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吳軍:透過韓春雨學術之爭,我來談談什麼是學術的規矩

吳軍:透過韓春雨學術之爭,我來談談什麼是學術的規矩



河北科技大學副教授韓春雨。

幾個月前中國的學術界傳來一個好消息,河北科技大學副教授韓春雨發明了一種新的基因編輯的方法,比現在主流的CRISPR Cas基因編輯技術要好很多,這可稱得上是爆炸性新聞。如果人類徹底掌握了基因編輯技術,並且用於臨床,那麼包括癌症在內的很多疾病都能夠得到根治,因此這項研究的意義就不必多言了,各國也因此對它都非常重視。2013年麻省理工學院(MIT)的華裔科學家張鋒在CRISPR Cas方面所取得的突破性成果,被《自然》雜誌列為當年十大科技進步之首。幾個月前MIT理學院院長Michael Sipser到矽谷介紹MIT的成就,只介紹了兩項成果,其中一項就是張鋒的工作(另一項是不久前證實引力波的實驗),可見MIT對基因編輯研究的重視。2015年,突破獎中的生命科學獎授予了從事CRISPR工作的兩名女科學家,美國的詹妮弗?杜德納和法國的艾曼紐?卡彭特,也可見全世界這項研究的關注。因此,如果韓春雨的成果是真的,即便不能很快得諾貝爾獎,至少獲得突破獎還是有把握的。


但是,向來樹大就要招風,韓春雨的技術既然比現在全世界領先的CRISPR Cas技術還要好很多,各國科學家就蜂擁而上,試圖重複韓春雨的實驗。但是到目前為止,也不知道是韓春雨論文寫得不清楚,還是驗證者實驗條件沒搞對,總之尚未有人能夠重複韓春雨的結果,於是就有人質疑韓教授造假了。


造假沒造假,這不是我今天要談的問題,這個自有學術界的人會搞清楚。我想透過這個事件談一談學術的規矩,尤其是科學界的規矩。


什麼是科學

要談學術的規矩,首先必須稿清楚什麼是科學。國內很多人一直把科學和正確劃等號,其實科學最重要的是方法,而不是結論,科學恰恰反對永遠正確,這一點我在《文明之光 第二冊》「科學時代」一章中通過很多實例反覆闡述。人類對世界及其規律的認識並不是一成不變的,而是不斷提高的,開始認為正確的結論,後來可能發現有局限性。因此科學的結論只不過是在當前認知情況下,通過科學的方法得到的符合實驗結果(或者我們的觀察和認知)的結論或者假說。任何科學的結論,必須能夠有方法證實和證偽,尤其是必須能夠證偽。那些無法證實和證偽的結論,比如「上帝是存在的」,是宗教信仰,不屬於科學的範疇。因此,科學的結論不能是宗教的口號,不是放之四海而皆準的,也不能要求所有人都相信它,科學也不服從於政治。相比科學的結論,科學的方法則重要得多,只有採用科學的方法,做出來的成就才被學術界認可,這時學術的規則。


既然科學重在方法而不是結論,而任何搞科學研究的人又必須遵循這些方法,這樣一來科學研究其實就成了一個非常悲催的職業:當你提出一種新方法,或者得到一個前人所不知的結論時,你其實就是在向全世界學術界在聲明,「現在你們可以來證實或者證偽我的結論,可以否定我,指出我的不足之處。」如果一個科學家不是抱著這種心態搞研究,而是靠聲音的大小(和粉絲的多少)來維護自己的正確性,那麼他就不是真正意義上的科學家,最多算是一個壓制同行的學霸。


證實一個科學結論最簡單的方法,就是讓同行來重複自己的實驗,如果別人在同樣條件下能夠得到同樣的結果,那麼這個結論算是初步被證實了。如果一個科學家做出一個實驗結果,誰都不能重複,甚至就連他自己第二次可以也得不到同樣的結果,那麼,學術界只能認定這個發明或發現是無效的,結論是不成立的,哪怕結論真的是正確的。事實上,重複一個實驗有時不是一件非常容易的事情,因為當今科學研究的實驗條件非常複雜,有好多參數,甚至實驗者自己也未必把這些參數全記錄下來的(MIT兩個學生為了解決這個問題,還專門發明了一種儀器,自動記錄各種可能被人忽視的實驗參數,現在哈佛大學和MIT在試用),因此下一次實驗時忽視了哪個參數,可能結果就重複不出來了,這種事情經常發生,這倒不是實驗者故意造假。但是,如果出現這種情況,對不起,大家只能不認可你的結論,這就是學術的規矩。


作為科學家,有責任方便同行證實自己的科研成果,而最基本的要求是在論文中寫清楚實驗是怎麼做的。如果無法在篇幅有限的論文中寫清楚實驗條件的細節,那麼這個科學家有義務為同行答疑,在底下告訴那些試圖重複他實驗結果的科學家很多實驗的細節。在我所研究的領域(自然語言處理),一個科學家要發表論文,就要說清楚實驗結果是使用什麼數據,什麼工具,在什麼設備上(比如計算機)進行的,以便大家能夠重複並進行各種方法的比較。很多研究小組,甚至把他們做實驗的源程序免費提供給同行(當然要簽一些保密協議)。我本人在做研究時,就用過劍橋大學、卡內基-梅隆大學、AT&T實驗室的多種工具。如果哪一個科學家說,我就是不告訴你實驗是怎麼做的,而我這個結果就是正確,你做不出來是你水平不夠,那麼整個學術圈子只好說,「對不起,我們不帶你玩了。」


有些實驗,因為成本非常高,全世界也沒有第二套實驗設備,比如發現希格斯波色子的歐洲核子研究中心(CERN)加速器,這種實驗需要自己重複進行,而且採用不同方法交叉驗證,以免觀測到的結果來自於噪音(事實上CERN驗證了很長時間才公布結果的)。再比如今年驗證引力波的LIGO,是在相距3000公里處建設了兩套相同的系統,以確定接收到的是來自宇宙的引力波信號,而不是噪音。對於這樣的實驗,所有的細節也是要公開的,以便其他科學家查驗和質疑。

有人可能會說,如果這樣,不就沒有了秘密可言了嗎?能否以保護商業機密、國家利益為理由,不提供實驗的細節呢。對不起,這不是學術界的規矩。科學家們常常不得不在名和利中間選擇,不可能全佔了。前面我們提到的基因編輯技術,要用到一種更基本的技術--內切酶,它是一把分子級的剪刀,可以把基因切開。這項技術的主要發明人是約翰?霍普金斯醫學院的那森斯、史密斯和伯克利的亞伯。我在霍普金斯時,那森斯和史密斯還在學校,人們說,如果他們二人不發表論文,去申請專利,他們會進入世界富豪排行榜,因為今天很多生物工程的技術,包括轉基因作物,包括人工合成激素和製造抗癌藥,都離不開內切酶。但是,你一旦選擇了發表論文爭取得諾貝爾獎,就可能和經濟利益說再見了。這也是今天很多公司不發表很多論文,或者先申請專利,過了一段時間再發表論文的原因(當然,過了一段時間常常成果就過時,無法發表了。)


學術論文必須是八股文


說到發表論文,很多人有一個疑問,為什麼中國科學家在世界一流雜誌和會議發表論文比較難?是研究水平不夠么?研究水平不夠當然無法發表,但很多時候中國學者很多論文本身寫得也有大問題。


我從2000年前後開始,就給我所在領域的一些頂級雜誌和主要會議審稿,也擔任過一些重要會議的程序委員會成員和負責人,至今也有十幾年了,因此對什麼樣的稿子容易被錄取還是有點發言權的。每年,也有一些國內的學者請我幫助修改他們即將投稿的論文。這麼些年看下來,審下來,我不得不說國內一些學者的論文寫得不符合規範,以致於他們即使有很好的研究成果,論文被拒絕了。


國內一些學者喜歡這樣寫論文,首先講自己研究的重要性,上升到非常高的高度,生怕立意不夠高被拒絕。(很多國內學者在向國家申請經費時也喜歡強調,你國家不支持我的研究,就不能矗立於世界民族之林了。)接下來這些學者會自顧自地講自己的方法怎麼好,然後在不提供細節的情況下給出一些難以對比的實驗結果(比如使用自己設計的數據,而不是學術界一致採用的),最後宣布自己解決了一個天大的難題。

其實,論文中那些大話,比如某一項研究怎麼能夠改變世界,等等,即便是真的也都是廢話,因為在學術圈子裡,同行對這項研究的背景和意義比較清楚,無需費太多口舌,不需要像新聞稿那樣一定要上升到什麼高度。至於發明和發現是否那麼重要,一切看結果就可知道了。那些大話、廢話,除了佔用寶貴的篇幅,對論文的錄取沒有幫助,甚至只有副作用。


那麼被錄取的論文通常是怎麼寫得呢?這其實和科學方法本身的特點有很大關係。


今天的學術研究,99%是N+1的工作,不管你怎麼吹它的重要性,還是N+1,這也就是說你發現前人工作可以有改進之處,你把這個問題解決了,這本身足夠有意義。既然是N+1的工作,任何人寫論文時第一件事情就是要提一下N的工作,也就是同行們以前做過的工作,當然,也要指出前人哪些工作沒有完成,這既說明你研究的必要性,也是對前人和同行的認可,這部分文字是不能省略。國內很多人搞科研,不做詳細的literature study(文獻研究),上來就談自己的工作,這種論文給人第一印象就不好。


在介紹完別人的工作,或者說自己的工作基礎後,論文才能開始介紹自己的工作。這部分就不多說了。

在論文中,接下來就要比較自己工作的結果了。既然是N+1的工作,我們為了證明N+1比原來的N要好,你首先要重複前面N個人的工作,這也是為什麼在科研上實驗結果必須能夠重複的原因。一個有經驗的導師,指導博士生做研究時,通常是從重複前人的實驗開始的,然後才開始自己的改進。將來寫成論文時,實驗結果的第一部分就是重複前人最成功的實驗(一般被稱為基準Baseline)。然後,才是自己各種實驗結果的介紹,以及和前人的比較。


可比性對科學研究非常重要。為了大家有一個可以公平比較的平台,各個學科領域都有很多共享的數據,材料,和工具,供同行們使用。這些是屬於整個學術圈子的財富,它們有些是各個實驗室貢獻出來的,有些是政府基金專門建設的。大家做研究都要用這些共同的東西來驗證、比較,這樣才是橘子和橘子的比較,不是拿蘋果和橘子相比。


在自然語言處理領域,有一位大家都知道的科學家叫馬庫斯,他自己其實沒有太多的學術成就,但是他倡導和建立了一整套供全世界研究人員使用的資料庫(LDC),再加上他培養了一大批這個領域的學術骨幹(也得益於這資料庫),因此大家都尊敬他。


為了建設一個給學術圈子使用的平台,有些時候是要花很多錢的。2015年Google為了讓全世界的大數據醫療研究有一個可以做對比實驗的基準,拿出1億美元給了斯坦福和杜克兩所大學的醫學院,用5年時間採樣5000人(各2500人)的全部生理和醫療數據,作為將來全世界在相關領域中搞研究的共同基礎(這個項目被稱為Baseline,基準)。這樣當一個研究小組發表實驗結果,其它研究單位很容易相同的數據驗證實驗結果是否可以重複。


如果一個科學家通過實驗證實了他站在巨人的肩上往前走了一步,恭喜你,同行們很可能會認可你的發明發現。但是,既然科學是一個過程,那麼它就要繼續走下去,既然科學必須能夠被證偽,那麼就會留給後人來否定自己的空間。因此好的論文最後都會從學術的角度,講一下自己未完成的工作,這些工作或許是自己正在進行的,或許是留給同行的。到此,一篇論文才算完整。從這個寫作過程可以看出,它似乎就是一篇中規中矩的八股文,是的,學術界對規矩是非常看重的。


所喜的是,隨著中國越來越開放,很多學者和海外交流越來越多,加上引進海外學者,這種情況滿滿在好轉,中國學者在著名雜誌和會議上論文錄取率也在逐年提高。


學術圈子很重要


除了看重研究成果的可重複性和可比性,看重寫論文的格式之外,學術界還有很多自己的規矩,其中有一條就是大家都要維護自己的學術圈子。


雖然歷史上總是有一些卓爾不群的科學家,比如證明了龐加萊猜想的佩雷爾曼,他們傲視同行,但是因為他們水平實在太高,整個學術界只好在他們面前認慫。但是,大部分時候並非如此,一個科學家的成功離不開學術圈子。既然科學家的工作是做N+1的事情,那麼學術圈子就代表N。


既然科學結論常常是有條件的,只是相對正確的,既然科學家很難做出一個後人難以超越的大發現,那麼科學家的榮譽常常不是自於自己的結論多麼正確,而來自同行的認可。另一方面,在很多領域,一個發明發現,不是那麼容易就被客觀驗證的,它是否被認可,在很大程度上取決於整個學術圈子對它的態度。比如對於膽固醇作用的認識,科學家們至今沒有一個定論,那麼一個觀點是否被很可,論文能否被發表,在很大程度上取決於主流學術界的態度。


一個科學家進入學術圈子,很重要的是和圈子裡的人互動,這個互動不僅僅是個人之間的直接交流,而且表現在寫論文時相互引用。個人之間的學術觀點可以不同,但是哪怕在論文中駁斥別人的觀點,都比忽視前人的工作要好得多。當然,如果能在反駁別人觀點時,肯定它對自己的啟發,那麼對方會很歡迎這樣的交流。


回到韓春雨的發明上來,這件事從一開始就受到國外很多學者的質疑,很重要的原因是他長期游離於圈子之外,大家不知道從哪裡冒出來這樣一個人,給了大家一個完全不同的結論。我們可以試想一下,如果是張鋒給出同樣的結論,大家的反應或許沒有那麼劇烈。這倒不是說張鋒更有名,實際上張鋒是80後的科學家,在這個領域裡也算是新人,但是他在圈子裡早已被同行認可。


對於破壞學術圈規矩的人,這個圈子對他的懲罰也是很厲害的,歷史上一樁著名的公案就是關於鏈黴素發明權之爭。這個故事的細節講起來很長,簡單的版本是這樣的:


導師瓦克斯曼發明了鏈黴素,但是沒法提煉出副作用小的藥品,學生沙茨找到了合適的副作用小的菌種,但是瓦克斯曼獨佔了研究成果的利益(專利收入),沙茨後來將導師告上了法庭,並且拿到了自己應得的利益,但是從此他便無法在美國學術圈子裡混了,因為他破壞了學術界當時的規矩。後來瓦克斯曼獨享了諾貝爾獎,世界也就將沙茨忘掉了,直到後來英國科學家威恩萊特在寫抗生素歷史一書時,找到了當時很多實驗記錄,才讓世界了解了沙茨點工作。這時瓦克斯曼已經去世多年,沙茨也已經退休了。


如果單純看事實,瓦克斯曼的做法無疑有問題,但是沙茨破壞了當時學術圈的規矩,免不了要受到了來自學術圈的懲罰(沙茨曾經給很多諾貝爾獎獲得者寫信求援,但是沒人理他)。這個規矩是否合理是一回事,但是一旦成為學術界的規矩,每一個圈子裡的人就不得不遵守。這些規矩並不是要和誰為難,而是為了讓整個學術圈子能夠形成一種合力,圍繞一個課題共同的研究探討。維護這些規矩,才會有N,也才會有N+1。


結束語


自近代以來,科學能夠不斷地進步,人們對世界的認識能夠不斷地提高,在很大程度上是因為科學家們堅持科學的方法,而不是死守科學的結論。而長期以來形成的不成文的學術規矩,則是為了確保科學家們能夠堅持科學的方法,發展科學。


(吳軍,學者,約翰?霍普金斯大學博士,該校工學院董事,曾經擔任Computational Linguistics雜誌評委以及許多國際學術會議程序委員會co-chair和委員。原文首發於羅輯思維,本文為詳版,原題為《學術的規矩》,由作者吳軍先生授權澎湃新聞刊發。)


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