的 书 名 所 展 示 的, 刘 昌 胜 教 授 及 其 团 队 研 究 的 课 题, 在 一 次 次 地 解 决 问 题 之 后, 仍 然 还 在 向 着 未 知 和 未 有 的 世 界, 冲 击 着 无 尽 的 前 沿 28

31 科 技 政 策 中 欧, 科 学 正 在 好 转 朱 健 / 编 译 中 欧 的 科 学 重 生 正 在 加 速, 但 是 需 要 更 进 一 步 的 帮 助 才 能 繁 荣 1989 年 秋 天, 在 纳 粹 德 国 侵 略 波 兰 引 起 第 二 次 世 界 大 战 的 五 十 年 后, 东 欧 剧 变 柏 林 墙 的 倒 塌 改 变 了 中 欧 地 区 的 政 治 生 态 在 此 之 后, 中 欧 的 科 学 事 业 也 进 入 了 艰 难 的 转 型 在 这 一 地 区 的 国 家, 知 识 分 子 精 英 和 科 研 机 构 对 发 生 在 1989 年 后 的 政 治 巨 变 都 毫 无 准 备 四 分 之 一 个 世 纪 过 后, 向 议 会 式 民 主 和 市 场 经 济 的 转 变 都 已 经 完 成 但 科 学 事 业 依 然 举 步 维 艰 转 机 出 现 在 2004 年, 从 这 一 年 开 始 欧 盟 为 其 成 员 国 提 供 了 一 些 资 助, 有 些 国 家 正 在 谨 慎 地 利 用 它 来 重 建 他 们 的 科 研 能 力 当 然 尽 管 欧 盟 提 供 了 慷 慨 的 援 助, 这 些 国 家 的 科 学 之 路 仍 然 前 途 漫 漫 这 个 地 区 的 主 要 资 本 就 是 一 群 日 益 增 多 的 有 天 分 的 年 轻 科 学 家, 他 们 正 在 重 新 发 现 科 研 工 作 是 一 份 前 途 光 明 的 职 业 相 比 之 下, 在 斯 大 林 共 产 主 义 模 式 下 训 练 的 最 后 一 代 科 学 家, 几 乎 不 相 信 科 学 能 够 在 他 们 的 国 家 健 康 发 展 当 自 由 来 临 时, 他 们 中 的 大 部 分 人 抓 住 了 更 加 能 盈 利 的 大 量 商 业 机 会, 或 者 选 择 了 永 久 移 居 西 方 国 家 随 之 而 导 致 了 这 一 地 区 几 乎 任 何 部 门 都 存 在 的 中 生 代 科 学 家 的 断 层 对 科 学 的 兴 趣 正 在 迅 速 提 升 在 波 兰, 从 1990 年 开 始, 学 生 数 量 已 经 增 长 了 五 倍 整 体 上, 欧 盟 两 千 万 学 生 中 有 四 分 之 一 强 来 自 新 的 成 员 国 他 们 中 的 绝 大 多 数 都 出 生 于 东 欧 剧 变 后 年 轻 的 科 学 家 确 实 会 离 开, 他 们 也 应 该 离 开 但 是 过 量 的 人 才 流 失 已 经 停 止 了 近 年 来, 这 个 地 区 的 大 多 数 国 家 已 经 创 立 了 透 明 且 严 格 按 照 能 力 分 配 的 科 学 资 助 系 统 但 是 仍 然 还 有 很 多 工 作 需 要 去 做 去 帮 助 有 才 能 的 年 轻 科 学 家 在 早 期 实 现 独 立 研 究 机 构 确 实 在 雇 用 年 轻 而 且 独 立 的 学 科 带 头 人, 比 如 华 沙 的 国 际 分 子 和 细 胞 生 物 研 究 所 这 一 地 区 的 大 学 离 国 际 性 的 研 究 机 构 还 有 很 长 的 路 但 是 认 为 中 欧 在 全 球 科 学 中 只 是 一 个 穷 亲 戚 的 想 法 已 经 过 时 了 从 2004 年 开 始, 无 数 的 实 验 室 已 经 被 重 新 打 造 以 冲 击 有 竞 争 力 的 科 学 最 好 的 机 构 现 在 的 条 件 与 新 加 坡 中 国 以 及 沙 特 有 抱 负 的 实 验 室 已 经 相 差 不 大 但 是, 中 欧 的 科 学 管 理 者 缺 乏 亚 洲 和 中 东 对 手 招 募 外 国 人 才 时 鼓 吹 实 力 和 进 取 心 的 勇 气 新 一 届 的 欧 盟 委 员 会 有 意 帮 助 这 个 地 区 提 高 科 学 形 象 近 年 欧 盟 启 动 的 800 亿 欧 元 的 Horizon2020 项 目 包 括 一 项 目 标 性 很 强 的 计 划, 这 项 计 划 邀 请 中 等 发 达 的 成 员 国 和 更 加 富 裕 的 国 家 合 作, 建 设 新 的 或 者 升 级 现 有 的 研 究 中 心 西 方 领 先 的 研 究 机 构 应 该 会 接 受 这 样 的 邀 请 与 知 名 的 英 国 大 学 或 者 有 名 望 的 德 国 Max Planck 机 构 的 合 作, 无 疑 会 提 高 中 欧 的 科 学 视 野 和 帮 助 提 高 该 区 域 参 与 欧 盟 资 助 的 研 究 欧 盟 数 以 亿 计 的 资 金 已 经 被 划 到 年 间, 科 研 机 构 必 定 会 成 为 主 要 的 受 益 方 之 一 科 学 处 于 欧 盟 政 策 的 中 心 位 置 它 在 很 多 中 欧 国 家 的 复 兴, 成 为 了 加 速 欧 盟 社 会 化 和 政 治 化 融 合 的 一 个 成 功 例 子 [ 资 料 来 源 :Nature][ 责 任 编 辑 : 粒 灰 ] 29

32 科 技 政 策 柏 林 墙 倒 塌 之 后 的 中 欧 科 学 王 大 鹏 / 编 译 在 东 欧 剧 变 后 的 25 年 间, 地 处 中 欧 的 各 个 国 家 都 在 科 学 事 业 中 奋 力 显 现 自 己 的 地 位 在 一 个 仍 可 闻 到 油 漆 味 道 的 新 装 修 的 实 验 室 里, 卡 塔 日 娜 科 摩 罗 斯 卡 (Katarzyna Komorowska) 娴 熟 地 操 作 着 一 台 看 起 来 十 分 前 卫 的 咖 啡 机 一 样 的 机 器 而 实 际 上 这 是 一 台 高 端 的 扫 描 电 子 显 微 镜, 这 台 机 器 能 够 操 作 精 致 的 样 品 并 且 对 微 小 的 细 节 进 行 可 视 化 这 台 机 器 是 科 摩 罗 斯 卡 的 实 验 室 中 拥 有 的 高 端 设 备 之 一, 该 实 验 室 位 于 波 兰 西 南 部 的 弗 罗 茨 瓦 夫 科 摩 罗 斯 卡 打 开 这 台 设 备 的 离 子 束, 几 分 钟 后, 一 个 屏 幕 上 就 显 示 出 一 个 刻 在 石 墨 烯 分 子 上 的 长 胡 子 小 矮 人 的 清 晰 图 像, 这 个 图 像 是 她 刚 刚 刻 在 一 粒 沙 子 上 的 这 粒 蚀 刻 的 沙 子 既 是 一 个 历 史 回 响 也 是 一 个 技 术 伟 绩 这 个 小 矮 人 是 20 世 纪 80 年 代 出 现 于 弗 罗 茨 瓦 夫 的 抵 抗 波 兰 政 权 的 抗 议 运 动 的 象 征 现 在 它 已 经 成 为 了 这 个 城 市 的 吉 祥 物 : 弗 罗 茨 瓦 夫 有 超 过 300 尊 矮 人 雕 像, 参 观 者 们 可 以 用 小 册 子 和 应 用 程 序 来 追 踪 他 们 这 个 矮 人 的 形 象 可 以 在 几 秒 钟 的 时 间 里 刻 在 一 粒 沙 子 上 这 样 的 事 也 象 征 着 这 个 城 市 在 成 为 中 欧 科 学 枢 纽 方 面 所 付 出 的 艰 苦 卓 绝 的 努 力 自 2007 年 以 来, 欧 盟 拨 出 超 过 2 亿 欧 元 的 经 费 帮 助 弗 罗 茨 瓦 夫 从 废 弃 的 军 事 医 院 转 变 为 致 力 于 学 院 科 学 和 商 业 科 学 的 校 园 作 为 整 体 来 说 这 只 是 波 兰 在 科 学 方 面 的 雄 心 壮 志 的 一 部 分 而 已 自 从 25 年 前 共 产 主 义 在 欧 洲 崩 溃, 变 化 就 席 卷 了 中 欧 这 种 革 命 是 快 速 且 无 法 预 见 的 在 1989 年 的 好 几 个 月 时 间 里, 抗 议 活 动 在 铁 幕 背 后 膨 胀 开 来, 铁 幕 是 自 二 战 结 束 后 出 现 的 将 共 产 主 义 中 欧 和 东 欧 国 家 与 西 欧 国 家 分 离 开 来 的 政 治 障 碍 然 后 在 同 年 11 月 9 日, 东 德 政 府 推 倒 了 柏 林 墙, 星 星 之 火 迅 速 燎 原, 东 德 和 西 德 人 开 始 欣 喜 若 狂 地 跨 过 这 道 障 碍 一 年 后, 东 德 和 西 德 实 现 重 新 统 一, 并 且 这 个 区 域 内 几 乎 所 有 的 前 共 产 主 义 国 家 都 创 立 了 民 主 政 府 科 研 人 员 也 分 享 着 这 份 欢 乐 : 铁 幕 的 落 下 使 他 们 获 得 了 个 人 自 由 和 智 力 自 由 但 是 也 带 来 了 一 些 新 的 问 题 在 45 年 的 共 产 主 义 统 治 中, 从 波 罗 的 海 到 巴 尔 干 半 岛 的 科 研 机 构 在 学 术 上 被 孤 立, 无 法 和 全 球 其 他 地 区 展 开 竞 争 现 在 突 然 要 用 国 际 标 准 来 对 他 们 进 行 评 判, 他 们 的 科 学 看 起 来 已 经 完 完 全 全 过 时 了 对 于 很 多 人 来 说, 政 治 变 革 还 带 来 了 贫 穷, 因 为 经 济 崩 溃 了 少 的 可 怜 的 工 资, 科 研 经 费 的 缺 乏 和 实 验 室 的 陈 旧 导 致 很 多 科 学 家 投 奔 西 欧 或 者 在 学 术 圈 外 谋 生 而 那 些 留 下 来 的 科 研 人 员 几 乎 都 依 靠 国 外 援 助 过 活 在 铁 幕 落 下 之 后, 科 学 研 究 机 构 和 高 等 教 育 机 构 陷 入 混 乱 之 中, 位 于 布 达 佩 斯 的 中 欧 大 学 的 前 校 长 利 维 乌 马 太 (Liviu Mattei ) 说 到, 世 界 上 遭 受 这 样 快 速 且 残 酷 的 变 革 的 地 方 为 数 不 多 25 年 过 去 了, 科 研 人 员 发 现 他 们 正 处 于 一 个 更 加 稳 定 的 科 学 景 观 之 中 20 世 纪 90 年 代 出 现 的 经 30

33 科 技 政 策 济 滑 坡 基 本 已 经 结 束 在 过 去 的 十 年 中, 有 些 国 家 已 经 开 始 了 明 显 的 经 济 增 长, 从 而 使 政 府 有 能 力 将 资 金 投 放 于 科 学 研 究 之 中 欧 盟 成 员 是 这 种 变 化 的 主 要 推 动 力 2004 年, 欧 盟 接 纳 了 八 个 前 共 产 主 义 国 家 为 其 成 员, 包 括 波 兰 爱 沙 尼 亚 和 匈 牙 利 罗 马 尼 亚 和 保 加 利 亚 于 2007 年 加 入 欧 盟, 克 罗 地 亚 也 于 2014 年 加 入 欧 盟 现 在 有 五 分 之 一 的 欧 盟 公 民 居 住 于 这 些 新 加 入 的 成 员 国 中 那 些 相 对 贫 穷 的 国 家 获 得 了 欧 盟 注 入 的 大 量 的 结 构 性 资 金, 这 些 资 金 旨 在 缩 小 欧 盟 各 区 域 间 的 经 济 差 距 和 社 会 差 距, 并 且 有 各 国 政 府 进 行 分 配 在 2007 到 2013 年 间, 布 鲁 塞 尔 在 新 加 入 的 成 员 国 发 展 方 面 投 入 了 数 量 惊 人 的 1700 亿 欧 元, 其 中 超 过 200 亿 欧 元 被 指 定 用 在 科 学 和 创 新 领 域 大 多 数 国 家 还 设 立 了 资 助 机 构 以 在 严 格 的 竞 争 基 础 上 分 配 经 费 科 学 家 们 必 须 知 道 绩 效 不 是 获 得 资 助 并 发 表 论 文 的 唯 一 标 准 了 位 于 卢 布 尔 雅 那 的 斯 洛 文 尼 亚 研 究 机 构 (Slovenian Research Agency ) 的 主 任 弗 朗 西 斯 德 姆 萨 (Franci Demsar ) 说 到 这 是 一 个 艰 难 的 过 程, 但 是 它 极 大 地 改 善 了 世 界 上 这 一 地 区 所 产 生 的 科 学 但 是 在 中 欧 和 东 欧 内 部, 不 同 的 国 家 在 科 学 方 面 行 走 的 是 完 全 不 同 的 轨 迹, 正 如 该 区 域 内 三 个 备 受 关 注 的 国 家 所 显 示 的 那 样 ( 见 图 新 欧 洲 的 科 学 ) 波 兰 直 到 近 几 年 才 开 展 一 定 规 模 的 研 究, 但 是 它 现 在 已 经 成 为 了 该 区 域 的 政 治 强 国 和 经 济 强 国, 并 且 在 科 学 领 域 也 在 迅 速 地 扩 展 作 为 欧 洲 北 部 边 陲 的 一 个 小 国, 爱 沙 尼 亚 很 早 就 改 革 了 其 研 究 体 系, 现 在 正 在 从 中 获 益 相 反, 匈 牙 利 则 维 持 着 共 产 主 义 时 期 的 一 些 科 学 优 势, 但 是 缺 乏 投 入 正 在 让 这 种 遗 产 危 如 累 卵 这 意 味 着 当 谈 到 科 学 的 时 候, 中 欧 和 东 欧 国 家 在 共 产 主 义 时 期 彼 此 很 相 似 正 在 逐 渐 地 分 道 扬 镳 此 外, 几 乎 所 有 的 国 家 仍 然 都 在 和 人 才 向 西 欧 流 动 做 着 斗 争 科 学 方 面 的 人 才 都 在 那 里, 挪 威 奥 斯 陆 大 学 的 生 理 学 家 兼 欧 洲 科 学 院 前 院 长 拉 斯 沃 勒 (Lars Walloe) 说 到 现 在 这 个 区 域 的 科 研 条 件 和 科 研 机 构 需 要 按 照 新 的 方 式 来 发 展, 即 最 优 秀 的 人 才 发 现 他 们 留 在 这 里 是 值 得 的 波 兰 : 追 求 卓 越 像 这 个 区 域 内 的 其 他 国 家 一 样, 波 兰 也 敞 开 胸 襟 怀 抱 科 学, 弗 罗 茨 瓦 夫 大 学 中 的 矮 人 雕 刻 机 器 就 是 例 证 大 学 里 到 处 弥 漫 着 创 建 中 的 创 业 公 司 的 气 氛 大 量 的 实 验 室 空 间 还 在 建 设 之 中, 并 将 在 2015 年 向 科 学 家 和 企 业 家 开 放 在 2014 年 一 个 下 着 雨 的 九 月 早 晨, 实 验 室 和 会 议 室 聚 集 了 很 多 调 试 设 备 与 讨 论 科 研 结 果 的 科 学 家 该 大 学 被 称 为 EIT+, 为 了 呼 应 位 于 布 达 佩 斯 的 欧 洲 创 新 与 技 术 研 究 院 (European Institute of Inno 鄄 vation and Techologg), 后 者 是 欧 盟 大 力 建 设 的 一 个 研 究 中 心 网 络 就 职 于 EIT+ 的 科 学 家 们 在 纳 米 科 技 材 料 科 学 和 生 物 技 术 等 学 科 中 开 展 独 立 研 究 但 是 这 个 大 学 的 运 营 像 是 一 个 有 限 公 司, 其 目 标 是 为 产 业 提 供 研 究 和 服 务 以 赚 取 利 润, 比 如 显 微 镜 和 晶 体 学 在 20 年 前, 我 们 无 法 想 象 现 在 做 的 事 情, EIT+ 的 主 管 兼 前 波 兰 科 技 部 副 部 长 杰 西 兰 格 (Jerzy Langer) 说 到 这 里 的 科 学 家 说 不 好 意 思, 我 不 能 做 这 个 那 个, 我 还 没 有 得 到 经 费 和 设 备 的 时 代 已 经 一 去 不 返 了 科 摩 罗 斯 卡 于 2012 年 加 入 EIT+ 她 毕 业 于 弗 罗 茨 瓦 夫, 随 后 离 开 波 兰 先 后 赴 法 国 和 比 利 时 进 行 博 士 后 研 究, 并 没 有 打 算 回 来 当 她 从 这 个 新 成 立 的 弗 罗 茨 瓦 夫 研 究 中 心 获 得 一 份 工 作 邀 约 时, 她 改 变 了 主 意, 该 中 心 是 EIT+ 的 一 部 分 她 现 在 领 导 着 这 个 中 心 的 纳 米 科 技 实 验 室 以 及 半 导 体 结 构 实 验 室, 在 这 里 她 研 发 出 了 一 套 岩 石 成 分 含 量 的 自 动 分 析 系 统, 波 兰 大 规 模 的 采 矿 业 正 在 使 用 这 些 数 据 大 约 3500 万 兹 罗 提 (1050 万 美 元 ) 的 经 费 被 用 来 给 这 个 实 验 室 配 置 最 新 的 用 来 描 述 并 观 察 材 料 的 电 子 显 微 镜 在 波 兰 从 事 科 学 研 究 的 条 件 已 经 得 到 了 极 大 的 改 善, 现 在 我 们 拥 有 了 同 大 多 数 西 欧 国 家 的 科 研 人 员 一 样 的 设 备 科 摩 罗 斯 卡 说 当 波 兰 只 是 有 一 些 基 本 的 科 研 机 构 时, 在 共 产 主 义 时 期, 上 述 情 况 是 不 能 实 现 的 1990 年 这 种 情 况 开 始 发 生 变 化, 团 结 工 会 主 席 莱 希 瓦 尔 萨 (Lech Warsa) 接 任 波 兰 总 统 并 开 始 着 手 实 现 国 家 的 现 代 化 当 民 主 和 市 场 经 济 到 来 的 时 候, 波 兰 经 历 了 一 系 列 痛 苦 的 转 变 科 学 彻 底 地 被 动 摇 了 在 获 取 更 31

34 科 技 政 策 新 欧 洲 的 科 学 自 2004 年 以 来, 已 经 有 11 个 前 共 产 主 义 国 家 加 入 了 欧 盟, 他 们 获 得 的 经 费 也 促 进 了 其 经 济 复 苏, 并 增 加 了 在 科 研 方 面 的 投 入 但 是 它 们 发 展 的 是 不 同 的 轨 迹 有 些 全 面 地 接 受 现 代 科 学 并 成 为 与 西 欧 几 乎 平 等 的 伙 伴 ; 有 些 则 落 后 了 英 国 130,313 德 国 153,431 波 兰 29,099 波 兰 正 处 于 快 速 的 经 济 增 长 之 中, 并 且 在 迅 速 地 扩 张 其 研 究 基 础 出 版 物 数 量 中 欧 和 东 欧 大 约 产 生 了 全 球 4% 的 科 研 成 果, 其 中 波 兰 所 占 的 份 额 最 大 和 西 欧 的 强 国 比 如 德 国 和 英 国 比 起 来 则 差 距 明 显 斯 洛 文 尼 亚 4,575 捷 克 共 和 国 13,563 匈 牙 利 7,382 保 加 利 亚 3,203 爱 沙 尼 亚 1,949 拉 脱 维 亚 2,232 斯 洛 伐 克 4,426 罗 马 尼 亚 10,166 立 陶 宛 951 研 究 支 出 大 多 数 中 欧 和 东 欧 国 家 在 过 去 十 年 间 都 加 大 了 对 科 学 研 究 的 私 人 投 入 和 公 共 投 入, 有 些 国 家 的 投 入 已 经 与 西 欧 国 家 相 当 了 欧 洲 研 究 理 事 会 经 费 尽 管 科 学 得 到 了 扩 展, 但 是 中 欧 和 东 欧 国 家 只 有 一 小 部 分 科 学 家 获 得 了 欧 洲 研 究 理 事 会 的 经 费 斯 洛 文 尼 亚, 爱 沙 尼 亚 和 捷 克 共 和 国 在 科 学 方 面 投 入 了 巨 大 的 经 费 保 加 利 亚 和 罗 马 尼 亚 自 从 共 产 主 义 时 期 以 来 对 科 研 改 革 的 推 进 就 很 慢 德 国 斯 洛 文 尼 亚 爱 沙 尼 亚 捷 克 共 和 国 英 国 匈 牙 利 立 陶 宛 波 兰 斯 洛 伐 克 拉 脱 维 亚 保 加 利 亚 罗 马 尼 亚 欧 洲 研 究 理 事 会 经 费 总 额 3 保 加 利 亚 10 捷 克 共 和 国 74 3,014 3 爱 沙 尼 亚 39 匈 牙 利 匈 牙 利 丰 富 的 学 术 历 史 有 助 于 其 吸 引 欧 洲 研 究 理 事 会 经 费 的 获 得 者, 尽 管 其 用 在 研 究 上 的 支 出 非 常 少 拉 脱 维 亚 立 陶 宛 波 兰 罗 马 尼 亚 斯 洛 文 尼 亚 斯 洛 伐 克 多 的 有 利 可 图 的 机 会 中, 数 以 万 计 的 科 研 人 员 开 始 下 海 经 商 或 者 到 其 他 国 家 寻 求 科 研 岗 位 所 遗 留 下 的 是 由 一 群 越 来 越 朝 国 内 看 的 年 老 体 衰 的 学 者 小 心 翼 翼 地 守 护 的 共 产 主 义 研 究 基 地, 以 及 在 国 际 上 关 键 科 学 领 域 上 少 的 可 怜 的 产 出 当 波 兰 于 2004 年 加 入 欧 盟 之 后, 这 种 情 况 真 的 发 生 了 改 观 波 兰 到 目 前 为 止 是 该 区 域 内 人 口 最 稠 密 的 欧 盟 成 员 国, 它 拥 有 3850 万 居 民, 并 且 也 获 得 了 欧 盟 最 多 的 结 构 性 经 费 这 笔 钱 有 助 于 促 进 其 巨 大 的 经 济 发 展, 自 2008 年 以 来 其 经 济 增 长 速 度 已 经 超 过 大 多 数 其 他 欧 盟 成 员 国 了 科 学 已 经 驾 上 了 波 兰 经 济 繁 荣 的 这 匹 快 马, 政 府 也 已 经 意 识 到 科 研 是 未 来 发 展 的 重 要 途 径 和 渠 道 在 过 去 五 年 里, 国 内 投 入 的 资 金 也 翻 了 两 倍, 虽 然 同 欧 洲 其 他 国 家 相 比 科 学 的 总 体 支 出 还 相 对 较 少, 还 不 到 国 内 生 产 总 值 的 1% 在 弗 罗 茨 瓦 夫 之 外 的 区 域, 相 关 的 情 况 并 非 欣 欣 向 荣 波 兰 科 学 仍 然 面 临 着 人 员 短 缺 的 情 况, 在 32

35 科 技 政 策 整 体 劳 动 力 中, 每 千 人 只 有 不 到 4 人 是 科 研 工 作 者 这 远 低 于 欧 盟 千 分 之 七 的 平 均 水 平 科 学 家 们 承 认 波 兰 的 很 多 科 研 机 构 特 别 是 由 波 兰 科 学 院 主 管 的 80 个 科 研 机 构 不 愿 意 进 行 改 革 此 外, 兰 格 认 为, 在 一 些 大 学 院 系 中, 一 种 来 自 于 共 产 主 义 时 期 的 顺 从 ( 委 曲 求 全 ) 的 精 神 仍 在 持 续, 并 且 会 扼 杀 创 造 力 很 多 学 生 都 过 于 羞 赧, 兰 格 说 到 如 果 权 威 人 士 还 没 有 同 意 和 赞 同 他 们 的 意 见, 那 么 学 生 们 就 会 认 为 这 种 意 见 还 不 够 好 为 了 解 决 这 个 问 题, 波 兰 国 家 研 究 和 发 展 中 心 现 在 正 运 行 一 个 项 目, 该 项 目 旨 在 吸 引 那 些 在 国 外 完 成 学 业 的 新 科 波 兰 科 学 家, 以 及 引 进 国 外 的 科 学 家, 该 项 目 为 这 些 人 提 供 了 多 达 120 万 兹 罗 提 的 启 动 经 费 以 供 其 组 织 独 立 的 研 究 团 队 ( 经 费 到 位 的 保 证 也 是 科 摩 罗 斯 卡 被 说 服 回 国 的 另 外 一 个 原 因 ) 一 群 年 轻 人 才 正 走 在 投 奔 波 兰 的 路 上 波 兰 大 学 里 从 事 科 学 相 关 专 业 的 毕 业 生 人 数 在 过 去 的 10 年 里 也 翻 了 两 番 多, 自 1990 年 以 来 学 生 的 总 数 也 增 加 了 四 倍 多 在 欧 盟 中 每 十 个 学 生 就 有 一 个 是 波 兰 籍 的 这 是 最 令 人 感 到 欢 欣 鼓 舞 的, 兰 格 说 到 波 兰 的 科 学 家 们 仍 然 想 看 到 更 好 的 科 学 教 育 标 准, 以 及 更 好 的 创 新 性 机 构, 比 如 EIT+ 现 在 有 足 够 的 经 费 对 前 景 广 阔 的 创 意 予 以 支 持, 但 是 我 们 需 要 创 造 一 种 科 学 可 以 在 其 中 开 花 结 果 的 制 度 环 境, 华 沙 分 子 与 细 胞 生 物 学 国 际 研 究 所 的 分 子 生 物 学 家 简 纳 斯 布 尼 茨 基 (Janusz Bujnicki) 说 这 项 任 务 才 刚 刚 开 始 爱 沙 尼 亚 : 小 且 专 注 运 营 世 界 上 最 受 欢 迎 的 人 类 基 因 库 之 一 的 德 烈 斯 梅 特 斯 巴 鲁 (Andres Metspalu) 认 为 他 的 生 命 40 岁 才 刚 刚 开 始 那 是 1991 年, 当 时 爱 沙 尼 亚 宣 布 脱 离 苏 联 并 独 立, 并 且 开 始 了 迈 向 西 方 式 的 研 究 基 地 的 坎 坷 之 路 在 这 之 前, 梅 特 斯 巴 鲁 做 世 界 一 流 科 学 的 抱 负, 受 到 了 苏 维 埃 制 度 的 持 续 破 坏 苏 维 埃 制 度 承 认 梅 特 斯 巴 鲁 的 天 赋 : 他 于 1981 年 入 选 全 苏 联 最 年 轻 的 25 位 年 轻 科 学 家, 并 且 在 获 得 博 士 学 位 后 被 派 往 美 国 的 实 验 室 进 行 为 期 一 年 的 培 训 ( 他 先 后 在 位 于 纽 约 的 哥 伦 比 亚 大 学 和 康 涅 狄 格 州 纽 黑 文 市 的 耶 鲁 大 学 学 习 生 物 化 学 ) 但 是 他 刚 组 成 不 久 的 家 庭 成 员 不 得 不 居 住 在 爱 沙 尼 亚 的 塔 尔 图, 以 便 当 局 可 以 确 保 他 不 会 叛 逃 在 回 国 之 后, 他 被 禁 止 出 境, 直 到 1985 年 米 哈 伊 尔 戈 尔 巴 乔 夫 (Mikhail Gorbachev) 掌 握 了 苏 联 政 权 在 接 下 来 的 几 年 里, 梅 特 斯 巴 鲁 看 到 了 苏 联 的 分 崩 离 析 由 于 只 有 130 万 人 口, 爱 沙 尼 亚 认 为 同 其 他 人 口 较 多 国 家 相 比, 自 己 更 容 易 进 行 变 革 上 述 因 素, 加 之 一 些 好 的 政 治 决 策, 使 爱 沙 尼 亚 成 为 了 该 地 区 第 一 批 扭 转 经 济 滑 坡 的 国 家 之 一 政 府 在 刺 激 早 期 的 商 业 取 向 的 研 究 以 及 企 业 家 精 神 方 面 也 精 明 的 多 在 塔 尔 图 和 爱 沙 尼 亚 首 都 塔 林 新 成 立 的 研 究 中 心 和 科 技 园, 已 经 成 为 令 人 瞩 目 的 科 学 研 究 中 心 在 人 类 基 因 组 于 世 纪 之 交 测 序 完 成 之 后, 在 塔 尔 图 大 学 就 职 的 梅 特 斯 巴 鲁 (Metspalu) 看 到 了 科 学 的 机 遇 由 于 来 自 于 欧 盟 结 构 性 经 费 的 支 持, 他 可 以 发 起 一 个 招 募 个 人 向 国 家 生 物 银 行 捐 赠 他 们 的 基 因 信 息 和 健 康 信 息 的 项 目 在 其 他 国 家, 比 如 冰 岛, 采 集 全 体 公 民 的 个 人 信 息 的 类 似 工 作 是 受 到 怀 疑 的 但 是 在 爱 沙 尼 亚 这 些 新 近 获 得 自 由 并 乐 观 的 公 众 中 并 不 存 在 这 种 情 况, 很 多 人 都 乐 于 报 名 生 物 银 行 现 在 拥 有 全 国 5% 成 年 人 的 基 因 信 息 和 健 康 信 息, 并 且 这 是 开 展 科 学 研 究 的 一 个 价 值 连 城 的 国 际 资 源, 该 研 究 需 要 大 量 公 民 的 数 据 以 识 别 与 常 见 病 相 关 的 风 险 基 因, 包 括 肥 胖 与 精 神 分 裂 症 英 国 卡 迪 夫 大 学 的 精 神 病 专 家 迈 克 尔 奥 多 诺 万 (Michael O'Donovan) 认 为 这 个 数 据 库 非 常 有 帮 助, 他 参 与 到 了 精 神 分 裂 症 的 研 究 之 中 除 生 物 技 术 之 外, 爱 沙 尼 亚 政 府 正 把 科 研 投 入 聚 焦 于 诸 如 材 料 科 学 和 信 息 科 学 这 些 学 科 上 比 如, 塔 尔 图 大 学 的 化 学 院 在 超 强 酸 和 超 碱 领 域 十 分 著 名, 超 强 酸 和 超 碱 用 于 电 动 汽 车 电 池 的 开 发 中, 并 且 已 经 与 几 个 国 家 的 汽 车 生 产 商 开 展 了 合 作 爱 沙 尼 亚 在 研 发 方 面 的 投 入 也 在 持 续 地 增 加, 从 2002 年 占 国 内 生 产 总 值 (GDP) 的 0.72% 增 加 到 2012 年 的 2.18% 这 在 中 欧 和 东 欧 地 区 位 居 第 二, 仅 次 于 斯 洛 文 尼 亚 爱 沙 尼 亚 迫 切 希 望 通 过 把 生 物 银 行 用 于 研 究 来 获 得 其 投 入 的 回 报 2014 年, 爱 沙 尼 亚 政 府 正 式 33

36 科 技 政 策 宣 布 对 一 个 将 在 接 下 来 几 年 里 把 生 物 银 行 与 爱 沙 尼 亚 中 央 健 康 数 据 库 连 接 起 来 的 项 目, 以 为 医 生 们 根 据 个 人 基 因 信 息 诊 断 疾 病 和 制 定 治 疗 方 案 提 供 支 撑 如 果 一 切 按 计 划 进 行, 这 将 使 爱 沙 尼 亚 迈 入 个 性 化 医 疗 的 世 界 先 行 国 家 行 列 25 年 前, 我 难 以 想 象 还 能 够 对 生 物 医 学 革 命 做 出 贡 献 梅 特 斯 巴 鲁 说 到 匈 牙 利 : 超 越 历 史 2013 年, 植 物 生 物 学 家 伊 娃 康 多 罗 斯 基 (Eva Kondorosi) 决 定 打 点 行 囊 离 开 巴 黎, 带 着 她 获 得 的 欧 盟 研 究 经 费 回 到 匈 牙 利 科 学 院 的 生 物 研 究 中 心, 那 是 她 于 20 世 纪 70 年 代 晚 期 开 始 自 己 研 究 生 涯 的 地 方 但 是 她 发 现 了 一 些 奇 怪 的 事 情 : 与 很 多 中 欧 和 东 欧 的 科 研 机 构 不 一 样 的 是, 和 共 产 主 义 时 期 相 比 匈 牙 利 科 学 院 反 而 不 那 么 让 人 感 到 兴 奋 了 它 丧 失 了 20 世 纪 70 年 代 和 80 年 代 我 们 在 这 里 所 感 受 到 的 活 力, 她 如 是 说 如 果 这 听 起 来 有 些 自 相 矛 盾 的 话, 是 因 为 科 学 在 匈 牙 利 也 有 点 自 相 矛 盾 在 共 产 主 义 时 期, 科 学 在 面 临 极 大 困 难 的 情 况 下 幸 存 了 下 来 科 学 从 大 学 中 分 离 出 来, 并 且 集 中 于 一 些 科 研 机 构, 而 这 些 机 构 则 由 高 度 政 治 化 的 匈 牙 利 科 学 院 管 理, 且 往 往 将 执 政 的 共 产 党 的 密 友 或 者 成 员 派 往 关 键 的 研 究 岗 位 然 而,20 世 纪 60 年 代 末, 匈 牙 利 科 学 院 做 出 了 一 个 大 胆 的 决 定, 即 在 匈 牙 利 南 部 城 市 塞 格 德 建 立 生 物 研 究 中 心 以 改 弦 更 张, 重 新 开 始 生 物 学 研 究, 塞 格 德 靠 近 匈 牙 利 的 南 部 边 境 且 远 离 首 都 令 人 窒 息 的 政 治 环 境 这 个 多 学 科 中 心 工 作 人 员 的 任 免 取 决 于 其 能 力 而 非 政 治 地 位 这 个 中 心 成 为 了 知 识 分 子 的 安 全 天 堂, 康 多 罗 斯 基 在 那 里 获 得 了 植 物 科 学 的 博 士 学 位 和 其 大 多 数 共 产 主 义 伙 伴 相 比, 匈 牙 利 的 边 境 还 稍 微 开 放 一 些, 在 整 个 20 世 纪 80 年 代, 科 研 人 员 可 以 获 得 对 西 欧 国 家 进 行 访 问 和 交 流 的 许 可 这 确 保 了 塞 格 德 的 科 学 处 于 前 沿 地 位, 以 及 科 研 环 境 的 繁 荣 在 共 产 主 义 瓦 解 之 后, 缺 乏 投 入 抑 制 了 科 研 人 员 的 激 情, 很 多 科 学 家 离 开 了 科 研 经 费 从 来 没 有 全 面 回 升 过 匈 牙 利 是 自 2007 年 以 来 降 低 科 研 支 出 仅 有 的 三 个 国 家 之 一 ( 其 他 两 个 分 别 是 克 罗 地 亚 和 保 加 利 亚 ), 并 且 它 仅 把 2007 到 2013 年 间 欧 盟 结 构 性 经 费 的 8.5% 用 在 了 研 究 方 面 爱 沙 尼 亚 是 20%, 波 兰 是 14% 此 外, 大 多 数 结 构 性 经 费 进 入 了 公 司 的 口 袋, 而 不 是 学 术 界 尽 管 如 此, 匈 牙 利 丰 富 的 学 术 遗 产 仍 然 吸 引 着 最 优 秀 的 匈 牙 利 科 学 家 同 其 他 的 前 共 产 主 义 欧 盟 成 员 国 相 比, 匈 牙 利 有 更 多 的 科 研 人 员 包 括 康 多 罗 斯 基 获 得 了 著 名 的 欧 洲 研 究 委 员 会 经 费 康 多 罗 斯 基 之 所 以 回 到 匈 牙 利 是 因 为 生 物 研 究 中 心 这 个 多 学 科 的 机 构 给 她 提 供 了 从 学 习 植 物 - 细 菌 共 生 关 系 中 得 到 的 教 训 并 把 它 们 用 于 医 学 中 的 机 会 比 如, 她 和 其 他 人 已 经 在 用 于 固 氮 的 植 物 的 一 些 细 菌 中 发 现 了 抗 菌 活 性 匈 牙 利 的 科 学 文 化 也 激 发 了 其 在 国 际 上 的 信 心 2012 年, 欧 洲 核 子 研 究 中 心 在 布 达 佩 斯 附 近 建 立 了 一 个 先 进 数 据 中 心 而 塞 格 德 也 将 成 为 极 端 光 基 础 设 施 三 个 节 点 中 一 个 节 点 的 所 在 地, 这 是 欧 盟 的 一 个 促 进 激 光 科 学 的 合 作 项 目 科 学 家 们 希 望 科 学 的 氛 围 可 以 活 跃 起 来 2014 年 6 月, 富 有 魅 力 的 约 瑟 夫 帕 林 卡 斯 (József Pálinkás) 被 任 命 担 任 一 项 新 的 职 务 : 政 府 科 学 和 创 新 专 员 帕 林 卡 斯 以 前 是 匈 牙 利 科 学 院 院 长,2011 年 他 强 力 地 推 进 改 革, 将 匈 牙 利 科 学 院 40 个 研 究 单 位 精 简 为 15 个 大 型 研 究 中 心, 并 且 加 强 了 科 研 经 费 的 竞 争 在 他 新 的 工 作 岗 位 上, 他 将 负 责 为 政 府 的 科 学 政 策 提 供 建 议, 并 且 协 调 当 前 一 轮 与 研 究 相 关 的 结 构 性 经 费 的 支 出 他 说, 在 本 轮 大 约 有 12% 的 结 构 性 经 费 会 分 配 给 科 研 匈 牙 利 和 其 他 地 方 的 科 学 家 们 都 把 目 光 投 向 了 欧 盟 地 平 线 2020 项 目, 该 项 目 已 于 2014 年 启 动 并 将 持 续 到 2020 年, 其 研 究 经 费 高 达 800 亿 欧 元 为 了 扩 大 参 与 面, 布 鲁 塞 尔 创 立 了 一 个 团 队 计 划, 以 让 较 弱 的 成 员 国 在 与 来 自 其 他 国 家 的 顶 尖 科 研 机 构 合 作 的 过 程 中 成 立 或 者 升 级 其 有 竞 争 力 的 研 究 中 心 资 金 援 助 与 组 织 援 助 在 缩 小 国 家 间 的 差 距 方 面 仍 然 是 至 关 重 要 的, 沃 勒 如 是 说 在 科 学 方 面, 有 些 国 家 总 是 会 比 其 他 国 家 拥 有 更 多 的 能 力, 他 说 但 是 每 个 国 家 都 应 该 至 少 有 一 个 这 样 或 者 那 样 真 正 强 大 的 东 西 这 就 是 科 学 在 美 国 的 组 织 方 式 这 也 应 该 是 科 学 在 欧 洲 的 样 子 [ 资 料 来 源 :Nature][ 责 任 编 辑 : 粒 灰 ] 34

37 科 技 政 策 博 士 后 导 师 制 : 点 亮 博 士 后 前 程 的 秘 方 许 林 玉 / 编 译 在 科 学 工 程 和 数 学 领 域, 博 士 后 的 数 量 和 时 间 跨 度 一 直 在 增 加, 他 们 的 就 业 方 向 也 各 不 相 同 良 好 的 指 导 有 助 于 博 士 后 实 现 自 己 的 目 标 博 士 后 求 职 形 势 严 峻 要 在 科 学 领 域 创 立 一 番 事 业, 博 士 后 经 历 已 经 变 得 不 可 或 缺 在 美 国, 科 学 工 程 和 数 学 领 域 的 博 士 后 数 量 已 经 从 1980 年 的 不 到 2 万 人 增 长 到 现 在 的 6 万 多 人 与 此 同 时, 刚 刚 毕 业 的 博 士 生 为 了 谋 求 终 身 职 位 所 花 费 的 时 间 也 增 加 了 在 许 多 领 域 都 远 远 超 过 3 年 总 体 而 言, 博 士 后 阶 段 对 一 个 数 学 家 或 科 学 家 的 职 业 生 涯 的 重 要 性 已 经 大 了 许 多 科 学 杂 志 官 网 博 客 栏 目 职 业 生 涯 最 近 的 一 项 投 票 表 明, 虽 然 80% 的 博 士 后 在 学 术 机 构 工 作, 但 在 2012 年, 只 有 20% 的 博 士 后 找 到 了 终 身 职 位 这 一 统 计 数 据 与 我 自 己 在 杜 克 大 学 做 数 学 博 士 后 时 的 经 历 产 生 了 共 鸣 我 还 记 得 当 时 因 写 作 博 士 论 文 已 经 搞 得 筋 疲 力 尽, 同 时 还 要 面 对 一 个 不 确 定 的 未 来 经 过 多 年 的 深 入 研 究, 我 们 发 现 对 近 来 的 博 士 来 说 就 业 市 场 委 实 残 酷, 特 别 是 对 于 那 些 有 地 域 要 求 或 寻 找 某 个 特 定 类 型 的 研 究 机 构 的 博 士 来 说 更 是 如 此 有 时 候, 他 们 在 找 到 终 身 职 位 之 前, 必 须 先 从 事 一 系 列 的 博 士 后 工 作 不 过, 博 士 后 职 位 也 让 他 们 享 有 从 事 研 究 和 教 学 的 自 由 博 士 后 被 证 明 完 全 有 能 力 履 行 学 术 职 位 或 企 业 职 位 所 要 求 的 职 责, 当 然 即 便 已 经 拥 有 丰 富 的 教 学 和 科 研 经 验, 他 们 仍 然 还 在 开 拓 新 的 领 域 在 这 个 重 要 关 口, 对 博 士 后 导 师 来 说, 怎 样 指 导 最 合 适 可 能 是 非 常 大 的 一 个 挑 战 大 多 数 用 于 支 持 博 士 后 的 资 助 基 金 都 要 求 一 份 书 面 的 指 导 计 划 美 国 国 会 于 2007 年 立 法 通 过 了 为 有 意 义 地 促 进 一 流 的 技 术 教 育 与 科 学 创 造 机 会 法, 旨 在 解 决 与 博 士 后 指 导 工 作 相 关 的 问 题 它 要 求 研 究 机 构 在 向 美 国 国 家 科 学 基 金 会 申 请 基 金 支 付 博 士 后 工 资 时, 必 须 在 资 金 申 请 报 告 中 包 含 一 份 指 导 计 划 该 计 划 必 须 说 明 博 士 后 在 某 个 项 目 中 将 获 得 的 职 业 发 展 机 会 我 曾 为 美 国 国 家 科 学 基 金 会 写 过 这 些 计 划, 作 为 评 审 小 组 的 成 员 之 一 我 也 评 审 过 不 少 尽 管 可 以 肯 定 地 说, 没 有 指 导 计 划 的 申 请 一 定 不 会 得 到 资 助, 但 指 导 计 划 写 得 怎 样 却 无 人 过 问 缺 乏 针 对 博 士 后 指 导 工 作 的 问 责 制, 可 能 会 导 致 特 别 重 大 的 问 题 指 导 工 作 需 要 花 费 精 力, 而 大 学 教 师 都 忙 得 很 而 忽 视 指 导 博 士 后 的 话, 其 造 成 的 消 极 影 响 会 比 一 个 博 士 后 找 不 到 理 想 工 作 造 成 的 消 极 影 响 更 大 然 而, 指 导 计 划 的 要 求 确 实 向 资 金 申 请 者 传 达 了 一 个 信 息 : 他 们 应 当 考 虑 最 好 的 办 法, 为 博 士 后 的 职 业 生 涯 提 供 建 议 在 我 自 己 从 博 士 到 终 身 教 师 的 职 业 生 涯 中, 我 收 集 了 一 系 列 这 类 35

38 科 技 政 策 基 于 经 验 和 文 献 的 指 导 工 作 的 做 法 我 自 己 的 个 人 经 历 当 我 回 顾 在 杜 克 大 学 的 博 士 后 生 涯 时, 我 会 觉 得 那 是 一 段 理 想 的 时 光 完 成 博 士 毕 业 论 文 之 后, 我 如 释 重 负, 并 且 能 够 继 续 和 我 以 前 的 导 师 迈 克 尔 希 勒 一 起 工 作, 同 时 还 有 机 会 与 新 的 研 究 导 师 汤 姆 维 特 尔 斯 基 合 作 与 大 学 里 的 一 群 博 士 后 伙 伴 一 起 从 事 教 学 活 动 让 我 很 享 受 我 不 需 要 做 服 务 工 作, 还 能 奢 侈 地 享 受 每 个 学 期 只 开 一 门 课 的 教 学 工 作 量 尽 管 如 此, 我 依 然 记 得 自 己 曾 经 想 过, 一 个 博 士 后 应 该 期 待 什 么 样 的 指 导 水 平, 我 当 时 对 于 自 己 的 未 来 存 有 诸 多 疑 虑 我 不 知 道 是 否 要 马 上 去 申 请 工 作, 还 是 再 等 上 一 年 ; 不 知 道 要 将 研 究 重 点 放 在 博 士 期 间 攻 读 的 课 题 上, 还 是 去 做 一 个 新 的 项 目, 抑 或 是 试 着 两 者 兼 顾 我 试 图 弄 清 学 术 方 面 的 工 作 需 要 什 么, 但 我 从 未 参 加 过 系 里 的 会 议 或 者 教 工 大 会, 所 以 几 乎 不 了 解 院 系 管 理 和 决 策 流 程 我 没 有 真 正 了 解 过 在 企 业 的 工 作 机 会 ; 尽 管 有 朋 友 在 国 家 实 验 室 工 作, 我 还 是 不 确 定 自 己 对 那 类 机 构 能 否 胜 任 我 对 年 轻 教 师 所 要 经 历 的 任 期 流 程 都 没 有 洞 察 力 由 于 博 士 后 都 是 短 工, 我 们 似 乎 很 难 也 可 能 是 没 有 强 烈 的 愿 望, 将 自 己 完 全 融 入 系 里 的 常 规 生 活 之 中, 就 像 新 来 的 终 身 教 职 也 会 遇 到 这 些 情 况 一 样 2007 年, 我 在 哈 维 姆 德 大 学 数 学 系 找 到 一 份 新 的 工 作 时, 我 的 同 事 安 德 烈 伯 诺 夫 正 在 酝 酿 成 立 一 支 博 士 后 教 研 团 队 此 前, 哈 维 姆 德 大 学 刚 刚 因 数 学 系 的 示 范 项 目 获 得 了 首 届 美 国 数 学 协 会 奖, 和 未 来 的 教 师 们 分 享 我 们 系 的 文 化 和 专 业 技 术 看 上 去 似 乎 适 逢 其 时 伯 诺 夫 邀 请 同 在 数 学 系 的 我 和 乔 恩 雅 各 布 森 与 他 一 道 开 展 这 项 计 划 彼 时, 美 国 国 家 科 学 基 金 会 对 开 发 上 佳 的 博 士 后 指 导 工 作 做 法 颇 感 兴 趣, 有 好 几 个 关 注 职 业 转 型 期 的 项 目, 比 如 加 强 数 学 科 学 劳 动 力 研 究 与 教 育 纵 向 一 体 化 和 后 来 的 关 键 临 界 点 的 指 导 工 作 等 我 承 担 了 指 导 计 划 的 设 计 工 作, 并 联 合 了 由 我 的 朋 友 如 今 在 谷 歌 公 司 担 任 计 量 分 析 师 的 杰 夫 戴 维 斯 牵 头 的 美 国 希 格 玛 赛 科 学 荣 誉 会 的 一 项 研 究 当 时, 这 项 研 究 在 所 属 领 域 绝 无 仅 有 即 使 在 今 天, 也 还 没 有 全 面 的 数 据 可 以 对 博 士 后 经 历 进 行 阐 释, 尽 管 全 美 博 士 后 协 会 美 国 国 立 卫 生 研 究 院 美 国 科 学 促 进 会 和 其 他 一 些 组 织 正 在 努 力 填 补 这 一 空 白 为 了 试 图 弄 清 早 期 职 业 生 涯 阶 段 成 功 的 因 素, 希 格 玛 赛 荣 誉 会 从 2003 年 至 2005 年 对 雇 佣 了 美 国 40% 博 士 后 的 47 个 研 究 机 构 中 的 博 士 后 进 行 了 调 查 他 们 对 成 功 的 四 个 度 量 指 标, 即 : 满 意 度 博 士 后 与 导 师 关 系 的 好 坏 博 士 后 与 导 师 有 无 冲 突 和 科 研 生 产 力, 进 行 了 评 价 分 析 表 明, 全 面 的 专 业 发 展 与 结 构 化 指 导 对 成 功 的 衡 量 具 有 最 广 泛 最 巨 大 的 影 响 尤 其 是 当 博 士 后 一 开 始 就 要 和 导 师 共 同 完 成 书 面 计 划 时, 与 没 有 书 面 计 划 的 博 士 后 相 比, 他 们 投 稿 给 需 要 同 行 评 审 的 期 刊 的 论 文 多 23%, 以 第 一 作 者 发 表 的 论 文 多 30%, 撰 写 的 资 金 申 请 计 划 多 25% 该 研 究 发 现, 教 学 经 历 接 触 非 学 术 职 业 以 及 计 划 写 作 和 项 目 管 理 方 面 的 培 训, 也 都 与 很 多 积 极 的 结 果 有 关 我 对 此 结 论 深 有 感 触 我 在 杜 克 大 学 做 博 士 后 时, 书 面 计 划 不 仅 让 合 作 导 师 有 机 会 跟 我 分 享 他 的 想 法, 也 让 我 有 机 会 向 他 提 出 问 题 当 机 会 来 临 时, 我 努 力 将 这 些 建 议 应 用 于 实 践 当 中 在 学 校 和 美 国 国 家 科 学 基 金 会 的 支 持 下, 哈 维 姆 德 大 学 的 博 士 后 奖 学 金 变 成 了 现 实 在 五 年 中, 我 们 为 5 个 博 士 后 提 供 了 为 期 两 年 的 工 作 机 会, 他 们 后 来 都 在 文 理 大 学 获 得 了 终 身 教 职 我 们 与 他 们 保 持 着 联 系, 共 贺 他 们 取 得 的 成 功 与 角 色 的 转 变, 也 在 他 们 遭 遇 挑 战 时 给 予 支 持 看 到 他 们 在 新 的 环 境 下 事 业 渐 成, 并 将 他 们 所 学 的 技 能 应 用 于 实 践, 这 真 是 一 件 激 动 人 心 的 事 情 另 外, 我 也 欣 赏 他 们 作 为 我 们 教 师 队 伍 中 的 一 员 时, 他 们 的 观 点 在 我 们 系 所 发 挥 的 作 用 博 士 后 指 导 计 划 我 们 的 资 助 在 第 五 个 年 头 进 入 尾 声 之 际, 我 想 向 其 他 指 导 博 士 后 的 教 师 推 荐 几 个 我 们 在 计 划 中 做 得 比 较 成 功 的 地 方 我 们 的 计 划 旨 在 为 将 会 到 和 我 们 类 似 的 本 科 教 研 机 构 工 作 的 教 师 提 供 指 导, 确 保 博 士 后 有 一 个 宏 伟 而 又 现 实 的 计 划, 让 他 们 得 到 不 同 的 导 师 而 不 仅 仅 是 一 个 导 师 的 建 议, 让 他 们 融 入 教 师 生 活, 为 进 入 就 业 市 场 做 好 准 备 我 经 常 问 我 们 的 博 士 后 ( 只 是 半 开 玩 笑 ), 他 们 是 否 觉 得 获 得 36

39 博 士 后 数 量 60,000 50,000 40,000 30,000 20,000 10, 自 1980 年 以 来, 科 学 工 程 和 数 学 领 域 的 博 士 后 数 量 从 不 到 2 万 人 增 加 到 2010 年 的 超 过 6 万 年 份 的 指 导 太 多 了, 但 他 们 似 乎 都 不 这 样 认 为 正 如 我 此 前 所 言, 研 究 表 明, 书 面 计 划 能 够 帮 助 博 士 后 对 自 己 的 目 标 进 行 清 晰 可 行 的 定 位 有 时 候, 在 完 成 了 高 强 度 的 论 文 写 作 任 务 之 后, 即 使 教 学 工 作 量 不 大, 也 可 能 很 难 保 持 战 斗 力 共 同 制 定 短 期 和 长 期 研 究 目 标 以 及 定 期 会 面 有 助 于 博 士 后 保 持 动 力 经 常 调 整 目 标 既 可 以 当 作 动 力, 也 可 以 看 作 奖 励 就 像 在 大 多 数 计 划 中 一 样, 我 们 甚 至 在 博 士 后 进 系 之 前, 就 会 给 每 一 个 博 士 后 配 备 一 名 研 究 导 师 另 外, 还 有 一 名 教 学 导 师 和 一 名 专 业 发 展 导 师 会 为 他 们 提 供 新 的 视 野 与 建 议 我 们 的 博 士 后 每 个 学 期 都 只 教 一 门 课 限 定 的 教 学 任 务 使 博 士 后 能 够 专 注 于 研 究, 同 时 又 能 为 他 们 提 供 丰 富 的 教 学 经 验, 而 这 种 经 验 对 于 以 教 学 为 中 心 的 大 学 的 职 位 非 常 重 要 参 与 我 们 计 划 的 博 士 后 最 初 被 分 配 去 教 我 们 学 校 所 有 学 生 必 修 的 入 门 课 程 我 们 让 博 士 后 与 一 位 经 验 丰 富 的 教 师 结 成 对 子, 共 同 教 授 一 门 课 的 不 同 部 分 当 这 个 教 学 对 子 讨 论 课 程 计 划 讲 座 作 业 和 考 试 时, 另 一 个 不 参 与 课 程 计 划 或 教 学 的 教 师 对 课 堂 讲 座 和 讨 论 进 行 观 察 那 样, 两 位 教 师 可 以 从 不 同 角 度 对 该 博 士 后 的 教 学 能 力 撰 写 有 说 服 力 的 详 细 的 推 荐 信 第 一 个 学 期 之 后, 我 们 的 博 士 后 可 以 选 择 讲 授 更 高 级 的 课 程 这 些 课 程 通 常 是 以 团 队 形 式 进 行 授 课 的, 会 给 博 士 后 提 供 更 难 且 更 不 规 范 的 课 程 资 料 这 种 指 导 也 能 确 保 该 课 程 在 讲 授 时 保 持 一 贯 的 严 谨 除 了 研 究 导 师 和 教 学 导 师, 我 们 还 给 博 士 后 配 备 了 职 业 发 展 导 师 他 们 给 博 士 后 检 查 申 请 材 料, 组 织 模 拟 面 试, 对 工 作 会 谈 进 行 反 馈, 以 及 讨 论 工 作 谈 判 问 题 我 的 同 事 迈 克 尔 奥 里 森 提 出, 指 导 性 讨 论 通 常 关 注 如 何 最 好 地 指 导 就 业 作 为 过 去 10 年 的 遴 选 委 员 会 成 员, 我 很 高 兴 能 够 从 由 好 几 个 数 学 家 组 成 并 且 衡 量 标 准 不 同 的 委 员 会 的 角 度, 就 这 类 指 导 之 于 一 个 强 大 的 求 职 者 意 味 着 什 么 的 问 题, 分 享 我 的 看 法 我 们 的 博 士 后 会 在 第 一 年 申 请 几 份 理 想 的 工 作, 如 果 有 必 要 的 话, 他 们 会 在 第 二 年 进 行 更 广 泛 的 求 职 活 动 我 们 还 让 博 士 生 参 与 教 师 生 活 会, 这 样 他 们 就 能 更 好 地 理 解 当 一 名 教 师 意 味 着 什 么 我 在 做 博 士 后 时, 对 系 里 的 管 理 工 作 知 之 甚 少 相 比 之 下, 我 们 的 博 士 后 能 够 像 学 校 的 教 师 一 样, 参 加 系 里 每 年 一 度 的 学 系 年 会 周 会 和 学 校 的 教 职 工 大 会 他 们 在 系 里 时, 我 见 过 他 们 在 制 定 决 策 的 过 程 中 发 表 自 己 的 见 解, 因 此 做 出 了 巨 大 贡 献 ( 当 然, 某 些 会 议 博 士 后 并 不 适 合 参 加, 比 如 讨 论 复 职 晋 升 和 任 期 的 会 议 ) 加 强 指 导 的 另 一 个 方 式, 是 邀 请 博 士 后 参 加 为 新 聘 终 身 教 职 教 师 开 展 的 适 应 性 活 动 和 培 训 活 动 院 校 足 够 大 的 话, 这 群 人 可 能 是 同 一 个 系 的 许 多 人, 但 我 们 的 博 士 后 是 和 全 校 的 访 问 教 师 及 终 身 教 职 教 师 一 起 参 加 这 些 职 业 发 展 活 动 的 近 期 的 博 士 后 阿 曼 达 鲁 伊 兹 说 : 新 教 师 午 餐 让 我 感 觉 自 己 就 是 这 个 群 体 的 一 份 子, 他 们 从 未 让 我 觉 得 自 己 不 如 终 身 教 职 教 师 我 对 高 等 教 育 的 结 构 和 政 治 有 了 很 多 的 了 解, 也 知 道 了 如 何 去 度 过 最 初 的 几 年 时 间 2010 科 技 政 策 博 士 后 在 申 请 工 作 时, 谈 一 谈 他 们 对 研 究 机 构 的 贡 献 大 有 裨 益 我 们 的 博 士 后 参 加 了 系 里 的 项 目, 加 入 了 学 生 俱 乐 部, 如 奇 卡 诺 及 美 洲 原 住 民 科 学 促 进 会 (SACNAS) 和 工 业 与 应 用 数 学 协 会 学 生 分 会 如 今 在 迈 斯 沃 克 公 司 工 作 的 艾 琳 伯 恩 曾 带 着 37

40 科 技 政 策 学 生 去 攀 岩, 如 今 在 威 斯 康 星 大 学 欧 克 莱 尔 分 校 工 作 的 乌 苏 拉 维 策 尔 曾 带 着 学 生 一 起 阅 读 我 们 学 校 图 书 馆 特 殊 馆 藏 的 罕 见 数 学 书, 而 如 今 在 圣 地 亚 哥 大 学 工 作 的 阿 曼 达 鲁 伊 兹 曾 和 学 生 一 起 去 参 加 过 美 国 SACNAS 会 议 为 了 让 博 士 后 更 进 一 步 地 参 与 进 来, 我 们 鼓 励 他 们 为 我 们 为 期 一 年 的 高 峰 体 验 课 程 提 供 指 导 通 过 一 对 一 的 研 究 合 作, 他 们 还 成 功 地 对 撰 写 毕 业 论 文 的 学 生 进 行 了 指 导 我 们 给 博 士 后 划 拨 经 费, 通 常 以 与 资 深 教 员 和 他 们 的 学 生 结 成 对 子 的 方 式, 让 他 们 指 导 两 个 暑 期 生 他 们 还 共 同 参 与 临 床 计 划 的 指 导 工 作, 该 计 划 为 由 大 约 四 个 学 生 及 一 个 导 师 和 企 业 联 络 员 组 成 的 小 组 提 供 工 业 项 目 经 验 我 们 的 博 士 后 导 师 制 从 各 个 方 面 确 保 博 士 后 们 能 凭 借 出 色 的 申 请 引 人 注 目 的 详 尽 的 资 料 出 色 的 研 究 以 及 深 入 的 教 学 指 导 和 服 务 经 验 从 计 划 中 脱 颖 而 出 不 过, 如 果 求 职 者 拥 有 强 大 的 网 络, 申 请 过 程 会 顺 畅 得 多 我 在 做 博 士 后 时, 即 使 是 在 正 式 面 试 之 前, 参 加 会 议 对 我 求 职 成 功 也 有 着 至 关 重 要 的 意 义 我 们 的 博 士 后 职 位 包 括 旅 行 基 金, 我 们 还 鼓 励 博 士 后 们 去 参 加 会 议, 去 临 近 的 机 构 访 问 并 展 示 他 们 的 研 究 在 他 们 去 之 前, 教 师 们 会 去 观 摩 他 们 的 讲 座 并 提 出 反 馈 意 见 这 类 事 情 传 统 上 是 由 研 究 导 师 来 做 的, 但 让 某 个 来 自 其 他 领 域 而 且 对 该 研 究 领 域 不 熟 的 人 充 当 测 试 观 众 可 能 十 分 管 用 我 很 好 奇, 会 有 多 少 研 究 生 或 博 士 后 会 把 会 议 当 作 非 正 式 的 工 作 面 试 呢? 有 些 博 士 后 在 与 他 人 会 面 时 要 比 别 的 博 士 后 自 信 许 多 在 数 学 界, 导 师 的 介 绍, 起 着 重 要 作 用 实 践 与 政 策 尽 管 博 士 后 并 不 会 对 我 们 系 里 的 每 一 个 决 定 都 知 情, 但 他 们 在 开 始 下 一 份 工 作 时 已 经 有 了 第 一 手 经 验, 知 道 一 个 系 如 何 运 作 他 们 从 系 里 的 许 多 老 师 和 学 校 的 同 事 那 儿, 知 道 了 教 师 生 活 会 是 什 么 样 子 毫 无 疑 问, 我 们 提 供 的 多 层 次 指 导 需 要 获 得 资 深 教 师 的 大 力 支 持 尽 管 我 们 的 博 士 后 在 刚 来 的 时 候 都 极 其 出 色, 但 他 们 还 是 坚 持 认 为, 在 哈 维 姆 德 大 学 获 得 的 指 导 帮 助 他 们 找 到 了 理 想 的 工 作, 让 他 们 在 开 始 新 工 作 时 更 加 自 信 所 要 求 提 供 的 博 士 后 指 导 计 划 及 互 联 网 资 源 有 助 于 将 导 师 的 关 注 目 标 集 中 在 博 士 后 的 需 求 上 但 最 终, 导 师 的 责 任 不 仅 是 制 定 好 计 划, 而 且 还 要 坚 决 执 行 这 些 计 划 资 助 机 构 应 该 考 虑 使 用 简 单 的 机 制, 比 如 在 年 度 报 告 中 制 作 一 份 备 忘 录, 鼓 励 审 查 人 员 谨 慎 分 配 指 导 任 务 并 跟 进, 检 查 指 导 计 划 中 承 诺 之 事 是 否 落 实 可 能 有 人 会 说, 没 有 导 师 的 指 导, 博 士 后 也 能 靠 彼 此 的 支 持 找 到 工 作 在 自 然 杂 志 2014 年 9 月 份 刊 登 的 一 篇 文 章 中, 保 罗 斯 马 格 里 克 和 他 的 同 事 报 道 称, 研 究 人 员 所 获 得 的 关 于 工 作 的 指 导 不 管 是 来 自 导 师 还 是 同 事 与 他 们 的 满 意 度 息 息 相 关 但 在 自 然 杂 志 最 近 的 薪 资 调 查 中, 大 多 数 受 访 者 给 出 的 评 价 都 不 怎 么 乐 观 : 只 有 四 分 之 一 的 人 对 他 们 获 得 的 指 导 感 到 满 意, 有 一 半 的 人 称 这 几 乎 没 什 么 影 响 我 希 望 将 来 的 研 究 能 提 供 更 好 的 关 于 博 士 后 与 早 期 工 作 之 间 的 过 渡 的 信 息 我 们 仍 然 不 知 道 导 师 制 的 某 些 方 面 是 否 会 影 响 博 士 后 在 学 术 界 的 去 留, 也 不 清 楚 怎 么 做 才 能 防 止 博 士 后 因 没 有 获 得 可 能 永 久 的 职 位 而 陷 入 困 境 指 导 的 量 要 有 多 少 才 足 以 有 效 呢? 我 相 信, 越 来 越 多 的 导 师 已 经 认 识 到 了 博 士 后 的 需 求, 加 上 政 策 的 变 革, 这 些 都 改 善 了 博 士 后 的 生 活 美 国 国 家 科 学 院 美 国 国 家 工 程 院 和 医 学 研 究 所 联 合 出 版 了 增 加 科 学 家 和 工 程 师 的 博 士 后 经 验 一 书, 作 为 构 建 高 校 博 士 后 经 历 的 指 南 书 中 明 确 为 研 究 机 构 博 士 后 和 导 师 提 出 的 建 议, 与 希 格 玛 赛 研 究 项 目 的 许 多 结 论 有 共 通 之 处, 比 如 有 必 要 将 目 标 写 下 来, 有 必 要 对 表 现 提 出 阶 段 性 反 馈 等 等 书 中 还 有 关 于 最 佳 实 践 案 例 的 信 息 现 在, 我 们 必 须 在 全 美 的 博 士 后 项 目 中 一 以 贯 之 地 实 践 这 些 想 法 我 发 现, 在 专 业 发 展 方 面 与 我 们 的 博 士 后 一 同 协 作, 并 帮 助 他 们 指 引 自 己 的 早 期 职 业 生 涯, 让 人 受 益 匪 浅 我 还 吃 惊 地 发 现, 在 这 件 事 上 我 居 然 花 了 那 么 多 时 间 和 精 力 谢 天 谢 地, 我 们 系 重 视 并 且 认 可 了 我 所 做 的 这 些 工 作 我 希 望 别 的 系 能 从 这 篇 文 章 中 得 到 启 示, 开 发 出 一 套 最 好 的 实 践 方 案, 让 教 授 投 入 时 间 去 支 持 他 们 的 博 士 后, 并 帮 助 教 授 设 计 和 实 施 成 功 的 指 导 计 划 [ 资 料 来 源 :American Scientist][ 责 任 编 辑 : 粒 灰 ] 38

41 今 日 启 明 星 从 3D 打 印 中 寻 找 发 展 机 会 访 上 海 材 料 研 究 所 顾 哲 明 高 级 工 程 师 前 不 久 在 青 浦 举 行 的 年 度 启 明 星 交 流 活 动 会 上, 科 委 基 础 处 领 导 提 议 建 一 个 便 于 启 明 星 交 流 的 微 信 群 后, 立 马 得 到 响 应, 很 快 微 信 群 建 好, 加 入 人 数 一 两 天 内 就 达 到 近 百 人 ; 同 样,2010 年 启 明 星 微 信 群 也 紧 接 着 建 立 并 组 织 了 线 下 活 动, 如 今 这 两 个 微 信 群 的 活 动 势 头 很 好 通 过 这 样 的 载 体, 原 本 成 员 间 联 系 相 对 松 散 的 启 明 星 群 体 开 始 热 闹 起 来 而 在 这 些 沟 通 交 流 中 我 注 意 到 2014 年 启 明 星 上 海 材 料 研 究 所 的 顾 哲 明 博 士 被 群 内 微 友 们 屡 屡 提 到, 此 事 源 出 于 青 浦 聚 会 后 短 短 的 两 三 周 时 间 里, 他 先 后 到 上 海 化 工 研 究 院 和 上 海 中 医 药 大 学 做 了 两 场 有 关 3D 打 印 的 科 普 讲 座 3D 打 印 虽 然 是 近 一 年 来 非 常 热 的 话 题, 但 是 真 正 能 把 这 件 事 对 外 行 讲 清 楚, 其 实 不 容 易 从 会 后 的 反 馈 来 看, 顾 博 士 的 讲 座 达 到 了 这 样 的 效 果 讲 座 过 程 中 他 用 自 带 的 3D 打 印 机 作 现 场 演 示 同 时 回 应 听 讲 者 的 提 问 ; 与 此 同 时, 他 又 和 上 海 东 方 肝 胆 医 院 肝 脏 外 科 的 李 楠 医 生 ( 同 为 启 明 星 ) 等 在 商 量 3D 打 印 技 术 如 何 用 到 患 者 肝 脏 的 立 体 模 型 构 建 上, 短 短 二 周 时 间, 顾 博 士 拿 着 3D 打 印 肝 脏 模 型 和 李 楠 医 生 商 议 了 二 次 正 是 这 些 背 景 促 成 我 确 定 要 采 访 顾 哲 明 二 伯 的 境 遇 令 我 扼 腕 和 警 醒 五 官 周 正, 身 材 好, 与 人 交 往 略 带 腼 腆, 逻 辑 思 维 强, 目 标 明 确 行 动 意 识 强, 一 个 典 型 的 工 科 男, 是 我 对 小 顾 的 第 一 印 象 顾 哲 明,1981 年 3 月 出 生 并 成 长 于 江 苏 南 通, 父 亲 当 年 作 为 工 农 兵 大 学 生 毕 业 后 在 机 械 厂 工 作, 母 亲 是 工 人 或 许 是 父 亲 的 遗 传, 哲 明 从 小 就 对 动 手 做 一 些 小 玩 意 感 兴 趣, 初 中 起 就 对 理 科 偏 好 高 考 考 到 北 京 化 工 大 学 材 料 科 学 与 工 程 专 业, 方 向 是 高 分 子 合 成 小 顾 说 他 选 择 到 北 京 读 书 其 中 有 一 个 原 因 是 他 二 伯 伯 在 北 京, 倒 不 是 因 为 可 以 得 到 他 的 照 顾, 而 是 因 为 可 以 去 看 看 他, 我 二 伯 在 我 到 北 京 念 书 前 就 已 经 中 风 在 家 了, 说 起 他 我 心 里 一 直 很 痛 此 话 引 起 了 我 的 好 奇, 在 我 追 问 下, 小 顾 说 出 了 他 二 伯 一 段 颇 令 人 唏 嘘 的 人 生 故 事 : 我 二 伯 是 高 考 恢 复 前 的 大 学 生 也 是 我 们 家 庭 引 以 为 豪 的 有 学 问 的 人 家 里 人 对 他 的 印 象 是 这 个 人 很 聪 明, 学 习 成 绩 非 常 优 秀, 而 且 是 在 很 轻 松 的 情 况 下 学 得 很 好, 他 很 轻 松 得 就 考 进 南 京 大 学, 毕 业 后 分 到 北 京 一 家 电 子 研 究 所 他 不 合 群 喜 欢 一 个 人 玩, 对 另 一 半 的 寻 找 也 有 很 苛 刻 的 要 求, 非 学 业 优 良 者 不 娶 这 样 到 35 岁 才 结 婚 二 伯 母 也 是 非 常 优 秀 的 北 航 毕 业 的 高 材 生 但 这 样 一 对 不 会 生 活 的 高 智 商 夫 妻, 加 上 他 们 不 合 群 的 性 格, 面 对 诸 多 要 和 社 会 打 交 道 的 事 情 常 常 束 手 无 策, 他 们 在 自 己 儿 子 的 教 育 上 也 是 不 成 功 的, 初 始 溺 爱 过 度, 当 中 则 教 育 失 当, 以 致 都 无 法 完 成 高 等 学 业 加 上 后 来 研 究 院 所 改 制 等 变 化, 二 伯 二 伯 母 逐 步 被 不 断 前 行 的 社 会 边 缘 化 人 生 的 这 些 不 顺 也 使 二 伯 退 休 不 久 就 中 风 在 家 有 次 到 他 家 见 二 伯 在 看 新 闻 联 播, 对 我 说 里 面 谁 谁 他 都 认 识 此 时 此 刻, 看 着 中 风 在 家 只 能 看 着 电 视 里 他 的 同 学 很 风 光, 而 他 自 己 的 模 样 状 态 非 常 差 的 这 一 幕 给 我 留 下 特 别 深 的 印 象 我 二 伯 ( 包 括 二 伯 母 ) 学 了 那 么 多 的 东 西, 也 是 那 么 优 秀, 但 由 于 没 有 必 要 的 情 商, 不 善 于 表 达, 也 不 善 于 与 人 沟 通, 以 致 造 成 天 壤 之 别 的 人 生 境 遇 由 此 给 我 的 一 39

42 今 日 启 明 星 个 强 烈 刺 激 是 一 个 知 识 分 子 如 果 只 是 自 己 蒙 着 头 做, 而 不 善 于 与 人 沟 通, 与 社 会 联 系, 最 终 很 可 能 一 无 所 成 二 伯 的 这 面 鉴 镜 对 小 顾 人 生 态 度 改 变 很 多 在 北 京 化 工 大 本 科 到 硕 士 的 7 年 间, 他 交 了 不 少 朋 友 他 积 极 参 加 学 生 会 活 动, 举 办 讲 座 社 团 年 底 晚 会, 这 些 活 动 他 既 是 组 织 者 又 是 积 极 参 与 者 大 四 时 他 就 入 了 中 共, 硕 士 期 间 当 了 班 长 兼 任 支 部 副 书 记 小 顾 有 意 通 过 这 些 交 往 和 活 动 提 升 自 己 的 情 商 从 石 墨 烯 到 3D 打 印 材 料 在 本 科 的 后 半 阶 段, 小 顾 逐 步 把 专 业 方 向 聚 焦 到 高 分 子 材 料, 但 到 了 研 究 生 阶 段, 才 有 机 会 进 入 到 高 分 子 材 料 中 的 有 机 硅 材 料 缩 聚 反 应 方 面 的 一 些 课 题 也 就 在 那 段 时 间, 小 顾 无 意 中 看 到 英 国 曼 彻 斯 特 大 学 科 学 家 安 德 烈 海 姆 和 康 斯 坦 丁 诺 沃 肖 洛 夫 有 关 石 墨 烯 材 料 制 备 方 面 的 论 文, 这 篇 论 文 只 有 短 短 的 二 页, 但 小 顾 看 后 印 象 极 深, 作 者 描 述 的 这 种 材 料 的 特 性 一 个 原 子 厚 的 材 料 却 具 备 了 很 强 的 导 电 性 和 超 强 的 热 传 导 能 力 深 深 吸 引 了 他 考 博 士 时 (2006 年 ) 因 为 想 到 以 后 工 作 地 点 最 好 能 离 父 母 近 一 点, 小 顾 选 择 了 报 考 华 东 理 工 大 学, 选 择 华 理 的 另 一 个 原 因 是 该 校 材 料 科 学 与 工 程 专 业 李 春 忠 教 授 的 专 业 方 向 中 有 和 石 墨 烯 相 关 的 研 究 最 终 小 顾 如 愿 进 入 李 教 授 的 团 队 攻 读 博 士 学 位 当 时 石 墨 烯 材 料 远 没 有 过 后 几 年 这 项 工 作 获 得 了 2010 年 诺 贝 尔 物 理 学 奖 后 那 么 热 小 顾 就 是 觉 得 石 墨 烯 的 性 质 意 义 与 传 统 材 料 太 不 一 样 了, 鉴 于 当 时 华 理 的 实 验 室 已 经 具 备 了 做 这 种 材 料 的 条 件, 小 顾 提 出 想 做 点 这 方 面 的 尝 试 后 就 得 到 了 李 教 授 的 支 持 这 样, 小 顾 就 把 自 己 博 士 论 文 的 题 目 确 定 在 做 导 电 聚 合 物 石 墨 烯 复 合 材 料 的 制 备 博 士 三 年 时 间 对 制 备 材 料 来 讲 只 是 开 了 个 头 博 士 毕 业 后, 小 顾 应 聘 于 上 海 材 料 研 究 所, 一 开 始 是 在 高 分 子 与 复 合 材 料 事 业 部, 主 要 还 是 沿 袭 博 士 期 间 的 工 作, 研 制 应 用 于 锂 离 子 电 池 正 极 材 料 的 复 合 材 料, 这 里 所 谓 的 复 合 材 料 是 指 导 电 聚 合 物 和 石 墨 烯 的 复 合 这 个 工 作 属 于 应 用 性 基 础 研 究, 在 上 海 材 料 所 这 样 的 转 制 研 究 所, 基 本 上 就 是 做 面 向 市 场 需 求 的 课 题 和 研 发 项 目, 少 数 应 用 性 基 础 研 究 也 是 要 得 到 某 个 专 项 基 金 的 支 持 上 述 导 电 聚 合 物 和 石 墨 烯 的 复 合 就 依 靠 了 一 个 纳 米 专 项 的 支 持 小 顾 的 另 一 块 方 向 是 电 子 浆 料 的 开 发, 这 属 于 典 型 的 应 用 范 畴, 电 子 浆 料 是 用 在 一 些 器 件 上 可 以 导 电 的 材 料, 如 石 英 谐 振 器 太 阳 能 电 池 板 都 会 用 到 电 子 浆 料 在 材 料 所 呆 了 四 年 多 后 (2009~2013), 已 是 材 料 所 高 级 工 程 师 的 顾 哲 明 迎 来 了 一 个 难 得 的 机 遇 3D 打 印 及 其 带 来 的 机 会 这 里 让 我 们 简 要 回 溯 一 下 :2012 年 4 月 21 日 英 国 经 济 学 人 封 面 文 章 推 出 3D 打 印 推 动 第 三 次 工 业 革 命, 使 3D 打 印 这 项 技 术 迅 速 吸 引 了 全 世 界 的 眼 球 国 内 差 不 多 仅 隔 一 二 个 月 后 就 有 大 块 文 章 介 绍 第 三 次 工 业 革 命 的 概 念, 特 别 对 3D 打 印 技 术 做 了 更 多 的 介 绍 很 快, 原 先 就 在 做 类 似 工 作 的 研 发 制 造 ( 那 时 称 为 增 材 制 造 ) 部 门 也 因 着 3D 打 印 的 概 念 获 得 青 睐 和 关 注, 一 些 机 构 乘 势 而 上 希 望 能 从 快 速 崛 起 的 3D 打 印 发 展 大 势 中 找 到 机 会, 一 时 间 可 谓 各 路 英 豪 竟 3D 受 命 调 研, 提 出 专 注 3D 打 印 耗 材 作 为 以 材 料 研 发 为 立 身 之 本 的 上 海 材 料 所 当 然 不 会 置 身 事 外 小 顾 告 诉 我, 一 开 始 是 所 里 几 个 退 休 高 工 看 到 3D 打 印 的 报 道 材 料, 就 把 材 料 转 给 当 时 的 所 长 所 里 安 排 让 顾 哲 明 领 头 调 研 此 事 他 们 调 研 了 南 京 无 锡 的 公 司, 看 了 上 海 的 3D 打 印 展 览 会, 在 向 所 里 提 供 的 报 告 中 建 议 所 里 要 抓 住 这 个 难 得 的 机 遇 尽 快 进 入 这 个 领 域, 而 且 专 注 在 3D 打 印 的 耗 材 研 发 上 这 样, 小 顾 从 2013 年 开 始 转 向 3D 打 印, 到 2014 年 已 将 完 全 转 向 3D 打 印 之 所 以 定 位 在 3D 打 印 材 料, 小 顾 分 析 说 这 是 依 据 市 场 需 求 和 研 究 所 的 能 力 而 定, 3D 打 印 有 软 件 设 备 材 料 三 大 块, 我 们 定 位 在 材 料, 因 为 3D 打 印 所 需 的 很 多 材 料, 如 金 属 粉 末 光 敏 树 脂 高 分 子 粉 末 等 基 本 材 料 现 在 基 本 都 靠 进 口, 价 格 很 贵 而 且 还 限 量 供 应, 如 金 属 粉 末 一 台 进 口 设 备 限 量 进 口 30 公 斤 一 个 月, 因 此,3D 打 印 耗 材 已 成 为 限 制 我 们 3D 打 印 产 业 发 展 的 一 大 瓶 颈 而 我 们 所 在 上 世 纪 年 代 就 已 经 具 备 制 备 金 属 粉 末 设 备 的 能 力, 但 这 样 的 设 备 完 全 无 法 承 担 今 天 对 3D 打 印 金 属 粉 末 的 需 求 2013 年 初 到 2014 年 7 月, 小 顾 的 主 要 任 务 就 是 调 研 金 属 粉 末 制 备 设 备, 在 此 期 间 他 分 别 就 金 属 40

43 今 日 启 明 星 粉 末 和 高 分 子 丝 材 的 制 备 向 科 委 和 经 委 提 出 课 题 申 请 并 得 到 立 项 这 两 种 材 料 中, 小 顾 说 他 更 花 心 力 的 是 高 分 子 丝 材 的 制 备 据 小 顾 的 介 绍, 高 分 子 丝 材 是 所 有 3D 打 印 材 料 中 国 产 化 最 先 突 破 的 材 料 高 分 子 丝 材 主 要 有 ABS 塑 料 和 聚 乳 酸 两 种, 这 两 种 材 料 国 内 都 有 一 些 单 位 在 做, 而 顾 哲 明 他 们 是 希 望 做 出 具 有 功 能 性 的 ABS 和 聚 乳 酸 上 海 材 料 研 究 所 目 前 已 研 发 出 并 正 在 申 请 专 利 的 有 三 类 材 料 : 聚 乳 酸 聚 酯 和 聚 甲 醛, 其 中 聚 乳 酸 材 料 正 在 申 请 国 家 标 准 小 顾 介 绍 说, 他 们 这 几 种 材 料 都 将 以 最 快 的 速 度 推 向 市 场, 所 谓 推 向 市 场 是 指 形 成 销 售 的 批 量 化 产 品 其 中 高 分 子 丝 材 材 料 的 配 方 和 成 型 工 艺 是 我 们 的 核 心 技 术 归 根 到 底 这 得 益 于 科 委 的 启 明 星 项 目 和 包 括 经 委 项 目 在 内 的 经 费 支 持 不 遗 余 力 推 3D 打 印 应 用 除 了 3D 打 印 材 料 的 研 发 制 备, 小 顾 眼 下 更 关 注 的 是 3D 打 印 的 应 用, 尤 其 是 在 医 疗 领 域 的 应 用, 因 为 医 疗 领 域 的 应 用 具 有 个 性 化 少 量 化 的 特 征, 这 些 与 3D 打 印 的 特 点 非 常 吻 合 小 顾 说 他 早 有 这 个 想 法, 但 因 为 与 医 疗 机 构 接 触 的 机 会 很 少, 所 以 这 一 步 一 直 未 能 跨 出 去 前 不 久, 上 海 科 技 启 明 星 联 谊 会 安 排 组 织 的 2013~2014 年 启 明 星 青 浦 联 谊 活 动 会 为 启 明 星 们 搭 建 了 交 流 沟 通 合 作 的 平 台 正 是 通 过 这 次 活 动, 小 顾 结 识 了 一 批 医 务 界 的 启 明 星 朋 友 求 医 心 切 的 顾 博 士 利 用 点 滴 机 会 推 销 3D 打 印, 会 后 他 即 应 邀 到 上 海 化 工 研 究 院 和 上 海 中 医 药 大 学 做 了 二 场 有 关 3D 打 印 的 科 普 报 告 差 不 多 同 时, 他 又 约 了 东 方 肝 胆 医 院 的 李 楠 医 生 谈 合 作 元 旦 过 后 的 第 一 个 工 作 日, 包 括 小 顾 李 医 生 和 复 旦 上 大 的 两 位 启 明 星 在 五 角 场 一 起 喝 咖 啡 时 又 聊 起 合 作 李 楠 提 出 肝 部 肿 瘤 手 术 前 肿 瘤 在 肝 脏 内 部 的 三 维 形 态 目 前 只 能 通 过 平 面 CT 来 判 断, 如 能 有 立 体 的 肝 脏 模 型, 则 无 论 对 主 刀 医 生 还 是 患 者 都 会 很 有 帮 助, 李 楠 很 想 用 3D 打 印 来 实 现 这 件 事 李 楠 提 出 需 求 后, 顾 博 士 当 场 接 招, 合 作 一 拍 即 合 此 后 仅 用 了 6 个 工 作 日, 顾 博 士 就 根 据 李 楠 提 供 的 病 患 的 立 体 肝 脏 资 料, 打 印 完 成 了 二 副 模 型, 一 个 是 原 尺 寸, 另 一 个 是 缩 小 版 的 精 度 更 高 的 模 型 这 以 后 的 几 天 里, 顾 博 士 李 楠 医 生 和 市 六 医 院 骨 科 四 位 启 明 星 在 探 讨 3D 打 印 方 面 的 合 作, 右 边 第 一 人 为 顾 哲 明 的 刘 旭 东 岳 阳 医 院 的 李 福 伦 四 位 启 明 星 相 约 在 五 角 场 一 家 咖 啡 馆 进 一 步 就 可 能 的 合 作 作 交 流 那 天, 我 也 受 顾 博 士 之 邀 到 场 见 证 了 他 们 交 流 的 情 形 李 楠 那 次 就 提 高 3D 打 印 模 型 精 度 和 可 否 做 到 用 不 同 颜 色 来 区 分 肝 脏 的 不 同 部 位 提 出 了 需 求 对 此, 顾 博 士 坦 言, 精 度 问 题 通 过 调 整 有 可 能 提 升, 但 分 色 问 题 目 前 可 能 难 以 解 决 和 李 楠 医 生 的 合 作 很 可 能 是 顾 博 士 团 队 迈 向 医 疗 领 域 的 一 个 起 步 尽 管 还 只 是 刚 刚 开 始, 但 顾 哲 明 对 3D 技 术 在 医 疗 领 域 拓 展 应 用 这 个 方 向 非 常 期 待 接 下 来, 顾 博 士 还 将 通 过 和 市 十 医 院 骨 科 的 李 国 栋 医 生 等 交 流, 寻 求 进 一 步 的 合 作, 我 是 想 通 过 为 医 疗 提 供 服 务 中 找 到 我 们 的 机 会 虽 然 已 经 是 深 入 到 3D 打 印 这 个 领 域, 但 顾 哲 明 认 为 对 3D 打 印 还 是 要 客 观 看, 尽 管 它 离 实 际 应 用 很 近, 但 真 正 能 见 效 还 有 赖 于 材 料 工 艺 等 条 件 的 配 合, 特 别 是 要 找 到 应 用 的 切 入 口, 应 用 的 大 门 不 敞 开,3D 打 印 是 走 不 远 的 今 年 是 顾 哲 明 入 职 材 料 所 的 第 六 个 年 头 五 年 时 间 里, 他 先 后 主 持 了 五 个 课 题, 参 与 了 两 个 课 题, 先 后 发 表 十 篇 论 文, 已 经 申 请 和 正 在 申 请 的 有 8 个 专 利, 参 与 制 定 国 家 标 准 一 项 或 许 比 这 些 更 重 要 的 是 年 方 三 十 四 岁 的 顾 哲 明 已 经 找 到 自 己 的 方 向 3D 打 印 材 料 的 研 发 和 拓 展 3D 打 印 的 应 用 预 祝 这 位 材 料 界 的 青 年 才 俊 一 步 一 步 地 做 成 自 己 想 做 的 事, 在 此 过 程 中 他 会 得 到 我 们 很 多 人 的 祝 福 [ 江 世 亮 采 写 自 2015 年 2 月 1 日 ] 41

44 科 学 与 社 会 一 位 拥 有 数 字 雄 心 的 新 主 编 蔡 立 英 / 编 译 更 新 了 我 的 LinkedIn 个 人 资 料, 品 尝 了 北 卡 罗 来 纳 州 东 部 的 烧 烤 美 味, 然 后 到 希 格 玛 西 总 部 我 的 办 公 室 安 顿 下 来 之 后, 我 很 高 兴 以 美 国 科 学 家 杂 志 新 主 编 的 身 份 介 绍 自 己 我 通 往 希 格 玛 西 的 道 路 杰 米 L. 弗 农 (Jamie L. 开 始 于 去 年 一 月 寒 冷 Vernon), 美 国 科 学 家 杂 的 一 天, 我 从 华 盛 顿 志 新 任 主 编 向 南 旅 行 去 会 见 这 个 杰 出 的 出 版 物 的 创 作 者 们 当 时 距 离 我 参 加 第 114 届 希 格 玛 西 代 表 大 会 年 会 才 刚 刚 过 去 两 个 月, 年 会 上 聚 焦 于 21 世 纪 科 学 传 播 的 对 话 还 在 我 的 脑 海 里 回 响 在 这 个 年 度 会 议 上, 我 参 加 了 与 美 国 科 学 家 杂 志 前 主 编 罗 莎 琳 德 雷 德 (Rosalind Reid) 和 科 里 鲍 威 尔 (Corey Powell) 的 两 个 专 家 小 组 讨 论, 两 位 前 主 编 都 从 他 们 的 经 历 中 分 享 了 很 多 宝 贵 经 验 罗 莎 琳 德 强 调 了 好 的 可 视 化 的 重 要 性, 这 已 成 为 美 国 科 学 家 杂 志 一 个 行 之 有 效 的 优 势 ; 科 里 巧 妙 地 总 结 了 科 普 文 章 的 特 质 趋 势 ; 我 的 发 言 涉 及 了 科 学 传 播 学 的 研 究 总 之, 大 家 反 复 强 调 的 信 息 就 是 媒 介 图 景 正 在 迅 速 发 生 改 变 这 个 趋 势 今 天 还 在 继 续 媒 介 产 业 的 经 济 学 正 变 得 如 此 不 可 预 测, 以 至 于 很 多 著 名 的 杂 志 都 在 竞 相 重 新 设 计 它 们 的 商 业 模 式 而 且, 数 字 出 版 正 在 取 代 纸 质 印 刷, 与 此 同 时, 传 统 的 科 学 期 刊 正 在 被 一 大 群 非 正 式 的 科 学 出 版 者 所 淹 没, 他 们 带 来 了 创 新 的 工 具 和 才 能 潜 藏 在 这 些 现 象 之 下 的 问 题 是 美 国 科 学 家 能 否 在 适 应 这 些 易 变 的 形 势 的 同 时, 继 续 做 科 学 传 播 界 的 领 导 者 我 的 角 色 就 是 确 保 杂 志 在 这 个 快 速 变 化 的 环 境 中 兴 旺 发 达 我 最 近 观 察 到, 公 众 从 科 学 传 播 媒 介 容 易 获 得 信 息 的 期 待 与 日 俱 增 美 国 科 学 家 将 更 直 接 地 回 应 公 众 的 这 种 期 待, 突 出 与 我 们 的 时 代 话 题 相 关 的 科 学 你 会 看 到 我 们 的 杂 志 的 视 觉 呈 现 焕 然 一 新 安 德 鲁 格 尔 曼 (Andrew Gelman) 和 埃 里 克 洛 肯 (Eric Loken) 在 科 学 研 究 中 的 统 计 危 机 (The Statistical Crisis in Science) 一 文 中 讨 论 了 要 求 具 有 统 计 显 著 性 的 相 关 风 险, 即 P- 黑 客 问 题 ; 布 莱 恩 海 耶 斯 (Brian Hayes) 解 构 了 气 候 科 学 家 在 科 学 计 算 专 栏 文 章 澄 清 气 候 模 型 (Clarifying Climate Models) 中 为 了 确 定 我 们 的 地 球 变 暖 的 原 因 而 使 用 的 计 算 机 模 拟 ; 在 视 角 专 栏 文 章 黑 死 病 光 明 的 一 面 (The Bright Side of the Black Death) 中, 帕 特 希 普 曼 (Pat Shipman) 解 释 了 继 中 世 纪 欧 洲 的 腺 鼠 疫 之 后, 人 口 细 分 如 何 矛 盾 地 变 得 更 有 弹 性 面 对 最 近 从 肠 道 病 毒 到 埃 博 拉 病 毒 的 疫 情 爆 发, 这 个 话 题 具 有 直 接 的 相 关 性 正 如 这 些 文 章 所 例 证 的, 科 学 传 播 正 频 繁 地 被 要 求 说 明 问 题, 并 指 导 我 们 解 决 问 题, 我 们 正 有 目 的 地 专 注 于 使 这 些 科 学 信 息 更 容 易 获 取 你 可 能 已 经 注 意 到 美 国 科 学 家 正 在 扩 大 我 们 的 社 会 媒 体 的 存 在 感, 并 且 推 出 了 更 多 的 在 线 内 容, 而 这 还 只 是 个 开 始 在 那 个 寒 冷 的 一 月 天, 我 被 吸 引 到 美 国 科 学 家 杂 志, 因 为 其 作 为 有 意 义 的 科 学 的 著 名 传 播 者 的 声 誉 我 在 利 用 媒 介 技 术 方 面 的 经 验 和 热 情 将 进 一 步 帮 助 杂 志 在 未 来 的 数 字 出 版 世 界 扩 大 声 誉 当 我 们 一 起 开 始 前 方 的 探 险 之 旅 时, 我 也 期 待 听 到 您 的 意 见 和 建 议 [ 资 料 来 源 :Amercian Scientist][ 责 任 编 辑 : 彦 隐 ] 42

45 科 学 与 社 会 科 学 研 究 中 的 统 计 危 机 方 陵 生 / 编 译 依 赖 于 数 据 的 统 计 分 析, 一 个 小 径 分 岔 花 园 的 问 题 解 释 了 为 何 许 多 具 有 统 计 学 意 义 的 比 较 并 不 是 那 么 地 靠 谱 现 今, 人 们 越 来 越 多 的 意 识 到, 一 些 科 技 出 版 物 中 的 所 谓 具 有 统 计 学 意 义 的 宣 称, 往 往 可 能 是 不 太 靠 谱 的 研 究 人 员 通 常 对 p 值 数 据 很 有 信 心,p 值 ( 概 率 ) 是 一 种 随 机 变 化 的 观 察 结 果, 即 对 数 据 集 提 供 的 证 据 与 零 假 设 进 行 比 较 的 一 种 统 计 测 量 方 法 按 照 惯 例,p 值 低 于 0.05 被 认 为 是 对 零 假 设 的 一 个 有 意 义 的 否 定, 然 而, 这 样 的 结 论 可 能 并 不 如 表 面 上 看 起 来 的 那 么 可 靠 p 值 概 念 最 初 是 由 英 国 统 计 学 家 罗 纳 德 费 舍 尔 (Ronald Fisher) 于 上 世 纪 20 年 提 出 的, 其 本 意 是 保 护 研 究 人 员 不 受 嘈 杂 数 据, 即 无 意 义 数 据 信 息 模 式 的 影 响 具 有 讽 刺 意 味 的 是,p 值 如 今 常 被 用 来 作 为 基 于 小 量 样 本 嘈 杂 数 据 信 息 得 出 某 个 结 论 的 佐 证 举 例 来 说, 假 设 对 美 国 民 主 党 和 共 和 党 在 医 疗 保 健 和 军 队 建 设 方 面 进 行 测 试, 测 试 题 可 能 不 涉 及 具 体 调 查 内 容, 如 派 系 与 数 学 解 题 之 间 的 联 系 而 零 假 设 是, 具 体 背 景 条 件 与 测 试 任 务 无 关 或 相 关, 即 双 方 测 试 成 绩 差 异 与 其 在 军 事 或 医 疗 领 域 的 具 体 背 景 条 件 相 关 此 时 可 进 行 大 量 符 合 研 究 人 员 推 论 的 比 较 例 如, 男 性 群 体 的 零 假 设 可 以 否 决 ( 指 具 有 统 计 学 意 义 的 零 假 设 ), 其 依 据 是, 男 人 比 女 人 的 意 识 形 态 更 强 还 有 一 种 模 式 在 女 性 群 体 中 比 男 性 群 体 更 为 明 显, 即 女 性 对 于 背 景 条 件 比 男 性 更 为 敏 感, 或 者 说 这 种 模 式 在 男 女 群 体 中 都 具 有 统 计 学 意 义 与 军 事 问 题 相 比, 我 们 还 会 看 到 在 医 疗 背 景 条 件 下 而 非 军 事 背 景 条 件 下 的 性 别 差 异 目 前 医 疗 保 健 是 一 个 高 度 政 治 化 的 问 题 独 立 人 士 和 无 党 派 人 士 如 何 处 理 这 些 问 题, 取 决 于 他 们 在 数 据 样 本 中 所 占 数 量 的 比 例, 有 可 能 完 全 被 排 除 在 外 于 是, 一 个 首 要 的 假 设 就 是, 问 题 的 背 景 条 件 与 党 派 之 间 的 交 互 是 否 会 对 问 题 的 解 决 产 生 影 响, 即 对 决 策 变 量 存 在 多 重 选 择 的 可 能 而 多 重 比 较 问 题 是 一 个 众 所 周 知 的 概 念, 在 统 计 学 中 被 称 为 p 值 黑 客, 是 由 心 理 学 家 约 瑟 夫 西 蒙 斯 (Joseph Simmons) 等 人 在 2011 年 提 出 的 本 文 的 主 要 观 点 是, 如 果 数 据 分 析 人 员 没 有 有 意 识 地 对 数 据 进 行 筛 选 排 查, 或 明 确 进 行 多 种 数 据 比 较 的 话, 可 能 会 存 有 潜 在 的 多 种 比 较 也 就 是 说, 数 据 分 析 的 具 体 细 节 与 数 据 高 度 相 关, 并 往 往 有 可 能 导 致 p 值 无 效 如 何 对 某 个 假 设 测 试 一 般 来 说, 我 们 对 假 设 的 测 试 可 以 分 成 四 类 : 本 文 作 者 : 安 德 鲁 格 尔 曼 (Andrew Gelman) 教 授, 哥 伦 比 亚 大 学 统 计 学 家 兼 政 治 科 学 家, 埃 里 克 洛 肯 (Eric Loken), 宾 夕 法 尼 亚 大 学 人 类 发 展 学 助 理 教 授 43

46 科 学 与 社 会 (1) 基 于 单 一 统 计 数 据 T 值 的 简 单 的 经 典 测 试, 产 生 的 数 据 结 果 为 T(y),y 代 表 数 据 ;(2) 从 可 能 的 几 种 测 试 方 法 中 预 选 某 个 统 计 值 的 经 典 测 试, 产 生 的 数 据 结 果 为 T(y,φ), 式 中 φ 为 预 定 值 ( 例 如,φ 可 能 对 应 于 一 些 起 主 要 作 用 或 相 关 作 用 的 控 制 变 量 ); (3) 研 究 人 员 单 纯 对 数 据 信 息 进 行 统 计 分 析, 对 不 同 的 数 据 集 进 行 不 同 的 测 试, 产 生 的 数 据 结 果 为 T (y,φ(y)), 式 中 φ 为 观 察 数 据 ;(4) 直 接 对 数 据 进 行 钓 鱼, 即 指 非 法 数 据 调 查, 在 j = 1, J 时, 计 算 T (y;φj), 在 进 行 J 测 试 时 得 出 最 佳 结 果 数 据 T (y,φbest(y)) 考 虑 到 以 上 所 述 的 各 种 选 择, 以 及 实 际 研 究 中 的 各 种 可 能 性, 要 寻 找 统 计 学 上 有 意 义 的 结 果 ( 几 乎 可 以 肯 定 在 0.05 甚 至 0.01 之 间 寻 找 ), 其 难 度 是 难 以 想 象 的 在 这 种 情 况 下, 研 究 人 员 只 需 进 行 基 于 这 些 数 据 的 一 种 测 试, 得 出 结 果 为 T(y,φ(y)), 这 种 方 法 似 乎 是 有 意 为 之 的 钓 鱼, 为 的 就 是 要 得 出 这 样 的 结 果 正 如 政 治 科 学 家 玛 卡 尔 坦 汉 弗 莱 斯 (Macartan Humphreys) 等 人 于 2013 年 所 写 的 那 样, 一 位 研 究 人 员 在 面 对 多 个 合 理 结 果 时 可 能 会 想, 其 中 较 少 嘈 杂 数 据 的 测 量 结 果 很 可 能 是 对 的, 并 据 此 得 出 推 论, 这 时 他 很 可 能 就 是 错 的 在 之 前 提 出 的 一 些 假 设 例 子 中, 医 疗 背 景 条 件 的 不 同, 可 能 会 导 致 不 同 的 结 果, 就 是 一 个 例 证 在 小 尺 度 效 应 背 景 下, 这 样 的 错 误 有 特 别 的 风 险, 样 本 规 模 越 小, 测 量 误 差 越 大, 变 量 差 异 也 越 高 而 样 本 规 模 较 大, 测 量 误 差 较 小, 变 量 差 异 也 较 低 用 贝 叶 斯 计 算 理 论 来 解 释 ( 即 p 值 是 指 给 定 数 据 的 假 设 合 理 性, 而 不 是 相 反 ), 任 何 基 于 数 据 的 结 论, 如 果 在 先 验 上 更 有 可 能, 那 就 更 为 可 信, 如 果 估 计 有 更 多 错 误, 那 就 不 太 可 信 要 想 获 得 具 有 统 计 学 意 义 的 结 果, 如 果 在 数 据 收 集 时 不 抱 偏 见, 即 使 从 相 当 嘈 杂 的 数 据 中, 也 可 以 通 过 反 复 比 较 数 据 排 除 分 析 不 同 相 关 关 系 和 控 制 不 同 预 测 因 子 等 方 法, 得 到 具 有 统 计 学 意 义 的 结 果 但 在 现 实 中, 研 究 人 员 会 带 着 很 强 的 实 质 性 假 设 进 入 某 项 研 究, 在 某 种 程 度 上 对 于 任 何 给 定 的 数 据 集, 合 适 的 分 析 似 乎 是 显 而 易 见 的 即 使 选 择 的 数 据 是 用 于 分 析 其 的 一 个 确 定 性 函 数, 也 无 益 于 消 除 多 重 比 较 带 来 的 问 题 手 臂 力 量 与 经 济 地 位 2013 年, 丹 麦 奥 尔 胡 斯 大 学 的 迈 克 尔 彼 得 森 (Michael Petersen) 团 队 发 表 了 一 项 研 究 报 告, 声 称 发 现 男 性 上 身 力 量 与 其 社 会 经 济 地 位 之 间, 以 及 他 们 对 经 济 再 分 配 态 度 之 间 的 联 系 文 章 以 手 臂 力 量 为 代 表, 认 为 社 会 经 济 地 位 (SES) 较 高 的 男 性 反 对 财 富 的 再 分 配, 而 社 会 经 济 地 位 较 低 的 男 性 则 支 持 财 富 的 重 新 分 配 值 得 注 意 的 是, 作 者 报 告 了 有 统 计 学 意 义 的 交 互 关 系, 但 没 有 统 计 学 意 义 上 的 主 效 应, 即 他 们 没 有 发 现 较 大 臂 围 男 性 对 经 济 再 分 配 持 更 保 守 的 立 场, 只 是 发 现 较 高 社 会 经 济 地 位 的 男 性 其 臂 围 与 反 对 再 分 配 财 富 之 间 的 关 系 如 果 发 现 了 主 效 应 ( 两 个 方 向 的 效 应 ), 理 论 上 他 们 可 以 得 出 一 个 合 理 的 解 释 如 果 没 有 主 效 应, 也 就 没 有 交 互 影 响, 他 们 或 会 去 寻 找 其 他 的 交 互 影 响 例 如, 学 生 有 或 没 有 年 长 兄 姐 进 行 比 较 的 交 互 影 响 关 系 我 们 在 2013 年 的 一 份 报 告 中 表 明, p 值 黑 客 可 能 意 味 着 对 统 计 学 意 义 的 积 极 追 求 当 然, 对 于 统 计 学 家 来 说, 在 数 据 的 基 础 上 完 善 他 们 的 假 设 是 合 理 的 当 所 需 模 式 没 有 作 为 主 效 应 出 现 时, 再 观 察 其 交 互 关 系 也 是 有 道 理 的 例 如 年 长 兄 姐 的 交 互 关 系, 这 种 家 庭 关 系 在 进 化 心 理 学 上 的 解 释 通 常 被 认 为 是 很 关 键 的 当 然, 在 一 些 统 计 调 查 中 也 存 有 一 定 的 自 由 度, 例 如 在 不 同 国 家 进 行 的 调 查 问 卷, 研 究 人 员 会 发 现, 丹 麦 的 一 些 问 卷 内 容 如 果 由 美 国 人 来 回 答, 答 案 会 是 完 全 不 同 的 之 后 进 一 步 的 解 释 是, 当 这 些 不 可 靠 的 问 卷 项 目 被 删 除 之 后 交 互 效 应 就 有 意 义 了 2013 年, 心 理 学 家 布 雷 恩 诺 塞 克 (Brian Nosek ) 等 人 公 布 了 他 们 复 制 的 实 验 案 例 一 个 认 知 判 断 和 政 治 态 度 的 实 验 在 这 项 他 们 称 为 50 灰 度 的 研 究 中, 诺 塞 克 等 人 发 现 了 政 治 极 端 主 义 与 黑 色 或 白 色 图 像 而 非 灰 度 中 间 色 感 知 能 力 之 间 的 一 个 具 有 统 计 学 意 义 的 交 互 关 系 最 初 估 计 分 析, 复 制 实 验 有 99% 的 机 会 达 到 统 计 学 的 意 义,p 值 < 0.05 但 事 实 上, 复 制 尝 试 是 不 成 功 的,p 值 为 0.59 虽 然 没 有 达 到 预 期 结 果, 但 重 要 的 是 这 项 实 验 所 表 明 的 具 有 统 计 学 意 义 的 p 值 不 能 从 表 面 值 取 得, 即 使 某 种 比 较 与 现 有 的 理 论 一 致 44

47 科 学 与 社 会 英 国 统 计 学 家 罗 纳 德 费 舍 尔 定 义 的 统 计 学 意 义 应 小 于 0.05p 值 超 感 知 觉 (ESP) 研 究 2011 年, 一 个 可 能 是 虚 假 统 计 学 意 义 的 案 例 引 起 了 争 议 康 奈 尔 大 学 社 会 心 理 学 教 授 达 里 尔 贝 姆 (Daryl Bem) 声 称 找 到 了 超 感 知 觉 (ESP) 的 证 据 在 他 的 第 一 次 实 验 中,100 名 学 生 参 加 了 可 视 化 图 像 的 测 试, 在 情 色 图 片 测 试 中 他 发 现 了 具 有 统 计 学 意 义 的 结 果, 而 在 非 情 色 图 片 中 则 没 有 什 么 发 现 随 后 在 一 些 失 败 的 复 制 实 验 尝 试 后, 由 此 引 起 的 争 议 逐 渐 消 退 但 是, 它 作 为 一 个 案 例 仍 然 为 人 们 感 兴 趣, 它 表 明 在 任 何 领 域 内, 调 查 人 员 可 以 利 用 普 遍 接 受 的 研 究 实 践 去 发 现 统 计 学 上 的 意 义 贝 姆 在 论 文 中 提 出 了 九 种 不 同 的 实 验 方 法 和 许 多 具 有 统 计 学 意 义 的 结 果, 即 多 样 化 的 自 由 度 让 他 可 以 继 续 寻 找, 直 到 他 找 到 自 己 想 要 的 东 西 但 考 虑 到 与 他 能 获 得 的 其 他 许 多 比 较, 如 果 受 试 者 能 够 识 别 的 所 有 图 片 高 于 统 计 学 意 义 上 的 概 率, 那 么 肯 定 会 被 作 为 ESP 的 证 据 但 如 果 非 情 色 图 片 测 试 成 绩 更 高 呢? 人 们 可 以 很 容 易 地 辩 驳, 情 色 图 片 容 易 分 散 注 意 力, 只 有 非 情 色 图 片 才 是 ESP 现 象 的 一 个 好 的 测 试 对 象 如 果 受 试 者 在 统 计 学 意 义 上 的 表 现 明 显 好 于 前 半 段, 显 然 是 通 过 学 习 获 得 提 高 的 证 据, 但 如 果 上 半 段 成 绩 更 好, 那 显 然 是 因 为 后 半 段 注 意 力 疲 劳 的 缘 故 贝 姆 等 人 在 论 文 中 反 驳 了 这 些 批 评 意 见, 称 他 的 假 设 是 一 种 试 探 性 研 究 这 个 假 设 的 特 异 性 源 于 早 期 的 几 个 预 感 实 验, 如 1997 年 或 之 前 的 研 究 表 明, 参 与 者 显 示 异 常 的 预 知 能 力, 在 看 到 情 色 图 片 几 秒 钟 之 前 便 产 生 了 生 理 冲 动, 但 在 看 到 让 人 心 情 平 静 或 非 情 色 图 片 之 前 则 未 出 现 这 种 情 况 他 们 也 将 情 色 图 片 与 非 情 色 图 片 混 杂 展 示, 以 观 察 参 与 者 是 否 能 够 预 测 这 些 图 片 出 现 的 左 右 位 置, 结 果 发 现 他 们 不 能 贝 姆 等 人 认 为, 这 一 发 现 与 预 感 实 验 的 结 果 一 致 我 们 没 有 理 由 怀 疑 上 述 对 动 机 的 描 述, 但 似 乎 很 清 楚 的 是, 每 一 个 科 学 假 设 都 对 应 于 多 个 统 计 学 上 的 假 设 例 如, 关 于 生 理 冲 动 的 异 常 预 知 能 力 的 描 述, 假 设 实 验 受 试 者 对 于 情 色 图 片 在 统 计 学 意 义 上 的 表 现 较 差, 这 个 结 果 同 样 也 符 合 这 一 理 论 理 由 是, 异 常 冲 动 可 能 干 扰 有 效 的 预 知 过 程 贝 姆 坚 称 他 的 假 设 不 是 通 过 事 后 数 据 探 查 形 成 的, 而 是 以 数 据 为 依 据 的 分 析 结 果 例 如, 如 果 男 性 在 情 色 图 片 测 试 中 或 女 性 在 浪 漫 图 片 测 试 中 表 现 更 好, 那 么 就 没 有 理 由 认 为 这 样 的 模 式 看 起 来 会 像 是 钓 鱼 或 p 值 黑 客, 相 反, 它 将 很 自 然 地 被 视 为 与 研 究 假 设 相 符 因 为 有 大 量 文 献 表 明 男 女 对 视 觉 性 刺 激 反 应 的 性 别 差 异 月 经 周 期 与 选 举 投 票 2013 年, 心 理 学 家 克 丽 丝 蒂 娜 杜 兰 特 (Kristina Durante) 等 人 在 心 理 科 学 杂 志 上 发 现 了 一 篇 基 于 调 查 数 据 的 论 文, 该 论 文 声 称 排 卵 让 单 身 女 性 产 生 更 多 自 由 倾 向, 更 少 宗 教 信 仰, 且 更 可 能 投 票 给 奥 巴 马 论 文 还 称, 在 已 婚 和 排 卵 期 的 女 性 中, 有 40% 的 人 支 持 罗 姆 尼, 而 非 排 卵 期 的 女 性 中, 支 持 者 只 占 23% 相 比 之 下, 排 卵 让 已 婚 妇 女 更 保 守, 更 多 宗 教 信 仰, 更 可 能 投 票 支 持 罗 姆 尼 总 之, 排 卵 周 期 会 影 响 女 性 的 政 治 倾 向 对 于 报 道 中 的 具 有 统 计 学 上 的 意 义, 是 否 意 味 着 我 们 要 义 不 容 辞 的 相 信, 或 者 至 少 考 虑 数 据 是 支 持 他 们 假 设 的 有 力 证 据 呢? 非 也, 理 由 还 是 那 个 小 径 分 岔 花 园 的 比 喻, 即 使 杜 兰 特 等 人 只 对 看 到 的 某 个 特 定 的 数 据 集 进 行 分 析, 他 们 也 可 以 进 行 其 他 分 析, 从 中 得 到 与 他 们 理 论 一 致 的 结 果 事 实 上, 论 文 中 关 于 交 互 作 用 的 描 述 ( 已 婚 女 45

48 科 学 与 社 会 性 和 单 身 女 性 的 不 同 模 式 ) 与 作 者 的 理 论 视 角 ( 排 卵 引 导 妇 女 优 先 保 护 拥 有 遗 传 适 应 性 指 标 的 基 因 利 益 ) 相 符 正 如 作 者 所 指 出 的 那 样, 他 们 的 假 设 符 合 这 一 想 法, 即 女 性 应 该 会 支 持 更 具 自 由 倾 向 的 候 选 人 或 者 假 设 数 据 遵 循 相 反 的 模 式, 随 着 排 卵 期 的 到 来, 持 保 守 或 自 由 态 度 的 女 性 的 投 票 倾 向 性 也 随 之 发 生 改 变 其 他 需 要 考 虑 的 自 然 交 互 影 响, 还 包 括 年 龄 或 社 会 经 济 地 位 等 ( 如 前 文 提 到 的 臂 围 因 素 ) 初 一 看, 这 些 描 述 可 能 显 得 微 不 足 道, 或 者 研 究 人 员 从 中 发 现 了 与 他 们 理 论 相 一 致 的 大 的 影 响 因 素 那 么 为 什 么 我 们 还 要 如 此 挑 剔 呢? 我 们 认 为, 呼 吁 人 们 关 注 这 些 缺 陷 是 出 于 两 个 原 因 首 先, 声 称 月 经 周 期 导 致 20% 的 投 票 意 向 差 异, 实 质 上 是 难 以 置 信 的 有 证 据 表 明, 很 少 有 人 会 在 总 统 大 选 活 动 期 间 改 变 他 们 的 投 票 意 向 ; 其 二, 所 发 表 的 统 计 学 意 义 的 比 较 结 果 是 作 者 论 文 的 中 心 部 分 ( 如 果 没 有 p < 0.05 的 结 果, 是 不 会 被 发 表 在 顶 级 期 刊 上 的 ), 所 有 潜 在 相 关 性 的 高 度 多 样 性 也 与 此 有 关 除 了 主 要 效 应 和 交 互 作 用 的 选 择 之 外, 杜 兰 特 和 她 的 合 作 者 还 有 几 个 政 治 相 关 问 题 需 要 处 理 ( 政 治 态 度 及 投 票 意 向 ), 其 他 人 口 统 计 学 变 量 ( 年 龄 种 族 生 育 状 况 ) 以 及 婚 姻 关 系 的 弹 性 ( 例 如, 曾 经 的 单 身 与 已 婚 选 择 栏, 后 来 就 变 成 了, 单 身 与 一 段 恋 情 选 择 栏 ) 数 据 处 理 与 数 据 分 析 2013 年, 心 理 学 家 亚 历 克 比 埃 尔 (Alec Beall) 和 杰 西 卡 特 蕾 西 (Jessica Tracy) 在 心 理 科 学 杂 志 上 刊 文 说, 生 育 高 峰 期 的 女 性 在 月 经 周 期 爱 穿 红 色 或 粉 红 色 衬 衫 的 比 例 是 其 他 女 性 的 三 倍 他 们 的 理 论 认 为, 这 可 能 基 于 这 样 一 种 理 念, 红 色 或 粉 红 色 对 异 性 更 有 吸 引 力, 脸 色 看 上 去 也 更 健 康 特 蕾 西 和 比 埃 尔 在 网 站 上 称, 他 们 进 行 研 究 的 唯 一 目 的 是 对 一 个 特 定 的 假 设 进 行 测 试 : 怀 孕 风 险 会 增 加 女 性 对 红 色 或 粉 红 色 穿 着 的 倾 向 性 他 们 是 引 用 了 大 量 研 究 成 果 得 出 这 一 假 设 的 似 乎 很 明 显 的 是, 他 们 的 分 析 是 依 数 据 而 定 在 他 们 特 定 理 论 的 框 架 内 对 于 数 据 的 筛 选 和 分 析 可 以 有 许 多 的 选 择 最 重 要 的 是, 他 们 的 实 验 报 告 和 分 析 是 没 有 预 定 的 尽 管 比 埃 尔 和 特 蕾 西 所 作 的 分 析 符 合 他 们 的 整 体 研 究 假 设 我 们 也 相 信 他 们 所 说 的, 他 们 没 有 进 行 钓 鱼 ( 即 指 非 法 数 据 调 查 ), 他 们 的 特 定 决 策 仍 然 有 许 多 的 自 由 度, 包 括 如 何 严 格 设 定 被 调 查 女 性 的 年 龄 标 准 色 调 标 准, 以 及 潜 在 交 互 作 用 的 查 验 和 将 不 同 比 较 结 果 进 行 综 合 还 是 对 比, 等 等 在 上 述 这 个 例 子 中, 比 埃 尔 和 特 蕾 西 是 一 方, 杜 兰 特 和 她 的 合 作 者 是 另 一 方, 他 们 在 类 似 事 件 的 启 发 下, 同 年 在 同 一 份 杂 志 上 发 表 了 各 自 的 论 文 但 在 细 节 上 他 们 则 有 所 不 同, 都 在 自 己 选 择 关 注 的 比 较 数 据 分 析 中 发 现 了 具 有 统 计 学 意 义 的 结 果 这 两 项 研 究 对 女 性 的 生 育 年 龄 进 行 了 调 查, 但 一 项 研 究 描 述 的 是 其 主 要 影 响, 而 另 一 项 研 究 描 述 的 则 是 单 身 女 性 和 已 婚 女 性 之 间 的 区 别 但 无 论 哪 种 情 况, 规 则 和 数 据 分 析 选 择 都 不 是 事 先 预 定 好 的 在 小 径 分 岔 的 花 园 里, 无 论 你 采 取 什 么 样 的 路 线, 道 路 似 乎 都 是 预 定 好 的 而 在 实 际 研 究 中, 研 究 人 员 并 不 通 过 多 个 测 试 来 确 定 哪 个 才 能 获 得 最 佳 p 值 相 反, 他 们 使 用 自 己 的 科 学 常 识, 考 虑 所 拥 有 的 数 据 资 料, 以 认 为 合 理 的 方 式 来 制 定 某 个 假 设 但 如 果 认 为, 是 选 定 的 特 定 路 径 产 生 了 具 有 统 计 学 意 义 的 结 果, 就 是 支 持 他 们 假 设 的 强 有 力 证 据, 这 么 想 就 错 了 我 们 能 够 做 些 什 么? 任 何 看 起 来 相 对 比 较 难 的 研 究, 总 可 能 会 找 到 缺 陷 的 我 们 有 很 多 取 决 于 数 据 的 分 析 工 作, 我 们 一 直 在 宣 称 一 些 具 有 统 计 学 意 义 的 结 果, 而 忽 略 了 数 据 选 择 的 偏 向 性 或 多 重 比 较 引 起 的 一 些 问 题 所 以 我 们 也 要 谈 谈 积 极 的 方 面, 以 避 免 只 是 扮 演 一 个 被 责 难 的 统 计 员 的 角 色 根 据 我 们 的 经 验, 以 数 据 为 依 据 来 完 善 自 己 的 研 究 假 设 是 一 种 良 好 的 科 学 实 践, 进 行 这 类 实 践 的 科 学 家 也 敏 锐 地 意 识 到 数 据 挖 掘 的 风 险, 他 们 使 用 置 信 区 间 ( 置 信 区 间 在 广 义 上 即 区 间 估 计, 在 各 式 各 样 的 量 化 研 究 中 有 广 泛 的 应 用 译 注 ) 和 p 值 作 为 工 具 来 避 免 被 无 用 信 息 干 扰 遗 憾 的 是, 这 一 切 的 努 力 还 是 产 生 了 某 种 副 产 品, 即 当 统 计 学 上 有 意 义 的 模 式 出 现 时, 人 们 自 然 会 感 到 兴 奋, 并 相 信 它 是 真 的 事 实 上, 科 学 家 一 般 不 会 作 弊, 也 不 会 通 46

49 科 学 与 社 会 过 钓 鱼 去 寻 求 具 有 统 计 学 意 义 的 结 果, 于 是, 当 他 们 遇 到 某 个 能 越 过 p < 0.05 阈 值 而 足 够 强 大 的 模 式 时, 很 容 易 会 得 出 坚 信 不 疑 的 结 论 对 于 使 用 p 值 来 证 明 某 个 科 学 主 张, 或 者 指 出 某 个 多 重 比 较 令 p 值 无 效 的 宣 称, 我 们 不 是 第 一 个 对 此 表 示 担 忧 的 我 们 的 目 的 只 在 于 提 请 注 意,p 值 的 有 效 性 需 要 在 多 个 数 据 集 中 得 到 检 验 与 此 相 关 的 考 虑 是, 数 据 依 赖 的 分 析 和 解 释 选 择, 如 果 用 了 其 他 可 能 的 数 据 库 是 否 就 会 不 同? 如 果 是 这 样 的 话, 即 使 对 给 定 数 据 只 进 行 一 项 分 析, 由 于 对 变 量 组 合 数 据 包 含 和 数 据 排 除 变 量 转 换 等 的 选 择 在 缺 少 主 效 应 情 况 下 的 交 互 影 响 的 测 试, 多 重 比 较 的 问 题 也 会 出 现 在 这 一 点 上 也 许 人 们 会 有 异 议, 因 为 任 何 研 究 都 要 涉 及 到 与 数 据 相 关 的 决 策, 从 某 种 意 义 上 来 说, 是 的 但 是 我 们 已 经 讨 论 了 一 些 例 子, 从 中 发 现 了 一 种 倾 向, 即 过 度 依 赖 p 值 来 支 持 某 个 强 大 的 推 理 例 如 ESP 实 验, 这 是 一 个 没 有 真 正 理 论 基 础 的 现 象, 研 究 的 目 的 只 是 揭 示 一 系 列 小 的 影 响 而 已 而 对 女 性 投 票 行 为 的 研 究 男 性 对 财 富 分 配 的 态 度, 以 及 女 性 排 卵 期 倾 向 于 穿 红 色 衣 服, 大 致 是 符 合 进 化 理 论 的, 通 常 会 产 生 一 些 难 以 置 信 的 影 响 统 计 学 的 未 来 之 路 在 政 治 领 域 内, 汉 弗 莱 斯 等 人 建 议 对 整 个 数 据 收 集 和 分 析 报 告 提 前 定 义 ( 预 定 义 ) 然 而, 这 对 于 我 们 自 己 的 大 多 数 研 究 项 目 而 言, 这 一 做 法 几 乎 是 没 有 意 义 的 最 重 要 的 是 假 设 不 可 能 提 前 制 定 例 如, 较 为 成 功 的 盖 尔 曼 模 式, 即 富 裕 国 家 和 贫 穷 国 家 中 穷 人 选 民 和 富 人 选 民 态 度 比 较 的 研 究 项 目, 只 是 在 对 数 据 进 行 多 角 度 研 究 后 才 开 始 变 得 明 显 起 来 ( 其 他 选 举 分 析 也 证 实 了 这 一 模 式 ) 而 在 心 理 学 等 领 域, 要 获 得 更 多 的 数 据 通 常 并 没 有 这 么 困 难, 预 定 义 是 有 意 义 的 与 此 同 时, 我 们 不 希 望 对 统 计 学 的 纯 度 成 为 约 束 科 学 研 究 的 紧 身 衣, 无 论 是 在 心 理 营 养, 还 是 在 教 育 领 域, 最 有 价 值 的 统 计 分 析 通 常 只 出 现 在 涉 及 数 据 的 迭 代 过 程 之 后 预 定 义 在 某 些 领 域 可 能 实 用, 但 在 政 治 领 域, 想 以 此 作 为 通 用 的 解 决 方 案 是 不 现 实 的 我 们 想 要 强 调 的 一 点 是, 研 究 人 员 应 该 对 他 们 进 行 数 据 分 析 的 选 择 要 有 更 清 醒 的 认 识, 意 识 到 p 值 公 布 可 能 会 产 生 的 问 题 最 终, 他 们 可 以 参 考 已 发 表 的 开 放 式 分 析, 以 对 自 己 的 想 法 进 行 外 部 验 证, 这 种 做 法 在 统 计 科 学 和 计 算 机 科 学 领 域 很 流 行 具 体 可 以 进 行 两 个 实 验, 一 是 对 仍 然 处 于 理 论 阶 段 的 想 法 进 行 探 索, 二 是 对 预 先 的 实 验 目 的 进 行 确 认 在 很 大 程 度 上, 统 计 学 的 一 些 观 测 领 域, 如 政 治 科 学 经 济 学 社 会 学, 复 制 实 验 是 困 难 的 或 不 可 行 的 我 们 无 法 轻 易 通 过 战 争 或 金 融 危 机 等 来 收 集 数 据, 唯 一 的 建 议 就 是 对 现 有 数 据 进 行 更 全 面 的 分 析, 起 点 是 对 所 有 相 关 比 较 进 行 分 析, 而 不 仅 仅 关 注 于 具 有 统 计 学 意 义 的 东 西 我 们 曾 说 过, 多 层 次 建 模 可 以 解 决 多 重 比 较 的 问 题, 但 这 种 方 法 的 实 际 困 难 可 能 也 不 小 我 们 必 须 意 识 到, 没 有 预 先 定 义 或 没 有 真 实 复 制 的 机 会, 我 们 对 数 据 分 析 的 选 择 将 只 能 是 数 据 依 赖 性 的, 即 使 研 究 动 机 是 理 论 性 的 当 预 定 义 的 复 制 很 困 难 或 者 不 可 能 时 ( 如 社 会 科 学 和 公 共 卫 生 研 究 领 域 ), 我 们 相 信 最 好 的 策 略 是 对 所 有 数 据 进 行 的 全 面 分 析, 而 不 只 是 集 中 于 某 项 比 较 或 较 少 的 多 重 比 较 没 有 一 个 统 计 质 量 控 制 委 员 会 来 强 制 进 行 这 种 更 大 规 模 的 分 析, 而 且 我 们 也 不 认 为 这 样 的 强 制 措 施 是 恰 当 的 随 着 越 来 越 多 的 科 学 家 们 效 仿 诺 塞 克, 公 开 表 示 p 值 对 自 己 研 究 的 不 良 影 响 时, 我 们 希 望 提 升 对 全 面 数 据 分 析 的 动 机, 以 减 少 这 些 问 题 的 困 扰 必 要 时 必 须 退 后 一 步, 到 一 个 更 能 清 晰 区 分 探 索 性 和 验 证 性 数 据 分 析 的 区 间, 以 识 别 各 自 的 优 点 和 局 限 性 在 一 些 数 据 容 易 收 集 的 领 域, 也 许 诺 塞 克 两 部 走 的 方 法, 即 在 正 式 公 布 结 果 之 前 进 行 一 次 复 制 实 验, 可 为 未 来 的 研 究 设 置 一 个 标 准, 以 代 替 目 前 的 通 常 做 法, 即 每 项 研 究 都 有 自 己 取 决 于 数 据 分 析 的 统 计 学 意 义 科 学 家 们 必 须 意 识 到,p 值 不 一 定 从 表 面 值 获 得, 这 并 不 意 味 着 科 学 家 们 不 能 选 择 有 效 的 统 计 推 断 我 们 强 烈 的 意 识 到, 越 来 越 接 近 真 相 是 科 学 家 最 感 兴 趣 的 用 伟 大 的 统 计 教 育 家 弗 雷 德 里 克 穆 斯 特 勒 (Frederick Mosteller) 的 话 来 说, 统 计 数 据 很 容 易 让 我 们 受 骗, 但 没 有 统 计 数 据 我 们 更 容 易 被 骗 [ 资 料 来 源 :American Scientist][ 责 任 编 辑 : 则 鸣 ] 47

50 科 学 与 社 会 人 人 都 该 知 道 的 统 计 相 关 性 知 识 蔡 立 英 / 编 译 一 个 寻 常 的 分 析 错 误 会 阻 碍 生 物 医 学 研 究 并 误 导 公 众 2012 年, 新 英 格 兰 医 学 杂 志 刊 登 了 一 篇 论 文, 声 称 吃 巧 克 力 可 以 提 高 认 知 功 能 得 出 这 一 结 论 的 根 据 是 每 个 国 家 的 诺 贝 尔 奖 得 主 数 量 与 该 国 巧 克 力 人 均 消 费 量 具 有 强 相 关 性 当 我 读 到 这 篇 论 文 时, 我 诧 异 于 它 竟 然 通 过 了 同 行 评 审, 因 为 对 我 而 言 很 显 然 作 者 犯 了 两 个 常 见 错 误, 这 是 我 在 生 物 医 学 文 献 中 看 到 研 究 者 进 行 相 关 分 析 时 经 常 犯 的 错 误 相 关 性 描 述 了 两 个 观 察 现 象 之 间 的 线 性 关 系 强 度 ( 为 了 简 化 说 明, 这 里 我 着 重 阐 述 最 常 用 的 线 性 关 系 皮 尔 森 相 关 ) 例 如, 一 个 变 量 值 的 增 加, 比 如 巧 克 力 消 费 量, 可 能 会 跟 随 着 另 一 个 变 量 值 的 增 加 而 增 加, 比 如 诺 贝 尔 奖 得 主 或 者 可 能 是 负 相 关 : 一 个 变 量 的 增 加 会 伴 随 另 一 个 变 量 的 减 少 因 为 有 可 能 两 个 数 值 不 能 用 相 同 单 位 表 示 的 变 量 关 联 起 来 例 如, 人 均 收 入 和 霍 乱 发 病 率 它 们 的 关 系 是 用 一 个 无 单 位 的 数 值 来 计 算 的, 那 就 是 相 关 系 数 相 关 系 数 的 数 值 范 围 是 从 -1 到 +1, 绝 对 值 越 接 近 1, 则 表 示 相 关 性 越 强 相 关 系 数 鲜 明 的 简 洁 性 隐 藏 了 解 释 其 意 义 时 面 临 的 相 当 大 的 复 杂 性 新 英 格 兰 医 学 杂 志 那 篇 论 文 的 一 个 错 误 是, 作 者 在 群 体 数 据 的 基 础 上 得 出 关 于 个 体 的 结 论 时, 陷 入 了 生 态 学 谬 误 中 这 个 案 例 中, 作 者 计 算 了 集 合 层 面 ( 国 家 ) 的 相 关 系 数, 然 后 错 误 地 把 这 个 数 值 用 于 得 出 关 于 个 体 层 面 的 结 论 ( 吃 巧 克 力 提 高 认 知 功 能 ) 实 际 上, 个 体 层 面 的 准 确 数 据 完 全 是 未 知 的 : 没 有 人 收 集 过 诺 贝 尔 奖 得 主 吃 过 多 少 巧 克 力 的 数 据, 甚 至 于 他 们 到 底 是 否 吃 过 我 并 不 是 唯 一 一 个 注 意 到 这 个 错 误 的 人 化 学 家 阿 舒 托 什 乔 伽 莱 卡 (Ashutosh Jogalekar) 在 他 的 科 学 美 国 人 博 客 好 奇 的 波 函 数 中 写 了 一 篇 彻 底 的 批 判 文 章 加 利 福 尼 亚 大 学 圣 迭 戈 分 校 的 比 阿 特 丽 斯 戈 隆 布 (Beatrice A. Golomb) 甚 至 与 一 个 团 队 的 合 作 者 一 起 检 验 了 这 个 假 设, 指 出 两 个 变 量 之 间 不 存 在 相 关 性 许 多 新 闻 机 构 不 顾 科 学 界 的 批 评, 报 道 了 这 篇 论 文 的 研 究 结 果 论 文 从 未 被 撤 回, 至 今 已 经 被 引 用 23 次 即 使 当 错 误 的 论 文 被 撤 回 时, 相 关 的 新 闻 报 道 还 保 留 在 互 联 网 上, 还 能 继 续 传 播 错 误 信 息 如 果 这 些 反 映 出 对 统 计 有 所 误 解 的 错 误 结 论 甚 至 能 出 现 在 新 英 格 兰 医 学 杂 志 这 样 的 著 名 期 刊, 那 么 我 很 好 奇, 这 样 的 错 误 出 现 在 生 物 医 学 文 献 中 的 总 体 频 率 有 多 大? 巧 克 力 消 费 量 和 诺 贝 尔 奖 得 主 的 例 子 把 我 引 到 了 另 一 个 更 常 见 的 曲 解 相 关 性 分 析 的 例 子 : 即 认 为 相 关 性 就 意 味 着 因 果 关 系 的 想 法 计 算 出 一 个 相 关 系 数 并 不 能 解 释 一 个 数 量 一 致 性 关 系 的 性 质, 而 只 能 评 估 这 种 一 致 性 的 强 度 两 个 因 素 之 间 表 现 出 一 种 关 系, 可 能 不 是 意 味 着 它 们 之 间 相 互 影 响, 而 是 意 味 它 们 都 被 同 一 个 隐 藏 的 因 素 影 响 在 这 个 例 子 中, 可 能 是 一 个 国 家 的 富 裕 程 度 影 响 了 巧 克 力 的 消 费 量 和 高 等 教 育 的 可 获 取 性 相 关 性 可 以 很 肯 定 地 指 出 一 个 可 能 存 在 的 因 果 关 系, 但 是 并 不 足 48

51 科 学 与 社 会 以 证 明 存 在 这 样 的 因 果 关 系 杰 出 的 统 计 学 家 乔 治 博 克 斯 (George E. P. Box), 在 他 的 著 作 实 证 模 型 的 建 立 与 响 应 面 中 写 道 : 本 质 上 而 言, 所 有 统 计 模 型 都 是 错 误 的, 但 是 其 中 有 一 些 是 有 用 的 所 有 统 计 模 型 都 是 使 用 数 学 概 念 对 一 个 真 实 世 界 中 的 现 象 的 描 述, 所 以 只 是 现 实 的 一 种 简 化 如 果 统 计 分 析 是 精 心 设 计 的, 与 目 前 好 的 实 践 方 针 相 一 致, 并 且 对 所 用 方 法 的 局 限 性 有 彻 底 的 理 解, 那 么, 它 们 会 非 常 有 用 但 是 如 果 模 型 并 不 是 按 照 上 述 两 条 原 则 设 计 的, 那 么 它 们 不 仅 会 不 准 确 毫 无 用 处, 而 且 还 具 有 潜 在 的 危 险 性 误 导 医 生 和 公 众 我 经 常 使 用 和 设 计 数 学 模 型 来 探 究 公 共 健 康 问 题, 尤 其 在 健 康 技 术 评 估 中 使 用 数 学 模 型 为 了 这 一 目 的, 我 使 用 已 经 发 表 的 研 究 成 果 中 的 数 据 不 加 批 判 地 使 用 发 表 的 数 据 来 设 计 这 些 数 学 模 型, 可 能 会 导 致 得 出 关 于 公 共 健 康 的 不 准 确 完 全 无 用, 甚 至 更 糟 的 是 不 安 全 的 结 论 开 始 认 识 数 据 在 精 心 设 计 的 实 验 中, 相 关 性 可 以 证 实 因 果 关 系 的 存 在 但 是, 在 从 非 实 验 数 据 中 得 出 因 果 推 断 之 前, 必 须 小 心 谨 慎 地 使 用 统 计 模 型 例 如, 加 利 福 尼 亚 大 学 旧 金 山 分 校 流 行 病 学 家 史 蒂 芬 赫 利 (Stephen Hulley) 及 其 同 事 发 表 的 一 个 随 机 控 制 实 验 确 定, 激 素 替 代 疗 法 会 导 致 心 脏 冠 状 动 脉 疾 病 的 风 险 增 加, 尽 管 以 前 发 表 的 非 实 验 研 究 的 结 论 是, 激 素 替 代 疗 法 会 降 低 心 脏 冠 状 动 脉 疾 病 的 风 险 这 个 精 心 设 计 的 实 验 表 明, 非 实 验 研 究 中 低 于 心 脏 冠 状 动 脉 疾 病 平 均 概 率 的 结 果, 是 由 那 些 使 用 激 素 治 疗 的 人 具 有 更 高 的 平 均 社 会 经 济 地 位 带 来 的 好 处 导 致 的, 而 不 是 由 疗 法 本 身 导 致 对 非 实 验 研 究 的 重 新 分 析, 包 括 社 会 经 济 地 位 对 收 入 的 影 响 分 析, 得 出 了 与 随 机 控 制 实 验 相 同 的 结 果 但 是 损 害 已 经 造 成 : 美 国 食 品 药 品 管 理 局 顾 问 委 员 会 已 经 批 准 激 素 替 代 疗 法 更 换 标 签, 允 许 把 预 防 心 脏 疾 病 列 为 一 个 指 示, 这 几 乎 是 在 上 述 实 验 十 年 之 前 即 使 科 学 家 很 清 楚 相 关 性 不 等 于 因 果 关 系 的 真 言, 但 是 把 相 关 性 和 因 果 关 系 混 为 一 谈 的 研 究 在 顶 级 期 刊 中 还 是 太 普 遍 一 篇 被 广 泛 讨 论 的 1999 年 发 表 在 自 然 杂 志 上 的 论 文 发 现, 两 岁 以 下 儿 童 的 近 视 和 睡 眠 期 间 夜 间 环 境 光 曝 光 度 这 两 者 之 间 存 在 强 相 关 但 是,2000 年 同 样 是 发 表 在 自 然 杂 志 上 的 另 一 项 研 究 结 果 驳 斥 了 上 述 发 现, 报 告 说 儿 童 近 视 的 原 因 是 遗 传 性 的, 而 不 是 环 境 因 素 造 成 的 这 个 新 的 研 究 发 现 父 母 近 视 与 儿 童 近 视 之 间 存 在 强 相 关, 指 出 近 视 的 父 母 为 孩 子 的 卧 室 夜 间 开 灯 的 可 能 性 会 更 大 在 这 个 例 子 中, 作 者 基 于 假 想 的 关 联 得 出 了 一 个 结 论, 而 没 有 检 查 其 他 可 能 的 解 释 但 是 正 如 下 面 的 数 据 所 显 示 的, 完 全 无 关 的 现 象 也 可 能 会 可 笑 地 呈 现 出 相 关 性 除 了 相 关 性 意 味 着 因 果 关 系 这 个 错 误 的 观 念 之 外, 我 还 看 到 了 第 三 种 相 反 类 型 的 相 关 错 误 : 认 为 相 关 性 为 零 就 意 味 着 两 个 变 量 相 互 独 立 的 想 法 如 果 两 个 变 量 之 间 相 互 独 立, 例 如, 过 去 一 个 月 我 从 早 饭 中 摄 入 的 热 量 与 相 同 时 期 月 亮 表 面 的 温 度, 那 么 我 会 预 期 这 两 个 变 量 之 间 的 线 性 相 关 系 数 为 零 然 而, 反 之 则 不 一 定 总 是 如 此 线 性 相 关 系 数 为 零 不 一 定 意 味 着 这 两 个 变 量 之 间 是 相 互 独 立 的 尽 管 这 个 原 则 可 以 应 用 在 很 多 例 子 中, 仍 然 还 是 存 在 非 单 调 的 关 系 ( 想 想 一 个 上 下 波 动 的 折 线 图 ), 在 这 个 例 子 中, 相 关 系 数 的 值 为 零 并 不 意 味 着 两 个 变 量 是 相 互 独 立 的 为 了 更 好 地 想 象 这 个 抽 象 概 念, 请 想 象 一 下 按 照 下 面 的 规 则 抛 一 枚 不 做 假 的 硬 币 以 确 定 投 注 金 额 : 若 第 一 次 是 正 面 朝 上 第 二 次 是 反 面 朝 上, 则 你 输 掉 10 美 元 ; 如 果 第 一 次 是 反 面 朝 上 第 二 次 是 正 面 朝 上, 则 你 赢 得 20 美 元 如 果 我 们 定 义 X 为 投 注 金 额 Y 为 净 获 胜 金 额, 那 么 X 和 Y 可 能 会 是 零 相 关, 但 是 它 们 不 是 相 互 独 立 的 实 际 上, 如 果 你 知 道 X 的 值, 那 么 你 就 知 道 Y 的 值 然 而, 这 两 个 变 量 之 间 的 关 系 可 能 是 非 线 性 的, 因 此 无 法 通 过 一 个 线 性 相 关 检 验 来 发 现 理 想 的 情 况 是, 科 学 家 首 先 把 数 据 绘 制 成 图 表 以 确 定 它 是 单 调 的 ( 单 调 地 上 升 或 下 降 ), 但 是 从 我 在 生 物 医 学 文 献 中 看 到 的 例 子 来 判 断, 一 些 人 正 在 偷 工 减 料, 并 没 有 这 么 做 两 个 变 量 之 间 U 型 曲 线 的 关 系 可 能 会 有 一 个 数 值 为 零 的 线 性 相 关 系 数, 但 是 在 这 个 例 子 中, 并 不 意 味 着 这 两 个 变 量 是 相 互 独 立 的 1973 年, 英 国 统 计 学 家 弗 兰 克 安 斯 库 姆 (Frank Anscombe) 发 现 了 用 图 形 展 示 这 种 误 解 的 理 想 化 的 数 据 集, 称 为 安 斯 库 姆 四 重 奏 (Anscombe s 49

52 科 学 与 社 会 y 1 y x x 1 安 斯 库 姆 四 重 奏 是 4 幅 一 组 的 数 据 图 表, 显 示 了 相 关 系 数 为 的 具 有 强 相 关 性 的 数 据 尽 管 统 计 上 貌 似 显 示 出 很 强 的 线 性 相 关 关 系, 这 样 的 结 论 却 只 适 用 于 左 上 图, 另 外 三 幅 图 表 都 违 反 了 统 计 分 析 的 假 设, 由 此 强 调 了 选 择 一 个 合 适 的 数 据 分 析 之 前 首 先 绘 制 数 据 图 表 的 重 要 性 quartet), 这 个 演 示 展 示 了 统 计 特 性 非 常 相 似 的 四 组 数 据, 每 组 数 据 的 相 关 系 数 都 是 乍 一 看, 每 个 例 子 中 的 变 量 看 起 来 好 像 都 是 强 相 关 但 是, 只 要 观 察 一 下 这 四 组 数 据 的 图 表, 就 足 以 意 识 到 这 个 结 论 是 错 误 的 ( 参 见 上 图 ) 只 有 第 一 个 图 表 明 显 地 显 示 出 线 性 关 系, 对 此 做 出 强 相 关 的 阐 释 是 合 适 的 第 二 个 和 第 四 个 图 表 显 示 出 两 个 变 量 之 间 的 关 系 是 非 线 性 的, 所 以 即 使 相 关 系 数 为 0.816, 这 两 个 变 量 之 间 也 不 是 相 关 的 第 三 个 图 表 描 述 了 几 乎 完 美 的 线 性 关 系, 相 关 系 数 几 乎 为 1, 但 是 一 个 离 群 值 把 线 性 相 关 系 数 的 值 降 低 到 了 所 有 类 型 的 不 相 关 现 象 都 可 能 具 有 相 关 性, 包 括 莫 扎 里 拉 奶 酪 人 均 消 费 量 与 美 国 土 木 工 程 博 士 学 位 授 予 数 量 这 两 个 风 马 牛 不 相 及 的 现 象 之 间 对 伪 相 关 性 的 错 误 阐 释 使 得 这 种 论 文 频 繁 地 通 过 同 行 评 审 这 种 误 解 会 对 人 类 健 康 和 政 策 产 生 重 大 影 响 在 对 一 种 新 物 质 进 行 安 全 性 测 试 的 时 候, 毒 理 学 家 通 常 以 为 高 剂 量 的 测 试 会 比 长 周 期 低 剂 量 的 测 试 更 快 更 不 含 糊 地 揭 示 低 剂 量 效 应 但 是 柏 林 夏 洛 特 大 学 医 学 院 的 安 德 森 安 德 拉 德 (Anderson An 鄄 50 y 1 y x x 1 drade) 及 其 同 事 的 研 究 表 明 并 非 如 此 他 们 在 两 种 曝 光 程 度 相 差 很 远 的 情 况 下, 测 试 了 一 种 名 为 邻 苯 二 甲 酸 二 辛 酯 (DEHP) 的 塑 料 成 分 和 内 分 泌 干 扰 物 对 老 鼠 的 影 响 在 这 个 实 验 中, 研 究 者 监 测 了 一 种 叫 做 芳 香 酶 的 关 键 的 酶, 它 会 诱 导 大 脑 的 雄 性 化 他 们 表 明 低 剂 量 的 DEHP 抑 制 了 芳 香 酶, 但 是 高 剂 量 的 DEHP 确 实 增 强 了 芳 香 酶 的 活 性 在 安 德 拉 德 的 研 究 中, 这 个 剂 量 反 应 曲 线 遵 循 了 非 单 调 的 模 式, 通 常 的 高 剂 量 测 试 预 测 不 出 这 些 低 剂 量 效 应 2010 年, 美 国 消 费 品 安 全 委 员 会 宣 布 可 以 认 为 含 有 DEHP 的 产 品 是 有 毒 和 危 险 的 像 安 德 拉 德 这 样 的 研 究 导 致 公 众 对 用 来 设 计 激 素 活 性 化 合 物 的 毒 理 试 验 的 基 本 假 设 产 生 了 质 疑, 这 个 例 子 再 一 次 证 明 了 对 数 据 的 草 率 分 析 或 是 粗 劣 肤 浅 的 阐 释, 一 定 不 是 一 个 良 性 现 象 避 免 错 误 对 相 关 性 的 所 有 三 类 错 误 阐 释 都 可 以 避 免 流 行 病 学 家 和 统 计 学 家 奥 斯 汀 布 拉 德 福 德 希 尔 (Austin Bradford Hill) 在 1965 年 表 明, 要 得 出 因 果 关 系 的 结 论, 就 必 须 满 足 一 定 的 判 定 标 准 那 些 判 定 标 准 依 然 有 效, 但 是 科 学 家 还 研 究 出 了 从 观 察 到 的 数 据 得 出 因 果 推 论 的 更 新 的 方 法 还 有 一 些 方 法 正 在 研 究 中 例 如, 朱 迪 亚 珀 尔 (Judea Pearl) 和 詹 姆 斯 罗 宾 斯 (James Robins) 各 自 独 立 地 介 绍 了 一 种 从 非 实 验 研 究 中 得 出 因 果 推 论 的 新 框 架 罗 宾 斯 研 究 出 了 一 种 统 计 解 决 方 法, 能 把 非 实 验 数 据 转 化 为 如 同 从 一 个 随 机 控 制 实 验 中 得 出 的 数 据 为 了 避 免 生 态 学 推 论 谬 误, 希 尔 建 议 那 些 缺 乏 个 体 层 面 的 数 据 的 研 究 者 应 该 进 行 认 真 的 多 层 面 的 数 据 建 模 这 种 谬 误 通 常 会 在 流 行 病 学 研 究 中 发 生, 当 研 究 者 只 能 获 得 集 合 数 据 时 在 其 1997 年 的 著 作 生 态 学 推 理 问 题 的 一 种 解 决 方 法 中, 哈

53 11 磅 10 美 国 莫 扎 里 拉 奶 酪 人 均 消 费 量 美 国 土 木 工 程 博 士 学 位 授 予 数 量 佛 大 学 的 加 里 金 (Gary King) 描 述 了 导 致 这 种 错 误 的 统 计 困 难 正 如 金 所 解 释 的, 用 于 生 态 学 推 论 的 数 据 往 往 具 有 庞 大 级 别 的 异 方 差, 这 意 味 着 一 个 数 据 集 内 部 不 同 部 分 的 差 异 性 在 很 大 的 数 值 范 围 内 波 动 集 合 数 据 通 常 比 个 体 数 据 更 容 易 得 到, 而 且 正 确 分 析 的 话, 会 提 供 关 于 个 体 特 性 的 宝 贵 线 索, 但 是 这 还 需 要 个 体 层 面 的 数 据 那 么, 就 必 须 进 行 个 体 层 面 的 建 模, 才 有 可 能 确 定 个 体 层 面 和 集 体 层 面 数 据 之 间 的 关 联 只 有 到 那 时, 才 有 可 能 得 出 集 体 层 面 的 相 关 性 是 否 适 用 于 个 体 层 面 的 结 论 仅 凭 生 态 学 数 据, 科 学 家 是 无 法 确 定 这 类 数 据 中 是 否 可 能 存 在 生 态 学 偏 见 ; 唯 一 的 解 决 办 法 就 是 在 生 态 学 数 据 的 基 础 上 补 充 个 体 层 面 的 数 据 这 种 类 型 的 建 模 通 常 涉 及 混 合 或 多 层 次 的 统 计 模 型, 允 许 把 个 体 数 据 嵌 套 到 集 合 数 据 中 为 了 避 免 因 为 相 关 系 数 为 零 就 假 定 这 两 个 变 量 是 相 互 独 立 的, 必 须 对 数 据 进 行 绘 图 以 确 定 数 据 是 单 调 的 如 果 数 据 不 单 调, 可 以 把 其 中 一 个 变 量 或 者 两 个 变 量 都 转 换 成 单 调 的 变 量 在 数 据 变 换 中, 每 一 个 变 量 的 所 有 数 值 都 使 用 同 一 个 等 式 重 新 计 算, 这 样 能 保 持 两 个 变 量 之 间 的 关 系, 但 是 它 们 的 分 布 改 变 了 不 同 的 数 据 分 布 使 用 不 同 类 型 的 数 据 变 换 例 如, 对 数 变 换 压 缩 了 大 数 值 的 间 隔, 扩 大 了 小 数 值 的 间 隔, 当 数 组 的 平 均 值 更 大 变 动 也 更 大 的 情 况 下, 这 种 数 据 变 换 是 合 适 的 不 获 得 原 始 数 据, 是 不 可 能 知 道 有 没 有 犯 这 种 错 误 的 相 关 性 错 误 和 统 计 学 本 身 一 样 古 老, 但 是 随 着 发 表 的 论 文 和 新 期 刊 的 数 量 不 断 增 长, 这 样 的 错 误 也 在 倍 增 尽 管 期 望 所 有 研 究 人 员 都 对 统 计 学 方 法 有 深 入 理 解 是 不 现 实 的, 但 是 研 究 人 员 必 须 持 续 关 注 并 不 断 扩 展 基 本 的 统 计 学 方 法 知 识 不 知 道 或 是 不 加 批 判 地 评 估 所 使 用 的 统 计 学 方 法 的 充 分 性 和 局 限 性, 通 常 是 学 术 论 文 中 所 犯 错 误 的 根 源 在 一 个 研 究 团 队 中 有 生 物 统 计 学 家 和 数 学 家 的 参 与 不 再 是 一 个 优 势 而 是 必 需 一 些 大 学 为 研 究 者 提 供 了 选 择, 在 把 论 文 提 交 给 出 版 机 构 评 审 之 前, 先 让 学 校 的 统 计 学 系 检 查 他 们 的 数 据 分 析 结 果 尽 管 这 个 解 决 办 法 会 对 一 些 研 究 者 起 作 用, 但 是 让 研 究 人 员 花 费 额 外 的 时 间 这 样 做 的 激 励 几 乎 没 有 科 学 研 究 的 过 程 要 求 足 够 的 生 物 统 计 学 知 识, 而 这 是 一 个 不 断 变 化 的 领 域 为 了 达 到 这 个 目 的, 生 物 统 计 学 家 应 该 在 一 开 始 就 参 与 课 题 研 究, 而 不 是 等 到 测 量 观 察 或 是 实 验 完 成 以 后 另 一 方 面, 在 批 判 性 地 评 价 发 表 的 科 学 论 文 时, 生 物 统 计 学 的 基 本 知 识 也 是 必 需 的 一 个 批 判 性 的 方 法 必 须 存 在, 不 管 论 文 发 表 在 什 么 期 刊 上 在 生 物 学 研 究 中 更 谨 慎 地 使 用 统 计 学, 也 有 助 于 在 其 他 领 域 设 定 更 严 格 的 标 准 学 位 数 科 学 与 社 会 为 了 避 免 这 些 问 题, 科 学 家 必 须 清 楚 地 表 明 他 们 理 解 了 一 个 统 计 学 分 析 背 后 的 假 设, 并 且 用 他 们 的 方 法 解 释 : 为 了 确 定 他 们 的 数 据 集 满 足 那 些 假 设, 他 们 做 了 哪 些 工 作 如 果 一 篇 论 文 没 有 遵 循 这 些 最 好 的 实 践, 那 么 就 不 应 该 让 它 通 过 评 审 为 了 让 论 文 评 审 者 检 验 和 重 复 论 文 中 的 数 据 分 析, 下 面 三 个 原 则 必 须 成 为 所 有 打 算 发 表 研 究 结 果 的 作 者 的 强 制 性 规 定 : 和 论 文 一 起 附 上 原 始 数 据 作 为 补 充 信 息, 让 评 审 者 能 充 分 获 取 用 来 分 析 数 据 的 软 件 代 码, 并 且 在 公 开 的 在 线 数 据 库 上 登 记 研 究 结 果 清 晰 地 陈 述 开 始 研 究 之 前 设 定 的 目 标, 强 制 提 交 总 结 结 果 以 避 免 偏 向 于 发 表 正 面 结 果 即 使 当 评 审 者 有 所 疏 漏 的 情 况 下, 采 取 这 些 步 骤 也 能 加 快 发 现 错 误 的 过 程, 增 加 了 透 明 度, 支 撑 了 公 众 对 科 学 的 信 心, 最 重 要 的 是, 避 免 了 由 于 无 心 的 错 误 而 对 公 众 健 康 造 成 损 害 的 情 况 [ 资 料 来 源 :American Scientist][ 责 任 编 辑 : 彦 隐 ] 51

54 科 学 与 社 会 2014 年 10 大 论 文 撤 回 事 件 张 洁 / 编 译 2014 年 是 学 术 丑 闻 频 发 的 一 年 有 人 一 次 性 被 撤 回 60 篇 文 章, 有 出 版 社 一 次 性 撤 回 120 篇 论 文, 有 人 甚 至 胆 大 妄 为 伪 造 同 行 评 议 本 文 作 者 亚 当 马 克 斯 (Adam Marcus) 和 伊 凡 欧 文 (Ivan Oransky) 是 撤 稿 监 察 会 (Retraction Watch) 的 共 同 创 始 人 下 面 是 他 们 盘 点 的 2014 年 十 大 论 文 撤 稿 事 件 1. 提 起 2014 年 学 界 丑 闻, 就 不 得 不 提 到 自 然 杂 志 撤 稿 的 两 篇 关 于 STAP 干 细 胞 的 文 章 学 界 发 现 该 论 文 存 在 诸 多 问 题, 而 该 论 文 的 第 一 作 者 小 保 方 晴 子 也 无 法 重 复 实 验 结 果 自 然 杂 志 拒 绝 承 认 接 收 该 论 文 的 决 策 错 误, 并 表 示 编 辑 们 在 收 到 稿 件 时 并 未 发 现 这 些 问 题 而 科 学 杂 志 在 自 然 之 前 以 缺 陷 太 多 为 由 拒 收 了 其 中 一 篇 论 文 小 保 方 晴 子 重 复 试 验 失 败 后, 她 的 导 师 笹 井 芳 树 因 此 事 引 咎 自 杀 笹 井 芳 树 是 日 本 著 名 的 科 学 家, 是 日 本 再 生 医 学 领 域 的 领 头 人 2. 尽 管 伪 造 艾 滋 病 毒 疫 苗 事 件 发 生 于 2013 年, 但 时 间 太 晚, 并 且 撤 稿 发 生 在 2014 年, 因 此 并 未 列 入 2013 年 列 表 爱 荷 华 州 立 大 学 的 研 究 人 员 Dong-Pyou Han 将 人 类 IgG 注 入 兔 血 液 样 本, 伪 造 HIV 疫 苗 有 效 的 实 验 结 果 Han 正 面 临 刑 事 指 控, 而 爱 荷 华 州 立 大 学 被 迫 偿 还 他 领 取 的 50 万 美 金 薪 水 两 者 都 属 罕 见 年 7 月 份,SAGE 出 版 公 司 从 振 动 与 控 制 期 刊 (Journal of Vibration and Control) 撤 回 了 60 篇 论 文 在 此 之 前, 一 项 调 查 发 现, 台 湾 陈 震 远 教 授 伪 造 专 家 身 份, 给 自 己 的 论 文 写 专 家 评 议 4. 一 篇 关 于 Facebook 用 户 心 理 的 论 文 发 表 两 周 后, 美 国 科 学 院 院 报 发 布 了 关 于 该 论 文 的 伦 理 问 题 声 明 很 多 批 评 家 表 示, 该 研 究 在 把 用 户 作 为 实 验 对 象 时, 并 未 告 知 用 户, 侵 犯 了 用 户 的 隐 私 权, 有 违 道 德 规 范 由 于 争 议 过 大, 随 后 这 篇 论 文 被 撤 稿 5. 两 大 出 版 社 Springer 和 IEEE 在 发 布 了 由 随 机 文 本 生 成 器 SCIgen 生 成 的 120 多 篇 造 假 论 文 后, 才 发 现 这 个 问 题 法 国 约 瑟 夫 傅 里 叶 大 学 的 计 算 机 教 授 斯 瑞 尔 莱 布 (Cyril Labbé) 收 集 了 2008 年 到 2013 年 作 为 会 议 论 文 发 布 的 计 算 机 生 成 论 文, 其 中 16 篇 来 自 Springer,100 多 篇 来 自 IEEE 6. 科 学 也 会 遇 到 各 种 压 力 2014 年, 几 位 学 者 在 非 洲 食 品 科 学 杂 志 (African Journal of Food Sciences) 发 表 了 一 篇 关 于 木 薯 的 论 文 由 于 该 论 文 指 出 了 长 期 服 用 木 薯 可 能 存 在 的 副 作 用, 影 响 了 木 薯 商 家 的 不 满 几 位 作 者 迫 于 商 家 的 压 力, 不 得 不 撤 回 该 论 文 7. 一 篇 论 文 在 2012 年 广 受 争 议,2013 年 被 撤 回,2014 年 又 被 重 新 发 表 该 论 文 的 研 究 内 容 是 转 基 因 生 物 和 大 鼠 肿 瘤 形 成 关 联 2014 年 重 新 发 表 时, 该 论 文 并 没 有 通 过 同 行 评 议 8. 荷 兰 阿 姆 斯 特 丹 大 学 的 社 会 心 理 学 家 延 斯 福 斯 特 (Jens Forster) 的 一 项 研 究 遭 到 质 疑, 在 大 半 年 的 调 查 后, 该 文 章 在 11 月 份 被 撤 回 而 福 斯 特 被 怀 疑 伪 造 数 据, 他 本 人 强 烈 否 认 年 干 细 胞 的 研 究 论 文 有 好 几 篇 被 撤 回 循 环 学 (Circulation) 杂 志 由 于 怀 疑 数 据 不 可 靠, 撤 回 了 2012 年 哈 佛 大 学 心 脏 专 家 的 一 篇 论 文, 而 哈 佛 医 学 院 也 在 积 极 调 查 该 事 件 柳 叶 刀 (Lancet) 也 发 表 了 对 该 事 件 的 关 注 该 研 究 由 顶 级 心 脏 病 专 家 皮 耶 罗 安 特 卫 普 (Piero Anversa) 领 头 皮 耶 罗 和 一 位 同 事 一 起 以 调 查 损 害 了 他 们 的 职 业 生 涯 为 由, 起 诉 了 哈 佛 大 学 10. 在 2014 年 的 最 后 几 周 里, Elsevier 出 版 集 团 在 确 定 哈 立 德 扎 曼 (Khalid Zaman) 巴 基 斯 坦 管 理 学 学 者 ) 伪 造 同 行 评 议 后, 撤 回 了 他 的 16 篇 论 文 [ 资 料 来 源 :TheScientist][ 责 任 编 辑 : 粒 灰 ] 52

55 科 学 与 社 会 同 行 评 议 中 的 骗 局 王 大 鹏 / 编 译 当 一 小 撮 论 文 作 者 被 发 现 自 己 评 审 自 己 的 论 文 时, 现 代 论 文 出 版 体 系 的 缺 陷 也 就 暴 露 无 遗 了 编 辑 们 正 试 图 堵 上 这 个 漏 洞 对 于 大 多 数 编 辑 来 说, 他 们 知 道 要 说 服 那 些 事 务 缠 身 的 研 究 人 员 来 审 阅 一 篇 论 文 要 付 出 多 少 艰 辛 这 也 是 酶 抑 制 和 医 药 化 学 期 刊 (The Journal of Enzyme Inhibition and Medicinal Chemistry) 的 编 辑 对 一 位 作 者 稿 件 的 评 审 感 到 困 惑 的 原 因, 这 个 作 者 是 文 亨 仁 (Hyung-In Moon), 他 是 韩 国 东 国 大 学 的 一 名 药 用 植 物 研 究 专 家 评 审 本 身 并 没 有 什 么 异 常 : 大 多 数 都 是 有 利 的 一 些 意 见, 加 之 一 些 如 何 完 善 的 建 议 但 是 不 同 寻 常 的 是 这 篇 论 文 的 审 阅 速 度 太 快 了 24 小 时 之 内 就 完 成 了 审 阅 的 速 度 如 此 之 快, 让 该 期 刊 的 主 编 克 劳 迪 乌 苏 普 兰 (Claudiu Supuran) 不 得 不 产 生 了 怀 疑 2012 年, 苏 普 兰 就 此 事 与 文 亨 仁 当 面 对 证 文 亨 仁 欣 然 承 认 这 篇 论 文 的 评 审 如 此 之 快 是 因 为 这 一 论 文 的 作 者 正 是 他 自 己 设 立 这 种 骗 局 一 点 也 不 难 苏 普 兰 任 职 的 期 刊 与 其 他 几 份 英 富 曼 卫 生 保 健 (Informa Healthcare) 出 版 社 旗 下 的 期 刊 都 会 邀 请 论 文 作 者 为 其 论 文 的 评 审 推 荐 几 名 同 行 所 以 文 亨 仁 提 交 了 一 些 人 员 名 单, 有 些 是 真 实 存 在 的 科 学 家, 而 有 些 则 是 虚 构 的 假 名, 而 随 姓 名 附 上 的 电 子 邮 件 地 址 也 都 是 伪 造 的 : 这 些 邮 箱 接 受 的 邮 件 会 直 接 发 到 作 者 本 人 或 同 事 的 信 箱 里 文 亨 仁 的 坦 白 致 使 英 富 曼 出 版 社 旗 下 的 几 份 杂 志 共 撤 回 了 28 篇 相 关 论 文, 并 有 一 名 编 辑 引 咎 辞 职 文 亨 仁 的 情 况 并 不 是 个 案 在 过 去 的 两 年 中, 各 大 学 术 期 刊 已 因 为 6 起 同 行 评 议 舞 弊 事 件 而 撤 回 了 超 过 110 篇 论 文 这 些 案 例 的 共 同 之 处 在 于 研 究 人 员 发 现 并 利 用 了 出 版 社 审 稿 系 统 的 漏 洞, 用 自 己 炮 制 的 同 行 评 议 瞒 天 过 海 这 些 案 例 涉 及 多 家 学 术 出 版 巨 头, 包 括 爱 思 唯 尔 (Elsevier) 斯 普 林 格 (Springer) 泰 勒 弗 朗 西 斯 (Taylor & Francis) 赛 捷 (SAGE) 威 立 (Wiley), 以 及 英 富 曼 (Informa) 他 们 利 用 的 安 全 漏 洞 在 至 少 一 个 系 统 中 可 能 会 让 研 究 人 员 容 易 受 到 更 严 重 的 身 份 盗 用 位 于 荷 兰 奈 梅 亨 的 马 克 斯 普 朗 克 心 理 语 言 学 研 究 所 的 语 言 学 家 马 克 蒂 格 曼 斯 曾 经 利 用 这 些 系 统 发 表 并 且 评 审 了 一 些 论 文, 他 说 对 于 一 款 被 学 术 界 数 以 万 计 的 人 员 所 使 用 的 软 件 来 说, 这 确 实 是 骇 人 听 闻 的 即 使 是 最 安 全 的 软 件 也 有 可 能 出 现 问 题 这 也 是 一 些 观 察 家 主 张 论 文 评 议 的 方 式 应 该 有 所 改 变 的 原 因, 他 们 主 张 论 文 应 该 由 编 辑 分 发 给 评 审 人 员, 至 少 应 该 终 结 由 作 者 自 行 推 荐 评 审 人 即 便 提 名 自 己 及 其 朋 友 作 为 其 论 文 评 审 的 文 亨 仁, 也 认 为 编 辑 们 应 该 加 强 对 整 个 系 统 的 监 管, 以 对 付 像 他 自 己 这 样 的 人 文 亨 仁 在 2012 年 8 月 说 到, 论 文 作 者 理 所 当 然 地 会 请 自 己 的 朋 友 对 论 文 进 行 评 审, 但 编 辑 们 应 该 对 评 审 人 员 的 身 份 进 行 核 查, 以 确 保 他 们 与 作 者 不 是 就 职 于 同 一 家 科 研 机 构, 或 者 两 人 以 前 没 有 合 作 发 表 过 学 术 文 章 53

56 科 学 与 社 会 同 行 评 议 的 怪 圈 文 亨 仁 事 件 并 不 是 近 年 来 最 引 人 注 目 的 一 次 同 行 评 议 作 假 案 例 这 一 殊 荣 要 授 予 2013 年 5 月 曝 光 的 一 个 案 例, 那 时, 时 任 振 动 与 控 制 期 刊 (Journal of Vibration and Control) 主 编 的 阿 里 内 法 赫 (Ali Nayfeh) 收 到 了 几 条 令 人 困 扰 的 消 息 一 个 曾 向 该 期 刊 投 过 论 文 的 作 者 告 诉 内 法 赫, 他 收 到 了 两 个 自 称 是 他 论 文 评 审 的 人 发 来 的 邮 件 通 常, 评 审 人 员 不 会 直 接 与 作 者 联 系, 而 且 更 令 人 疑 惑 的 是, 这 两 个 人 使 用 了 名 称 相 近 的 Gmail 账 户, 而 不 是 很 多 科 研 人 员 所 使 用 的 研 究 机 构 的 电 子 邮 件 地 址 内 法 赫 立 即 将 此 事 通 报 给 了 位 于 加 州 千 橡 市 的 赛 捷 公 司 那 里 的 编 辑 向 举 报 人 提 供 的 这 两 个 gmail 邮 箱 和 提 到 的 评 审 人 员 所 在 的 机 构 邮 箱 分 别 发 送 了 邮 件, 以 请 求 对 方 证 明 自 己 的 身 份 并 提 供 一 份 其 出 版 物 的 清 单 只 有 一 位 科 学 家 回 复 了 邮 件, 称 自 己 并 没 有 向 原 论 文 作 者 发 送 过 审 稿 意 见, 他 的 研 究 方 向 也 与 该 论 文 的 领 域 完 全 不 同 这 促 使 赛 捷 公 司 对 此 进 行 了 长 达 14 个 月 的 调 查, 来 自 公 司 编 辑 法 律 和 产 品 部 门 的 20 多 人 参 与 其 中 结 果 发 现, 涉 事 的 邮 件 地 址 与 出 版 管 理 系 统 ScholarOne 中 的 一 些 账 户 有 关, 这 个 系 统 是 赛 捷 和 其 他 很 多 出 版 公 司 使 用 的 出 版 管 理 系 统, 包 括 英 富 曼 赛 捷 公 司 发 言 人 贾 米 尔 甘 博 亚 (Gamille Gam 鄄 boa) 称, 编 辑 可 以 追 踪 每 个 账 户 使 用 者 宣 称 的 曾 经 撰 写 或 评 审 过 的 论 文 他 们 还 对 论 文 评 议 的 措 辞 作 者 指 定 评 审 人 的 详 细 资 料 论 文 参 考 文 献 资 料 以 及 论 文 评 审 人 从 收 到 论 文 到 完 成 评 议 的 时 间 ( 有 些 只 用 了 几 分 钟 ) 进 行 了 调 查 这 有 助 于 调 查 人 员 搜 出 未 来 可 疑 的 账 号 ; 他 们 最 终 找 到 了 130 个 可 疑 的 账 号 通 过 这 些 名 单, 赛 捷 公 司 的 调 查 人 员 发 现, 这 些 可 疑 账 户 的 使 用 者 间 互 相 评 议 引 用 彼 此 论 文 的 频 率 极 不 正 常 最 后, 调 查 人 员 发 现 有 60 篇 论 文 存 在 着 不 是 虚 假 同 行 评 议 就 是 互 相 引 用 论 文 的 情 况, 或 者 二 者 兼 而 有 之 甘 博 亚 说, 由 于 这 些 结 果 的 严 重 性, 在 联 系 任 何 一 个 作 者 和 评 审 人 员 之 前, 我 们 希 望 确 保 我 们 尽 可 能 认 真 地 调 查 所 有 的 途 径 当 调 查 尘 埃 落 定 的 时 候, 人 们 发 现 有 一 个 作 者 处 在 整 个 风 暴 的 中 心 : 时 任 台 湾 国 立 屏 东 教 育 大 学 评 审 中 的 危 险 信 号 一 小 撮 研 究 人 员 利 用 了 评 审 系 统 的 漏 洞, 以 确 保 他 们 评 审 自 己 的 论 文 下 面 是 一 些 应 该 引 起 怀 疑 的 信 号 作 者 要 求 排 除 一 些 评 审 人 员, 然 后 提 供 一 份 该 领 域 中 几 乎 所 有 科 学 家 的 名 单 作 者 建 议 一 些 难 以 在 网 络 上 发 现 的 评 审 人 员 作 者 提 供 了 联 系 其 推 荐 的 评 审 人 员 的 一 些 Gmail Yahoo 或 者 其 他 免 费 的 邮 箱, 而 不 是 机 构 邮 箱 在 发 出 评 审 请 求 的 几 小 时 内, 评 审 结 果 就 反 馈 回 来 并 且 评 审 结 果 是 热 情 洋 溢 的 即 使 第 三 名 评 审 人 员 喜 欢 这 篇 论 文 副 教 授 的 陈 震 远, 在 所 有 可 疑 的 文 章 中 都 可 以 发 现 他 是 作 者 之 一 甘 博 亚 称, 在 收 到 了 来 自 陈 震 远 一 系 列 无 法 令 人 满 意 的 回 复 之 后, 赛 捷 公 司 联 系 了 国 立 屏 东 教 育 大 学, 随 后 学 校 也 参 与 到 了 调 查 当 中 最 终, 陈 震 远 于 2014 年 2 月 辞 职 2014 年 5 月 份, 内 法 赫 也 因 为 这 次 丑 闻 引 咎 辞 职, 赛 捷 公 司 联 系 了 60 篇 可 疑 文 章 的 作 者, 以 告 知 他 们 这 些 论 文 将 被 撤 回 他 们 没 有 联 系 到 陈 震 远 以 让 他 就 此 事 发 表 评 论, 但 台 湾 媒 体 称 陈 震 远 在 7 月 份 发 表 声 明, 表 示 愿 意 承 担 同 行 评 议 造 假 与 循 环 引 用 的 全 部 责 任, 并 承 认 在 对 方 不 知 情 的 情 况 下 将 台 湾 教 育 部 部 长 作 为 其 中 五 篇 文 章 的 共 同 作 者 的 这 种 轻 率 行 为 台 湾 教 育 部 长 蒋 伟 宁 否 认 自 己 与 此 事 有 关, 但 一 份 公 开 的 声 明 显 示, 为 了 保 持 个 人 声 誉 并 避 免 教 育 部 长 的 工 作 受 到 不 必 要 的 干 扰, 他 也 辞 去 了 教 育 部 长 的 职 务 这 一 事 件 带 来 的 连 带 影 响 并 未 就 此 结 束 甘 博 亚 称, 有 几 名 论 文 作 者 要 求 赛 捷 出 版 公 司 重 新 考 虑 收 回 决 定 并 恢 复 自 己 的 论 文, 但 出 版 商 的 决 定 是 最 终 裁 决 即 使 这 些 涉 事 的 作 者 对 陈 震 远 其 人 及 同 行 评 议 造 假 事 件 都 毫 不 知 情 系 统 密 码 的 漏 洞 文 亨 仁 和 陈 震 远 在 造 假 过 程 中 都 利 用 了 Schol 鄄 arone 自 动 化 程 序 中 的 一 个 特 性 当 一 名 评 审 人 员 54

57 科 学 与 社 会 被 邀 请 进 行 评 议 的 时 候, 系 统 会 向 他 / 她 发 送 一 封 含 有 登 录 信 息 的 邮 件 如 果 这 封 邮 件 发 到 了 一 个 伪 装 的 邮 箱 地 址, 收 件 人 就 可 以 用 任 何 最 初 提 交 的 任 何 名 字 登 陆 系 统, 而 无 需 再 经 过 身 份 验 证 汤 森 路 透 的 产 品 和 市 场 战 略 部 副 主 席 加 斯 帕 西 蒙 斯 (Jasper Simons) 认 为,ScholarOne 是 一 个 受 人 尊 重 的 同 行 评 议 系 统, 通 常 可 以 邀 请 到 恰 当 且 胜 任 的 评 审 人 员 自 然 出 版 集 团 旗 下 的 一 些 期 刊 也 使 用 Schol 鄄 arone 系 统, 但 自 然 本 身 以 及 以 自 然 为 品 牌 的 期 刊 使 用 的 是 另 一 套 系 统, 该 系 统 由 位 于 马 里 兰 州 罗 克 韦 尔 的 ejournalpress 公 司 研 发 自 然 期 刊 的 执 行 编 辑, 同 时 也 是 自 然 出 版 集 团 驻 纽 约 的 作 者 与 评 审 人 员 服 务 处 主 任 维 罗 尼 克 基 尔 梅 (Véronique Kiermer) 称, 自 然 出 版 集 团 似 乎 并 未 成 为 此 类 同 行 评 审 丑 闻 的 受 害 者 然 而, 存 在 漏 洞 的 出 版 系 统 并 不 止 ScholarOne 一 家 由 位 于 马 萨 诸 塞 州 北 安 德 沃 的 Aries System 公 司 制 作 的 编 辑 管 家 (Editorial Manager) 也 存 在 着 漏 洞, 该 系 统 被 很 多 学 会 和 出 版 商 所 采 用, 其 中 包 括 斯 普 林 格 (Springer) 和 公 共 科 学 图 书 馆 (PLOS) 位 于 华 盛 顿 特 区 的 美 国 科 促 会 旗 下 的 刊 物 科 学 科 学 转 化 医 学 以 及 科 学 信 号 采 用 的 是 自 主 研 发 的 系 统, 而 其 开 放 获 取 期 刊 科 学 进 展 则 采 用 编 辑 管 家 系 统 总 部 位 于 阿 姆 斯 特 丹 的 爱 思 唯 尔 采 用 的 是 同 样 的 产 品, 只 是 带 有 商 标 而 已, 其 名 称 是 爱 思 唯 尔 编 辑 系 统 (Elsevier Editorial System) 编 辑 管 家 系 统 出 现 的 主 要 问 题 在 于 它 管 理 密 码 的 方 式 如 果 用 户 忘 记 密 码, 系 统 就 会 以 纯 文 本 的 形 式 通 过 邮 箱 直 接 把 密 码 发 送 给 用 户 对 于 公 共 科 学 图 书 馆 综 合 而 言, 它 实 际 上 发 送 了 一 个 不 用 提 示 的 密 码, 比 如 当 它 邀 请 就 一 篇 论 文 进 行 评 审 而 要 求 用 户 登 录 的 时 候 诸 如 谷 歌 这 样 的 大 多 数 网 络 服 务 商 都 会 使 用 加 密 层 以 防 止 密 码 被 拦 截 这 也 是 它 们 要 求 用 户 在 忘 记 密 码 的 情 况 下 要 重 设 密 码 的 原 因, 并 通 常 还 会 采 用 其 他 方 式 来 验 证 用 户 身 份 安 全 漏 洞 的 危 害 远 不 止 于 同 行 评 议 造 假 因 为 很 多 人 在 使 用 不 同 的 网 络 服 务 时 往 往 会 设 置 相 同 或 相 似 的 密 码 包 括 网 络 银 行 和 在 线 购 物 网 站 账 号 的 密 码 将 密 码 直 接 发 到 邮 箱 的 做 法 会 给 黑 客 带 来 可 乘 之 机, 这 造 成 的 损 失 远 远 不 止 于 科 研 领 域 在 包 括 公 共 科 学 图 书 馆 综 合 等 使 用 编 辑 管 家 系 统 的 期 刊 上 发 表 过 一 系 列 文 章 的 丁 格 曼 斯 说 : 令 人 惊 奇 的 是, 这 些 期 刊 没 有 时 间 去 建 立 一 个 安 全 的 系 统 Aries System 公 司 和 公 共 科 学 图 书 馆 综 合 期 刊 均 未 对 要 求 它 们 给 予 评 论 的 请 求 发 表 任 何 回 复 安 全 措 施 的 弥 补 漏 洞 百 出 的 密 码 保 护 措 施 造 成 了 破 坏 性 后 果 2012 年, 在 不 明 身 份 的 人 获 取 了 编 辑 的 账 号 并 且 将 一 些 论 文 分 配 给 一 些 虚 假 的 评 审 人 员 之 后, 爱 思 唯 尔 旗 下 的 光 学 与 激 光 技 术 (Optics & Laser Tech 鄄 nology) 期 刊 撤 回 了 11 篇 论 文 这 些 被 撤 论 文 的 作 者 在 此 次 黑 客 入 侵 事 件 中 并 未 受 到 太 大 的 牵 连, 并 且 他 们 也 得 到 了 重 新 提 交 论 文 的 机 会 此 后, 爱 思 唯 尔 便 开 始 采 取 措 施 防 范 论 文 评 审 造 假, 其 中 包 括 一 项 将 旗 下 100 多 个 期 刊 系 统 中 的 账 号 进 行 整 合 的 试 点 项 目 爱 思 唯 尔 的 发 言 人 汤 姆 雷 勒 (Tom Reller) 表 示, 这 一 做 法 的 理 由 在 于 减 少 系 统 中 账 号 的 数 量 可 能 有 助 于 揭 露 那 些 虚 假 的 账 号 如 果 该 试 点 项 目 能 够 成 功, 爱 思 唯 尔 旗 下 的 所 有 期 刊 将 于 2015 全 面 推 行 这 一 方 法 此 外, 绝 大 多 数 编 辑 系 统 发 出 的 邮 件 将 不 再 包 含 密 码 信 息 为 了 验 证 论 文 评 审 人 员 的 身 份, 编 辑 系 统 在 不 同 的 阶 段 开 始 引 入 统 一 的 身 份 验 证 编 码 (the Open Re 鄄 searcher and Contributor ID,ORCID) 通 过 这 种 分 配 给 每 个 研 究 人 员 一 个 独 特 数 字 的 方 式, 可 以 使 得 身 份 验 证 编 码 标 识 符 被 用 来 追 踪 研 究 人 员 所 有 的 学 术 出 版 物, 即 使 他 们 的 就 职 单 位 发 生 变 化 虽 然 ScholarOne 也 引 入 了 ORCID, 但 如 何 使 用 它 则 由 每 个 期 刊 自 行 决 定 甘 博 亚 称, 并 没 有 足 够 多 的 科 学 家 采 用 这 个 系 统, 因 此 让 每 个 评 审 人 员 都 拥 有 一 个 ORCID 也 不 太 可 能 甘 博 亚 还 指 出 了 另 外 一 个 问 题 : 不 幸 的 是, 和 其 他 任 何 网 络 身 份 验 证 系 统 一 样,ORCID 也 暴 露 于 不 道 德 操 控 的 风 险 下, 例 如 黑 客 行 为 这 早 已 是 老 生 常 谈 了 位 于 马 萨 诸 塞 州 剑 桥 的 哈 佛 大 学 法 学 院 的 伯 克 曼 网 络 与 社 会 中 心 的 计 算 机 安 全 专 家 布 鲁 斯 施 耐 尔 (Bruce Schneier) 表 示 : 系 统 变 得 越 来 越 技 术 性 且 越 来 越 自 动 化, 欺 骗 系 55

58 科 学 与 社 会 统 的 方 法 也 越 来 越 多 这 种 社 会 问 题 几 乎 很 难 通 过 技 术 方 法 予 以 解 决 问 题 的 解 决 最 终 还 要 靠 编 辑 和 出 版 商 提 高 警 惕, 特 别 是 在 联 系 潜 在 的 评 审 人 员 的 时 候 仔 细 检 查 审 稿 人 的 邮 件 地 址 是 找 出 欺 诈 行 为 的 一 种 有 效 方 法 : 一 个 非 学 术 研 究 单 位 的 电 子 邮 件 地 址, 比 如 免 费 的 Gmail 邮 箱 可 能 是 一 个 危 险 信 号 但 它 当 然 也 可 能 是 一 个 正 当 合 法 的 地 址 位 于 伦 敦 的 生 物 医 学 中 心 (BioMedical Central, BMC) 出 版 社 的 副 总 编 吉 基 莎 佩 特 尔 (Jigisha Patel) 说, 通 过 可 疑 的 邮 件 地 址 找 出 欺 诈 者 是 切 实 可 行 的 : 我 们 已 经 发 现 了 几 起 案 例, 并 且 找 出 了 那 些 对 邮 件 地 址 动 手 脚 企 图 顶 替 他 人 身 份 的 作 假 者 但 这 样 的 筛 查 并 非 滴 水 不 漏 在 九 月 份, 出 版 社 就 撤 回 了 此 前 发 表 在 BMC 系 统 生 物 学 (BMC Systems Biology) 上 的 一 篇 论 文, 因 为 出 版 社 认 为 同 行 评 审 过 程 存 在 违 规 行 为, 并 受 到 来 自 作 者 的 不 当 影 响 一 些 科 学 家 和 出 版 商 也 指 出 期 刊 压 根 儿 就 不 应 该 允 许 作 者 为 自 己 的 论 文 推 荐 审 稿 人 约 翰 洛 斯 曼 (John Loadsman) 是 位 于 悉 尼 的 澳 大 利 亚 麻 醉 学 会 的 麻 醉 与 重 症 监 护 (Anaesthesia and Inten 鄄 sive Care) 期 刊 的 编 辑, 他 表 示 允 许 论 文 作 者 推 荐 评 议 人 的 做 法 是 奇 怪 并 极 为 愚 蠢 的, 并 称 自 己 所 在 的 期 刊 绝 不 会 允 许 这 种 行 为 目 前 还 不 清 楚 究 竟 有 多 大 比 例 的 学 术 期 刊 允 许 这 种 行 为 出 现, 但 是 随 着 科 学 领 域 越 来 越 专 业 化, 这 种 做 法 为 疲 于 奔 命 的 编 辑 找 到 合 适 的 专 家 提 供 了 一 种 简 易 的 方 式 位 于 科 林 斯 堡 的 科 罗 拉 多 州 立 大 学 的 生 物 化 学 家 詹 妮 弗 纽 伯 格 (Jennifer Ny 鄄 borg) 称, 自 己 投 稿 过 的 绝 大 多 数 期 刊 都 要 求 作 者 至 少 推 荐 5 位 可 能 的 论 文 评 审 员 对 于 赛 捷 撤 回 的 60 篇 论 文 而 言, 其 中 大 多 数 论 文 的 评 审 人 员 都 是 作 者 本 人 推 荐 的 甘 博 亚 称, 尽 管 出 现 了 造 假 事 件, 但 振 动 与 控 制 期 刊 现 在 仍 然 允 许 作 者 自 己 在 提 交 论 文 的 时 候 推 荐 评 审 人 员 ( 并 提 供 他 们 的 邮 件 地 址 ), 不 过 期 刊 也 采 取 了 更 安 全 的 防 范 措 施 出 版 道 德 委 员 会 (The Committee on Publication Ethics,COPE) 是 一 家 为 科 学 出 版 物 提 供 学 术 道 德 规 范 建 议 的 机 构 ( 但 这 些 建 议 并 无 强 制 执 行 的 效 力 ), 该 机 构 对 于 期 刊 是 否 可 以 允 许 作 者 自 己 推 荐 评 审 人 员 并 未 提 出 具 体 的 指 导 意 见, 但 他 们 也 敦 促 期 刊 对 评 审 员 进 行 充 分 的 审 查 好 的 做 法 总 是 要 核 查 评 审 人 员 的 姓 名 地 址 和 邮 件, 位 于 伦 敦 的 出 版 道 德 委 员 会 的 业 务 经 理 娜 塔 莉 里 奇 薇 (Natalie Ridge 鄄 way) 表 示, 编 辑 们 不 能 总 是 只 选 择 由 作 者 推 荐 的 论 文 评 审 人 员 自 然 出 版 集 团 旗 下 的 期 刊 确 实 允 许 作 者 推 荐 独 立 的 评 审 人 员, 不 过, 基 尔 梅 指 出 : 编 辑 们 并 不 会 全 盘 接 受 这 些 建 议 编 辑 们 会 对 评 审 人 员 进 行 选 择, 而 且 选 择 的 程 序 也 涉 及 到 确 保 评 审 人 员 与 论 文 作 者 间 不 存 在 利 益 冲 突 另 一 方 面, 作 者 也 可 以 要 求 编 辑 将 某 些 评 审 人 员 排 除 在 外, 以 防 止 出 现 不 可 控 的 利 益 冲 突, 比 如 竞 争 性 研 究 基 梅 尔 称, 出 版 商 通 常 会 尊 重 这 些 请 求, 只 要 作 者 要 求 排 除 的 评 审 人 员 或 实 验 机 构 的 数 量 少 于 3 个 有 时, 论 文 作 者 推 荐 的 评 审 人 员 会 引 发 逆 火 效 应 斯 普 林 格 旗 下 的 国 际 骨 质 酥 松 症 期 刊 (Os 鄄 teoporosis International) 的 主 编 之 一 罗 伯 特 林 赛 (Robert Lindsay) 称, 他 所 在 的 刊 物 最 多 允 许 作 者 推 荐 两 名 评 审 人 员, 但 他 往 往 会 把 作 者 推 荐 的 这 些 评 审 人 员 剔 除 掉 这 种 做 法 的 依 据 是 过 去 的 经 验, 曾 发 生 过 作 者 留 下 自 己 的 邮 箱 或 者 其 他 更 加 恶 劣 的 行 为 林 赛 说 : 曾 经 有 作 者 推 荐 自 己 的 家 人 同 一 部 门 的 同 事 和 他 们 自 己 指 导 的 研 究 生 作 为 论 文 评 审 人 员 现 在, 只 有 在 该 期 刊 确 实 无 法 找 到 其 他 科 学 家 承 担 评 审 工 作 时, 才 会 使 用 作 者 推 荐 的 人 选 前 提 是 这 些 人 能 通 过 期 刊 的 审 核 然 而, 筛 查 也 是 一 件 困 难 的 工 作 通 常, 欧 美 的 编 辑 们 都 对 其 所 属 领 域 的 科 研 团 体 十 分 熟 悉, 并 且 可 以 知 道 论 文 作 者 与 评 审 人 员 之 间 潜 在 的 利 益 冲 突 但 林 赛 指 出, 西 方 期 刊 的 编 辑 们 发 现 处 理 亚 洲 学 者 的 论 文 变 得 很 困 难 : 通 常 我 们 没 有 人 了 解 作 者 推 荐 的 评 审 人 员 在 这 种 情 况 下, 期 刊 会 坚 持 选 择 至 少 一 名 由 编 辑 自 己 确 定 人 选 并 进 行 邀 请 的 独 立 评 审 人 员 在 林 赛 所 认 为 的 最 恶 劣 的 案 例 中, 作 者 推 荐 了 一 个 与 她 同 名 不 同 姓 的 评 审 人 员 经 过 调 查 发 现 这 个 被 推 荐 的 评 审 人 员 的 姓 是 作 者 自 己 的 婚 前 姓 也 就 是 说, 她 推 荐 本 人 作 为 自 己 论 文 的 评 审 人 员 林 赛 说 : 我 认 为 她 再 也 不 会 向 我 们 的 期 刊 投 稿 了 [ 资 料 来 源 :Nature][ 责 任 编 辑 : 粒 灰 ] 56

59 科 学 与 社 会 评 议 同 行 评 议 张 洁 / 编 译 顶 尖 期 刊 通 过 同 行 评 议 淘 汰 了 糟 糕 的 研 究, 同 时 也 常 常 拒 绝 掉 日 后 的 引 用 冠 军 很 多 科 学 家 们 都 有 过 重 量 级 研 究 论 文 被 拒 稿 的 经 历 为 此, 一 个 研 究 组 对 同 行 评 议 的 效 果 进 行 了 量 化 评 估 他 们 调 查 了 1000 多 篇 10 年 前 向 柳 叶 刀 英 国 医 学 期 刊 内 科 学 年 鉴 投 过 稿 的 论 文 的 引 用 次 数, 以 此 评 估 同 行 评 议 做 出 的 决 定 是 否 正 确 在 这 项 研 究 中, 他 们 以 论 文 发 表 后 的 引 用 次 数 作 为 参 考 指 标 结 果 显 示, 同 行 评 议 的 结 果, 使 得 这 三 个 顶 级 期 刊 在 弃 糟 粕 方 面 做 得 非 常 成 功, 接 收 的 文 章 质 量 普 遍 较 高 但 是, 在 取 精 华 方 面, 却 也 实 在 不 怎 么 地 很 多 日 后 的 高 引 用 率 文 章 都 曾 遭 拒 该 研 究 项 目 的 领 头 人, 加 拿 大 多 伦 多 大 学 的 社 会 学 家 凯 尔 塞 勒 (Kyle Siler) 表 示, 最 让 我 震 惊 的 是, 引 用 率 最 高 的 14 篇 论 文 都 曾 被 拒, 并 且 有 一 篇 两 次 被 拒 塞 勒 及 其 团 队 发 现,1008 篇 投 稿 论 文 中, 仅 有 62 篇 最 终 发 表 在 了 上 述 期 刊 中 被 拒 的 论 文 中, 757 篇 改 投 并 成 功 发 表, 剩 余 的 189 篇, 有 些 进 行 了 彻 底 的 改 头 换 面, 有 些 则 消 失 在 茫 茫 的 论 文 海 洋 里 研 究 人 员 对 论 文 评 审 者 给 出 的 评 价 进 行 了 打 分, 结 果 显 示, 得 分 越 高 的 论 文, 发 表 后, 引 用 率 越 高 塞 勒 对 此 表 示, 总 体 而 言, 这 些 把 关 者 工 作 还 是 很 给 力 的 该 研 究 同 时 也 发 现,772 篇 论 文 是 直 接 被 编 辑 毙 掉 的, 根 本 没 有 得 到 同 行 评 议 在 15 篇 引 用 率 最 高 的 论 文 中,12 篇 受 到 过 这 样 的 冷 遇 塞 勒 说, 这 让 我 们 不 得 不 怀 疑, 编 辑 们 是 不 是 不 喜 欢 这 些 非 常 规 的 研 究 他 认 为, 由 于 同 行 评 议 的 时 间 和 资 源 有 限, 顶 级 期 刊 的 编 辑 们 会 偏 向 于 将 中 规 中 矩 的 论 文 送 审 米 歇 尔 拉 蒙 特 (Michèle Lamont) 是 哈 佛 大 学 的 社 会 学 家, 曾 著 有 教 授 们 如 何 思 考 一 书 该 书 主 要 探 讨 学 者 们 如 何 评 价 他 人 的 科 研 工 作 她 说 道, 编 辑 们 大 多 都 了 解 哪 些 论 文 值 得 评 议, 但 他 们 缺 乏 对 创 新 性 研 究 的 敏 感 性 菲 奥 娜 歌 德 利 (Fiona Godlee) 是 英 国 医 学 期 刊 的 主 编, 她 表 示, 这 些 拒 稿 并 不 能 算 是 编 辑 的 错 每 个 杂 志 都 有 其 着 重 点, 只 会 接 收 符 合 其 宗 旨 的 论 文 比 如 说, 英 国 医 学 期 刊 关 注 临 床 医 学, 因 此 肯 定 不 会 接 收 生 物 技 术 的 论 文 编 辑 审 稿 首 先 会 看 论 文 是 否 符 合 期 刊 特 点 此 外, 歌 德 利 表 示, 用 高 引 用 数 来 评 价 研 究 的 价 值 过 于 片 面 塞 勒 承 认, 以 引 用 率 衡 量 质 量 有 一 定 问 题 最 近 自 然 进 行 的 一 项 调 研 发 现, 世 界 上 引 用 最 多 的 论 文 往 往 是 方 法 学 相 关 的, 而 非 重 要 的 突 破 性 发 现 加 拿 大 蒙 特 利 尔 大 学 的 进 化 生 物 学 家 丹 尼 尔 法 内 利 (Daniele Fanelli) 则 建 议, 可 以 采 用 一 些 替 代 方 法 来 评 估 论 文 质 量 丹 尼 尔 的 研 究 内 容 是 发 表 偏 倚 他 认 为 研 究 是 否 被 其 他 人 重 复, 或 者 转 化 为 临 床 医 学 应 用, 可 以 作 为 论 文 质 量 的 一 个 评 价 指 标 但 他 自 己 也 不 无 遗 憾 地 感 叹, 这 个 工 作 也 太 繁 杂 了 目 前 来 看, 同 行 评 议 在 接 下 来 的 一 段 时 间 内 仍 将 是 主 要 评 议 手 段 拉 蒙 特 表 示, 很 多 人 认 为 同 行 评 议 系 统 问 题 多 多, 并 不 完 美 但 这 却 是 目 前 我 们 拥 有 的 最 好 的 评 价 体 系 [ 资 料 来 源 :Nature][ 责 任 编 辑 : 粒 灰 ] 57

60 考 古 学 黑 死 病 的 光 明 一 面 张 洁 / 编 译 并 将 其 与 中 世 纪 正 常 死 亡 人 群 的 遗 骸 进 行 对 比 获 得 她 在 美 国 宾 夕 法 尼 亚 州 立 大 学 攻 读 博 士 学 位 时, 在 其 论 文 工 作 中 研 究 了 这 个 问 题 鉴 于 黑 死 病 的 严 重 程 度, 以 及 纪 录 档 案 和 生 物 证 据 的 存 在, 黑 死 病 似 乎 非 常 适 合 用 于 调 查 流 行 疾 病 对 人 口 的 影 响 来 源 与 传 播 老 彼 得 勃 鲁 盖 尔 (Pieter Brueghel)16 世 纪 的 作 品 死 神 的 胜 利 描 绘 了 14 世 纪 黑 死 病 给 欧 洲 带 来 的 社 会 动 荡 骷 髅 代 表 死 亡 14 世 纪 中 期, 黑 死 病 横 行 欧 洲, 几 年 间 夺 走 了 欧 洲 三 分 之 一 的 人 口, 改 变 了 欧 洲 的 历 史 进 程 然 而 正 如 那 句 名 言 所 说 凡 是 杀 不 死 你 的, 都 会 使 你 更 坚 强 黑 死 病 是 一 种 非 常 烈 性 的 疾 病 其 发 病 之 迅 速, 致 死 率 之 高, 病 症 之 复 杂, 即 使 是 对 其 充 分 了 解 的 科 学 家 也 不 得 不 为 之 惊 叹 只 需 要 几 天 时 间, 宿 主 就 会 出 现 高 热 皮 疹 腹 股 沟 和 腋 下 淋 巴 结 肿 大, 甚 至 化 脓 破 溃 ( 排 出 细 菌 和 脓 液 ) 等 症 状, 随 后 宿 主 通 常 迅 速 死 去 黑 死 病 于 1348 年 在 欧 洲 爆 发, 之 后 以 惊 人 的 速 度 和 致 死 率, 横 行 欧 洲 当 其 传 播 到 伦 敦 时, 不 过 短 短 几 年 时 间, 便 夺 走 了 七 千 五 百 万 到 两 亿 人 的 生 命 欧 洲 全 部 人 口 的 30% 到 50% 这 一 悲 剧 对 欧 洲 的 社 会 经 济 和 近 现 代 化 都 产 生 了 非 常 大 的 影 响, 改 变 了 历 史 的 进 程 黑 死 病 滥 杀 了 无 数 人 一 直 以 来, 人 们 认 为 黑 死 病 是 无 差 别 杀 伤 的 妇 女 和 儿 童, 富 人 与 穷 人, 无 人 能 免 那 么 黑 死 病 的 目 标 人 群 是 不 是 具 有 挑 选 性? 来 自 南 卡 罗 来 纳 大 学 的 人 类 学 家 莎 伦 德 维 特 (Sharon DeWitte) 认 为, 答 案 可 通 过 研 究 瘟 疫 受 害 者 的 遗 骸, 14 世 纪 中 期, 黑 死 病 开 始 肆 虐 的 时 候, 人 们 并 不 知 道 该 病 的 来 源 有 人 将 它 视 为 神 对 世 人 罪 行 的 惩 罚, 甚 至 以 为 世 界 将 因 此 终 结 另 一 些 人 则 指 责 犹 太 人 外 国 人 游 客 和 麻 风 病 人 这 些 人 因 此 不 得 不 离 开 曾 经 的 家 园 一 些 城 镇 设 置 路 障, 既 不 允 许 外 人 进 入, 也 不 允 许 居 民 离 开 一 时 间 人 心 惶 惶, 由 于 害 怕 传 染, 人 们 抛 妻 / 夫 弃 子 ; 除 了 宗 教 人 士, 几 乎 没 有 人 敢 照 顾 病 人 ; 有 时, 一 户 人 家 一 旦 被 发 现 有 人 生 病, 整 个 房 子 都 会 被 烧 毁 当 时 死 亡 人 口 太 多, 教 区 墓 地 已 不 够 用, 人 们 不 得 不 开 发 新 的 墓 地 黑 死 病 造 成 的 社 会 和 经 济 损 失 几 乎 无 法 想 象 在 很 多 方 面 黑 死 病 是 可 以 和 埃 博 拉 病 毒 相 提 并 论 的 几 周 之 内, 整 片 村 庄 全 部 死 绝 而 且, 比 瘟 疫 传 播 更 迅 速 的, 还 有 恐 惧 如 今 我 们 已 知 道, 黑 死 病 可 追 溯 到 蒙 古 帝 国 蒙 古 帝 国 以 其 强 大 的 军 事 力 量 征 服 了 亚 洲 的 大 片 区 域, 同 时 维 护 了 丝 绸 之 路 的 贸 易 安 全 丝 绸 之 路 促 进 了 货 物 的 长 途 运 输, 也 为 疾 病 的 传 播 打 开 方 便 之 门 正 如 航 空 和 铁 路 大 大 促 进 了 现 如 今 的 埃 博 拉 的 传 播 一 样 在 旅 游 业 不 发 达, 人 口 基 数 小 的 地 方, 致 命 性 的 瘟 疫 很 快 会 停 止 但 是, 对 于 人 口 基 数 大 流 动 高 的 地 区, 控 制 疾 病 的 传 播 非 常 棘 手 中 世 纪 时 期, 蒙 古 军 队 打 到 哪 里, 鼠 疫 蔓 延 到 哪 里 军 事 侵 略 大 大 促 进 了 当 地 的 水 运, 瘟 疫 因 此 能 侵 袭 到 新 的 地 区 根 据 时 人 加 布 里 埃 尔 德 (Gabriel de Mussi) 的 描 述,1346 年 和 1349 年 之 58

61 百 3.5 万 人 年 份 考 古 学 纪 人 类 健 康 以 及 瘟 疫 对 社 会 和 遗 传 的 影 响 提 供 了 独 特 机 会 德 维 特 解 释 说, 我 开 始 研 究 鼠 疫, 因 为 我 想 用 骨 骼 等 材 料 来 研 究 过 去 人 类 的 身 体 素 质 但 我 想 更 严 谨 更 全 面 一 些, 因 此 需 要 大 量 的 样 本 黑 死 病 是 最 好 的 研 究 案 例 当 时 大 批 人 口 在 很 短 时 间 内 死 于 一 个 已 知 的 疾 病 在 她 的 博 士 论 文 中, 德 维 特 研 究 了 来 自 英 格 兰 一 处 黑 死 病 墓 地 的 490 具 骷 髅, 并 与 中 世 当 黑 死 病 于 1348 年 传 播 到 伦 敦 时, 英 格 兰 的 人 口 急 纪 的 两 个 正 常 墓 地 里 的 291 具 骷 髅 进 行 对 比 剧 下 降 在 之 后 的 几 个 世 纪 里, 人 口 水 平 才 缓 慢 恢 复 德 维 特 根 据 骷 髅 判 定 年 龄 和 性 别 她 还 记 录 间, 蒙 古 人 围 困 克 里 米 亚 的 贸 易 城 市 卡 法 时, 惊 天 了 各 种 能 够 表 明 健 康 状 况 不 佳 营 养 不 良 的 病 变 巨 变 由 此 发 生 因 为 军 队 滞 留 当 地 太 久, 黑 死 病 有 ( 骨 和 牙 齿 ) 她 发 现, 老 年 人 和 身 体 较 差 者 更 易 感 足 够 的 时 间 实 现 人 际 传 播 或 跳 蚤 ( 由 老 鼠 身 上 ) 到 染 并 死 于 黑 死 病 人 的 传 播 最 后, 军 队 故 意 将 腐 烂 的 尸 体 扔 进 城 墙 通 过 针 对 所 有 年 龄 段 中 身 体 虚 弱 的 人, 在 极 中, 感 染 城 内 居 民, 污 染 水 源, 并 造 成 令 人 作 呕 的 恶 短 时 间 内 杀 死 几 十 万 人 口 从 这 种 层 面 上 来 说, 臭 这 场 战 争 已 被 列 为 史 上 第 一 次 生 物 战 在 1347 黑 死 病 可 能 代 表 自 然 选 择 的 强 大 力 量, 德 维 特 评 年 到 1348 年, 部 分 卡 法 居 民 坐 船 逃 到 西 西 里 岛 热 价 道 黑 死 病 显 然 淘 汰 了 欧 洲 范 围 内 身 体 素 质 较 差 那 亚 和 威 尼 斯, 也 将 瘟 疫 带 到 了 这 些 地 区 携 带 鼠 的 人 群 当 然 这 种 身 体 虚 弱 可 能 是 由 于 免 疫 功 能 低 疫 的 船 舶 随 后 抵 达 了 法 国 西 班 牙 和 挪 威 的 港 口, 下 患 病 或 营 养 不 良 造 成 的 死 亡 的 阴 影 很 快 笼 罩 了 整 个 欧 洲 我 们 知 道, 黑 死 病 开 启 了 起 码 是 加 速 了 欧 洲 黑 死 病 大 约 于 1348 年 5 月 8 日 经 轮 船 传 播 到 巨 大 的 经 济 和 社 会 变 革 德 维 特 说 道 欧 洲 花 了 英 格 兰 的 梅 尔 科 姆 雷 吉 斯, 并 从 这 里 很 快 向 全 国 扩 200 年 才 恢 复 到 瘟 疫 前 的 人 口 水 平 在 此 期 间, 农 奴 散 同 年 6 月 24 日 的 历 史 文 件 便 已 提 到 了 这 场 瘟 制 度 被 取 缔 尽 管 劳 动 力 匮 乏, 平 民 反 而 拥 有 了 更 疫, 可 见 其 传 播 速 度 之 快 1351 年, 这 场 瘟 疫 终 于 接 多 的 土 地 食 物 和 钱 你 可 能 会 认 为 这 对 劳 动 阶 级 近 尾 声, 但 此 时 英 格 兰 满 目 狼 藉 : 村 庄 田 地 荒 废, 有 利 房 屋 别 墅 都 空 无 一 人, 家 畜 早 已 腐 烂 整 个 英 格 德 维 特 最 近 研 究 瘟 疫 的 长 期 生 物 效 应 德 维 特 兰 死 去 的 平 民 太 多, 没 人 来 做 这 些 事 情 当 然, 贵 族 想 探 究, 当 黑 死 病 于 1361 年 1368 年 1375 年 也 未 得 幸 免, 大 批 的 贵 族 同 样 死 于 黑 死 病 由 于 人 1382 年 和 1390 年 卷 土 重 来 时, 整 体 人 口 素 质 是 否 口 的 急 剧 减 少, 中 世 纪 的 经 济 体 系 因 此 崩 溃 有 所 提 升, 营 养 是 否 变 好, 普 遍 身 高 是 否 变 高, 以 及 黑 死 病 以 三 种 形 式 危 害 人 体, 因 此 一 直 以 来 都 骨 科 病 是 否 变 少 她 从 黑 死 病 之 前 的 墓 地 中 的 464 很 难 定 义 其 具 体 病 因 不 久 前, 科 学 家 们 从 中 世 纪 具 残 骸 和 瘟 疫 后 墓 地 中 的 133 具 残 骸 中 收 集 数 据, 死 于 黑 死 病 者 的 骨 骼 和 牙 髓 提 取 遗 传 物 质, 然 后 将 进 行 对 比 其 与 现 代 细 菌 的 基 因 进 行 对 比 他 们 发 现 这 三 种 症 德 维 特 发 现, 单 单 从 死 亡 年 龄 上 看, 瘟 疫 后 人 状 都 与 鼠 疫 耶 尔 森 菌 相 关 黑 死 病 不 仅 能 通 过 黑 鼠 们 的 平 均 寿 命 更 长 也 就 是 说, 瘟 疫 幸 存 者 的 后 代 及 受 感 染 的 跳 蚤 传 播, 还 能 通 过 呼 吸 道 飞 沫 以 及 脓 的 平 均 寿 命 更 长, 并 且 更 可 能 传 递 那 些 使 他 们 的 祖 血 等 实 现 人 际 传 播 当 时 没 有 抗 生 素 治 疗,72% 到 先 逃 过 瘟 疫 之 劫 的 遗 传 优 势 100% 的 鼠 疫 耶 尔 森 菌 接 触 者 会 死 亡 德 维 特 的 结 果 和 几 个 针 对 该 时 期 人 口 身 体 素 质 的 研 究 不 符 这 些 基 于 遗 嘱 和 其 他 文 件 的 研 究 表 幸 存 者 的 基 因 明, 在 1361 年 1368 年 1375 年 1382 年 和 1390 如 今, 黑 死 病 的 巨 大 悲 剧 为 科 学 家 们 研 究 中 世 年, 每 次 黑 死 病 爆 发 都 带 来 了 很 高 的 死 亡 率 然 而, 59

62 考 古 学 莎 拉 德 维 特 ( 上 图 ) 研 究 了 中 世 纪 黑 死 病 前 后 的 残 骸 她 发 现, 瘟 疫 后, 人 们 的 身 体 素 质 更 好, 活 得 更 长 寿 比 如 说, 胫 骨 存 在 骨 膜 损 伤 和 过 渡 生 长, 这 是 创 伤 或 感 染 后 的 身 体 反 应 下 方 的 图 展 示 的 是 有 多 孔 性 病 变 的 眼 眶 骨 头, 这 种 病 变 一 般 是 由 于 儿 童 时 期 缺 血 造 成 德 维 特 发 现, 这 种 疾 病 在 瘟 疫 之 前 比 瘟 疫 之 后 更 普 遍 遗 嘱 等 文 件 往 往 来 源 于 富 裕 的 男 人, 不 包 括 已 婚 或 未 婚 妇 女 儿 童 佣 人 学 徒 工 人 和 乞 丐, 不 足 以 覆 盖 整 个 人 群 这 些 记 录 只 能 证 明 瘟 疫 带 来 了 大 波 的 死 亡, 但 并 不 能 概 括 瘟 疫 过 后 的 全 面 情 况 德 维 特 认 为 她 的 考 古 数 据 提 供 了 更 广 泛 的 中 世 纪 社 会 信 息 尽 管 该 时 段 有 多 次 瘟 疫 爆 发 以 及 其 他 能 导 致 高 死 亡 率 的 时 间, 如 饥 荒 或 火 山 爆 发, 她 的 数 据 表 明, 相 比 于 黑 死 病 爆 发 前 和 爆 发 中, 至 少 在 黑 死 病 后 200 年 内, 整 体 人 口 死 亡 率 降 低, 存 活 率 提 高 如 今 是 否 也 有 事 件 能 够 产 生 这 么 强 的 自 然 选 择 效 果? 在 1998 年 有 人 首 次 提 出, 黑 死 病 幸 存 者 由 于 拥 有 CCR5-Δ32 等 位 基 因, 从 而 有 更 强 的 免 疫 系 统 这 个 基 因 已 被 证 实 对 艾 滋 病 也 有 更 强 的 抵 抗 力 然 而,CCR5-Δ32 和 瘟 疫 之 间 的 联 系 似 乎 并 不 如 当 初 设 想 得 那 么 紧 密 当 时 黑 死 病 最 严 重 的 地 区 如 今 CCR5-Δ32 基 因 的 携 带 者 比 例 并 不 高 其 他 科 学 家 认 为, 天 花 病 对 CCR5-Δ32 基 因 的 地 理 分 配 起 到 了 更 大 的 影 响 最 近 的 一 项 研 究 指 出 了 另 一 种 可 能 一 个 研 究 团 队 决 定 调 查 罗 马 尼 亚 欧 洲 人 种 和 住 在 同 一 地 区 但 祖 先 不 同 ( 传 统 认 定 为 罗 姆 人 ) 的 人 种 之 间 的 遗 传 差 异 语 言 和 遗 传 资 料 表 明, 罗 姆 人 在 5 世 纪 和 11 世 纪 之 间 由 印 度 西 北 部 迁 移 到 罗 马 尼 亚 千 百 年 来, 尽 管 居 住 在 同 一 地 区, 罗 姆 人 始 终 将 自 己 和 其 他 民 族 分 离 开 来 罗 姆 人 和 罗 马 尼 亚 人 的 生 存 环 境 相 同, 而 印 度 没 有 黑 死 病, 所 以 二 者 面 临 的 自 然 选 择 也 相 同, 但 他 们 最 初 的 遗 传 背 景 是 不 同 的 住 在 欧 洲 的 罗 姆 人 和 印 度 的 罗 姆 人 面 临 的 自 然 选 择 则 不 同 科 学 家 们 意 识 到, 这 两 个 地 域 很 近, 但 基 因 不 同 的 人 群 为 记 录 瘟 疫 对 进 化 的 影 响 提 供 了 一 个 难 得 的 机 会 该 小 组 分 析 了 100 个 欧 洲 罗 马 尼 亚 人,100 个 当 地 的 罗 姆 人, 以 及 来 自 印 度 西 北 部 的 500 个 人 的 DNA 样 本 他 们 研 究 了 将 近 个 单 核 苷 酸 多 态 性 然 后 他 们 分 析 其 结 果, 寻 找 欧 洲 罗 马 尼 亚 人 和 住 在 罗 马 尼 亚 的 罗 姆 人 共 有 的, 但 印 度 西 北 部 罗 姆 人 不 具 有 的 基 因 4 号 染 色 体 上 的 四 个 基 因 符 合 这 些 标 准 四 个 基 因 中 的 三 个 是 TLR 基 因,TLR 基 因 与 识 别 细 菌 之 类 的 抗 原 启 动 免 疫 和 抗 炎 反 应 有 关 当 然, 罗 姆 人 和 欧 洲 罗 马 尼 亚 人 在 过 去 上 千 年 经 历 过 包 括 天 花 麻 风 病 肺 结 核 等 其 他 传 染 病 但 研 究 人 员 认 为 他 们 发 现 的 基 因 差 异 非 常 可 能 是 由 黑 死 病 造 成 其 他 的 感 染 病 也 是 可 能 的 原 因, 研 究 小 组 的 核 心 成 员 解 释 说, 但 在 我 看 来, 最 可 能 是 黑 死 病, 因 为 其 他 疾 病 的 地 理 分 布 是 比 黑 死 病 更 广 泛 他 还 指 出,TLR 基 因 抵 御 病 毒 入 侵 ( 天 花 ) 的 功 能 不 如 其 抵 御 细 菌 入 侵 ( 黑 死 病 ) 的 功 能 强 大 该 团 队 目 前 正 在 获 取 印 度 人 罗 马 尼 亚 人 和 罗 马 尼 亚 地 区 罗 姆 人 完 整 的 基 因 型, 对 三 者 进 行 平 行 研 究 通 过 文 献 资 料 基 因 组 研 究 和 生 物 考 古 学 研 究 的 综 合 信 息, 研 究 人 员 正 在 缓 慢 而 稳 步 地 找 出 黑 死 病 的 可 怕 奥 秘 研 究 过 去 的 疾 病 有 助 于 我 们 更 好 地 应 对 新 的 尚 无 法 治 愈 的 疾 病 ( 比 如 埃 博 拉 ) [ 资 料 来 源 :American Scientist][ 责 任 编 辑 : 粒 灰 ] 60

63 科 苑 逆 转 厄 运 姚 人 杰 / 编 译 或 然 文 化 哲 学 家 们 宣 称, 一 个 人 要 是 知 道 自 己 明 天 早 上 就 将 被 吊 死 的 话, 会 聚 精 会 神 到 令 人 惊 叹 的 程 度 这 一 论 述 并 不 完 全 属 实 此 外, 我 怀 疑 哲 学 家 们 并 不 是 根 据 第 一 手 经 验 而 讲 出 这 番 话 的 现 在 距 离 死 刑 执 行 还 有 一 小 时, 在 我 等 待 时, 我 那 无 法 集 中 思 维 的 头 脑 漫 无 目 标 地 游 荡, 从 一 件 事 突 然 转 到 另 一 件 事, 想 着 事 情 怎 么 会 落 得 如 此 局 面 一 切 都 从 五 年 前 开 始 我 和 同 事 们 在 努 力 解 决 一 项 理 论 物 理 学 中 的 悖 论, 该 悖 论 与 量 子 力 学 中 的 多 世 界 诠 释 相 关 多 世 界 诠 释 认 为, 每 次 做 出 任 意 一 个 决 定 时, 宇 宙 都 会 分 叉, 导 向 或 然 现 实 的 多 重 宇 宙 事 后 想 来, 我 们 取 得 的 突 破 一 目 了 然 在 此 不 详 述 细 节 了, 我 们 证 实 了 多 重 世 界 是 真 实 存 在 的, 但 有 所 曲 解 : 大 多 数 决 定 都 是 不 重 要 的, 只 是 污 浊 了 时 间 线 真 正 的 分 叉 并 不 是 每 次 做 出 决 定 时 都 发 生 ; 其 实, 多 重 宇 宙 只 在 某 些 决 定 时 才 分 叉, 或 许 可 以 将 这 些 决 定 定 义 为 产 生 结 果 性 决 定 然 而 我 们 更 进 一 步 我 们 证 实 相 邻 的 时 间 线 之 间 会 发 生 信 息 泄 露 你 无 法 探 访 一 种 可 能 出 现 的 现 实, 但 你 能 利 用 它 泄 露 的 信 息, 瞥 见 ( 或 者 说 窃 听? ) 那 些 你 可 能 做 出 的 不 同 决 定 会 导 致 的 结 果 除 了 物 理 学, 个 人 的 种 种 可 能 性 也 令 人 入 迷 你 应 不 应 该 和 初 恋 结 婚? 你 应 不 应 该 接 受 那 个 改 变 生 涯 的 工 作 邀 约? 你 应 不 应 该 和 伴 侣 生 育 子 女? 你 到 底 应 不 应 该 生 儿 育 女? 那 个 时 候, 我 们 应 该 罢 手 的, 当 我 们 从 原 理 上 确 定 了, 从 其 他 时 间 线 泄 露 出 的 信 息 是 侦 测 得 到 的 时 候 但 我 那 时 有 所 领 悟, 明 白 了 应 该 如 何 以 实 际 的 手 段 侦 测 到 那 些 泄 露 出 的 信 息 我 们 几 乎 被 喜 悦 冲 昏 了 头 脑, 很 快 就 发 表 了 研 究 结 果 ; 我 是 佛 斯 曼 等 一 众 作 者 中 的 第 一 作 者 各 种 学 术 荣 誉 接 踵 而 至, 包 括 一 项 迅 速 颁 出 的 诺 贝 尔 奖 侦 测 器 媒 体 给 它 起 了 佛 斯 曼 装 置 的 绰 本 文 作 者 J W 阿 姆 斯 特 朗, 在 加 州 南 部 的 一 家 大 型 实 验 室 工 作 本 文 中 描 述 的 技 术 纯 属 虚 构 确 实 如 此 假 若 不 是, 这 种 技 术 也 不 会 运 用 到 人 类 身 上 61

64 科 苑 号 也 很 快 从 理 论 成 为 了 现 实 起 初, 花 费 巨 大, 侦 测 器 的 射 程 却 由 于 技 术 原 因 十 分 有 限, 仅 有 一 些 拥 有 政 府 那 样 财 力 的 实 体 才 用 得 起, 而 且 只 有 最 靠 近 我 们 的 时 间 线 才 能 被 侦 测 到 军 方 当 然 对 此 有 兴 趣 令 我 讶 异 的 是, 宗 教 团 体 也 将 大 量 财 力 用 于 这 方 面, 他 们 也 是 早 期 使 用 者 但 技 术 迅 速 地 进 步, 花 费 直 线 下 降, 能 够 窥 视 的 或 然 时 间 线 数 量 也 显 著 地 增 加 不 久 后, 很 多 公 司 大 概 是 为 了 获 得 竞 争 优 势, 也 使 用 了 这 项 技 术 接 着, 有 钱 人 能 搜 索 他 们 的 或 然 时 间 线 到 了 最 后, 这 项 技 术 成 了 一 项 流 通 商 品, 像 手 机 一 样 普 及, 每 个 人 都 能 够 享 用 当 事 情 到 了 那 个 地 步 任 何 一 个 人 都 负 担 得 起 搜 索 数 千 种 或 然 历 史 的 时 候, 这 变 成 了 一 种 爆 炸 性 的 社 会 现 象 起 初 证 据 缓 慢 增 长 但 随 着 越 来 越 多 人 搜 索 或 然 现 实 后, 事 态 变 得 清 晰 : 我 们 塑 造 的 世 界, 由 我 们 的 集 体 决 定 创 造 的 宇 宙, 与 本 来 应 该 的 模 样 相 比, 不 再 普 通 不 与 此 相 反, 我 们 的 集 体 决 定 极 其 糟 糕 当 然, 不 是 人 人 都 如 此 有 实 例 表 明, 有 些 人 做 出 了 极 佳 的 人 生 抉 择 但 是, 我 们 宇 宙 中 的 个 人 做 出 的 普 通 决 定 与 那 些 本 该 做 出 的 决 定, 以 及 那 些 在 或 然 宇 宙 中 实 际 做 出 过 的 决 定 相 比, 差 劲 了 不 少 公 众 最 初 的 反 应 是 震 惊 电 视 谈 话 类 节 目 表 面 上 试 图 以 多 重 宇 宙 的 视 角 来 看 待 我 们 的 世 界, 反 复 请 来 哲 学 家 物 理 学 家 与 神 学 家 来 争 论 宿 命 论 因 果 关 系 和 自 由 意 志, 诡 辩 程 度 各 有 不 同 深 夜 电 视 购 物 广 告 里 只 需 支 付 四 次, 每 次 只 需 美 元 拼 命 地 宣 传 那 些 能 免 除 内 疚 感 的 产 品 与 服 务 : 你 的 人 生 决 定 尽 管 可 能 糟 糕 透 顶, 但 不 是 你 的 过 错 ; 恰 恰 相 反, 你 是 那 些 胡 作 非 为 邪 恶 的 超 自 然 实 体 或 其 他 任 何 会 出 售 这 种 产 品 的 机 构 的 受 害 者 公 众 的 震 惊 变 成 了 愠 怒 和 困 惑, 接 着, 迅 速 变 成 怒 火 民 众 义 愤 填 膺, 用 长 久 以 来 人 类 惯 用 的 方 式 来 应 对 : 他 们 把 自 身 的 麻 烦 怪 罪 在 其 他 人 头 上 这 项 技 术 揭 示 出 人 类 的 集 体 决 断 糟 糕 至 极, 作 为 技 术 的 发 明 人, 我 成 为 了 最 显 眼 的 选 择 紧 接 着 是 一 波 暴 徒 心 态 的 行 动, 政 府 也 随 即 颁 布 了 调 查 令 我 受 到 审 判, 被 宣 判 犯 下 反 人 类 罪 行 判 决 来 得 迅 速, 或 许 是 因 为 我 的 辩 护 律 师 团 队 也 检 查 过 他 们 的 或 然 人 生, 憎 恶 自 己 ( 也 憎 恶 我, 因 为 我 使 得 他 们 知 晓 这 些 事 ), 只 进 行 了 象 征 性 的 辩 护 我 被 判 决 处 以 绞 刑, 到 死 为 止 于 是, 我 们 来 到 目 前 的 处 境, 距 离 行 刑 仅 有 几 分 钟, 而 聚 精 会 神 我 在 某 本 书 里 读 到, 在 这 样 的 时 刻 保 持 坚 忍 十 分 重 要 当 我 走 向 绞 刑 架, 见 到 刽 子 手 的 绞 索, 我 依 然 用 力 地 吞 咽 了 口 水, 不 受 控 制 地 想 要 挠 挠 脖 子 我 没 有 因 做 出 这 种 动 作 而 受 辱, 只 因 为 我 的 双 手 被 绑 在 背 后 然 而, 我 其 实 可 以 说, 当 我 缓 缓 走 上 绞 刑 架, 我 的 表 现 已 经 尽 量 如 我 希 望 的 那 样 镇 定 你 瞧, 我 也 早 就 用 过 佛 斯 曼 装 置, 本 来 是 为 了 察 看 我 在 其 他 宇 宙 中 的 最 终 宿 命 说 句 实 话, 其 他 选 择 都 令 人 非 常 不 舒 服 当 绞 索 被 套 在 我 的 脖 子 上, 我 获 得 了 一 些 慰 藉, 因 为 我 知 道 自 己 即 将 离 开 的 这 个 人 世 是 所 有 可 能 的 世 界 中 最 好 的 那 个 [ 资 料 来 源 :Nature][ 责 任 编 辑 : 彦 隐 ] 62

65 科 学 人 物 亚 历 山 大 格 罗 腾 迪 克 ( ) 吕 吉 尔 / 编 译 亚 历 山 大 格 罗 腾 迪 克, 摄 于 1988 年 特 立 独 行 避 世 隐 居 的 20 世 纪 犹 太 裔 无 国 籍 数 学 巨 匠 亚 历 山 大 格 罗 腾 迪 克 (Alexander Grothendieck) 于 2014 年 11 月 13 日 在 法 国 西 南 城 镇 圣 日 昂 的 医 院 辞 世, 享 年 86 岁 出 于 对 隐 私 的 保 护, 医 院 未 对 外 公 布 其 死 亡 的 原 因 法 国 总 统 奥 朗 德 总 统 在 次 日 发 布 的 讣 闻 中, 盛 赞 他 为 我 们 最 伟 大 的 数 学 家 之 一 和 生 命 哲 理 中 杰 出 人 格 的 代 表 据 法 国 世 界 报 报 道, 格 罗 腾 迪 克 在 圣 日 昂 附 近 的 乡 村 拉 塞 尔 已 隐 居 了 几 十 年, 并 称 他 为 20 世 纪 最 伟 大 的 数 学 家 代 数 几 何 学 背 后 的 智 库 格 罗 腾 迪 克 的 深 度 抽 象 天 赋 在 代 数 几 何 学 领 域 里 开 辟 了 一 片 崭 新 的 天 地, 为 解 决 现 代 数 学 中 一 些 令 人 头 疼 的 难 题 提 供 了 理 论 基 础 然 而, 格 罗 腾 迪 克 始 终 规 避 赞 誉, 并 热 心 于 支 持 和 平 事 业 和 环 保 事 业 格 罗 腾 迪 克 同 时 也 是 一 位 令 人 感 到 困 惑 的 人 物 他 在 1970 年 代 处 于 事 业 巅 峰 的 时 候 却 激 流 勇 退, 离 开 了 数 学 研 究 领 域 ;1990 年 代 初 开 始 了 离 群 隐 居 的 生 活 英 国 每 日 电 讯 报 在 讣 闻 中 说 : 如 果 爱 因 施 坦 对 于 物 理 界 有 多 么 重 要 的 话, 那 么 格 罗 腾 迪 克 对 于 数 学 界 也 就 有 多 么 的 重 要 在 代 数 几 何 学 这 么 一 个 纯 数 学 领 域, 格 罗 腾 迪 克 往 往 能 出 乎 意 料 地 阐 明 其 数 学 普 适 原 理, 解 答 其 中 的 一 些 与 之 关 联 的 具 体 问 题 他 的 研 究 应 用 在 众 多 领 域 如 遗 传 学 密 码 学 和 机 器 人 学 等 都 是 显 而 易 见 的 格 罗 腾 迪 克 的 头 脑 是 代 数 几 何 学 一 个 具 有 实 际 应 用 价 值 的 领 域, 包 括 在 卫 星 通 讯 方 面 背 后 的 一 个 智 库 他 于 1966 年 被 授 予 菲 尔 兹 奖, 但 他 却 出 于 政 治 上 的 原 因 拒 绝 去 莫 斯 科 领 奖 美 国 数 学 会 (AMS) 资 深 作 者 阿 林 杰 克 森 (Al 鄄 lyn Jackson) 在 2014 年 美 国 数 学 学 会 通 告 上 有 关 格 罗 腾 迪 克 的 一 篇 传 记 文 章 中 写 道 : 他 拥 有 极 其 强 大 的 几 乎 超 脱 尘 俗 的 抽 象 能 力, 这 使 得 他 能 够 在 高 度 笼 统 的 情 况 下 看 到 问 题 所 在, 他 把 这 种 能 力 运 用 到 了 极 至 的 确, 日 益 增 加 的 普 适 性 和 抽 象 性 趋 向 完 全 是 受 到 格 罗 腾 迪 克 的 影 响 从 20 世 纪 中 叶 起, 这 一 趋 向 就 可 以 在 数 学 领 域 里 看 到 让 教 授 诧 异 不 已 的 天 才 格 罗 腾 迪 克 的 父 亲 是 一 名 俄 罗 斯 犹 太 无 政 府 主 义 者, 参 加 过 反 对 俄 国 沙 皇 政 府 的 斗 争, 在 俄 国 革 命 期 间 被 布 尔 什 维 克 抓 捕 过, 后 逃 亡 欧 洲, 与 德 国 作 家 乔 安 娜 格 罗 腾 迪 克 (Johanna Grothendieck) 生 活 在 一 起 格 罗 腾 迪 克 1928 年 3 月 28 日 出 生 在 德 国 柏 林 不 知 什 么 原 因, 出 生 时 取 名 为 拉 达 茨, 后 来 随 母 亲 的 姓 在 纳 粹 时 期, 格 罗 腾 迪 克 的 父 亲 1933 年 离 开 了 德 国, 后 来 他 母 亲 也 去 了 法 国, 把 格 罗 腾 迪 克 留 在 汉 堡 由 养 父 母 照 顾 1939 年 二 战 爆 发 后, 格 罗 腾 迪 克 逃 亡 法 国, 此 时 他 的 父 亲 被 关 押 在 拘 留 营 里, 后 移 送 到 奥 斯 威 辛 集 中 营,1942 年 惨 遭 杀 害 他 与 母 亲 曾 在 拘 留 营 度 过 一 段 时 间 63

66 科 学 人 物 破 解 问 题 方 式 与 众 不 同 格 罗 腾 迪 克 在 授 课, 摄 于 1960 年 代 格 罗 腾 迪 克 与 母 亲 一 起 住 在 法 国 小 镇 勒 尚 邦, 他 在 那 儿 念 完 了 小 学 第 二 次 世 界 大 战 后 在 蒙 倍 利 埃 上 大 学, 后 来 到 南 锡 上 大 学, 真 正 开 始 接 受 数 学 教 育 到 1940 年 代 后 期, 他 已 进 入 欧 洲 精 英 数 学 家 的 圈 子 在 南 蒙 皮 利 埃 一 所 科 技 大 学 和 法 国 高 等 科 学 研 究 院 (IHES) 期 间, 格 罗 腾 迪 克 的 数 学 禀 赋 便 显 现 了 出 来 据 说, 蒙 皮 利 埃 的 两 名 教 授 曾 给 格 罗 滕 迪 克 列 出 一 份 14 个 问 题 的 清 单 ( 每 个 问 题 普 通 人 得 花 上 几 年 时 间 去 解 答 ), 让 他 随 意 挑 选 其 中 的 一 个 问 题 去 解 答 可 没 过 几 个 月, 他 就 交 出 所 有 14 个 问 题 的 解 答, 这 让 教 授 们 诧 异 不 已 1950 年 代 期 间, 格 罗 腾 迪 克 先 后 在 巴 西 圣 保 罗 大 学 和 美 国 堪 萨 斯 大 学 任 教, 并 经 常 去 哈 佛 大 学 讲 学,1958 年 成 为 刚 成 立 不 久 的 IHES 的 教 员 (IHES 后 来 成 为 数 学 和 物 理 学 领 域 的 前 沿 研 究 机 构 ) 格 罗 腾 迪 克 长 期 持 有 和 平 主 义 观 点, 到 了 1960 年 代 后 期, 他 已 经 是 真 正 意 义 上 的 环 境 保 护 主 义 者 在 1966 年, 他 被 授 予 菲 尔 兹 奖 该 奖 项 被 认 为 是 数 学 领 域 的 诺 贝 尔 奖 但 他 拒 绝 去 莫 斯 科 领 奖, 以 此 抗 议 苏 联 政 府 对 作 家 的 监 禁 在 越 南 战 争 期 间, 他 来 到 河 内, 在 森 林 里 给 当 地 的 学 者 讲 授 范 畴 论 一 种 抽 象 处 理 数 学 结 构 以 及 结 构 之 间 联 系 的 一 门 数 学 理 论 回 到 法 国 后, 当 他 发 现 IHES 的 一 些 资 金 是 来 自 法 国 国 防 部 之 后, 觉 得 这 与 他 的 和 平 主 义 观 点 相 悖, 于 1970 年 离 开 了 IHES 与 此 同 时, 他 帮 助 创 建 了 一 个 名 为 生 存 的 组 织, 该 组 织 推 行 环 境 保 护 反 对 核 武 器 扩 散 他 对 佛 教 和 神 秘 教 也 倍 感 兴 趣 基 于 格 罗 腾 迪 克 在 数 学 上 取 得 的 进 展, 使 得 一 些 长 久 未 解 之 谜 的 破 解 成 为 可 能, 他 因 而 受 到 广 泛 赞 誉 如 17 世 纪 法 国 数 学 家 皮 埃 尔 德 费 马 (Pierre de Fermat) 提 出 的 费 马 大 定 理 猜 想 ; 第 一 个 成 功 证 明 费 马 大 定 理 的 是 英 国 人 安 德 鲁 怀 尔 斯 (Andrew Wiles) 在 一 次 与 比 利 时 数 学 家 皮 埃 尔 德 利 涅 (Pierre Deligne) 的 合 作 研 究 中, 格 罗 腾 迪 克 负 责 证 明 一 套 棘 手 的 假 设 韦 伊 猜 想 但 独 特 之 处 在 于 他 没 有 直 面 问 题 本 身 相 反, 他 围 绕 问 题 首 先 建 立 了 一 个 上 层 理 论 结 构, 问 题 的 解 答 方 法 随 之 就 轻 松 自 如 地 显 现 出 来 一 种 让 数 学 家 同 行 看 到 破 解 类 似 猜 想 的 一 些 不 同 思 路 或 方 式, 避 免 用 直 接 证 明 定 理 却 不 形 成 洞 见 的 方 式 格 罗 腾 迪 克 把 他 的 这 种 方 式 比 喻 为 把 胡 桃 放 在 水 里 软 化, 以 便 能 够 像 完 全 成 熟 的 鳄 梨 那 样 被 剥 开 格 罗 腾 迪 克 1980 年 代 在 长 篇 回 忆 录 收 获 与 播 种 中 写 道 : 如 果 数 学 里 有 一 样 东 西 比 任 何 其 他 东 西 都 更 令 我 着 迷 ( 毫 无 疑 问 总 是 有 的 ), 那 么 它 不 是 数 量, 也 不 是 大 小, 而 是 形 状 形 状 选 择 在 把 自 己 揭 示 给 我 们 的 无 数 个 面 当 中, 比 其 他 任 何 面 都 更 让 我 着 迷, 那 个 面 就 是 隐 藏 在 数 学 背 后 的 结 构 1988 年, 当 格 罗 腾 迪 克 被 提 名 为 瑞 典 克 拉 福 德 奖 的 获 得 者 时, 他 却 拒 绝 了 13.6 万 美 元 的 奖 金, 并 轻 描 淡 写 地 说, 自 己 靠 大 学 教 授 的 那 份 薪 金 就 过 得 足 够 好 了 根 据 传 记 作 者 的 记 载, 在 此 后 的 20 年 中, 虽 然 格 罗 腾 迪 克 一 度 在 蒙 皮 利 埃 大 学 教 授 数 学, 但 他 逐 渐 封 闭 自 己, 减 少 与 社 会 的 接 触, 并 开 始 着 魔 似 的 写 作 他 所 谓 的 沉 思 冥 想 格 罗 腾 迪 克 一 度 长 期 留 着 光 头, 后 来 还 蓄 起 了 长 胡 子, 并 成 立 了 一 个 支 持 环 保 事 业 与 和 平 事 业 的 团 体 他 的 回 忆 录 收 获 与 播 种 从 未 公 开 出 版 过, 据 传 他 想 把 自 己 未 发 表 的 作 品 全 部 毁 掉 格 罗 腾 迪 克 结 过 一 次 婚, 他 们 有 三 个 孩 子, 后 离 婚 他 与 别 的 女 人 还 有 两 个 儿 子 有 关 他 在 世 亲 人 的 情 况 一 般 人 都 不 得 而 知 [ 资 料 来 源 :Associated Press][ 责 任 编 辑 : 则 鸣 ] 64

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