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从德国的科研机构看“科学文化” 精选

已有 11397 次阅读 2013-9-2 09:13 |系统分类:观点评述| 科研, 德国, 科学文化

2012年6月，我参加中国科学院人事教育局组织的赴德科研管理高级培训班，参观了德国很多地方和部门的科研机构，历时三个星期。一路上所见所闻，所思所想，还有与培训班同学们的交流，增长了见识，收获很大。我主要关心的问题是“科学文化”的问题。科学是一个共同体，科学的创新，与这个共同体的文化密切相关。科学文化的内涵非常丰富，涉及科学家的知识结构，科研组织、科研活动，科研管理，科学评价，乃至科学与社会的关系等方面。一种好的科学文化，是科学创新的土壤；没有好的科学文化，所谓的“创新”，不过是自欺欺人的空谈。在这篇简短的总结报告中，不可能对科学文化做出深入的讨论。我只是根据我在这次培训中对德国科研机构的考察，对比国内科学界的情况，就科学文化的若干方面做一些思考。

一、科学的见识

在德国马普学会的宣传材料中，我们常常看到“科学应用，见识先行”这样的字眼。这个“见识”就是科学的见识。科学研究上要有创新，首先要有对科学全面而深刻的认识和把握。创新是富有见识地选择新的研究方向和提出新研究问题，而不是简单地做“别人没做过的”、标新立异的研究。所以，要具备提出恰当的科学研究问题的能力，就必须有卓越的科学见识。  

整体性与交叉性

现代科学的发展越来越显示出科学的有机性和整体性。早在上世纪40年代，当机械观的科学处于巅峰的时候，英国哲学家怀德海就预见的未来的科学将是整体性和有机性的科学，即探究自然界事物多样性和复杂性将成为科学研究的主旋律。探究最深层的自然规律固然非常重要，但自然界事物复杂性和多样不是单一的基本理论就能解决的，更多的研究问题处在基本理论和日常感知现象之间的“中层”。在自然界的“中层”，各种因素交互作用，形成千变万化的多样性，而它们又如一个生命体一样有机地结合在一起。因此，整体性和交叉性的研究方法成为现代科学的最鲜明的特点。

我们访问的德国亥姆霍兹联合会和马普学会的几个研究所，从他们提出的科学问题及其研究方法来看，都特别明显地看出科学的整体性和交叉性。

亥姆霍兹联合会的的于里希研究中心（Juelich Research Center）, 建于1956年，目前由8个研究所， 1个中心研究所， 2个中心部门，和2个项目组织组成，是一个多学科研究机构群，研究介于开发运用研究和纯粹的基本问题研究之间的“中层”科学问题。研究重点是关于人类健康、能源和环境的科学问题，涉及生物、医学、脑科学、神经科学、大气科学、生物化学、分子物理、高分子化学等方面，完全打破了所有学科的边界。当我问及他们招收的科研人员来自什么学科背景时，回答是“所有学科”。也就是说，为了研究他们的科学问题，他们可能需要各种学科背景的人，甚至包括社会科学背景，不以学科边界进行限制，而是强调多学科的交叉。例如，气候变化肯定是一个复杂的过程，要理解这个过程就必须理解空气、植物、土壤在这过程中如何单独或交互发生作用。氢气对气候的影响如何？云层如何改变气候？空气污染物如何扩散？二氧化碳如何被植物如何被植物和土壤吸收、贮存和排放？至今为止，对于这些问题的回答仍然要么是笼统的、要么是零零碎碎的。于里希的科研人员在研究这些问题时，关注的视角是整体性的，即人类的环境和能源问题，但研究的问题是多样化的，总是涉及多学科的交叉。

在这样的多学科的交叉研究中，科学问题的解决往往不是简单的，线性的，而是复杂的，非线性的。因此就涉及大量的计算和模拟分析，需要采取各种计算方法。为此，于里希中心还专门建立了模拟计算中心，可以为研究中心的所有科学研究提供支撑。  

基础研究与应用研究

虽然大多数科学家不会声称“基础科学研究”与“应用科学研究”是互相对立的，但是在中国的科学界，我们常常会看到把两者隔裂开来的情况。人们认为基础科学研究是那种“纯科学”研究，是不需要考虑社会因素，只需要有“好奇心”驱动的科学研究，因此有所谓“为科学而科学”的说法，好像只要一涉及到实际应用问题，科学就沾是铜锈气，就不是真正的科学了。事实上，这种理想的，离开人类实际需要的“纯科学”实际上是不存在的。基础科学存在于各种各样的应用科学之中。

在于里希科学研究中心，基础科学与应用科学的相互依存就表现得特别突出。还是用气候变化的例子。上面提到的研究气候变化的复杂过程的科学问题可以说都是基础科学研究问题，它们的目的是对自然现象及其变化规律有更深刻和清晰的认识。但是在这些研究问题有过程中，科学家需求采用和设计多种研究方法和实验工具，进行多种观测和实验，研究各种对象，这里边势必就可能有新工具、新方法、新仪器甚至是新材料的发明。 例如，于里希研究中心的能源研究所就在研究对气候无害有益的能源供给，他们正在研究一种特殊的高分子膜，可以分离烟道气体中的二氧化碳；还研究新材料来制造燃料电池和节能灯泡。所有这些研究一方面是基础研究的必要组成部分，另一方面也是很可能有应用前景的应用研究。在整体性与交叉性的科学视野中，基础科学与应用科学研究实际上是一体的。

“博”与“专”

我们在德国参观的大多数研究所，他们的科学研究定位都是非常专门、非常明确的，不像国内研究所喜欢采用大而笼统的研究定位。德国的一个研究所，往往由3-4个研究组构成，每个研究组的组长是首席科学家，由他（她）确定研究的方向。研究的问题非常具体，而有很“专”，但这种“专”是建立在对该学科乃至多学科全面了解基础上的“专”。也就是说，“专”是在“博”的前提下的“专”，这种“专”掌握了广泛的自然现象的共性，所以它本身就具有向“博”拓展的“基因”。

我们在耶拿（Jena）访问的马普生态化学研究所，其三个所长之一Wilhelm Boland 教授的团组专门研究植物保护自己的“语言”-挥发化合物，即研究植物在受到昆虫侵害时如何放出化学物来吸引动物来保护自己。这样的研究问题，看起来很专，却抓住了生态化学的本质，即研究植物-动物生态系统如何通过化学过程来维持平衡。听Wilhelm Boland教授的解释，你会觉得他的研究问题设计得非常巧妙，包含了很深的科学见解。然后你会发现，这么“专”的问题原来是植物生态体统中的一个共性问题。在他的研究问题设计上，  “博”与“专”达到了完美的统一。

二、科学的组织和管理

有了科学的见识，还要通过科学的组织和管理来支持和保障具有科学见识的创新研究。这里我根据看到的德国研究所的情况谈以下几点体会。

科学的评价

首先是科学评价的问题。如果好的科学问题的研究得不到应有的肯定和支持，那就很难有科学创新。国内的科学评价，一时间为SCI论文指标所主宰，以为发表的论文多了，科学就上去了。其实这是非常偏面的评价标准，过分强调不但不会对科学发展起促进作用，反而阻碍科学创新。比如，一些科研人员，为追求论文数量，不断地跟着“风潮”发表论文。采用别人的观测数据，用个模型做一些分析，有个结果就算一篇论文，还美其名曰“与国际接轨”。其实这都是属于跟着别人屁股后面跑的研究，根本没有原创性，所以也就谈不上“与国际接轨”。

我们看德国的科学评价，绝对不止于SCI论文，而是要看科学家是不是具备优秀的科研能力，能不能开创了一个研究方向，能不能组建一个研究平台。首先是选人的问题。像德国马普学会的研究所，当要建立一个研究部门时，首先是选一个出色的科学家来做首席科学家。选人的过程非常严格，由专门的“遴选委员会”，面向全世界的科学家，经过多轮的学术报告、回答问题和学术讨论，才提交马普学会的科学委员会，最后由董事会决定。在这过程中，决定性的因素是科学家的科学素养和科学组织能力。一旦人选定了，马普学会就会给他以充分的信任和学术自由，科学家绝不会因为有发表论文的压力而忙于应付。科学家可以在相当长的时间内按照设计的科学问题进行研究，发表论文是水到渠成的事。其次，马普学会的研究所也有定期的科学评估。评估主要由国际科学顾问委员会来进行， 2年一次小评估， 6年一次大评估。但这些评估的目的是对正在进行的科研项目提出建设性的建议，而不是像国内的科学评估那样，涉及资源再分配甚至项目的死活，因此关注点在科学问题本身，对科研的健康发展极为有利。再次，科学评价离不开科学批评。如果没有公开的科学讨论和批评，所有的评价都徒有形式，而没有实质性的内容，最后沦落为数论文的篇数。在德国的科学评价中，更重要的是你有没有一个很好的想法，并把这个想法实实在在地付诸于实施。因此，评估要看你为科学共同体做出了什么样的贡献，包括学术团队、国际交、研讨会、学术报告、研究生培养、数据库建设、工具平台等。 

科学研究与技术支撑

很多科学研究，思想与工具是不能分开的。没有工具的实现，思想只是空想。我们参观德国的几个研究所，发现它们都有极强的技术支撑力量。很多研究在实验过程中，一些工具和设备同时也做出来了，其中很多变成将来的产品。他们的技术人员与科研人员是密不可分的整体。技术人员参与科学讨论，而科学家又不断与技术人员切磋。科学发明就在这种持久的互动中做了出来。例如，在于里希的能源研究所，他们研究燃料电池，在科学研究的同时，各种试探材料的电池同时也做了出来，有的几乎马上就能变成成熟的产品。

在国内科学界，科学研究与技术支撑严重分离。不少科研人员认为发表论文才算是科研成果，搞技术的甚至被看成低人一等。花大量的经费购置设备，用现成的设备，做出测量和分析，发表论文，以为就达到别人同样的水平。事实上，这样的科研成果，是建在空中的楼阁，没有基础，情况稍有变化，就不能适用，所以没有活力。我觉得在这一点上尤其要引起中国科技界的重视。  

科研人才的培养

德国的科学研究所，是培养科研人才的重要场所。德国科学研究所的良好氛围，吸引了来自世界各地的有志于科学的年轻人才。我们在访问过程中有机会同几位中国留学生交谈，他们最深刻的体会就是科学团队归属感特别强，在工作和学习过程中，会得到来自资深科学家和研究团队多方面的支持。他们可以把一门心思扑在科研上。这样，过不了几年，这些年轻人就成长为训练有素，很有见识的科研人员。德国的科研制度一般不允许这些年轻人在一个地方扎下根来而形成近亲繁殖，而是要求他们到大学或其他研究机构开拓新的领域。所以，德国研究所可以说是科研人才的孵化器。

三、科学文化的营造

参观德国的科学研究所，确实发现很多方面值得我们学习。但为什么在德国科学可能那样搞，而在中国一切就不那么尽人意？这归根到底是一个科学文化的问题。特别是在作为国家科学研究“火车头”的中国科学院，营造有利于科学发展的科学文化，至关重要。我结合在德国的考察，谈几点体会。

学科交叉与交流

多学科交叉已经成为现代科学的必然。在这种情况下，营造多学科交流的环境和机制就非常重要。在国内，因为资源分配的关系，学科之间的壁垒非常严重。即便是在同一个研究所，研究人员之间也很少有深入的交流，相互之间的提防心也常有之。在德国的研究所有一种说法，就是“交流使双方变得更有见识。”研究所除了开展差不多每周一次的全所性的学术报告活动之外，各项目组还经常开展各种各样的工作研讨会。科学讨论成为科学家的家常便饭。早在上世纪50年代，苏联的专家就批评中国的科学家之间缺乏交流，开会往往是只是谈论与科学无关的事情，或者在一些次要的问题上纠缠不清，没有对科学问题的深入讨论。这种情况到目前还没有多大改变。开展学术讨论时，人们顾忌很多，要么担心别人偷窃了自己的思想，要么担心暴露自己的不足。会议讨论大多数是为了保护面子的表演秀。在德国，和在西方主要国家一样，你会发现讨论总是那么引人入胜，给人启发。在讨论过程中，真正优秀的科学家的思想一定能够大放异彩，从而获得人们的尊重。学术权威在这过程中自然而然地形成，根本不需要靠什么量化的办法来确立。在中国，学术权威形成不了，所以只有用最笨的量化办法来衡量人，结果科学家只好秘守自己的想法以保护自己的利益。所以营造交流的文化还是同上面提到的科学评价有关。

 多学科之间的交流往往可以激发新的科学问题。德国的很多研究所的建立，就是这种学科交叉与交流的产物。交流产生思想，把思想变成具体的科学问题并加入实施，就产生了新的研究所。在耶拿的生物地球化学研究所，只要看研究所的名称就知是其为多学科交叉与交流的结果。我在马普学会总部问及马普建立新的研究所的过程。问答是先有思想。思想从哪里来？可能来自多种途径，最重要的是不同学科科学家之间的交流。

我觉得中国科学院有那么多研究所，覆盖了科学的所有学科，如果有一种机制能够促进多学科之间的交流，将会大大促进中国科学院的科学创新。比如说，可以组织例行的不同学科科学之间的科学论坛。

科普与网络

科普在国内经常被理解为是把科学的成果翻译为通俗的语言，可以由专门的科普人员去做。甚至还有一种说法，科学家科学做得好，科普不一定做得好。这些理解都是不准确的。其实，一流的科普只有一流的科学家才能做出来。在德国，我们可能看到科学家是非常重视科普的，因为科学家只有真正理解了的科学问题，才有可能用深入浅出的语言把它传递给大众。

我们在德国访问的研究所，他们接待我们实际上也是对我们在进行科普，因为我们毕竟不可能是所有学科的同行。几乎所有的介绍都是由他们的科学家出来给我们介绍他们正在研究的科学问题。有些是研究所最好的科学家给我们介绍。例如，在柏林自由大学植物园， Albert Stevens教授给我们介绍各种气候带的植物，科学、历史、人文浑然一体，讲得非常引人入胜；讲解温室技术，里面很多新的技术应用，也是让人感到耳目一新。在耶拿的生态化学研究所，所长Boland教授给我们讲“植物的语言”，把植物在所处环境变化或受侵害时分泌出来的化学挥发物比作是植物发出的“语言”，讲得非常生动，一下子就解释清楚他们正在研究的问题。所以我发现，德国这些科学家，绝不是把科普看作是由“科普作家”们去做的简单的事情，而是本身就是更好的科普家。

我特别留心浏览了一些到访研究所的网页, 发现在他们的网页，科学是绝对的主题，根本没有像国内研究所网页那样非科学的内容占据主要页面。德国研究所的网页特别注重科学的形象，一方面对研究的主要科研活动都有比较准确到位的介绍，经常发布一些本所科学新闻，有时还有视频。另一方面，对公众关心的科学问题，特别是关于重大科学发现，以及涉及人类健康、环境安全等的科学问题，网页上都会有及时的科学观点和评论。人们只要一看他们的网页，就知道这些研究所在做什么。我觉得研究所的网页是科学文化建设的一个重要方面，我们科学院研究所的网页，在这方面完全可以向德国的研究所学习。这对于宣传科学的形象非常重要，而且对于自身凝练科学目标，也非常重要。  

科学的“常态”与科学的“跨越”

国内喜欢高谈科学的“跨越式”发展，也就是说，要抓住科学革命的机遇来一步跨到科学的前列。但是，“科学革命”不是请客吃饭，不是天上掉馅饼，更不是可以预测、计划的。按照库恩《科学革命的结构》论述，科学革命的前提是“常态科学”。如果没有健康的、稳定的常态科学，科学革命就不要可能发生。所谓“常态的科学”，包括科学的基本理论，科学的世界观，科学的基本问题、科学共同体的建立等等，只有在常态科学下，科学家才可能对一些关键的科学问题投入大量的时间和精力。科学的突破和重大发现是在这种常态的科学研究过程中冒出来的。例如，射电天文学的“四大发现”，没有一项是按照计划做出来。但是，常态的天文问题摆在那里，各国天文学家都投入精力精益求精做天文学家“常态”观测，结果有一天，“脉冲星”就发现了。如果我们抱着急功近利、要投入马上就要有产出的想法，那产出的一定是为了应付评估的假“创新”，而不是真正科学上的突破和发现。

我们参观德国的一些研究所，发现他们对科学的认识要比我们清楚得多。他们知道科学在很多情况下是认定学科的基本问题和方法，做长时间的观测、实验和研究，在这过程中培养和维持一支科研队伍，也就是说形成一个科学共同体。比如说，在不来梅大学的海洋环境研究所，他们可以多少年如一日，对海底进行钻探，建立的标本库，供全世界的科学家使用。如果我们有某位科学家利用这些标本发表了论文，就认为我们的科学就达到了人家的水平，那绝对是自欺欺人。“常态的”科学平台是人家建立的，真正科学的进步还是别人的成果。

再如，在哈勒的马丁路德大学的地理植物所，Helge Bruelheide 教授主持的项目是关于植物多样性研究，是一个由很多机构很多学者参与的项目，同中国有很多合作。按照他们的设计，这个项目要进行70年！如果按照国内通常的评价方式，只注重最后的“跨越”，而不注重前面的设计和“常态科学”贡献，那很少有人会为这样的科研项目出力。

以上是我参加德国科研管理培训的体会，是一些零零碎碎的想法，认识非常有限，看法也不一定正确，也没有足够的数据来做充分的论述。但是我相信，科学文化作为科学创新的土壤，是需要我们好好培育的。

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