当米哈伊尔·戈尔巴乔夫允许安德烈·萨哈罗夫前往美国时,这位俄罗斯核物理学家最早的行程之一便是纽约科学院。当时(1988年)科学院理事会成员一直是动员科学界为萨哈罗夫的自由而奋斗的领导者,萨哈罗夫想感谢他们所做的一切努力。
这个故事表明,世界——尤其是科学界——在过去的四分之一个世纪里发生了多大的变化。在萨哈罗夫获释时,只有少数几个国家从事认真的科学研究,而且允许独立于国家利益的科学研究的国家更少。研究人员,如果他们的工作需要与国外的同事合作,就必须跨越很高的障碍才能做到这一点。今天的情况已大相径庭。
全球化(我有时称之为“星球化”,以表示一种比某些人认为的“全球化”更全面的现象)是人类历史这个时代的鲜明特征。它并非新生事物。2004年,历史学家约翰·科特沃斯将全球化描述为“国家和地区之间的人员、货物或思想流动加速时发生的事情”,而这个过程自现代人类首次走出非洲以来就以这样或那样的形式持续进行。然而,现在正在发生一些不同的事情:世界正在小型化。不再可能将遥远土地上行动的经济、政治、文化或知识影响拒之门外。全球社会作为一个创造力和创新网络运作,一组“思想之都”构成了该网络的主要节点。如果说在意大利文艺复兴时期,人才阶层在米兰、威尼斯、佛罗伦萨和罗马之间流动,那么今天我们最具创造力和创新精神的公民则轻松地在硅谷、上海、伦敦和纽约市之间流动。
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从亚里士多德到斯蒂芬·霍金,科学家们一直寻求超越主权运作;事实上,科学本质上抵制边界的限制。哥白尼的太阳系理论促成了伽利略的天文发现,这为牛顿的万有引力理论铺平了道路。然而,请记住,这些密切相关的突破发生在几个世纪的时间跨度内。在历史的大部分时间里,科学理解的发展是稳定但缓慢的,这是科学家之间的物理距离、受限的教育机会、资源匮乏和政治干预的结果。今天,创新的步伐已大大加快。
研究活动指标证明了科学能力的爆发式增长以及国际合作的强劲趋势。请考虑以下统计数据:1996年,约有25%的科学文章由来自两个或多个国家的作者撰写;今天,这个数字超过35%。美国科学家与来自其他国家的科学家合作发表的出版物份额从2006年的16%增加到2008年的30%。2008年,中国科学家发表的学术文章数量几乎是1996年的六倍;今天,世界上约有10%的文章来自中国。1989年,韩国在美国专利商标局提交的专利注册数量未进入前10名。现在它排名第三。自1995年以来,土耳其的研发支出增加了近六倍,研究人员数量增加了43%。这样的例子不胜枚举,所有数字都指向一个简单的事实,即科学研究的范围和影响范围在国家边界之间以及以前未在主要科学领域代表的国家内发生了翻天覆地的变化。

团结协作:这张圆形图显示了科学产出最多的25个国家之间的合作,以2011年出现在一组精选期刊上的科学论文衡量。不包括每个国家内部发生的合作。来源:Sven Laqua 和 Arno Ghelfi
尽管科学家的生活可能并非有意识地全球化,但科学事业在几种不同的形式中都渗透着全球化。其基础——以及很大一部分实质——非常简单,以至于可能被忽视:我们现在沟通的速度和便捷性极大地加速了思想的流动,科学事业比以往任何时候都更加相互关联。虽然这种更大的连通性并没有改变基本的追求——对知识的追求和人类的进步——但科学研究日益增强的全球化创造了一个更加开放的知识生态系统,吸引了更多聪明人参与对话。
例如,最近在对抗疟疾方面取得的一项重大进展是一种名为青蒿素的药物。就在去年九月,拉斯克-德巴基临床医学研究奖颁发给了领导开发这种药物的中国科学家之一。然而,青蒿素实际上是在大约40年前在中国发现的,当时是应毛泽东主席的个人要求,他试图帮助北越对抗美国。中国及其科学家的孤立使全世界对这项至关重要的发现的认识推迟了七年——并使其可用性推迟了更长时间。在20世纪40年代,德裔美国生物物理学家马克斯·德尔布吕克和意大利微生物学家萨尔瓦多·卢里亚合作进行了著名的实验,表明细菌对病毒的抗性是基因遗传的。这是一项意义深远的工作,他们通过当时最可靠、最有效的合作工具进行沟通:邮局。
今天,通过互联网和社交媒体,我们以不同的方式理解社区;我们更习惯于与陌生人进行知识接触,我们能够以新的、更成功的方式扩大人才库,并且我们与合作者建立了更深入的关系。这些故事的科学后代很可能使用 Skype、Facebook 或共享网络——或者三者的组合。数据量快得多;更多的同事——甚至非科学家——也参与到对话中;并且能够收集、审查和处理的数据量也相对庞大。这些差异重新定义了合作和同事关系的概念。纽约大学数学和神经科学专业的科学家在纽约校区与他们在上海和阿布扎比校区的同事的合作几乎与他们与走廊尽头的同事的合作一样密切,他们跨校区共享最先进设备的结果。
由于互联互通,地理位置的重要性比以往任何时候都低。一项关于人们如何以不同方式处理语言的研究,通过在多个地点进行,必然会更加可靠。位于纽约市的研究人员可以进行一项需要高度灵敏的设备来测量大脑磁场的研究——尽管地铁系统可能产生破坏性影响——方法是将设备放置在另一个国家。无论具体项目是什么,世界各地多个地点的科学家都可以克服工作日的限制。研究人员非常勤奋,经常在晚上访问实验室或在进行实验时放弃休假。通过在不同的时区运营实验室,可以克服时间的限制,工作可以昼夜不停地继续进行,并且可以更快地产生结果。越来越多的科学家团队正在利用世界的时区来简化他们的工作。
不考虑距离的更快沟通能力深刻地改变了研究议程。以前不存在或未曾被研究的主题浮出水面。这一类别包括气候变化、粮食安全和人道主义问题,如水利工程和热带疾病。在主权国家的国家研究议程上,这些领域可能只会受到二三线的关注;然而,它们在全球研究议程上是首要优先事项。因此,不仅仅是快速沟通的速度和便捷性使国际研究团队的创建变得更容易;而且这些团队的创建也塑造了提出的问题,从而将人类相互关联的挑战带到科学关注的前沿。
为了以最快捷的方式开展许多这些研究项目,真正的全球研究是不可替代的。海洋海平面和日益城市化的世界中城市管理的紧迫挑战,除非在全球化允许的巨大规模上进行研究,否则无法进行有意义的研究。此类项目需要从世界各地收集数据,并且以仅仅四分之一个世纪前无法想象的方式调动智力和资源。这些事业具有伟大交响曲渐强般的复杂性。如果没有现在就位的巨大能力——做事方式有时不易察觉的变化、可以引入的额外参与者、突破空间和时间的能力——我们就无法进行这种密集的科研。这就像用许多观察者的眼睛创造一个观察者的眼睛。
在追求所有这些研究项目、扩大来自全球各地的人才队伍以及支持合作的信息轻松流动方面,世界科学界对美国和西方的依赖性降低了。许多国家现在将对科学技术的投资视为建设经济的方式;结果是研发预算增加,这反过来又产生了与国际同事更强大的学术合作。例如,亚洲大学,尤其是中国大学授予的科学和工程博士学位数量正在增加,而美国授予的数量正在减少。十五年前,美国发表的科学论文数量是中国十倍以上,中国科学家在科学期刊上几乎看不到。两年前,中国在发表论文数量方面位居世界第二;明年可能会超过美国。在过去十年中,中国、印度和巴西的研发支出增加了一倍以上——它们对世界研发支出的贡献从17%增加到24%。美国专利局2010年的一份报告显示,美国在美国颁发的专利中的主导地位在2008年结束,当时外国来源的专利超过了美国本土的专利。汤森路透的一份报告显示,去年中国在新专利申请数量上超过了美国和日本。
世界各地这种日益活跃的活动无疑是好事。全球化,体现在“大科学”项目的国际合作中,现在已被认为是理所当然的。“人类基因组计划”、“国际空间站”、“位于日内瓦附近的欧洲核子研究中心的大型强子对撞机”以及法国的“国际热核实验堆”(ITER)只是几个例子。科学全球化一直是人类的福音。
然而,我们应该对过分祝贺自己保持谨慎。尽管科学家们越来越能够互相联系,科学界也变得越来越团结,但仍存在相当大的风险和挑战。许多风险和挑战源于我们这个时代的一个巨大张力:随着世界变得更加互联互通,个人和机构一直在寻找新的方法来划定界限。
尽管关于科学的对话可能更具包容性,并且我们让更多人参与进来,但仍有许多人被排除在外。在世界各地,有些人几乎或根本无法获得电信革命或互联网,更不用说高等教育或技术知识了。只要这些情况继续存在,我们就会有太多有才华的人缺席重要的对话。真正的危险在于,这种趋势是自我强化的,发达国家和欠发达国家之间的科学能力差距将会扩大。
同样,我们需要警惕失去倾听边缘人群声音的能力,他们挑战正统观念——我们的一些最伟大的突破就来自那里。换句话说,我们需要注意“群体思维”或“快速思维”的危险。尽管新技术以非常高效和有益的方式将学者、研究人员甚至非科学家聚集在一起,但这些媒体和新的虚拟社区可能会强化传统智慧。出于同样的目的,我们还需要对知识产权有更清晰的理解。普遍怀疑研究成果在其他地方得不到应有的尊重可能会对合作和新概念的开发产生破坏性影响。
移民政策可能会阻碍新的全球研究的运作。尽管沟通和合作从未如此容易,但许多大学,尤其是大学,发现自己面临着越来越严重的与移民相关的问题——合作者无法获得签证,研究生被项目录取但因国籍原因无法入境。国家安全理所当然是美国和其他西方国家的首要任务,但如果我们想充分参与世界科学界,我们就需要更仔细地微调原则的平衡。
即使在已建立的研究机构社区内部,一些令人不安的紧张关系仍然存在,或者因全球化而加剧。尽管我们一些最优秀的大学正在改变其基本架构以应对全球化——杜克大学校长理查德·布罗德海德最近表示,到本世纪中叶,伟大的大学将成为“全球网络大学”——但在全球运营方面经验最丰富的机构是企业。两者之间的合作日益紧密,企业资助越来越多的学术研究。这种联盟提出了需要科学界关注的挑战。
首先,由于大学主要对知识(科学和其他领域)的进步感兴趣,它们一直是基础研究的家园,其中一些基础研究已导致巨大的但不可预测的进步。由于企业想要特定的结果和产品,它们对基础研究的兴趣较低(贝尔实验室的鼎盛时期已经过去)。因此,如果研究资金与企业利益挂钩,基础研究的资金将会令人遗憾地减少。其次,我们了解到,企业资助(含蓄地)可能与特定结果挂钩。例如,制药公司操纵研究的方式导致了可疑的科学,从而支持了对药物疗效的可疑主张。
这并不是说不应该有任何企业资助的科学研究。然而,一家在全球范围内运营的企业本身就超越了主权,可能非常强大,我们必须提醒自己,科学的主人是知识。我们必须加强旨在保护科学进步的结构和流程。

内部:该图包括科学产出最高的10个国家的内部合作。美国研究人员彼此之间的合作多于与外部人员的合作。来源:Sven Laqua 和 Arno Ghelfi
科学产出。美国研究人员彼此之间的合作多于与外部人员的合作。来源:Sven Laqua 和 Arno Ghelfi
合作研究的蓬勃发展是一件好事,尤其因为它鼓励了更多政府——西方和(越来越多地)东方——投入大量资源用于科学研究。然而,除非我们解决一些基本问题,否则参与跨国团队的激励可能会逐渐减弱。例如,一位科学家能否因两个不同主权国家的相同或相关项目获得资助?如果可以,可以是任何两个国家,还是只能是政治盟友?目前,随着越来越多的大学有资格从海湾地区或亚洲的主权国家获得大量科学资助,美国政府的资助规则(尤其是“视同出口”领域的规则)使得许多此类多方资助的项目即使不是不可能,也很困难。限制性政策对科学有利吗?从长远来看,如果严格执行,它们是否会使美国科学家孤立?就此而言,跨国团队产生的知识产权归谁所有,尤其是那些由多个主权国家资助的团队?这仅仅是参与机构之间合同的问题,还是政府凭借资助项目的一部分(可能是一个无法区分的部分)而拥有所有权?
特别是美国机构,非常重视研究资助统计数据,将其作为评判研究质量的基准。只有来自美国来源的资金才会继续计入这些排名吗?
随着全球化力量决定本世纪科学探究的轨迹,这些首要问题将决定科学在我们生活中的作用和价值。科学研究将向所有人开放,还是只为特权阶层提供机会?研究将侧重于全球需求还是狭隘利益?科学界将接受颠覆性思想还是依赖传统智慧?各国将继续坚持过时的规则,还是足够灵活以允许在研究方面进行深入合作?
参与关于科学的全球讨论的机会从未如此之大,使得参与和进步成为一项精英管理实践。不断变化的对话为学习、质疑假设和打破学科和领域之间的壁垒提供了前所未有的机会。然而,我们的轨迹永远不会必然向上。我们必须注意使其如此。
文艺复兴时期产生了如此多至今仍在塑造我们生活的发现是有原因的。城邦是思想之都,汇集了当时最优秀的人才,从而创造了不断质疑彼此现有共同假设的个人社区。最终,参与者变得足够独立,以至于只专注于真理。现在我们的理想也应该不低于此。
这使我们回到了萨哈罗夫。请思考这个问题:为什么如此多的苏联异议领导人是科学家?原因之一是,尽管环境恶劣且国家官僚机构控制,但科学为才华横溢的个人提供了脱颖而出的机会。科学家们由于其工作的性质,必然与国际社会有一些接触。可能最重要的是,科学探究鼓励了一种智力上的严谨性,这种严谨性自然会导致人们挑战一个破碎的、专制的制度。
阿拉·阿斯瓦尼的情况就是如此,他是一位备受赞誉的埃及小说家,也是被废黜的穆巴拉克政权的主要批评者之一。在写作和谈论埃及的未来之余,他还是一位执业牙医,拥有伊利诺伊大学的高级学位。《纽约时报》在2008年对他的简介中写道,“在美国攻读牙科硕士学位的三年是他一生中最重要的时期。他承认自己对美国有一种漫画式的看法,但他的旅行和发现——除其他外,包括一所同性恋教堂和一个黑人骄傲组织——使他相信,美国不仅仅是他在阿拉伯世界所谓的‘帝国主义’。”
除了全球化科学带来的所有发现的好处之外,科学研究和培训的传播将成为世界各地社会开放和融合的组成部分。任何国家都将无法放弃科学的好处,并且随着他们在大学培养年轻人,他们将创建一个具有全球思维的阶层,他们要求反应灵敏的机构,并在当地的障碍下蓬勃发展。这些新领导人将秉承萨哈罗夫的传统,成为下一阶段全球化的先锋。