《自然》140年扩张史,有这840篇论文就够了!

作者: 姬扬

来源: 中国科学报

发布日期: 2021-04-29 08:32:03

《自然》期刊的140年历史和其选集《〈自然〉百年科学经典》的内容和影响,探讨了科学研究的重要性、顶级期刊的作用以及科学发展的渐进性。文章还提到了中国在科学研究中的参与和贡献,以及《自然》期刊的变化和扩展。

《自然》是目前世界上最具影响力的科学期刊之一,而《〈自然〉百年科学经典》是一套10卷本的文章选集,包括从1869年到2007年的八百多篇文章。第十卷是最后一卷,也是选录文章数目最少的一卷:包含2002年~2007年的36篇文章,其中物理学3篇、化学3篇、生物学17篇、天文学9篇、地球科学4篇。文章是科技工作者最主要的交流载体,特别是在互联网时代到来以前。

做了好的工作,自然想让更多的同行更早地了解新知识,同时也让自己更快地获得同行的认可。各种各样的期刊很多,而每个人的精力有限,只能关心少数几本期刊,这就导致了所谓的顶级期刊,大家都想往这里投稿,因为大家都看它;大家都以在此发表为荣,同样是因为大家都看它。这是一个正反馈。投稿多了,好文章就多,期刊的知名度随之提高,看的人就多;期刊的知名度高了,投来的稿件就越多,好文章也就更多。

顶级期刊也有综合性和专业性的区别。有些面向的读者面大,有些针对性更强。《自然》和《科学》是21世纪最著名的两个“顶级”的综合性科学期刊。当然,顶级期刊和好文章的这种属性是统计性的,没有必然的因果联系:好文章也可能被拒稿,差文章也可能中大奖。但是,对于检验科研文章的质量来说,时间是更重要也更严厉的手段。回到《〈自然〉百年科学经典》第十卷这个话题。

这卷所涉及的6年时间里选录的篇数较少,其原因当然不是因为可供选择的文章少了,而是标准变得更加严苛。科研成果的重要性必须经受时间的考验,能够发表在《自然》这样的“顶级学术期刊”上的工作,不仅反映了成果的创新性,也依赖于科研的潮流以及编辑和审稿人的口味。

科学的发展是渐进的,革命并不是常态,正如这套选集的英方主编之一、《自然》杂志当时的主编菲利普·坎贝尔在前言里所说的那样,“科学中真正重要的发现更像涨潮而非海啸;它们是经过稳步积累而逐渐显露出来的,而不会如洪水般乍现”。2002年还是离我们太近了,一项工作究竟算不算“科学经典”,还需要更多的时间来检验,所以在选择的时候,当然就应该秉持“宁缺毋滥”的态度。

我也在《自然》发表过一篇文章,正好是在这个期间。我们做了一个电子干涉仪,只有几微米大小(比头发丝的直径还要小得多),在几个特斯拉的强磁场下工作(是地磁场的几万倍),在0.1开的绝对温度(比北京的冬天还要冷几千倍)下,能够在半导体器件中看到电子的干涉。这项工作也得到了同行的广泛认可,我们非常自豪,觉得可以进入相关专业的研究生课堂。但是,我查了一下,没有收录——这让我认清了现实。

选入的文章里,自然有一些实至名归的重要成果。比如说,2003年发表的《电压依赖性K+通道的门控电荷运动的原理》,这项工作为该文的通讯作者罗德里克·麦金农在当年获得诺贝尔化学奖起到了锦上添花的作用。再比如说,2007年发表的两篇文章采用新的实验方案,将日本科学家山中伸弥在此前一年的开创性工作(同样发表在《自然》上)向前推进了一大步,并最终让他获得2012年的诺贝尔生理学或医学奖。

有一些结果在当时是热点,也入选了,但是十几年后再看,恐怕经不起时间的考验,或者说时间也无法检验这些结果:一个是“零结果的实验”,据说这是用来检验超弦理论的。超弦理论有很多种,据说也很美妙,可惜它们的预言都远远超出了实验检验可以触及的范围。顶级期刊也在竞争顶级的论文。在这卷书里,我觉得最显著的缺失就是石墨烯发现的相关文章。

2004年,英国曼彻斯特大学的盖姆和诺沃肖洛夫团队,用机械剥离的方法从石墨中分离出石墨单层材料,制成电学器件并测量了它们的性质,开辟了“二维原子材料”的新领域。他们因此获得了2010年的诺贝尔物理学奖。英国科学家做出的工作,却没有发表在英国出版的《自然》杂志上,而是发在了美国的《科学》杂志,这后面的故事一定很有意思——可惜我不知道。

在这套丛书开始出版的时候,《自然》刚好度过了自己的140岁生日(1869年创刊)。已经是21世纪了,《自然》变了,中国也变了。这最后一卷记录了这个变化。2003年的《温盐环流在气候突变中的作用》是一篇综述,包括90篇参考文献。我认为这是《自然》变革的征兆,此后它经常刊登综述文章——这有助于提高期刊的影响力。《小鼠基因组的初步测序和对比分析》这篇文章算是研究论文还是综述呢?它有330篇的参考文献。

大约也是在这个时间,《自然》开始发行各种子刊,《自然—材料》是我所在领域最早的一份。现在,《自然》发行的子刊已经有100多种了。中国也进一步参与世界科学舞台上的演出。2003年的文章《国际人类基因组单体型图计划》介绍的项目正式启动于2002年。中国有三个研究团队参加这个项目,分到了10%的任务。2005年,该项目成功发布了完整的《人类基因组的单体型图谱》,2007年发布了更详细的第二代图谱。

复旦大学的团队(包括国外的合作者)在2004年给出了《遗传学证据支持汉文化的扩散源于人口扩张》,“支持了人口扩张说,主要是北方男性移民传播了文化”,并给出了这种迁移发生的时间,“有西晋、唐代和宋代”三个高峰。阅读这些经典的科学论文,有时候也会让人迷茫,感慨时代风潮的巨大变化。

《1918年流感病毒聚合酶基因的特点》发现,“1918年大流感”(导致5000万人死亡)的流感病毒与H5N1禽流感病毒和H7N7禽流感病毒有一些相似之处。从这篇文章的入选可以看出,100年前的流感仍然得到了科学家的特别关切。这卷的第一篇文章是《英国羊群可能的BSE感染带来的人类健康风险评估》,研究的是羊群的疯牛病(BSE,自上世纪80年代暴发以来,有160人死于BSE)。

据说研究的重要性可以体现在“预测未来因这种疾病死亡的人数将在50~50000人”。多长的时间呢?从2001年到2080年80年的时间。可见编者是多么重视、关心人类的身体健康和医疗保健。可是,2020年新冠病毒在全世界蔓延。在过去的一年里,《自然》也发表了很多相关的研究报告和新闻报道,但我们还是不禁要问:以前的研究结果都体现在哪里?科学技术是否发挥了充分的医疗保健作用?

这套十卷本的丛书,记录了《自然》从1869年创刊到急剧扩张时期的大约140年的历史,共计840篇文章。对科学或者科学史,抑或科学写作感兴趣的读者,都可以考虑翻一翻这套书,无论拿起哪一卷,无论什么时候看,总会有些新奇的发现,总会有些意外收获。

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