開放科學發(fā)展歷程及存在的問題與對策

開放科學發(fā)展歷程及存在的問題與對策

人類從事某項工作都具有一定的目的性?？茖W家期望理解自然、人和社會的運作原理，以促進人類的發(fā)展。例如：英國國家科學院——英國皇家學會（TheRoyalSociety）在其網站上闡明其基本目標是識別、促進和支持卓越科學并鼓勵科學為了人類利益的發(fā)展和利用[1]；美國國家科學院（TheNationalAcademyofScience，NAS）的使命是為國家提供科學和技術方面的獨立見解[2]；中國科學院的使命是“開展基礎和技術科學研究，承擔全國自然資源和生態(tài)環(huán)境的綜合性調查，給國家提供科學數據，為政府決策提供建議，承擔國家分配的社會經濟發(fā)展中存在的關鍵科學技術問題的項目”[3]。近年來，數字化革命改變著科學和社會的每一個角落，維基、微博、博客、虛擬學術社區(qū)等Web2.0工具的迅速發(fā)展，使得在更大范圍、更深層次共享研究材料，進行合作研究成為可能，這為開放科學的進一步發(fā)展提供了技術路徑。但由于受到傳統(tǒng)科學研究思想的影響，開放科學的發(fā)展依然阻礙重重。本文在闡述開放科學內涵的基礎上，介紹了其發(fā)展歷程，分析了目前開放科學發(fā)展過程中遇到的問題，并提出了針對性的解決措施。1開放科學的內涵目前，開放科學還沒有統(tǒng)一的定義。DanGeZelter認為，開放科學的基本目標有四個：實驗方法、觀察、數據收集的透明化，科學數據的公共獲取和再利用，科學交流的公眾參與與透明，利用網絡工具促進科學合作[4]；AlessandroD.認為，開放科學是一種科學知識的生產方法，它通過開放并傳播科學研究結果，以讓科學界共同參與修正[5]；英國皇家學會把開放科學定義為開放數據（可獲得的、可理解的、可評估的以及可利用的數據）、科學出版物的開放存取以及對其內容的有效交流[6]；維基百科對開放科學的定義是：開放科學是一個讓喜歡探究未知世界的各個層次（業(yè)余的或者專業(yè)的）的社會群體接近科學研究、科學數據和科學傳播這一運動的綜合性術語，它包括諸如開放研究、開放存取運動、鼓勵科學家實行開放筆記本科學（OpenNotebookScience）以及一般性的讓科學知識發(fā)布和交流變得更加容易的實踐[7]。這些對開放科學定義的描述雖然不一樣，但都強調了對科學內容的公共獲取和交流。開放科學尚無統(tǒng)一定義的原因之一就在于對“開放”一詞的理解不一樣，到底達到了什么程度的“開放”才是“開放科學”里面的“開放”？根據維基百科的定義，一般性的讓科學知識發(fā)布和交流變得更加容易的實踐也可以稱為開放科學實踐。而DanGeZelter則強調實驗方法、觀察、數據收集的透明化，這種透明也只有在現代先進的計算機技術和網絡技術的支撐下才是可能的，在近代科學誕生一直到20世紀這一漫長時期是無法實現的，因此，筆者同意維基百科對開放科學的定義。這一定義考慮到了開放科學實踐在各個歷史時期的不同表征，在強調近十幾年來開放科學在現代科學技術支撐下的開放程度不斷加深的同時，也考慮到了17～20世紀信息技術不足以支撐透明科學的客觀狀況，但無論在哪一歷史時期科學界都能夠采取措施讓科學知識發(fā)布和交流變得更加容易。2發(fā)展歷程在不同的歷史時期，由于社會經濟技術條件存在很大差異，開放科學體現出來的開放程度也有很大程度的不同。筆者根據讓科學知識發(fā)布和交流變得容易的程度，將開放科學分為產生、緩慢發(fā)展和開放科學運動三個階段。2.1開放科學的產生時期：17世紀初到17世紀60年代在文藝復興運動的推動下，科學家們揭示了自然界的許多奧秘，教會的思想統(tǒng)治受到了挑戰(zhàn)。隨著資本主義的發(fā)展，新興資產階級要求擺脫封建專制統(tǒng)治和教會壓迫的愿望日益強烈，于17世紀在思想領域展開了反封建、反教會的資產階級思想解放運動——啟蒙運動，先進的思想家主張用理性的陽光驅散現實的黑暗。因此，獲取科學知識的社會需求達到了前所未有的高度。為了滿足這種需求，科學家們必須相互共享資源、集體協(xié)作，這就導致了開放科學的誕生[8]。這一時期開放科學的代表人物是培根（1561—1626），他反對僵化地屈從知識“權威”的哲學專制體制，而且受到機械藝術流水線作業(yè)的啟發(fā)，他通過科學團體重組的方式加強了科學家之間的合作和交流，促進了知識的進步[9]。但由于這一時期還沒有學術期刊，包括伽利略、開普勒、牛頓以及惠更斯等在內的許多科學家就是通過將自己的科學發(fā)現描述在有字謎或者密碼的論文里，然后再散發(fā)這些經過編碼的文本而宣稱自己的發(fā)現的。他們的意圖是將他們的科學發(fā)現轉化為能夠獲利的東西，當他們打算索取這種東西的時候，就揭示他們的發(fā)現來證明這是他們自己的[7]。這種對待科學發(fā)現秘不示人的體制產生了科學發(fā)現無法迅速共享等諸多問題。從總體上來看，這一時期科學開放的程度雖然極其有限，但在科學家之間還是有一定程度的合作和交流。2.2開放科學的緩慢發(fā)展時期：17世紀60年代到20世紀末期在17世紀60年代，由于單個貴族資助人無法充分資助事業(yè)不穩(wěn)定并需要不斷資助的科學家，對科學家的資助體制逐漸由個體資助轉變?yōu)榧w資助[8]，也就是將多個科學家的研究放在一個專門由多個資助人進行資助的科學研究機構中進行，這就產生了專門的學術團體。1660年，英國皇家學會建立；1666年，法國建立了法國科學院（TheFrenchAcademyofSciences）。在這兩個科學院建立之后的17世紀60年代到1793年之間，政府官方認可了其他70個科學組織[8]。1665年，英國皇家學會創(chuàng)辦了世界上的第一本學術期刊——《皇家學會哲學匯刊》（PhilosophicalTransactionsoftheRoyalSociety）[10]。到1699年，世界上已經有了30種科學期刊，1790年達到1052種[11]。這些學術團體和期刊的出現促進了科學研究的進行和科學知識的交流。自從第一批科學期刊誕生以來，科學就擁有了一個自我糾錯的過程和機制?？茖W期刊對于17、18世紀的科學知識激增做出了重要貢獻[12]，讓思想和方法更加容易被證實、證偽或改善。這些期刊向更多的受眾傳達了研究結果，反過來又激發(fā)了更多的思想和觀測，從而促進科學的良性發(fā)展。在19世紀，科學家趨向于只將同類看成自己的受眾，而不是廣大公眾。因此，大學和社會就出現了鴻溝，結果就出現了“象牙塔里的研究”這一比喻，提議將研究與普通大眾隔離開來。此外，“要么發(fā)表成果，要么淘汰出局”（publishorperish）原則促使科學家對自己的想法秘而不宣，直到其發(fā)表為止，嚴守秘密和守口如瓶已經成為主要準則[13]。這一行為體系下的科學研究影響深遠，盡管20世紀的科學研究合作現象越來越普遍，合作層次越來越深入，交流方式越來越多樣，但這種合作和交流深受競爭和個人（小集體）利益思想的影響一直持續(xù)到今天。但這一時期，發(fā)表的諸多論文都經過了嚴格的同行評審，允許其他人審議包括實驗和觀測數據在內的科學理論，通過重復實驗和數據再利用去創(chuàng)造更深的理解。這一時期的開放實踐對最近幾個世紀以來的科學理解的顯著增長起著極大的作用，開放交流和討論處于科學實踐的核心[14]。2.3開放科學運動時期：20世紀末期至今在20世紀末期，由于計算機技術、網絡通信技術的發(fā)展以及商業(yè)軟件和商業(yè)出版的橫行，號召“自由、開放、合作、共享”的開放科學運動在國外逐漸開展起來。開放科學運動包含了自由軟件及開源軟件運動、開放存取運動以及開放數據運動等一系列推動科學開放獲取與交流的實踐[15]。由于開放科學運動體現了科學的本質、增加了社會福利[16]、順應了時代發(fā)展潮流而得到了相關國際組織、科研資助機構、科學研究機構、出版商以及科研人員的極大關注，這些機構或個人不但實施諸如開放筆記本科學、科學公共圖書館（PublicLibraryofScience）、開放科學創(chuàng)始計劃（OpenScienceInitiative）、新科學（為我國科學家所創(chuàng)建）等相關實踐項目加快開放科學的前進步伐，而且制定了相關的政策法規(guī)以推動或適應開放科學運動的發(fā)展。例如，推動學術信息資源開放存取的《布達佩斯開放存取倡議》、《柏林宣言》，促進科學數據開放的《公共資助科學數據存取宣言》等。2012年4月，歐洲科學研究院聯合組織ALLEA（ALLEuropeanAcademies）通過了《面向21世紀的開放科學》（OpenScienceforthe21stCentury）的聯合聲明，該聲明呼吁科學資助機構在出版物、研究數據、軟件教育資源和研究基礎設施等方面實施開放科學原則，要求科學家、教育者和學生接受開放科學文化，讓出版物和數據的共享常態(tài)化，促進歐洲及更廣泛地區(qū)的科學合作。通過歐盟委員會（EuropeanCommission）《展望2020》（Horizon2020）計劃獲得的科學結果將會以開放獲取的方式出版，讓全球科學界受益。歐盟委員會專員NeelieKroes號召：“讓我們推倒封閉學習的高墻。讓我們將科學開放，不僅僅是科學本身，最好包括我們的思維方式。”[17]3開放科學發(fā)展過程中存在的問題盡管開放科學在現代信息技術強有力的支撐下以及在部分思想先進的科學家和科研機構的推動下取得了巨大的進步，但還存在著以下的諸多問題。3.1傳統(tǒng)科學思想依然深深地影響著科學界的行為在現代社會，幾乎各行各業(yè)都存在著激烈的競爭，科研領域也不例外。在科研領域，“要么發(fā)表成果，要么淘汰出局”的箴言已經導致了一個自我服務體系[13]。在該體系下，人們在成果發(fā)表之前，不愿意公開分享他們的想法，實驗過程、實驗結果、數據收集與分析過程以及論文撰寫過程都處于相對封閉的狀態(tài)，因為擔心有人可能盜竊他們的“知識產權”，而首先發(fā)表了文章就收獲了所有的名聲和榮耀，這主要是由目前的科研評價體系造成的。目前，競爭及上級的規(guī)范引導著科學組織的行為。知識不僅僅是人人皆可共享的商品，它也是寶貴的財產，在其增加社會知識存量之前，知識擁有者都想從中獲取更多的回報，這也意味著誰擁有了知識誰就能夠決定它的發(fā)布與消費的時間表[18]。此外，科學家在采用新方法、新工具方面存在著固有的保守性。通常，只有新方法的優(yōu)越性明顯表現出來之后，新方法才會得到認可。例如，更多的群體在采用開放存取出版或開放數據政策之前，一直都在等待其優(yōu)越性的出現。在研究中的開放實踐存在著益處和風險兩個方面，而研究者討論的焦點常常在于劣勢和風險這一方面[19]。因此，盡管任何單個機構隱瞞科學技術的收益會小于隱瞞它的成本[20]，但在目前，保密就成了絕大多數科學家們的策略，只是在相關政策法規(guī)及社會環(huán)境的約束下，才進行了一定程度的開放。3.2開放存取期刊數量雖在不斷增長，但占期刊總數的比例仍然很低世界上很多的科學研究都得到了政府的資助，科學家通常以撰寫論文的方式發(fā)布他們的研究結果并將其投給學術期刊出版，而這些期刊通常都帶有商業(yè)性質，諸如大學和圖書館之類的公共機構訂閱這些期刊。科學公共圖書館的創(chuàng)建者之一MichaelEisen在2012年1月的《紐約時報》上面將該體系描述為“已經為研究買單的納稅人不得不為閱讀其研究結果再次買單”[21]。了阻止商業(yè)性期刊對學術期刊的壟斷，加強學術交流，國際上出現了一些開放獲?。∣A）期刊。DOAJ（DirectoryofOpenAccessJournals）是國際著名的OA期刊檢索庫，其網站統(tǒng)計數據顯示，2002年收錄的OA期刊為33種，2003年為593種，此后每年都有較大數目的期刊被收錄，截止到2013年1月28日，DOAJ收錄的OA期刊達到了8605種[22]。由此可見，OA期刊得到了較大程度的發(fā)展。而與此同時，烏利希期刊指南（Ulrich'sPeriodicalsDirectory）里面收錄的期刊達到了30萬種[23]。盡管DOAJ并沒有將全部OA期刊收錄，但我們也可以看出，OA期刊占據期刊總數的比例還是很低的。這也就意味著絕大多數期刊依然是受限獲取，科學知識的傳播和交流受到了很大阻礙，這與開放科學倡導的自由免費獲取學術成果格格不入。3.3科學數據開放與共享程度較低科學數據是科學研究的基石?？茖W數據的真實與否直接決定著研究結果的正確與否?？茖W研究的可驗證性也在很大程度上取決于科學數據的開放與共享程度。開放數據是開放科學的核心。雖然科學數據開放和共享具有重要的價值，但由于數據共享對科學價值分配的混亂以及對著作權的潛在削弱[24]，在目前的評價體系下，單個科學家難以從數據共享中獲得直接回報[25]。因此，盡管國際上存在很多促進科學數據共享的政策法規(guī)，但科學數據開放程度仍然不盡如人意。2011年，一項對50種生物醫(yī)學領域最具影響的期刊研究表明：只有22種期刊要求將具體的原始數據公開才能出版；只有28.6%的論文完全符合期刊數據可獲得性政策規(guī)定；只有9%的論文將全部原始數據進行了在線存儲[26]?？茖W數據不開放至少導致以下三個不良后果：（1）其他科學家無法共享相關數據，不利于科學界整體研究成果的增加；（2）無法對建立在科學數據基礎之上的研究結論進行驗證，不但會出現一些錯誤的或偽造的科學結論，還會導致科學界公信力的降低；（3）科學研究被看做隱封在實驗室里的科學家的自娛自樂，而無法與公眾建立密切的聯系，導致公眾對科學研究價值的懷疑。3.4目前的軟件工具無法融入科研人員已有的工作流程博客、維基、在線交流網站及媒體分享平臺等Web2.0工具利用了開放性和集體智慧，促進了信息知識的交流、創(chuàng)造以及利用。它們易于使用并且消除了知識生產者和消費者的區(qū)別。在Web2.0環(huán)境下，通過采用一個標準的網頁瀏覽器，幾乎每個人都能夠進行知識的創(chuàng)造[27]。目前的信息交流技術具有在科學領域創(chuàng)造新的社會動力的能力，可以幫助科學家利用集體的智慧解決自己一個人無法解決的問題。例如，2009年獲得過菲爾茲獎的數學家蒂姆·高爾斯（TimGowers）將一個沒有解決的數學問題放在自己的博客上，邀請其他人提出解決辦法。僅僅一個月的時間，27個人發(fā)表了800條評論之后，該問題就得到了解決[6]。目前存在的許多普通工具已經被研究人員廣泛采納和使用，但這些工具常常無法融入研究人員已有的工作流程[19]，無法展現研究人員進行科學研究的全過程，導致科學研究仍然是在封閉實驗室里進行的“秘密活動”。4推動開放科學發(fā)展的對策為了進一步推動開放科學運動，必須在科研領域培養(yǎng)一種合作和共享的文化。這種文化的培育不僅僅需要科學家們轉變觀念，還需要相關主體制定相關政策法規(guī)去強制和激勵科學家踐行開放科學。此外，還需要設計和開發(fā)相關的軟件工具，以提高科學交流與共享效率。4.1科學家們應該轉變觀念，踐行開放科學前文已經指出，科學家們之所以不愿意將自己的研究完全對外公開，主要是因為擔心有人盜竊他們的“知識產權”。一方面，這種觀點忽略了這樣一個事實：能夠在科學文獻里看到的東西只有很少的一部分真正源自該作者，因為該作者的研究是建立在其他人工作的基礎之上的。也就是說科學家發(fā)表的論文里，只有很少的東西是自己創(chuàng)新的，其余的都是別人已經做過的工作。另一方面，如果科學家在互聯網上公開自己的觀點，他們能夠很容易證明自己是第一個擁有這種想法的人。結果這些潛在“小偷”不僅僅害怕法律的制裁，而且也害怕科學界的懲罰[3]。因此，科學家們大可不必擔心自己的想法被別人竊取。此外，科學家們應該明白，每個人都可以從更為開放的方式中獲得益處，且接受公共資助的研究是一種公共資源[18]。科學家從事的科學事業(yè)的終極目標是為了增強社會福利，促進人類的進步，而只有讓更多的人合作、交流、共享，這才是可能的。正如開放科學高峰論壇（OpenScienceSummit）的創(chuàng)建者JosephJackson所說：“為了發(fā)揮科學的功能，科學本來就是應該開放的?！盵29]MichaelWoelfle等研究表明，開放科學是研究加速器[30]。4.2制定相關政策法規(guī)，確保公共資助的科研成果免費獲取自由免費獲取學術信息是開放科學的一個重要特征，這可以更快、更廣地傳播和交流知識，促進科研效益的最大化，而OA期刊肩負著這樣的使命。OA期刊借助互聯網，對科研成果采取“作者付費出版，公眾免費獲取”的方式，放到互聯網上供用戶免費獲得，而不受版權或注冊的限制。依托于OA期刊的學術交流模式可以讓學術成果在全球范圍內廣泛地傳播和無障礙地獲取，任何人可以在任何時間、任何地點平等地獲取和使用學術成果，體現了開放科學學術交流自由、開放、共享的理念。因此，將科研成果發(fā)表在OA期刊上或者提供免費獲取是實現開放科學的不二法則。但前文已經指出，目前的OA期刊占期刊總數的比例較小，不可能將所有受到公共資助的科研成果發(fā)表在OA期刊上。因此，需要政府、科研資助機構等部門制定相關政策法規(guī)，規(guī)定公眾資助的科研成果必須免費獲取。這將迫使期刊出版商將更多的期刊變成OA期刊或混合型期刊，即提供部分學術成果的免費獲取。在開放存取運動的影響下，出版商們已經意識到，開放存取不僅是一種可靠的商業(yè)模式，而且是未來學術期刊發(fā)展的趨勢，越來越多的商業(yè)出版社正積極進入OA期刊出版領域并制定了相關OA政策[31]，Elsevier、Springer、Wiley等大型出版商也都在嘗試開放存取期刊的經營模式[32]。因此，相關主體制定相關政策確保將獲得公共資助的成果免費獲取非常必要，且具有現實可行性。4.3建立完備的規(guī)范與激勵制度，實現科學數據的開放獲取科學數據的開放獲取對社會公眾、一國經濟乃至全球發(fā)展都具有舉足輕重的作用[6]，且開放科學數據能夠讓公眾更好地檢驗研究結果。有研究顯示，以嚴格的標準進行數據監(jiān)管（datacuration）的成本往往明顯小于收集更多或新數據的成本。例如，全球蛋白質數據庫（WorldwideProteinDataBank）每年在管理世界蛋白質結構方面數據的成本僅占產生這些數據成本的1%[6]。為了促進科學數據的開放與共享，除了加強國際組織、一國政府、科研資助機構、科學研究機構以及科學期刊已經制定的促進科學數據共享的政策法規(guī)的執(zhí)行力度以外，還必須擴大相關政策法規(guī)制定的主體范圍。前文已經指出，目前制定了以公開科學數據為發(fā)表論文前提政策的科學期刊數量不容樂觀，這也說明，相關政策制定主體缺位的問