復雜的科學世界需要復雜性思維
在2018年的一次學術會議開幕致辭中，筆者借用了英國著名作家狄更斯的一句名言來評論當今的科學現(xiàn)狀這是一個最好的時代，也是一個最壞的時代�？上攵�知，當人們處在美好事物與糟糕事物交織在一起的狀況下，必然會面對由此而來的復雜性之挑戰(zhàn)。這也正是筆者當下最真切的感受。例如，科學研究過去是以假設驅(qū)動的研究范式為主，今天則演化出了大數(shù)據(jù)驅(qū)動的研究范式等多種新穎的研究范式，導致科學研究的路徑和策略復雜多變。
需要強調(diào)的是，雖然我們往往被告知科學只關心客觀事實，不涉及價值判斷，但現(xiàn)實并非如此。正如美國知名遺傳學家列萬廷在其《作為意識形態(tài)的生物學》（BiologyasIdeology）一書中對科學所做的評論：在關于自然的純粹科學和客觀知識的神秘偽裝下，實際上是政治的、經(jīng)濟的和社會的意識形態(tài)。這種狀況在當今世界處于大變革時期尤為突出。
不僅科學具有多面性，科學研究者也同樣具有多面性。如果說早期研究者往往是在單純的好奇心驅(qū)動下開展科學探索，那么這種純粹的科研形式在當前建制化的科學體系里已不復存在：一方面科學研究已經(jīng)成為研究者賴以謀生的社會職業(yè)，另一方面科學研究需要國家或市場資源的資助；從事科學研究的目的不僅是出于對科學的興趣，而且涉及各種個人或團體的利益。英國著名數(shù)學家哈代在《一個數(shù)學家的辯白》（AMathematician：sApology）中明確指出，期望得到名聲、地位甚至隨之而來的權(quán)力和金錢是研究者從事某項研究的高尚動機。
由此可見，科學世界本身的復雜性和其所處的時代之復雜性為人們?nèi)绾慰创�科學、如何開展研究及利用其成果帶來了巨大的挑戰(zhàn)。在這些年的科學研究和科研管理經(jīng)歷中，筆者不停地感受著這種復雜性帶來的困擾，或主動地或被動地進行著思考；本書的25篇文章正是一次次思考之記錄。筆者將這些文章劃分為三個專題，試圖從三個不同的維度來討論當今科學世界的復雜性。
復雜的科學范式。早期的科學研究通常屬于個人的業(yè)余愛好;到了19世紀前后,科學研究主要表現(xiàn)為歐洲各國大學所開展的學術活動，并隨后逐漸演化成為國際科學界之主流。這種舉國體制的科學體系推崇科學的實用價值，從而推動美國乃至世界進入科技產(chǎn)品極大豐富的今天。與此同時，科學在演化過程中出現(xiàn)了不同程度的內(nèi)卷，一方面形成了大大小小的各種專業(yè)或?qū)W科的小圈子，另一方面強化了科學共同體在科研活動中的功利化目標。因此，筆者在第一個專題科學范式與科學精神討論的話題之一就是：科技體系內(nèi)卷之危害以及如何打破或扭轉(zhuǎn)這種趨勢�，F(xiàn)代科學體系成形于牛頓時代，占主流的指導思想是還原論，即世界運行的底層規(guī)律是確定的、線性的，可預測、可控制。然而，當前科學進展揭示出的是一個非線性的、充滿偶然性的復雜世界。這種轉(zhuǎn)變在生命科學領域最具代表性：現(xiàn)代生命科學源起物理學和化學等物質(zhì)科學的介入，立于還原論的基礎之上，認為生物體的生理活動或病理活動都可以在分子層面，依據(jù)基因和蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能，進行解釋和調(diào)控。這種還原論研究范式在推動生物學發(fā)展的同時帶來了碎片化的弊病。人類基因組計劃演化出了基于系統(tǒng)論、整體論的生命大科學研究新范式。為此，筆者在該專題的另外一個論題是，反思還原論的局限性并討論了復雜性思維。
復雜的科學結(jié)構(gòu)。雖然現(xiàn)代科學從誕生之時就有著分門別類的學科劃分，但是學科之間的交叉也從未停止，尤其在當下現(xiàn)代科學的體系結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出縱橫交錯的復雜圖景。學科交叉在科學的發(fā)展中扮演著重要的角色，如20世紀中葉誕生的分子生物學就源于物理學、化學與生物學的交叉。進入21世紀，學科交叉之重要性更為凸顯，出現(xiàn)了會聚科學和數(shù)據(jù)科學等不同形態(tài)的學科交叉。筆者在科技態(tài)勢與科技治理專題中對學科交叉進行了系統(tǒng)的介紹和討論，并通過對人類細胞圖譜（HCA）大科學計劃和泛基因組研究新思路等內(nèi)容的分析，探討了生命科學的最新發(fā)展趨勢�？茖W結(jié)構(gòu)總體而言可以劃分為基礎科學和應用科學兩大類型。盡管基礎研究當今在中國正得到前所未有的重視，但是人們對它的認識仍然存在誤區(qū)。筆者在該專題中系統(tǒng)地梳理了基礎科學的特征，分析了它和應用科學之間的關系，還介紹了這兩種科學研究類型之外的第三種研究類型：高風險導向型技術研究。當今科技體系的復雜結(jié)構(gòu)為其倫理治理帶來了新的挑戰(zhàn)，需要科技管理者和科技工作者高度重視。筆者在該專題中也對此進行了探討，提出了科技倫理治理的平衡原則，并梳理了在生命倫理治理和人類遺傳資源管理方面需要重視的基本關系。
復雜的科學傳播。20世紀中葉形成的建制化科學體系演化出了以科學精英為核心的研究范式，催生了各種專業(yè)或?qū)W科的學術小圈子和內(nèi)卷的學術交流方式。隨著當前多學科交叉潮流的普及以及開放科學的興起，傳統(tǒng)的學術交流方式已經(jīng)不再能夠滿足科學共同體的需求，科學傳播和學術交流進入了變革時期，而預印本和開放獲取等新型學術傳播方式的出現(xiàn)正是變革期的代表。筆者在第三個專題科學傳播與科普創(chuàng)作中，介紹和分析了預印本之特點和當前學術交流面臨的挑戰(zhàn)，并討論了構(gòu)建科學傳播開放體系的要點。
建制化科學體系的另一個弊端是科學共同體逐漸與公眾隔離�？茖W傳播被簡單地視為由科技專家向普通民眾普及知識的單向流動，而科普活動只不過是為科學研究錦上添花。這種傳統(tǒng)的科學單向傳播方式在今天已經(jīng)被越來越多的有識之士所批評，他們認為，科學傳播活動應該是科學家與公眾之間的雙向交流與互動，需要把科學打造為一種全社會參與的開放體系。值得指出的是，《關于新時代進一步加強科學技術普及工作的意見》中明確提出，把科學普及放在與科技創(chuàng)新同等重要的位置。筆者在該專題討論了科學普及的新趨勢和新特征，介紹了自己在科普創(chuàng)作中的體會，并提供兩篇自己的科普創(chuàng)作案例。
本書收錄的25篇文章均陸續(xù)發(fā)表在我國各種學術、科普刊物和圖書上，其中最早的一篇發(fā)表在科學出版社出版的《2013科學發(fā)展報告》，最新一篇發(fā)表在2024年的《中國科學院院刊》。感謝上�？萍冀逃�出版社提供契機，讓筆者系統(tǒng)地整理了本人在這10年時間中對這個復雜的科學世界之思考。筆者在整理這些文章時盡可能保證其原汁原味，僅僅在文字和體例上略有修改。其目的之一是要保留筆者的心路歷程，更主要的是要實時地反映科學世界的復雜性。