文 ｜ 《中國科學報》 記者 張文靜

科學家要破解宇宙運行、物種演化等深邃奧秘，但作為“職場人”，他們免不了要考慮那些關乎職業(yè)發(fā)展的問題。比如，科學家一般會在什么年齡達到最佳工作狀態(tài)？科學創(chuàng)新的生命周期是多久？科學家職業(yè)生涯中出現(xiàn)突破性進展的跡象是否存在？什么樣的合作會帶來成功？年輕科研人員如何將成功的概率最大化？

一些科學學研究者正致力于解答這些問題。這個新興的研究以“科學”為研究對象，用量化方式認識科學的演化路徑，探討科研活動涉及的種種因素與其產(chǎn)出之間的關系。

他們的研究會給科學家的職業(yè)發(fā)展帶來啟示，從這個角度上說，這些研究或許可以稱為科研人員的“成功學”。

你的“奇跡年”什么時候到來？

1905年被稱為愛因斯坦的“奇跡年”。就在這一年，愛因斯坦接連發(fā)表了數(shù)篇徹底改變物理學的論文。他解釋了布朗運動，印證了原子和分子的存在；他發(fā)現(xiàn)了光電效應，向量子力學邁出了關鍵一步，并因此在1921年獲得諾貝爾物理學獎；他創(chuàng)立了廣義相對論，完全改變了我們對時間和空間的認知。在這一年的年末，他寫下了世界上最著名的公式：E=mc2。

雖然愛因斯坦的高度是常人難以企及的，但他這種研究成果集中爆發(fā)的“連勝”現(xiàn)象卻引起了研究者的興趣。愛因斯坦的連勝僅僅是一種巧合嗎？在更多科學家的職業(yè)生涯中，重磅的研究成果也會傾向于在某段時間內(nèi)接連到來嗎？如果有這種連勝期存在，會發(fā)生在什么時期呢？

在不久前出版的《給科學家的科學思維》一書中，美國西北大學科學學與創(chuàng)新中心主任王大順和美國東北大學教授艾伯特—拉斯洛·巴拉巴西共同探討了這一問題。這些探討基于王大順等人2018年發(fā)表在《自然》上的一項研究。

在研究連勝現(xiàn)象之前，王大順就對一萬多名科學家的職業(yè)生涯做過研究分析。他發(fā)現(xiàn)，研究人員發(fā)表最有影響力的論文的時間完全是隨機的，其出現(xiàn)在研究生涯早期、中期或晚期的概率是一樣的。

而在2018年的研究中，王大順等人不僅關注科學家的最佳作品，而且關注他的次佳、第三佳作品，考察這些作品出現(xiàn)的時機是否具有統(tǒng)計學上的有效規(guī)律。

他們使用谷歌學術搜索和Web of Science平臺獲得了超過兩萬名科學家的研究論文數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)包括每篇論文在發(fā)表十年之內(nèi)的引用情況。他們還將研究范圍擴展到學術界以外，考察了藝術家和電影導演的作品情況。

研究人員首先計算了個體的三個最佳作品產(chǎn)生的時間間隔，然后進行模擬。他們隨機打亂了三個最佳作品在個體職業(yè)生涯中出現(xiàn)的順序，并再次計算了它們之間的時間間隔。

他們發(fā)現(xiàn)，與隨機數(shù)據(jù)相比，現(xiàn)實數(shù)據(jù)中一個人的兩個巔峰作品有更大概率在相近時間內(nèi)出現(xiàn)。也就是說，無論是科學家、藝術家還是電影導演，職業(yè)生涯中的連勝期都是存在的。

通過進一步深入研究，研究人員發(fā)現(xiàn)大多數(shù)人至少會經(jīng)歷一次連勝期，他們連勝期的長度隨職業(yè)的不同而不同，比如藝術家大多持續(xù)5.7年、電影導演持續(xù)5.2年，而科學家會持續(xù)3.7年。

雖然連勝期出現(xiàn)的原因還有待進一步研究，但在王大順看來，這項研究能給我們帶來一些啟示，比如在鑒別或培養(yǎng)有潛力的科學家時，可以將連勝這一概念納入考量因素，否則可能會錯失機遇。

在這方面，耶魯大學有過一次教訓。化學家約翰·芬恩在67歲時發(fā)表了研究成果，證實了一個新的電噴霧離子源。這是一個重大突破，至少他自己認為是。但耶魯大學仍然讓他退休，將他請出了校園。

此后，約翰·芬恩不太情愿地在弗吉尼亞聯(lián)邦大學重新安頓下來，該校為他提供了實驗室繼續(xù)從事研究。自此，他的連勝期開啟了。1984至1989年，約翰·芬恩的研究論文一篇接一篇發(fā)表，最終創(chuàng)立了電噴霧離子化的質譜分析法，使大分子和蛋白質的測量更快、更準確，促進了癌癥診斷和治療上的許多創(chuàng)新，這使他獲得了2002年的諾貝爾化學獎。

多樣化的科研團隊，影響力更大？

除了個人科研產(chǎn)出之外，如何組建一支優(yōu)秀的科研團隊也是很多科學家最關心的話題?？茖W家是拉上彼此熟悉的、有“共同語言”的人一起工作好，還是選擇多樣性更強的合作伙伴好呢？一些研究給出了數(shù)據(jù)。

近年來，不少研究都對科研團隊多樣性產(chǎn)生的影響進行了探討，這些多樣性因素包括國籍、種族、所在院校或機構、性別、學術年齡和專業(yè)背景，等等。毫無例外，這些研究都顯示，科研團隊的多樣性有助于提升團隊效率，無論是在產(chǎn)出量上還是在產(chǎn)出更具影響力的論文上。

有研究分析了1985—2008年由美國作者撰寫的250多萬篇研究論文涉及的種族多樣性情況。研究人員發(fā)現(xiàn)，由來自4或5個不同種族的作者撰寫的論文，比全部來自相同種族的作者所撰寫的論文，獲得的引用量平均要高5%~10%。

針對國籍或機構多樣性的研究也呈現(xiàn)出相似的結果。有研究人員對1996—2012年8個學科的所有論文進行分析，結果表明由來自不同國家的科研人員撰寫的論文，更有可能被高影響力期刊發(fā)表，而且往往會獲得更多的引用。

有趣的是，在針對多樣性的研究中，團隊的種族多樣性因素對論文影響力的提升作用似乎最顯著。

2018年發(fā)表在《自然—通訊》上的一項研究，分析了由600萬名科學家撰寫的900多萬篇論文，探究科研影響力與種族、學科、性別、隸屬關系、學術年齡等五種多樣性因素之間的關系。

研究人員將這五種多樣性指標與團隊成果的五年總引用量進行比較，發(fā)現(xiàn)種族多樣性與影響力的相關程度比任何其他指標都更強。即使他們控制了論文發(fā)表年份、作者人數(shù)、研究領域、論文發(fā)表前作者的影響力以及大學排名等因素后，團隊的種族多樣性仍提升了10.63%的團隊影響力。

對此有一種解釋認為，能與更多樣化的同事合作的科研人員，科研也會做得更好。也就是說，論文影響力的提升可能是由于團隊成員思想開放、善于合作導致的，而并非由于種族多樣性本身。

為了驗證這個觀點，研究人員設計了一種“個體多樣性”指標，通過采集某位作者所有的早期共同作者情況，測量其種族多樣性的程度。然后，再將它與“團隊多樣性”進行比較，即某篇論文共同作者中的種族多樣性程度。結果表明，雖然團隊多樣性和個體多樣性都具有很高的價值，但前者對科研影響有更大的促進作用。

不過，王大順在《給科學家的科學思維》一書中也提醒，這些研究依據(jù)的都是論文發(fā)表數(shù)據(jù)，因此這些發(fā)現(xiàn)可能僅限于那些足以成功發(fā)表論文的團隊。也就是說，當團隊真正形成并有了論文產(chǎn)出之后，多樣性才能與更高的影響力聯(lián)系在一起。

科學家陷入盲人摸象的困局？

在論及上述科學學研究的價值時，《給科學家的科學思維》譯者、西南大學計算機與信息科學學院教授賈韜表示，一位成功的科學家在科學研究實踐中，通過觀察自己以及身邊的科研活動，對各種規(guī)律進行符合邏輯的歸納總結，也很有可能形成系統(tǒng)化的科學認知，這些認知將進一步為他的成功助力。然而，個人對科學的觀察往往局限于“身邊”。

當涉及跨學科、跨國家的復雜問題時，缺少大規(guī)模數(shù)據(jù)的量化分析，而僅僅依賴身邊的經(jīng)驗，也許會讓科學家陷入盲人摸象的困局中。

賈韜舉例說，國內(nèi)科研人員很可能會基于直觀感受，認為醫(yī)學、生物、農(nóng)業(yè)和化學這樣的學科是“勞動密集型”的，六七個人共同完成一項工作、合作發(fā)表一篇論文是學科的常態(tài)，因此人力投入是發(fā)展這些學科的必要條件。

這種直觀感受在一定程度上是正確的，因為在我國這些研究領域中，2017年作者人數(shù)少于5人的論文占比在25%以下。然而在全球其他國家，這一比例為50%甚至更高。也就是說，這些領域中，規(guī)模較小的研究隊伍創(chuàng)造了一半的科研產(chǎn)出，而這才是這些學科在全球發(fā)展的常態(tài)。

“脫離大數(shù)據(jù)的系統(tǒng)性分析，僅僅依賴自身的感知，我們很可能會走向與世界其他國家不同的學科發(fā)展道路?！辟Z韜表示。2019年，《自然》發(fā)表了一項對科研團隊的研究，發(fā)現(xiàn)小團隊比大團隊更能做出顛覆式的創(chuàng)新成果。“考慮到小型研究隊伍在顛覆性創(chuàng)新上的特有能力，這樣的選擇可能會給我們帶來一系列其他問題?！?/p>

同時，在賈韜看來，目前一些科學學研究，比如關于團隊多樣性的研究，所基于的數(shù)據(jù)主要是英語國家的論文產(chǎn)出，相關的結論是否適用于我國，仍有待于進一步研究。

“我們在一些初期工作中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了我國高被引論文的國際影響力呈現(xiàn)出與其他國家不同的規(guī)律，但是這些觀察結果到底是對應著不同的機制，比如高被引論文在我國不能準確地反映其科學影響力，還是對應著相同機制下的不同參數(shù)，比如我國的論文發(fā)表增速全球最高，還需要大量的后續(xù)研究分析。”賈韜說。

無論如何，在賈韜看來，當我國逐步從科技的追趕者變?yōu)槿虻膭?chuàng)新中心，科學的結構性變革必然會到來。在這樣的背景之下，科學學的研究變得極為重要。