
Aleph, C.Cr.
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物理学家们带来了比 1980 年那场燃烧一周而不灭的大火更庞大的损失,这已是 40 年前的旧事。
案
1980 年,拉斯维加斯米高梅酒店燃起了一场旷日持久的大火,但它俯览该酒店历经的种种灾难不过 6 年。1986 年,原定于圣地亚哥举办的美国物理学会与因其他活动冲突,数千名物理学者入住于此,造成的损失则意外挤占了该排行榜的冠位。并不是物理学家们横扫了赌场,而是他们中绝大多数人,在享受完赌城价廉物美的自助大餐后,纷纷远离赌场。米高梅大酒店由此迎来他们经历了有史以来财务状况最糟的一周。会后,不仅米高梅大酒店,拉斯维加斯全城都礼貌地表示:请美国物理学会以后不要再来了。这已是 37 年前的旧事,物理学会还是来了。
2023年,美国物理学会选择拉斯维加斯作为召开年度会议的城市。官方表白称「物理学家将接管三月的拉城……考虑到物理学者们对统计学的熟稔,这可能意味着作为当地特色的赌博业将迎来创收新低。」一则不乏幽默的双关语,指出了两种可能;研究者们要么深谙概率无常,于是远离赌桌;要么操弄起上帝的骰子,放下学者架子,拜伏在酒神狄俄尼索斯的神庙中大杀四方。
学会选址的真实原因不甚明了,也没人知道拉城是否需要一群学者、能在觥筹间指出单一麦芽威士忌在杯壁上凝结的液滴是由于三相界面曲率导致的局域饱和蒸气压波动。格林巴姆教授说拉城和物理学家间互相不待见,因为学者是低消费人群。其实不尽然,有几个不知道哪个学校的留学生前一天晚上还吃了人均两百刀的和牛火锅。阿科乔拉教授说前几年来过拉城一次,看了表演。依照学生对她的了解,无论如何也排除不了是猛男秀的可能性。
站在事后诸葛亮的角度,这次看似「非凡」的选地或是一场更「非凡」的会议的伏笔。自 3月6日 到 3月10日,周一到周五,会议时间不过一周,其中学者和科学家们最活跃集中的时间只有两三天。但就在这短短七八十小时间,有至少三件大事值得记录。
不夜的拉斯维加斯
物理学可能是人类面向尺度范围最广的科学,上至宇观的天文学和宇宙学,下至亚原子级别的高能和量子物理学。秉承有物即有物理的原则,柏拉图的寓言范式早早地就被数理关系的齿轮替代。研究者们心怀鸿渺、寰宇、夸克和弦,什么还能激起他们的兴趣,什么能吸引他们集聚簇拥呢?
学会用一张小小的卡片直击痛点。「拿着这个,」接待人员咧着嘴笑,把卡劵交给每位前来注册的与会者。「您明晚就可以在会场大厅领到一杯免费的酒水。」这最重要,大家纷纷重新安排时刻表要来凑热闹,很多学生甚至不知道活动的主题是什么。

换酒喝的卡片本身是个广告,物理学会新创办了名为 《物理评论 X:生命科学(PRX Life)》的开源期刊,作为会议的资方,意在宣传其公开征收稿件的消息,并大方地在 2024 年末之前免除版面费用,旨在敲破物理工程和生物医药间的领域藩篱。只是门槛(影响因子)高企,初入学界者望之却步。
茨威格说免费之物暗藏不菲代价。学会虽光明磊落、不至于此,但羊毛毕竟出在羊身上。人们心知肚明,只是不想锱铢必较。有超过一万名学者和学生注册参会,仅报名费就带来了至少五百万美金的收入;若考虑食宿,则为拉城带来了约两千万美元。
最普遍的「意外开销」是润唇膏,拉城算沙漠中的绿洲,人们在出发前会查询气温以准备衣物,但往往忽略湿度信息。新泽西州赶来的 4 名学生刚到第二天就满口破皮,其中一人更是涨出一颗饱满剔透的水泡。学生中只有不到三成有意带了润唇产品,其中过半是女性。会场贴心地在余兴抽奖环节准备了唇膏,但杯水车薪。物理学家自掏腰包,总共购买了几千只,希求减缓水的一级相变。
瓶装水成了商店奇货可居的依托,价格数倍于其他各地。会场免费提供的自动饮水机摇身一变成了救济,引得人们排队接取。没想到第一天刚到下午就已饮罄,出现了学者们捏着一次性塑料杯满场找水喝的滑稽景象。幸而自次日始,会场方面想必调整了供给力度,以飨这群「饥渴」的物理学家。有位拓扑绝缘体领域的研究者自嘲道,「谁能想到这次去听报告的最大动力是去补水。」东海岸的另一名学生对拉城为挣钱不择手段的吃相颇有微词,在房间里喝了一星期的自来水。他声称楼层里的自动贩卖机坏了,其实在一层大厅,酒店自营的商店就有矿泉水出售,而这又是去开会的必经之路。
与金钱并入的是粪土。每天有 10 千克尘土粘在鞋底,随人们一起进入各个大厅,再被无限次脚步踢散到犄角旮旯。有博士生在毕业前就已完成了结婚生子的重大历程,极偶尔能在宽敞的走廊里遇到儿童。孩子从地上爬起来时,家长也会象征性地拍拍肉眼无法探察的灰尘。场内共约 1.2 吨一次性水杯被消耗,这些聚丙烯将被分拣、清洗并重熔,以再生塑料的方式进入其下一轮周期,「浴火重生」。一些工业纤维和建筑材料因而有着更体面的前世,但有的一次性水杯曾也是一次性水杯。
每天有至少 6.9 吨生活垃圾被学者们遗弃在拉城各地,那些看得见暗物质和暗能量的人看不见这些污物的未来。百乐宫酒店里一家奢华的中餐厅提供「分子料理」作为餐后甜品,呈上来却只是一枚精致点缀的草莓。直到镀金的小匙敲破了染红的白巧克力外壳,才发现内有乾坤,里面是液氮冻干和微米级粉碎后再重组复原的果肉。那些企盼老虎机头奖「7-7-7」的赌客一般用烟、酒加上塑封袋里干瘪的牛肉块来对付,曾经机器旁一个不显眼的按钮如今被赌城的 APP 替代,曾经送来零食的兔女郎被风姿不再的老妪替代。龙吟草莓和被腌渍得过咸的肉干在被遗弃的同时获得平等,它们将在 70 摄氏度的恒温发酵后统统转化为堆肥。仅盥洗室内,每天流出的 430 吨污水第 5 天刚好填满奥运会标准泳池。
夜幕织满也是报告终场时,月亮跟着每个人去往下一个目的地,餐厅或居所。有一种论调称月相和地月距离也会影响人的激素分泌和情绪,因为月亮引起潮汐,而人体约 70% 重量来自水。这种清美的图景将人浪漫地与海洋和天体联系在一起,不忍探究其真实与否。「我想回去了,我的 talk (报告)结束了,但机票定在了周六,」3月7日 夜,研究离子液体导电机理的李君感到有种莫测的悸动正左冲右突,「所以我点了一杯曼哈顿(鸡尾酒)。」他有点儿神经质地摇晃着酒杯,颠沛的波本威士忌里战栗着一轮满月。
月下空旷的会场也是清洁的战场,在会议举办的这一周里,清洁工要推动着宽幅不到 2 米的吸尘器行进 97.92 公里,相当于 2.3 次马拉松。 海报会议共有 3 场,分散在周二到周四,每场寥寥两三小时,却各有三百多海报。劳伦斯伯克利国家实验室的一名博士后拨冗,和斯蒂文斯理工的「意大利歌剧之友」相约宾馆客房,看着楼下的音乐喷泉唱了几首帕瓦罗蒂。在「马蹄铁」酒店门口,有游客在等 Uber 时精准地把手机摔在了车轮下,一声脆响伴着尖叫惊来了许多目光。拉城这周每 65 人中就有一名物理学者,有人在抬头看向 167 米高的 High Roller 摩天轮时,估算了应力和挠度。一些烟草经由灰色途径从中国流向海外,并烧烬于此。有人小心地将抽完的烟屁股收进随身的灰缸里,有人用烟作为打开话匣子的名片,紧跟的是分子模拟和第一性原理。
常温近常压超导
3月8日,周三一早,一段其貌不扬的聊天记录在留学生和华人学者圈里如病毒般蔓延开来,打破了会议期间虚拟社交群组内死水微澜的阒静。记录内描述了一次报告的盛况,一场绝对会是爆炸性的新闻被不恰当地安置在了过于逼仄的房间里。相当一部分人被阻拦在门外,包括很多领域内的斫轮老手。会场的安保乃至警方被迫来到现场主持秩序,主要是疏散人群。给出的说法是,若人群不散,基于内华达州的消防规定,整场物理学会都要关停。
报道称发现了一种镥(镧系稀土元素)的氮氢化物,可以在极为温和(相对,两吉帕,65 摄氏度,24 小时)的条件下制备,产物将在常温近常压的条件下实现超导(一吉帕,21 摄氏度)。一吉帕约合 10000 个大气压,虽然看起来还是很高,但对于固体表面唾手可得。两块石头相碰,把钉子敲进墙壁,小范围的高压在平日里比比皆是,遑论微观分子撞击产生的局域瞬时超压。
人们原以为事情发生在周三早上——这里体现出了信息的滞后性——相互问询却收获无多,上到系统去检索数字化的摘要列表,才发现原来已是头一天下午的事儿了。「超导事件」的出圈最早竟「滥觞」自金融圈子,投资者和投机分子相信革命性的科学动向将剧烈地搅拌科技公司的股票市场,欲求从中高抛低买。学界普遍缺乏这样精明的逐利念头,而是看重其中一层不很明显却十分强烈的讽刺意味。镥-氮-氢化合物的报告带来而非解决了问题,渊博的听众脸上(至少是心里)大多蒙着一层轻蔑的哂笑。问题说是其合成条件和产出实在好得太离谱(too good to be true)——此言不虚,但归根结蒂——更是由于研究者本人,罗格斯特大学的兰加·迪亚斯(Ranga Dias),已早有争议在先。
和公共娱乐业不同,学界对跳梁小丑和行为艺术家普遍持相当消极的态度。迪亚斯此前的「名望」分别来自声称发现温和(相对)条件下的超导体,可算是此次报告的先声;和声称在金刚石对砧的超高压下,制备了预言存在的金属态单质氢。连夺两座物理学圣杯,迪可算是一块哪里有需要、就往哪里搬的好砖。学界前沿希冀什么,他就能魔力般地从礼帽中提着兔子耳朵拿出什么。
可总是拨开迷雾的学术研究,这次反倒带来了新的疑云。前一篇超导的报告经多方测试发现其结果不可复现,不具「可重复性」。这对于科研成果是致命的,于是《自然》期刊在九名作者的强烈抗议下,依然毅然撤稿。另一篇金属态氢的经历更有意思。由于超高压对砧所需的金刚石(钻石)在尺寸(克拉)、纯度(净度)和构形(琢形)上的要求极苛,其他课题组与其说是要验证其成果是否可靠,更大的关隘是要能复现实验条件。随着人们对这位有「前科」的学者的质疑声越来越响亮,迪亚斯被要求提供其产物以供其他研究所和高校(也就是相对迪和出版商的第三方)进行公正透明的检测和表征。这时迪宣称,由于保存不当,人类史上首次制备的疑似金属态氢样本,散佚了。结果是显见的,其第二篇《自然》论文被撤稿。
在明确表明质疑而非仅仅中立观望的众科学家中,加利福尼亚圣地亚哥大学的豪尔赫·赫希(Jorge Hirsch)是其中挥舞大旗的领军人物,迪此前的撤稿在相当意义上正是由赫的几纸檄文促动。他的名字让人想起那位同样出生在布宜诺斯艾利斯的世界文学瑰宝、阿根廷国家图书馆馆长,豪尔赫·路易斯·博尔赫斯。而他的姓氏首字母,则构成了那个学术界最著名的两个数字之一,除被引用次数外的 H-index。
被引用次数是衡量学术影响力的重要参数,某个科学工作创造了巨大价值或带来了重要结论,其他学者当然会竞相引用,这就增加了这篇文章的被引用次数。对于学者自身,被引用的次数精确地量化了他的学术工作价值。而当评价的对象不再是个人而是期刊时,就引出了另一个参数:影响因子(IF,impact factor,又译冲击系数)。它指在此期刊上发表的文章被引用的频率,一般按年统计。其算法是用该年度内期刊内所有文章被引用的总次数除以发文的数量。尽管以此作为评价的唯一指标当然是单薄的,但大体的规律依然是影响因子更高的期刊在学者心目中有着更高的优先级。比方说,《大分子》在 2021 年的影响因子是 6.057,如果某个课题组存有一篇论文自认为质量优秀,他们会先尝试投稿影响因子更高的相关期刊,如 2021 年影响因子为 19.92 的《先进功能材料》。更优秀的期刊当然对来稿有着更高的要求,若「攀投」遭拒,作者们(现今学术论文的作者往往多于一人)才向下顺序寻找优先级相对靠后的「第二志愿」。
赫希发明 H-index 是为了解决引用次数仅考量绝对数值、却罔顾领域间研究面貌差异的问题。显然,在更为垂类的领域下,一篇研究报道更难以被他人引用,因此每次引用在不同学科里的「含金量」是不一样的。举例来说,在系统动力学和民航安全学领域,一名博后在应聘教职时,若已积累有一百次被引,将会拥有极明显的竞争优势;但同样的数字放在化学化工和材料科学领域中,则可能变成「弱势群体」。
H-index 给出了一个较为统一的数值,让人们即使在面对不同领域的学者时,也能估计他们的相对位置。它的意思是——假如用字母 H 代表一个待定数字——该学者至少有 H 篇文章被引用了 H 次。一般来说,一名有终身教职的副教授的 H-index 大概是 20 到 30 ,这意味着在他的所有出版物中,有二三十篇作品(尤期刊论文)被引用了二三十次,与之对应的被引次至少是 400(20 乘以 20)。该数值又极难积累,即使该学者新刊了一篇《科学》论文,受引五千次,也不过在 H-index 上「喜加一」。H-index 大于 50 的已是人杰翘楚;若大于 100,则更是万中无一的元老、泰斗级人物。截止到今日,迪亚斯和赫希的 H-index 各是 16 和 68,相差 4 倍有余。
一边是提出了以自己姓氏缩写命名的、效用于整个科学界的新量表,且学术履历清白得无可指摘的老教授,另一边是长年处在风口浪尖、激荡在毁誉褒贬中的「劣迹学者」,科学家们在两人间的定夺虽公论未揭,但私念昭然。
学会在此次会场的安排上显示出令人在意的「腹黑」,国际妇女节当天下午 3 点的同一会议内,先由迪的报告 Observation of Room Temperature Superconductivity in Hydride at Near Ambient Pressure (于氢化物中观察到的室温近常压超导)开场,随后却是赫对上次超导报道的打假 Light and Warm Superconductors: Fact or Fiction? (高温光电子超导体:科学还是科幻?)两人先后同台,绝属科学史上有名的修罗场。
会议结束不久就已有很多照片流出,尽管出于对未见刊数据的学术保密原则,向无差别的公众公开信息是严格禁止的,但对于本场会议显然早已法不责众,只不过大家都「默契」地只摄录了迪的报告,对于其他演讲者则依然抱以尊重。流出的数据中甚至包含很多碎片和完整的视频,很快便上传到了油管平台。最有摄影感的当属一张由一名香港科技大学物理学博士抓拍的二人同框。赫希走上讲池,精瘦干练,缀有白须,右臂悬着石膏绷带,俨然一幅卫道士的风范。他一边向前踱步,一边乜斜着已完成演讲坐在第一排的迪亚斯。后者垂头靠坐在椅子上,天然形成了左右两分和高低有别的对称构图。

摄影是时代印记,有非常多传世之作是由傻瓜相机和入门相机拍摄的。如今人们也不能说这张摄影作品会仅仅因为使用手机抓拍就不会著名、不会垂诸青史。尽管它画质不佳、噪点遍布、没有运用光圈景深将主体与前后景分离,颜色也灰暗平淡,但重要且唯一重要的是主题——它抓住了这个时刻,完成了摄影最崇高、但现今也最长久地被喧宾夺主的使命:纪实。
迪是否自讨没趣?现场主持人称由于「特殊原因」,迪不接受现场提问。再次面对同袍要求提供产物以公开表征,迪驾轻就熟,不再把借口归咎于自身失误(样品佚失),而是称工艺涉及专利且材料涉密,无论材料本身还是详细合成方法一律欠奉。是侜张为幻,是新闻运作,还是拉城又一次挥斥方遒又司空见惯的豪赌,言人人殊,自待未来历史学家押印。
科学工作者,科学写作者
另两件事发生在会场之外,与学会本身也无关,而是关于《科学》(2021年 影响因子 63.71)和《自然》(2021年 影响因子 69.50)两大学术顶刊的社论,二者先后调整了对来稿的要求。两篇社论公布出来的绝对日期虽然早于年度会议,但社论的潜台词和影响力需要时间来显现,此次学术会议中也成为重要的话题。相较于已演化为「公民审判」的「超导事件」,这两篇社论显得远更静默,其涟漪没传出学界外延,公众知之甚少。可出版业作为学术界的核心,顶刊又在相当程度上牵动着出版业的动向,其实是有着足以撼动整个学者社区的能力。但在谈及具体内容前,不妨先来看看学术和出版的关系。
引用统计(期刊影响因子和个人受引次)和 H-index 这两个指标揭示了这样一个事实,即科研项目的成果以学术论文作为主要形式,科学工作者的成就以论文数量和质量作为衡量标准。评价研究人员科研能力的方式不是看他的工作打卡是否全勤,有否焚膏继晷、分身乏术,而是看他发了多少文章。学生间听说了谁最近刊了新文,第一时间就悄悄查一下期刊的影响因子。丰君热衷于调查每位来学校做讲座的学者的被引数,计算其中自引(引用自己先前的文章)的比率并每隔段时间都对近期的演讲者排出三六九等。金在哲教授的观点是,通过见面聊天对人的认识是浮浅的,要想认清一个人,要看他的 Google Scholar(谷歌学术)统计。伯克利和麻省理工的博士后经历带给了他特有的工作热血,但在他的教职工作中,作为研究组负责人,这种热情无法传递给背景多样的学生。连续数年贫瘠无果后,他自嘲为空气动力学家,因为深感 push 学生像 push air,而白发也在这几年里肉眼可见地爬上了这个着装考究的韩国人的头顶。
发表论文是绝大多数科研组的生命,这话不是随口说说,而是具有凿凿实意。将研究室评为象牙塔是外人的一厢情愿,做研究从来都是一项烧钱的工作,而钱不是大风吹来的。学生意识到这点最早在他们首次进入科研前线时,因为实验室的设备不需要迎合顾客的美学需求,他们要花时间才能习惯,那些不起眼的东西往往价格比他们预期的多出几个零。学生有时对那些研究工具中豪横的选材津津乐道,但其实全都是出于实用考量。玛瑙研钵几千到上万不等,依尺寸而定,为的是它的表面硬度,解放人力的球磨机在内部罐体的材料上也有玛瑙的选项。看起来像不锈钢烈酒杯的玩意儿可能是个铂金坩埚,一枚三五万,但在纯氧气氛下、或对碱金属碳酸盐和含氟化氢的熔样分析却非要用到它不可。这些东西贵得明明白白,人们也就知道爱惜,但更多时候却不是这样。有次一位古道热肠的学生想要清理一下实验室的老古董冰箱,拿出改锥要除冰,却不小心敲破了冷却剂的管道,只好再买个新的。直到这时大家才发现这台千禧年时代的冰箱竟然比铂金坩埚还要贵得多,因为它是防爆的。
实验室大部分仪器都有超过十年的历史,并且还将继续保持下去。「在数据精度足够的情况下,你指望新机器能有什么花里胡哨的新功能?」而若非要有什么东西能比硬件更贵,那就是软件了。很多光谱仪和流变仪专用的软件要么 10 多万,一锤定音,要么几万一年订阅,温水青蛙。这时 Windows XP 的电脑就成了「战略资源」,有一台电脑坏了,就得满学校找另一台老电脑,因为新系统的瓶装不了旧软件的酒,而想要新软件就又得重新买。360 电脑管家说,「你的开机时间超过了全国 99.8% 的电脑。」其中 95% 恐怕来自实验室和学校机房。
试剂亦然,有一种含三氟甲基和磺酰基的三级胺,每克要 100 多元。这是一种最常见的阴离子供体,因为它的酸性是硫酸的 31.6 亿倍。但要想妥善地量取它,需要在有氩气保护的手套箱中操作,才能免于剧烈潮解产生的毒雾。这种手套箱要几十万。可控自由基聚合反应必需的一类二硫酯芳香化合物在溶液中呈玫红色,价格每克 500 元,人们主要看重它携带的羧基(一种有机酸的结构)能将分子准确地安置在磁铁矿颗粒的表面。这种直径不足 10 纳米的颗粒只有新冠病毒的 1/10 大小,一般以毫克为单位,若按克计价也一定不菲。但价格在此处已不再是最关键的要素,这种纳米颗粒需要耗费研究人员至少两天的完整时间,运气好才能制备出 300 毫克。「大部分时候是 200 多毫克,我做了 3 年了,总共可能只有一次上 300。」李君说罢打算吐个烟圈,还吐失败了,气得直咳嗽。
大多数教授身兼研究组负责人(PI,principal investigator,又译首席研究员)的工作,如何可持续地运营自己的科研组是他们的第一性问题。「PI 的第一要义甚至可以不是学术水平,而是run a lab(运营实验室)。」这是默赛德加利福尼亚大学吴博士信条,其实道理十分简单和普世。在一次校际的合作中,密歇根州立大学的程教授也和他立刻达成共识。这话再后来变了味儿,成了苦命博士生们在自觉没遇到一个好导师时开解自己的话。在一次生化部门的酒会上,马上毕业的默罕默德也出于自己的观察有感而发,「PI 最需要的其实是管理能力,因为他们的第一性由对项目负责变成了对课题组负责,而课题组是人的集合,这点和公司无异。」
这笔钱从何而来?历史上的科学研究主要有三类受资助形式。第一种是富甲一方的贵族,依靠殷实家境自费钻研声光化电,代表人物如「科研搞不好就只好回去继承千万家产」的卡文迪许,最著名的成就是天才地设计了「扭称实验」,在三百年前测量了万有引力常数,与现代更精确的数值只有 1.21% 的误差率。第二种是由王室资助,比如和莱布尼茨争辩究竟是谁发明了微积分的牛顿,「你莱布尼茨大可以状告英国皇家科学院,让官方来审判。」然后牛顿自己是科学院院长。第三种最辛苦,科学家要在上流社会间中游说并展示自己的科学成果,以此寻求资金支持。很多科学实验就成了传统魔术的时髦替代,充当富人沙龙中的观赏项目。约瑟夫·赖特的两幅油画《气泵里的鸟实验》和《一位哲学家讲授太阳系仪》就还原了这种场景。


发展至今,科学研究所需成本远昂于从前,卡文迪许的「千万家产」禁不住几台现代基础仪器的支出。贵族制式微,皇家科学院名存实亡,摇身变为国家科学院。教授们正在做的事情更像是历史上的第三类最辛苦的工作,形式则变为写计划书(proposal)。研究组负责人要熟知每年各个基金会接收计划书的截止日期,最常见如美国科学基金会(NSF),美国能源部(DOE),美国卫生研究院(NIH),然后在文书中申明自己打算进行的科研工作,通过一系列文献综述来辞证其重要性,以争取拨款。还有的机构对科研工作的支持不是直接撒钱,而是提供一些独家技术,比如需要大型粒子加速器才能获得的同步辐射,再如中子散射等需要特殊光源的技术,这类机构有国家标准技术研究所(NIST)和各大国家实验室。
每年的计划书浩繁飘散如茫茫雪花,可毕竟基金预算有限,对于技术支持来说,国家机构的工作时间也有上限,机构有必要从所有文书中筛选出更有价值的工作来优先帮助。至于如何判断工作和工作者的优质程度,这就又回到了最初的话题,要看引用统计,和 H-index。学术会议的主要目的就是强化学者间的交流,一方面让自己的最新研究为人知晓,增加新文被引用的可能;另一方面是与其他相关工作者讨论并促成合作,优质的交流将有助于更好的科研和更有价值的文章出现,构成良性反馈。领域内的佼佼者在这方面做得非常优雅,索科洛夫教授称在含聚合物的系统中,由于体系粘度不再是浓度的单值函数,而是具备道尔顿敏感性,瓦尔登图的横坐标应改采链段弛豫时间。「看看我学生,本杰明·佩恩的最新文章吧。」卡伦·温妮教授附议道。短短两句话,金针度人的同时又暗藏着巨大的潜力。
科研成文章,文章即金钱。稍有经验的学生在申请博士项目的时候都会旁敲侧击地问问教授,或者迂回地问组内的其他成员,最近的资金情况如何,这关系着自己进组后的科研环境。研究表面增强拉曼效应的杜教授已多年缺少基金扶持,加上长年受学生差评的共同负责人(Co-I)「提桶跑路」,课题组一时难以为继。研究组负责人购买实验器材时捉襟见肘,被迫斤斤计较,没有了初时的书生意气;博士生也无法潜心科研,要分心给学校当助教才能勉强赚够生活费和学费,有时要同时任职于两门课,在办公室、教室和实验室间奔波往返。最倒霉的要数(现在终于修成正果的)何博士,就在即将毕业时,正是她的导师跑了。所以尽管人们平时很少这么想,但研究者和小说家在某种意义上相同,都靠笔杆吃饭。
对学术更严格
2023年1月4日,《科学》发表社论,确认从此拒收已有悠久历史的「报告(report)」类文稿。
学术写作按照体量分为多种类别,研究论文(research article)又称标准论文(standard paper),是学术写作最常见的形式。研究论文一般在期刊中占据最大篇幅,用于论证和公布最新的研究进展,以供同僚批判性阅读。其具体要求细致到字数、页数、图片数量等,依期刊而定,但一般大于 5 到 10 页,并附有 3 到 5 个图表,以便展示数据,陈明结论。某一项具体的工作一般不会花费太多文字来表述,因此那些体量远大于研究论文的作品往往属于文献综述(literature review),甚或学术专著(monograph)。被《科学》抛弃的「报告」是一类短于标准论文的科研成果简报,一般只占据三四页纸,除去参考文献列表,往往不过一张纸的正反面。
报告这类文体的出现,是为了顺应那些热门领域内的学者,他们急迫地希望自己的研究成果迅速见报,否则极有可能被人捷足先登。因此也被叫做快报或速报,简直就像是科学界战区的前线捷报,也可类比新闻媒体争夺首发。但随着科学的发展,研究客体、研究方法和结论的复杂程度今非昔比。
在 2014 年,《含能材料》期刊上论文的内容还是 25 摄氏度下以 92.6% 的产率制备了 5-氨基四唑硝酸盐,燃烧热 224.1 千卡每摩尔,爆炸速度 8800 米每秒,爆炸温度如何如何。到了 2022 年,《软材料》期刊上的一篇文章要先用溶剂热还原法合成无机微晶,再通过离子交换法合成一种小分子物质,之后用被简称为 SI-RAFT(表面引发可逆加成断裂链转移)的机理将上述小分子在无机微晶表面精准地串联起来,配合以一系列关于化学结构、含量组成、分子链长度和分子链在表面接枝的密度的测算,以及电子显微摄影、元素分布成像、热分析等,数据量大管饱,不够还能有。
直到这里,才算是准备好「系统」,也就是说,这一系列工作并不是这篇文章想要公布的所谓成果,而只是架设好了一套环境,让研究人员想要研究的现象在其中能够发生。之后的讨论就更是涉及到各类测量、计算、模型分析等。进行一系列化学合成却不能称为化学家,因为他们实际要研究的是其中的各类离子传导之类的现象,从根本上算物理学研究。
这篇文章中的每一环节都曾是独立的工作。SI-RAFT 机理曾单靠自身就结成一篇快报,以短短 4 页之躯匆匆面世,一鸣惊人,自 1998 年至今已被引用了 4299 次,不知道成就了多少「系统」。合成微晶和离子交换的方法、以及计算接枝密度的模型等也均有据可依、都曾单独成文。简洁的结论已被尽数论证,「低垂的果实已摘尽」,新工作作为科研前线建立在旧成果的交织掩映上。
随着工作日益复杂,研究者需要更多的篇幅才能把论文撰写的清楚无误,以应对来自各界渊博读者的审查。考虑到科学要求滴水不漏的逻辑网络,一份轻薄的报告所能承载的信息无论如何还是太「透气」了些。
让《科学》能放心地彻底摒弃报告类文稿的另一大助力是,研究者们希望证明某项想法是由自己提出,不再须要将其以成稿的形式发表出来,而是可以依靠另一种如今更有效的方式,arXiv。简单来说,arXiv 是一个收集论文预印本的网站,科学家可以在成文之后、投稿之前先把文章上传到这个网站,站点随即为文章盖上一个时间戳,也就是添加了一个时间印记。学界普遍承认这个网站的效力,并愿意认可它作为评定究竟是谁先提出了某个想法的证据。其他学者也可以访问 arXiv,作为读者浏览别人还未发表的第一手工作,甚至可以参与讨论,帮助他们优化实验设计和逻辑结构等。
较之 arXiv,科学论文发表须要经历的同行评议(peer review)就冷漠得多,这种冷漠很大程度来自于学者间的距离感和危机意识。学者这个群体其实相当矛盾,欲聚欲避左右为难。已经说过,会议内容不可留传给会外公众,拍照录像更是明令禁止,因为尚未发表的信息从来都是高度敏感的资料。若是自己辛苦收集计算的数据被他人轻而易举地复制粘贴再署名发表,轻则数月乃至数年的努力付诸东流,重则无法完成当初提交给各基金会的项目书,导致计划流产,资金-论文的周转断裂。曾发生过有人投稿被拒,随后却发现自己的文章被原封不动地发表,只是缀上了其他作者的名字。尽管只是极端个案,威慑力却极大。大家惟恐学术剽窃发生在自己头上,这才有了会议上几乎是人人自危、道路以目的势头在。教授经常反复和自己的每位学生确认,告诉他们在和人聊天时,关于各自项目最多只能说到什么程度。生涩的科学学生们不会如他们希望的那样圆滑地将话题盘绕迂回成活结,无法可想时甚至拿出手机装作接电话遁走。
哪怕在课题组内,教授也会对学生有所顾虑。培养博士的课题组其实更像学徒制,人们八卦的天性在这里转写为对探查学者间师承关系的爱好,克里斯托弗发现系主任拉瓦尔教授曾是依然在职的卡里昂教授的学生,这解释了二人共有咄咄逼人的毛病。师承树中也常见有那些如雷贯耳的人名出现,学生间口口相传,邻楼里的波德科津教授是那位提出了酸碱质子理论的阿伦尼乌斯的门徒,实验室在天台边上的斯特凡教授也是普朗克的门生。
毕业于北京化工大学的孙恺,在本科某次暑假时闲极无聊,说不如学个手艺,于是随便找了个老师学了钢琴调音。教他的是个老爷子,收费也很便宜,也是老年无聊。调音圈子其实极小,又是学徒制,这个老爷子在其中当然辈分很高。老爷子的学生们现今已是中国各大著名调音师,按师承关系,这个毛头小子竟算他们新增的师弟。孙恺不敢声张,权当是个雅趣。有次孙说现代科研,尤其是实验学科,很多时候靠的还是「手艺」,说到头来依然是手艺人。「那个谁谁,能做出 30 纳米的无机物球壳,壳里面还能装上其他物质,这要是在坊间就能叫『夹心儿张』。至于你,」指了指李某,「以后要是开个门脸儿,我就送你块儿匾,写上『李记纳米颗粒』。」学生毕业后要是留在学界,之前学到的「手艺」就让他和原本的老师成了竞争关系,难免心生猜忌。某教授看到毕业博士发表了更好的文章,总怀疑是偷去了自己的想法,现学生们翻翻白眼,觉得是敝帚自珍。
有了时间戳机制,arXiv 不仅近乎完美地满足了学者将成果快速曝光的需求,无忧遭遇剽窃,且促成了一种低风险高回报的学术交流方式。别忘了所谓的「学术交流」可不是简单的科学家交朋友,而是关乎合作,关乎工作曝光,继而影响到学术引用和课题组生命的头等大事。会议期间大家既想展示学术成果,又怕和盘托出,这时候只要说一句「我的文章在 arXiv 上有」就能解决了。喜人的是,这件事情正在真实发生,今次物理学会的海报会议上,已有很多展示者将文章的 arXiv 二维码被加入到展板上,供感兴趣的观众深入了解。
科技发展创造新生事物,继而影响学者自身,这正是科学得以自我驱动和自我优化的基本循环。《科学》编辑组带头发言,呼吁优质的学术产出应有足量的数据支持,「报告」在日渐复杂的工作前开始变得不合时宜,显露出其为追求快速发表而牺牲严谨客观的瑕疵。「客观」的字面意思是,对于一个神智健全且预备知识充足的人,若给他提供相应的数据,他应推导出与文章相同的结论。报告的缺陷之一就在于这种「客观」视角下的不健全。人们接受报告是出于读者对编辑组或作者团队的主观信任,不再是基于数据「我相信」,而是基于期刊、编辑或作者的名望「我愿意相信」。报告作为学术论文已存在了数百年,而这段历史应该翻页了。
相映成趣的是,《自然》在 2月22日 发表的社论中表达了对近年来其一直致力推动的「注册报告(registered report)」类文稿的欢迎。从字面意思上看起来像是站在了《科学》拒绝「报告」的对跖点,其实不然。
虽然名字相似,但注册报告和传统的报告不同,是由《自然》及其各子刊提出的「新概念」(相对于整个科学历史而言)。编辑组在最近十年里矢志不渝地扩大其影响力,2019 年时约有 200 种期刊提供了这种格式选项,到了 2023 年已发展到 300 种以上。这种形式有两点最值得关注:第一是可在实验之前投稿,被审核的实际上是对实验的设计和探究的逻辑。这有点儿像是加强版的 arXiv,因为 arXiv 不设置同行评议机制,其门槛是在入站之前,需要有已被认证的学者为新人背书才行。第二是经过严格审查后,期刊将承诺发表研究结果。这一点很有意思,意味着对于阴性结果也将发表,说白了就是哪怕实验结果与预期不符,假说被证伪了,也将有一篇成文公布其结果。
其实对于揭露科学规律而言,假说的成功和失败具有相同的价值,这个道理很容易明白,但人们还是本能地对成功抱有执念。在社论之前,《自然》在 1月5日 发表了明尼苏达大学罗素·芬克教授对科学研究的科学研究,这听起来有点儿「套娃」。通过技术手段比对了将近 3000 万篇论文和专利后,他认为新发现和发明的突破性正随时间下降。其原因和此前提到的新工作愈发复杂相同,新的假说是旧知识交叠产生的织物,而浩如烟海的知识看似提供了无限可能,实际上限制了人的想象。
2020年1月14日,多伦多大学和布拉格化工大学在《美国化学会:纳米》上刊载了一篇文章,引得了不少关注。这篇文章讽刺了电催化领域内的「无效创新」现象,人们在最初发现经过掺杂的石墨烯具有更好的催化性能后,就开始改用各种各样的物质掺入石墨烯分子层中,然后再做一些标准流程化的测试方法来证明催化能力得到了何种程度的提升,几千篇换汤不换药的文章接踵而至。人们掺完铂、钌等贵金属元素,再掺氮、硫、磷、硼,巴不得把元素周期表都穷举一遍,直到这篇文章直接往石墨烯里加了鸟屎。
批评者们把这种行为贬为「炒菜学」,今天西红柿炒鸡蛋,明天西红柿鸡蛋汤,后天西红柿鸡蛋打卤面。在各个领域内的面貌都是相似的,把近几年火得一塌糊涂的关键词总结起来,再重新排列组合。石墨烯火了十几年了,就试试钙钛矿;把纳米颗粒换个名字取名「量子点」;聚合物要是能导电就努努力往「人造皮肤」的方向靠一靠。就像是在玩扑克牌,把热度话题当成一组手牌,看看怎么打出同花顺来。
「无效创新」大行其道正是人们执着于科研成功的绝好体现,换句话说,正是由于学者社群太恐惧于发不出文章后果,因为一般科研失败意味着无稿可撰。若洞见到大概率会成功的方向,萧规曹随是最保险的路线,就算因循守旧又有何妨?注册报告制伴随的阴性结果发表也算是给科研者的一种出版保护,直接结果是有助于提交项目计划书,申请基金扶持。《自然》一方面是维护了科学研究的自由,另一方面也是鼓励科学家志存高远,在追求真正「范式创新」的途中卸掉些不必要的重担。
对学者更宽容
常有辞锋剑指现如今过多过繁的考核评价制度,称它们正在把人变成数字、等级及范畴。可是「贴标签、做分类」毕竟是人类最终且唯一认识事物的方式,自那仅用四五个月写就的《纯粹理性批判》精准地指出这点后,再没被推翻过。人们更该关心的不是是否废除这种数学操作,而是意识到它并不一定是「以人为本」的敌人,更应该探索如何在享受精确数据的同时不失去人情味。这正是《科学》和《自然》代表的势头,净化学术环境,科学研究更加纯粹。
《科学》摒弃报告体论文是告诫大家不要在科研竞速上牺牲工作质量,每条逻辑链、每个工作节点都应当精雕细琢,让每一篇文章都因其充实的数据而客观可靠。arXiv 让科学家之间能更加放心地进行互惠互利的合作交流,减少了在提心吊胆和勾心斗角方面消耗的精力,更重要的是培养了更加磊落的总体氛围。《自然》推出的注册报告则是鼓励大家着眼于真正的创新,只要实验设计看起来很有意思,无论成功与否我都保证有文章发。种种变化都在为友善开明的科研环境铺路,让人对未来心存期待。
《科学》在社论中又提到了另一则暖心的倡议,即学者群体间应当降低修正论文带来的耻辱感,原话当然要复杂得多。因学术不端造成的撤稿证明当然是一项无法抹去道德缺陷,这一点毫无争议,且理应维持。但日趋内卷的总体环境让科学家们在彼此评判时变得太苛刻了一些,以至于正常情况下的论文修改也引人指摘。学者们会在发表工作前反复验算其数据以确保正确,但爱惜羽毛是一种个人美德,美德只能用来要求自己,不能成为攻击他人的理由。科学家也是人,是人就会犯错。「科学是一个自我纠正的过程,最终会得出正确的答案」,《科学》编辑组如是说。纠正作为科学不可或缺的部分,若将科学工作者以超人的要求对待就太可怕了。
这次物理学会上,在学者做完报告之后被指出某处存在低级错误的情况其实也不在少数。即便是科学工作者也不可能了解所有的事情,在不了解的领域犯下错误甚至不能算一时疏忽,因为他甚至不知道这可能成为错误。这难道不正是学者们每年要以各种形式聚一聚的意义吗?美国物理学会、美国化学会、材料研究会,领域大体相关但关注点又略有不同的学者们凑在一起相互讨论,问的是得到更加全面缜密的结果,或相互提醒被对方忽略的要点。今次海报会议上有两位克莱门森大学的学生来展示他们的模拟计算工作,关于聚苯乙烯对磺酸钠在固态下的离子形态。问及后续工作时,称想研究动力学,并结合离子位置的演化做出种种预测,恰恰忘记了电解质的基本属性和业界期望:导电。被提醒后两人欣喜若狂,但其实他们距此不过咫尺之遥。提醒之人也庆幸自己发现了一个与自己项目高度互补的工作,两方交换了名字,打算回去之后关注彼此的工作。
良好的交流对双方都是加法。程教授说所有科学工作者其实在理想状态下应该是团结一致的,因为科学要解决的问题不来自于人,而来自物质世界。科学家们应当结成同一来处理人之外的问题,而不是互相倾轧。
物理学会之后的下一周又要有另一场会议,是由美国科学基金会在华盛顿召开的计划书评审组会议。这场会议和物理学会同等重要,甚至可能在现实意义上更重要,因为它关系着学者们未来几年的基金情况。拥挤不堪的时刻表没给教授们喘息的机会。
周六,美国西部时间 14时05分,一次从拉斯维加斯飞往纽瓦克国际机场的航班由于飞机机械故障取消, 213 名乘客受到牵连。一名凝聚态学者选择在候机大厅坐到后半夜,在凌晨的航线构成的渝渗网络中碰碰运气。更多人接受了航空公司预定的客房,次日再做打算。莱博尔教授在《先进材料》(2021 年影响因子 32.09)上的投稿不顺利,自认写作技巧拔群、不接受修改意见,打算赌气改投《软物质》(2021 年影响因子 4.046),这愁坏了本是第一作者的学生。后者毕业在即,8 岁的儿子问爸爸去哪儿了。有人带走了酒店 4 支护手霜,其中 3 支无疑是玫瑰味,剩下那个可能是猕猴桃,分辨不清,但至少是热带水果。
航班取消后,人们要取回托运的行李。但他们和他们的行李一样在蜿蜒的道路中迷途,不知道接下来该怎么办。玫瑰色的夕阳洒满空荡荡的传送带,「瑞利散射还是拉曼散射?」有人率先问道。很多人是与会者,他们又有了额外的交流机会,几个做软材料的认识了一位固体物理专业的学生。在覆有人造革的镀铬不锈钢长椅上,一位老教授端着一叠论文在看里面的费曼图。
有普通游客搭讪,尝试打听「超导事件」的具体情况,一时间充满了快乐的空气。
晚九时许,人们各自等到了不同程度磨损的皮箱,走出色温 6500 开尔文、灯火通明、空旷无人的机场大厅,消失在了不同方向的夜色里。
远处,拉城亮如白昼,一如无事发生。
街上光屁股的丁字裤女郎依然用肥大的鸵羽把自己妆点成初生的阿弗洛狄忒拉人合影,老虎机的奖池已累积到 131 万美金,有乞丐在草地上睡觉。
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