編譯 許林玉
經(jīng)濟(jì)學(xué)家表示,如今的研究力度雖然越來(lái)越大,但獲得的回報(bào)卻越來(lái)越少。通過(guò)對(duì)藥物研究進(jìn)行分析,研究人員找出了收益下降的原因,比如“勝過(guò)甲殼蟲(chóng)樂(lè)隊(duì)”問(wèn)題以及潛在的解決辦法——設(shè)立“死亡藥品官”。
最近,我和3位物理學(xué)家——大衛(wèi)·多伊奇(David Deutsch)、馬塞洛·格萊塞(Marcelo Gleiser)和馬丁·里斯(Martin Rees)——發(fā)表了關(guān)于科學(xué)極限的文章,如“科學(xué)是無(wú)限的嗎?”2018年3月,我和大約20位科學(xué)界人士一起參加了一個(gè)為期兩天的頭腦風(fēng)暴會(huì)議——探討科學(xué)是否正在放緩前進(jìn)的步伐以及我們又該如何應(yīng)對(duì)。召開(kāi)此次會(huì)議的靈感,部分源于那些證明科學(xué)發(fā)展正停滯不前的研究,而我被邀請(qǐng)參加本次會(huì)議,也是因?yàn)橐晃唤M織者看了我最近發(fā)表的一篇持悲觀論調(diào)的文章。關(guān)于本次會(huì)議,我有很多感想,下面是其中的一些。
4位經(jīng)濟(jì)學(xué)家尼古拉斯·布魯姆(Nicholas Bloom)、查爾斯·瓊斯(Charles Jones)、約翰·范里寧(John Van Reenen)和邁克爾·韋伯(Michael Webb)在“想法越來(lái)越難找到了嗎?”一文中繪制的圖表顯示(見(jiàn)圖1),研究人員數(shù)量增加的同時(shí),研究的生產(chǎn)率卻下降了。我再一次憂心忡忡地思考科學(xué)的極限問(wèn)題。此論文中,經(jīng)濟(jì)學(xué)家聲稱“來(lái)自眾多行業(yè)、產(chǎn)品和公司的大量證據(jù)表明,研究力度大幅增加的同時(shí),研究生產(chǎn)率卻在急劇下降”。
他們將摩爾定律(Moore’s Law)——戈登·摩爾(Gordon Moore)提出的關(guān)于計(jì)算機(jī)芯片容量增長(zhǎng)能力的著名推測(cè)——視為一個(gè)違反直覺(jué)的例子,指出“今天要實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)芯片密度每?jī)赡攴环?,所需的研究人員數(shù)量是20世紀(jì)70年代初的18倍以上”。這些研究人員發(fā)現(xiàn),農(nóng)業(yè)和醫(yī)藥方面的研究也存在類似的趨勢(shì)。關(guān)于癌癥和其他疾病的研究越來(lái)越多,但拯救的生命卻越來(lái)越少。
這些發(fā)現(xiàn)證實(shí)了經(jīng)濟(jì)學(xué)家羅伯特·戈登(Robert Gordon)和泰勒·考恩(Tyler Cowen)在《美國(guó)成長(zhǎng)的興衰》(The Rise and Fall of American Growth)一書(shū)中所做的分析。布魯姆、瓊斯、韋伯和范里寧還引用了本杰明·瓊斯(Benjamin Jones)提出的觀點(diǎn):未來(lái)的創(chuàng)新者需要接受更多的培訓(xùn),變得更加專業(yè)化,才能到達(dá)特定領(lǐng)域的前沿。研究團(tuán)隊(duì)不斷壯大的同時(shí),研究人員的人均專利數(shù)量卻在下降。
這些經(jīng)濟(jì)學(xué)家主要關(guān)注的是我所說(shuō)的應(yīng)用科學(xué)。這類科學(xué)能夠促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng),增加財(cái)富,提高健康和生活標(biāo)準(zhǔn),并推動(dòng)醫(yī)藥、運(yùn)輸、農(nóng)業(yè)、通信和制造等行業(yè)的進(jìn)步。他們的發(fā)現(xiàn)與我在《科學(xué)的終結(jié)》(The End of Science)一書(shū)中提到的觀點(diǎn)遙相呼應(yīng),即“純”科學(xué)——僅僅是為了了解而不是操縱自然的活動(dòng)——正在達(dá)到極限。
大爆炸理論價(jià)值幾何在很多方面,我發(fā)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)學(xué)家對(duì)科學(xué)進(jìn)步的評(píng)價(jià)過(guò)于吝嗇。首先,令人驚訝的是,他們對(duì)數(shù)字技術(shù)的最新發(fā)展評(píng)價(jià)甚微。35年前,我開(kāi)啟了我的職業(yè)生涯,使用被稱作“打字機(jī)”的設(shè)備寫(xiě)作,在被稱為“圖書(shū)館”的地方開(kāi)展研究?,F(xiàn)在,我仍然因?yàn)樽约耗軌蛲ㄟ^(guò)智能手機(jī)或筆記本電腦瞬間獲取無(wú)限知識(shí)而感到震撼。沒(méi)錯(cuò),我所獲取的信息中有假新聞、垃圾郵件和網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)爭(zhēng),但仍然令我震撼。其次,經(jīng)濟(jì)學(xué)家不夠重視在我看來(lái)科學(xué)最具價(jià)值的成就——對(duì)現(xiàn)實(shí)的洞察力。的確,大爆炸理論和非洲起源假說(shuō)無(wú)法提高國(guó)民生產(chǎn)總值,但它們加深了我們對(duì)世界和自身的理解。這不正是科學(xué)的意義所在嗎?
圖1 1930年代至2000年代研究人員的有效數(shù)量和研究生產(chǎn)率
科學(xué)何時(shí)出現(xiàn)倒退在其他方面,經(jīng)濟(jì)學(xué)家對(duì)科學(xué)進(jìn)步的評(píng)價(jià)則過(guò)于慷慨。此次會(huì)議的組織者問(wèn)了與會(huì)者一個(gè)問(wèn)題:科學(xué)進(jìn)步的步伐是否正在放緩?我們可以回答“是”“不是”或者“其他”。我選擇了“其他”,因?yàn)楹翢o(wú)疑問(wèn),某些科學(xué)領(lǐng)域的確正在倒退。精神病醫(yī)生濫開(kāi)處方,傷害了眾多病人。同樣,癌癥行業(yè)對(duì)美國(guó)人的診斷也存在過(guò)度診療的情況。一些參加會(huì)議的科學(xué)家對(duì)科學(xué)發(fā)展放緩的想法嗤之以鼻。在提到CRISPR技術(shù)、光遺傳學(xué)和其他方面的進(jìn)步時(shí),生物學(xué)家堅(jiān)信發(fā)現(xiàn)的步伐正在加速,而我對(duì)此的反應(yīng)是:的確如此。遺傳學(xué)和神經(jīng)科學(xué)等領(lǐng)域確實(shí)正在涌現(xiàn)出大量發(fā)現(xiàn),但那又怎樣呢?基因治療非常令人失望,而對(duì)精神疾病的治療同樣原地踏步。在純科學(xué)領(lǐng)域,許多物理學(xué)家仍然固執(zhí)己見(jiàn),一心撲在弦理論和多元宇宙上——這些事物要么太小,要么太大,甚至永遠(yuǎn)無(wú)法被觀測(cè)到。最近,意識(shí)理論也變得更加古怪。聲名赫赫的專家們支持泛心論,認(rèn)為意識(shí)可能是多種物質(zhì)而不僅僅是大腦的產(chǎn)物。與弦理論和多元宇宙一樣,泛心論也不可能通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)。另一個(gè)表明科學(xué)正在耗盡氣數(shù)的跡象是科學(xué)界諾貝爾獎(jiǎng)得主的平均年齡急劇增長(zhǎng),尤其是物理學(xué)。
可重復(fù)性危機(jī)接踵而至統(tǒng)計(jì)學(xué)家約翰·約安尼季斯(John Ioannidis)和其他人發(fā)現(xiàn),許多研究無(wú)法重復(fù)。樂(lè)觀主義者堅(jiān)持認(rèn)為,與過(guò)去相比,科學(xué)文獻(xiàn)的缺陷并沒(méi)有增加,只是我們自己現(xiàn)在更加關(guān)注缺陷罷了,而這是一個(gè)積極的趨勢(shì)。在本次會(huì)議上,一位研究可重復(fù)性危機(jī)的專家反駁了這種樂(lè)觀的觀點(diǎn)。他表示,由于研究人員對(duì)出版成果、研究經(jīng)費(fèi)、終身教職和其他獎(jiǎng)勵(lì)的競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈,科學(xué)也隨之變得越來(lái)越不可靠。
“白人在月球”問(wèn)題會(huì)上,有數(shù)人用“容易摘到的果子”的比喻來(lái)解釋科學(xué)發(fā)展放緩的原因??茖W(xué)家們已經(jīng)解決了一些相對(duì)容易的問(wèn)題,并把重心轉(zhuǎn)移到更難的問(wèn)題上來(lái),比如身心健康和物理學(xué)的統(tǒng)一。這里有一個(gè)棘手的問(wèn)題:在什么情況下,我們可以決定某些果子是無(wú)法摘到的?或者,如經(jīng)濟(jì)學(xué)家所言:我們是否愿意在迄今已證明難以解決的問(wèn)題上花上大筆資金?而我們又應(yīng)該在何時(shí)減少損失并全身而退呢?當(dāng)然,這取決于問(wèn)題本身的價(jià)值。在將其根除之前,我們不會(huì)停止對(duì)精神分裂癥或癌癥的研究投入,而這可能需要很長(zhǎng)一段時(shí)間。毋庸置疑,公共和私人資源會(huì)繼續(xù)支持那些有可能改善我們的健康或延長(zhǎng)人類壽命的研究。但對(duì)于物質(zhì)的基本性質(zhì)、宇宙的起源和結(jié)構(gòu)、外星生命可能存在以及那些沒(méi)有實(shí)際回報(bào)的問(wèn)題的研究呢?說(shuō)得更坦白一點(diǎn),像大爆炸理論或非洲起源假說(shuō)這樣的“純”發(fā)現(xiàn)有多大價(jià)值?我認(rèn)為它們價(jià)值連城,但當(dāng)我們?cè)跔?zhēng)取政府資助時(shí),僅僅給出這個(gè)答案是不夠的。在數(shù)百萬(wàn)人缺乏充分的醫(yī)療保健服務(wù)、居無(wú)定所且無(wú)法接受教育的情況下,我們是否應(yīng)該在下一代粒子加速器、引力波探測(cè)器或載人火星任務(wù)上花費(fèi)數(shù)十億美元?我之所以稱之為“白人在月球”問(wèn)題,旨在向說(shuō)唱樂(lè)先驅(qū)吉爾·史考特-海倫(Gil Scott-Heron)致敬。他在1970年發(fā)行的歌曲《白人在月球上》中唱道:“一只老鼠咬了我的妹妹內(nèi)爾(此時(shí)白人在月球上)……房東昨晚剛漲了房租(因?yàn)榘兹嗽谠虑蛏希瓫](méi)有熱水,沒(méi)有衛(wèi)生間,也沒(méi)有燈(但是白人在月球上)?!?/p>
創(chuàng)新崇拜太癡狂 可重復(fù)性危機(jī)的一個(gè)驅(qū)動(dòng)因素是我們的文化對(duì)“創(chuàng)新”越來(lái)越癡迷。技術(shù)歷史學(xué)家李·維塞爾(Lee Vinsel)和安德魯·羅素(Andrew Russell)在他們頗具影響力的文章“向維護(hù)員致敬”中指出:“整個(gè)社會(huì)都開(kāi)始談?wù)搫?chuàng)新,仿佛它是一種內(nèi)在的理想價(jià)值,與愛(ài)、友愛(ài)、勇氣、美好、尊嚴(yán)或責(zé)任一樣。創(chuàng)新被擺上變革的神壇接受朝拜,但很少有人過(guò)問(wèn)什么人能夠從中受益,最終又能帶來(lái)什么?”這些問(wèn)題值得深思。對(duì)創(chuàng)新的崇拜拉大了富人與窮人之間的差距,并導(dǎo)致人們忽視使事物順利運(yùn)行所需的維護(hù)。此外,這種崇拜還提高了美國(guó)的制藥成本,但并未明顯改善我們的健康狀況。無(wú)可爭(zhēng)辯的是軍事技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)新——包括無(wú)人機(jī)和網(wǎng)絡(luò)武器——非但沒(méi)有保障我們的安全,還對(duì)我們的安全構(gòu)成了威脅。研究人員急切地想要發(fā)布新的研究成果,這也肯定會(huì)引發(fā)可重復(fù)性危機(jī),并導(dǎo)致炒作升級(jí)。
“元科學(xué)”與“極限學(xué)”與會(huì)者提出了各種稱呼科學(xué)研究的名稱,例如“元科學(xué)”。我提出的是“極限學(xué)”,該名稱是我在《科學(xué)的終結(jié)》一書(shū)中首創(chuàng)的,意為對(duì)知識(shí)極限的研究。一些科學(xué)愛(ài)好者在談到極限時(shí)畏首畏尾,我明白這是為什么,極限學(xué)可以給我們文化中的反科學(xué)力量提供彈藥。但是科學(xué)中一些最偉大的見(jiàn)解——如量子力學(xué)、相對(duì)論和哥德?tīng)柖ɡ怼枷拗屏宋覀兊闹R(shí)。自達(dá)爾文時(shí)代起,我們就知道人類天生帶著繁衍生息的目的,而不是去理解神經(jīng)編碼或量子場(chǎng)理論。
樂(lè)觀主義與現(xiàn)實(shí)主義我曾經(jīng)問(wèn)過(guò)小說(shuō)家兼哲學(xué)家麗貝卡·戈德斯坦(Rebecca Goldstein),樂(lè)觀主義是否是知識(shí)分子的必備品質(zhì)。她否定了這一點(diǎn),認(rèn)為現(xiàn)實(shí)主義才是對(duì)知識(shí)分子的要求。會(huì)上有些人對(duì)科學(xué)研究取得回報(bào)減少一事做出了樂(lè)觀、積極甚至鼓勵(lì)性的回應(yīng)。他們還列舉出一些項(xiàng)目作為例子,比如旨在使科學(xué)更加透明、高效、可靠的開(kāi)放科學(xué)中心和斯坦福大學(xué)元研究創(chuàng)新中心。我也贊同這些努力。但是,如果極限學(xué)要成為嚴(yán)肅的知識(shí)型事業(yè)而非營(yíng)銷活動(dòng),就必須建立在現(xiàn)實(shí)主義而不是樂(lè)觀主義的基礎(chǔ)之上,它必須質(zhì)疑研究和創(chuàng)新的價(jià)值,權(quán)衡不同科技產(chǎn)業(yè)的成本和效益,還必須考慮有些謎團(tuán)可能永遠(yuǎn)無(wú)法解開(kāi)的可能性。忽視科學(xué)的極限是不科學(xué)的。
關(guān)于研究收益遞減的問(wèn)題,其中有一篇名為“藥物研發(fā)效率下降的診斷”的論文(2012年發(fā)表在《自然評(píng)論-藥物發(fā)現(xiàn)》上),該論文充滿了真知灼見(jiàn),其內(nèi)容總體上與科學(xué)相關(guān)。該論文指出,自1950年以來(lái),每10億美元科研經(jīng)費(fèi)產(chǎn)出的并獲得美國(guó)食品藥品管理局(FDA)批準(zhǔn)的藥物數(shù)量已經(jīng)大幅下降,大約每9年減少一半。論文作者杰克·斯坎內(nèi)爾(Jack Scannell)和另外三位英國(guó)投資分析師稱這一趨勢(shì)為“倒摩爾定律(Eroom’s Law)”。倒摩爾定律除了適用于藥物開(kāi)發(fā)外,還適用于許多其他領(lǐng)域。即使是計(jì)算機(jī)芯片,也同樣適用于倒摩爾定律,因?yàn)樾枰絹?lái)越多的研究成果才能支撐摩爾定律。斯坎內(nèi)爾等人確定了支撐倒摩爾定律的幾個(gè)因素。
“勝過(guò)甲殼蟲(chóng)樂(lè)隊(duì)”問(wèn)題斯卡內(nèi)爾等人寫(xiě)道:“可以想象,如果任何一首歌都必須比甲殼蟲(chóng)樂(lè)隊(duì)好,甲殼蟲(chóng)樂(lè)隊(duì)的所有歌曲都可以免費(fèi)獲取,而人們對(duì)甲殼蟲(chóng)樂(lè)隊(duì)的舊唱片又百聽(tīng)不厭,那么新的歌曲要想在商業(yè)上取得成功會(huì)有多難?!毖邪l(fā)新型藥物的研究人員也面臨著類似的問(wèn)題。昔日轟動(dòng)一時(shí)的藥物會(huì)成為今天的非專利產(chǎn)品。隨著獲準(zhǔn)藥品備份目錄的不斷改進(jìn),新藥研發(fā)過(guò)程的復(fù)雜性也隨之不斷提高,同時(shí)也增加了批準(zhǔn)、采用和補(bǔ)償?shù)恼系K。在作者看來(lái),這是一個(gè)“漸進(jìn)式的棘手”問(wèn)題。在純科學(xué)中,也存在類似于“勝過(guò)甲殼蟲(chóng)樂(lè)隊(duì)”的問(wèn)題,我們稱之為“勝過(guò)愛(ài)因斯坦”問(wèn)題。雄心勃勃的科學(xué)家們不希望只是調(diào)整或擴(kuò)大科學(xué)的最大成就。他們想拿出自己的革命性見(jiàn)解,而這些見(jiàn)解甚至可能證明舊的范式是不完整的或是錯(cuò)誤的。要實(shí)現(xiàn)這一壯舉極其困難!有大量的證據(jù)證實(shí),廣義相對(duì)論、量子力學(xué)、大爆炸理論、進(jìn)化論和遺傳密碼都是真實(shí)的。這就是為什么可能永遠(yuǎn)不會(huì)再出現(xiàn)另一個(gè)愛(ài)因斯坦的原因之一。
謹(jǐn)慎的監(jiān)管問(wèn)題20世紀(jì)50年代末的“反應(yīng)停事件”之類的問(wèn)題導(dǎo)致對(duì)藥物研發(fā)的監(jiān)管更為嚴(yán)苛。藥物監(jiān)管機(jī)構(gòu)的風(fēng)險(xiǎn)承受能力逐步降低,這顯著提高了新藥的準(zhǔn)入門(mén)檻,并可能大幅增加研發(fā)的相關(guān)成本。行業(yè)內(nèi)每一宗真正的或被察覺(jué)的罪惡,或是因藥物造成的不幸,都會(huì)導(dǎo)致監(jiān)管法規(guī)收緊。目前無(wú)論在何種程度上,都很難看出監(jiān)管環(huán)境有所放松。特朗普曾呼吁FDA撤銷對(duì)制藥公司的限制,但迄今為止,F(xiàn)DA專員斯科特·戈特利布(Scott Gottlieb)并沒(méi)有像一些批評(píng)家擔(dān)心的那樣采取強(qiáng)制措施放松管制。倫理限制也阻礙了其他領(lǐng)域的研究,尤其是神經(jīng)科學(xué)。
“花大價(jià)錢(qián)解決問(wèn)題”的傾向許多公司應(yīng)對(duì)競(jìng)爭(zhēng)的方式是在研發(fā)中增加人力和其他資源,這些公司可能存在偏見(jiàn),他們把職業(yè)上的成功等同于預(yù)算的大小。投資者和經(jīng)理人現(xiàn)在都在質(zhì)疑這種投資傾向,并努力削減研發(fā)成本。然而,風(fēng)險(xiǎn)在于對(duì)影響研發(fā)投資回報(bào)的因素缺乏理解。在經(jīng)濟(jì)繁榮時(shí)期,這些因素使支出相對(duì)隨意,而對(duì)其缺乏理解則可能意味著同樣會(huì)不分青紅皂白地削減成本。成本可能會(huì)下降,但不會(huì)導(dǎo)致效率的大幅提高。1968年,斯坦尼斯拉夫·萊姆(Stanislaw Lem)的經(jīng)典科幻作品《其主之聲》最初以波蘭語(yǔ)出版,其中提到了花大價(jià)錢(qián)解決問(wèn)題的傾向。該小說(shuō)的敘述者是一位數(shù)學(xué)家,他正在開(kāi)展一個(gè)政府資助項(xiàng)目,旨在解碼外星信息。他說(shuō):“監(jiān)督該項(xiàng)目的官員認(rèn)為,如果1個(gè)人在10小時(shí)內(nèi)可以挖出1個(gè)1立方米的洞,那么10萬(wàn)人在轉(zhuǎn)眼之間就能完成這項(xiàng)工作。我們的監(jiān)護(hù)人就是那些認(rèn)為5 000位專家肯定能解決5位專家無(wú)法解決的問(wèn)題的人——這種想法令人毛骨悚然?!?/p>
基礎(chǔ)研究-蠻力偏見(jiàn)這是斯坎內(nèi)爾等人確定的最微妙的因素。他們將其定義為“過(guò)高估計(jì)基礎(chǔ)研究(尤其是分子生物學(xué))和蠻力篩選方法(體現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)和臨床前研究過(guò)程的最初幾個(gè)步驟中)在提高分子的安全性和可靠性方面的作用的傾向”。在過(guò)去幾十年里,得益于雙螺旋和神經(jīng)遞質(zhì)的發(fā)現(xiàn)以及強(qiáng)大的基因解碼和化合物篩選工具的發(fā)明,藥物研究的方向發(fā)生了改變?;谶@些進(jìn)步的藥物研究被吹捧為比過(guò)去依賴直覺(jué)的偶然猜測(cè)更為理性和高效。但“分子還原論”的臨床回報(bào)被高估了。迄今為止,人類基因組計(jì)劃未能轉(zhuǎn)化為遺傳病的改良療法,而關(guān)于神經(jīng)遞質(zhì)的知識(shí)也沒(méi)有帶來(lái)療效更好的精神病藥物。2012年,“好奇波函數(shù)”博主、化學(xué)家阿舒托什·喬加萊卡爾(Ashutosh Jogalekar)指出,當(dāng)我們將自己局限于精確的生物系統(tǒng)狹義特征時(shí),我們就無(wú)法注意到那些不那么精確,但更廣泛、更具相關(guān)性的特征。其中的教訓(xùn)很簡(jiǎn)單——我們正在變成在路燈下找鑰匙的人,而這只是因?yàn)槟抢锔菀装l(fā)現(xiàn)鑰匙。我們還可以將基礎(chǔ)研究-蠻力偏見(jiàn)稱為“魔鬼在細(xì)節(jié)”問(wèn)題。核物理已成為這個(gè)問(wèn)題的犧牲品。隨著20世紀(jì)30年代核聚變的發(fā)現(xiàn)和20世紀(jì)50年代核武器的出現(xiàn),物理學(xué)家期望核聚變能很快被用于生產(chǎn)能量。然而70年以后這些期望仍未實(shí)現(xiàn)。
任命“死亡藥品官”斯坎內(nèi)爾等人提議,為了反駁倒摩爾定律,制藥公司應(yīng)該任命一名“死亡藥品官”,對(duì)未通過(guò)研發(fā)程序的藥品進(jìn)行事后分析。該官員將向公司、美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)(NSF)或美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院(NIH)等資助機(jī)構(gòu)以及同行評(píng)審的期刊提交報(bào)告。這些藥物死亡報(bào)告將有助于找出提高研究效率的方法。實(shí)際上,斯坎奈爾等人希望科學(xué)能夠承擔(dān)更多的責(zé)任,這也是科學(xué)政策學(xué)者丹尼爾·薩雷維茨(Daniel Sarewitz)在2016年發(fā)表的論文“拯救科學(xué)”的主題。他認(rèn)為科學(xué)“陷入了自我毀滅的漩渦,如果要逃離出去,它將不得不放棄自己受保護(hù)的政治地位,并接受它對(duì)社會(huì)其他部分的限制和義務(wù)”??梢韵胂螅渌I(lǐng)域也會(huì)指派一個(gè)死亡思想官來(lái)提高效率,某些思想永不枯竭的領(lǐng)域除外。死亡思想官也許可以提出建議,哪些想法應(yīng)該阻止,從而停止對(duì)其進(jìn)一步投資。那是一項(xiàng)吃力不討好的工作,但為了科學(xué),總得有人去做。