颠覆性成果可以分为两类,一类偶然发生,一类则更依赖于政策支持,识别这两类成果需要完全不同的方法。随着2018年国务院《关于全面加强基础科学研究的若干意见》的出台,标志着中国加强基础研究的号角已经吹响,两年后的2020年五部委联合出台《加强“从0到1”基础研究工作方案》,这可以看作是科技管理部门对国务院政策的细化与落地。
至此全国上下对于加强基础研究达成高度共识,这两年基础研究的投入占R&D(研究与试验发展)的比例也在稳步提升,表明政策的作用已经开始逐渐显现。
基础研究成果的识别与评价是一个世界性难题,难点在于基础研究位于知识生产的前端,其产出大多是以观念、理论或者假说的形式存在,导致缺乏一套现成的鉴别标准可用于识别这些成果。这将不可避免地带来两种潜在的风险:其一,无法鉴别理论/成果是科学的还是非科学的(合理的或不合理的);其二,政策的激励机制无法对准激励靶标,换言之,基础研究领域的什么理论/成果以及谁应该受到激励或资助?
由于基础研究成果大多以观念形态存在,远离日常生活,导致这些成果在特定的时空范围内既无法被证实也无法被证伪,对于颠覆性成果更是如此。为此,笔者尝试用两种方法解决这个困难,其一,利用科学史的材料来揭示颠覆性成果的一些共性特征,为识别提供认知基础;其二,利用科学哲学的一些成果建构一套评价标准,从而提高颠覆性成果识别的准确率。
基础研究的分类与颠覆性成果的发生空间。
在整个知识生产链条上,研究的类型可以分为基础研究、应用研究与试验发展研究,这就是众所周知的R&D投入的分类依据。即便回到知识生产前端的基础研究,其内部结构也是非常复杂的。笔者根据基础研究的难度,曾在2021年提出基础研究的三阶段模式,即0~0.5阶段、0.5~1.0阶段与1~N阶段。第三阶段其实已经是基础研究向应用研究转化的阶段,因此,真正的基础研究就处在前两个阶段。
这个划分对于颠覆性成果的识别很重要,我们可以把基础研究处在0~0.5阶段的成果称为颠覆性成果Ⅰ,把处于0.5~1.0阶段的成果称为颠覆性成果Ⅱ,这种划分为后续的不同识别方式的选择提供了具有可操作性的路径。
从发生频率来看,处于玻尔象限的颠覆性成果Ⅰ,在人类历史上极为罕见,这类成果与当时的主流观点/范式是完全相反的,短期内很难被当时的人们所接受,往往被当成异端邪说,但是这类成果往往会引发影响深远的科学革命。处于巴斯德象限的颠覆性成果Ⅱ,这类成果是我们在科学史上经常见到的,它们通常会带来人们认知上的分歧与混乱,在理论的演进过程中,随着其自身的日益完善,它会为某个领域的飞速发展提供巨大的推动作用。
相对来说,颠覆性成果Ⅱ的识别要比颠覆性成果Ⅰ的识别有更多经验方法可以借鉴。
颠覆性成果Ⅰ与颠覆性成果Ⅱ的识别方法。由于两类颠覆性成果的出现频率以及难度的巨大差异,导致这两类成果的识别方法也是完全不一样的。颠覆性成果Ⅰ。这类成果的主要特征就是“离经叛道”。它与当时人们拥有的信念完全相反,也远远超越于那个时代的认知,导致很长时间内既无法被证实也无法被证伪,这类成果的被接受与认同是非常缓慢的过程,其提出者也往往要经历很多的人生磨难,科学史上这类案例很多。
颠覆性成果Ⅱ。
由于这类颠覆性成果大多是在已有一些前期研究基础上取得的,因此它的识别方式与颠覆性成果Ⅰ是不同的。大体来说,颠覆性成果Ⅱ的识别方法有三种:第一是比较理论的经验内容的丰富程度。这是由哲学家波普尔提出的一种鉴别理论优劣的方法,它的实质在于认为进步的理论能够比退化的理论解决更多的经验问题,假以时日,从而形成更丰富的理论积累。第二,是比较理论的预见能力。
在波普尔看来,进步的理论具有更强大的预见能力,这也是理论进步的主要标志。第三种方法是综合打分法,它把理论的优点分为五个维度,分别是准确性(accurate)、一致性(consistent)广谱性(broad scope)、简单性(simple)、成果丰富性(fruitful),这五项指标可以根据需要设定不同权重,然后计算得分,总分值最高的理论就是最好的理论。
如何促进基础研究领域产出颠覆性成果?
为了提升基础研究领域颠覆性成果的产出,我们应该做些什么呢?由于这类成果识别的滞后性与困难性,我们还是需要从科学史的案例中去寻找一些线索。为此,笔者选取了1800——2006年间在基础研究领域做出颠覆性成果的40位科学家为例,看看他们成功背后还隐藏哪些我们尚不知道的秘密?归纳下来有如下几点:第一,经过统计发现,这40位科学家做出颠覆性科技成果的平均年龄为36.45岁。
这一结论提示我们颠覆性成果大多是由青年人做出来的。第二,根据这40位杰出科学家的国籍信息,大体能推断出他们所属的文化类型:以新教/清教文化为主,占总人数的82.5%(33/40)。第三,加大基础研究投入。任何知识的生产都需要投入相应的科技资源,对于基础研究而言,也是一样的,尤其是处于0.5-1阶段的颠覆性成果Ⅱ的产出更加需要经费支持。
第四,自由的舆论环境对于研究质量的提升与颠覆性成果的识别具有重要作用。