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从高端制瓷业到进化生态的理论研究

在微信里刚读到一篇关于中国制瓷业历史与现状的报道,让人很有感触 (志钧瓷坊 2018)。忽然想到一个问题:为什么我们发表的相当一部分研究论文读起来索然无味?甚至还有的期刊,因为国人灌水太多而不得不做出调整?这可能要从理论研究的深度说起,甚至涉及科学研究的本质。由于也没做什么前期调查,这里只说说自己的感受,算是读后感。如有不同意见,也十分欢迎拍砖。


根据这篇报道,中国不能占据陶瓷业的制高点,可能主要是因为业界还没有彻底觉醒:历史上输给日本人是因为我们太保守,中国过去教徒弟只是口授心传,对各种秘方更是严格保密,一些工艺失传之后,后人只能不断再进行探索, 造成工艺水平停滞不前;输给欧洲人是因为欧洲人掌握了出奇制胜的方法:用科学指导技术。欧洲人靠科学指导制瓷,中国靠经验指导制瓷,很显然后者会被前者打败。


现代科学发源于欧洲,现代世界的格局,深受几次科学与技术革命的影响。其实不仅制瓷业,其它工业领域莫不如此。在很多领域,我们都在努力追赶,不过差距仍然是显著的:虽然在研究论文的数量上我们有了长足进步,但创新明显不足。这可能与我们缺乏相应的文化传统,也与学科没有深厚的积累有关,尤其重要的是, 对青年学者的理论研究的训练严重不足。这里就谈谈自己有点儿了解的植物生态与进化方向。


最近几年,在植物生态学与进化领域,中国学者的科研论文在主流期刊上并不罕见了,但是最大问题就是创新性严重不足,或者理论深度不够。一部分论文发表在知名刊物上的论文,主要是靠拼数据,拼人力物力,换句话说,论文是用钱砸出来的。例如研究某个科的进化,动不动就全基因组测几百个种,这样的研究是非常费钱,非常费劳动力的。几百万甚至上千万人民币的项目中,相当一部分钱用于运行外国生产的测序仪器,使用外国进口的昂贵试剂,再使用外国人提出的算法以及他们编写的计算机程序进行拼接和注释。与此同时,有大量研究生在做着简单而重复性的实验工作,在这个过程中,并不一定受到足够的训练。


虽然这些研究可能能发到Nature,Science等顶级刊物,但是国外同行看到这种方式也只能叹息。相比之下,他们掌握不了那么多资源。也可能是欧美的竞争更为激烈,很多欧美学者,只能多从理论的深度上下功夫。对理论的严格训练以及深入思考, 让一些青年学者在博士毕业时就提出了一些新的方法,甚至编写了一些软件,为研究方向带来了质的突破。例如,密歇根大学的Dan Rabosky (https://scholar.google.com/citations?user=0NdRYeoAAAAJ&hl=zh-CN)读博士期间就开发了laser程序包用于估计进化树上的物种形成和灭绝的速率,做了一期博士后之后,成立研究组开发了BAMM程序包 (Rabosky et al. 2014)。类似的,用于估计祖先分布区的LAGRANGE (Ree and Smith 2008) 和BioGeoBEARS (Matzke 2013),用于构建进化树的RAxML (Stamatakis 2014)等软件包也都经历过这样的发展过程。作者们的理论基础极为扎实,由于在理论上的突破,大都能年纪轻轻就站在生态和进化理论舞台的中心,极大促进学科的发展。相比之下, 我国青年学者却没有成长起来, 其中一个因素应该就是缺乏足够的基础理论学习。


很多人分析数据写论文,只停留在使用别人提供的软件上, 对背后的原理和算法缺乏足够的兴趣, 更别提在理论上进一步发展了。 必须要承认,很多生物学专业的学生在数学和计算机上没有很好的基础, 这也是很多人不想了解背后理论的原因之一。很多时候,分析数据只是出于实用的目的, 研究人员只需要获得进化树或者获得遗传距离,获得祖先分布区,并不用关心这些结果是怎么得来的。虽然如此,如果研究缺乏创新性,论文读起来就容易索然无味。


理论做得好不好,主要看在理论性强的刊物上发表论文的多少,并不一定看影响因子高低。生态学与进化领域,代表性刊物主要有 Ecology,Ecological Monographs,American Naturalist,Ecology Letters,Systematic Biology,Evolution,Annual Review in Ecology and Evolution,Trends in Ecology and Evolution, Methods in Ecology and Evolution等。目前,国内的学者在这些刊物上发表论文数量还很少,编写软件的也就更少。目前为止,似乎只有用于推断祖先分布区的RASP (Y. Yu et al. 2015) 和绘制进化树的ggtree (G. Yu et al. 2017) 达到了国际主流的水平 (欢迎补充)。理论研究做得深入,自然能写出高水平的论文和软件。研究论文有实质性的贡献, 读起来也就会不会索然无味了。


科学本身是完备的理论体系,需要不断创新,其知识和理论也要不断更新。西方人掌握着科学研究的话语权,其根源就在于他们掌握了让科学不断成长的方法,让知识之树不但长青而且还在不断生长。从这点来看,我们确实还要加强基础理论的学习与研究,在多发好文章的同时,做好传承和创新。


参考文献:


  1. Matzke, Nicholas J. 2013. “BioGeoBEARS: BioGeography with Bayesian (and Likelihood) Evolutionary Analysis in R Scripts.” R Package, Version 0.2 1: 2013.

  2. Rabosky, Daniel L., Michael Grundler, Carlos Anderson, Pascal Title, Jeff J. Shi, Joseph W. Brown, Huateng Huang, and Joanna G. Larson. 2014. “BAMMtools: An R Package for the Analysis of Evolutionary Dynamics on Phylogenetic Trees.” Edited by Steven Kembel. Methods in Ecology and Evolution 5 (7): 701–7. https://doi.org/10.1111/2041-210X.12199.

  3. Ree, Richard H., and Stephen A. Smith. 2008. “Maximum Likelihood Inference of Geographic Range Evolution by Dispersal, Local Extinction, and Cladogenesis.” Systematic Biology 57 (1): 4–14.

  4. Stamatakis, Alexandros. 2014. “RAxML Version 8: A Tool for Phylogenetic Analysis and Post-Analysis of Large Phylogenies.” Bioinformatics 30 (9): 1312–13. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btu033.

  5. Yu, Guangchuang, David K. Smith, Huachen Zhu, Yi Guan, and Tommy Tsan-Yuk Lam. 2017. “Ggtree: An R Package for Visualization and Annotation of Phylogenetic Trees with Their Covariates and Other Associated Data.” Methods in Ecology and Evolution 8 (1): 28–36.

  6. Yu, Yan, A.J. Harris, Christopher Blair, and Xingjin He. 2015. “RASP (Reconstruct Ancestral State in Phylogenies): A Tool for Historical Biogeography.” Molecular Phylogenetics and Evolution 87 (June): 46–49. https://doi.org/10.1016/j.ympev.2015.03.008.

  7. 志钧瓷坊. 2018. “为什么有1700多年的历史沉淀的中国还诞生不了世界顶级的瓷器品牌?.” 2018. https://mp.weixin.qq.com/s/qLFuBJzTRAPiouHmWrZJPA .



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