你的研究是“大科学”，还是“小科学”？

“大科学”的概念是普赖斯(D．Price)在60年代所著的《小科学与大科学》一书中首先提出来的。所谓大科学研究，是指规模巨大、人数众多、投资庞大、并有相当大的社会影响的综合性的科学研究。美国学者认为，一亿美元以上的多学科的研究，就能称得上大科学研究。相对而言，小科学研究是单学科的，人数较少，投入较小，是更前沿，更创新。

为了迎合长达近10年的有关人类基因组调节和结构组成的ENCODE计划研究报告的发布，Science主编Bruce Alberts在今年9月28日发表了以“小科学终结了吗？”（The End of “Small Science”）为题，写了一篇社论。Alberts认为ENCODE是一个典型的“大科学”研究，但对“这是否意味着曾经高度成功的'小科学'时代的生物研究很快就会成为过去？政府的投资会越来越关注大科学研究项目？”Alberts是持否定态度的。

人类基因组计划在2004年发表了一份有关人类染色体近乎完整的超过30亿个DNA碱基对序列，这刺激了其它一些大型“组学”（-omics）项目的相继发展，包括蛋白质组学，转录组学，表观基因学，代谢组学等等。这些大科学的发展推动了整个研究规模的剧增，由于大量研究人员投入其中，这些项目难以停止下来，即使现在有明确的迹象表明需要逐步减少这种规模也无济于事。所以，在目前资源有限的条件下，需要作出客观和艰难的决定：何种项目更有可能为深刻理解生物系统提供帮助，而不仅仅是简单的描述。

接下来，Alberts说明了三个问题。1）人们甚至对最简单的细胞，其理解还有巨大的知识缺口。例如，常见大肠杆菌，在早期分子生物学中是作为主要的生物模型，50多年之后，对许多功能基因组的蛋白质编码仍然未知。所以问题是，所有细胞所共有的生物分子的一些新功能类型，可能会集中在这些蛋白质中被发现吗？2）一个典型的人类细胞包含约10000个不同的蛋白质，组成数百种不同的复合物，其功能为“蛋白质机器”，当需要执行一个特定的功能如DNA修复或信号集成时被激活。为了理解生物学问题并从中获得可能的对健康有益的理解，每种蛋白质复合物将需要由生物化学家进行详细研究，这通常需要在小型实验室进行。3）科学家目前缺乏能够解释细胞网络和联系的复杂性的能力。要获得这种能力，大部分的工作都需要通过小科学研究，需要在相对简单的系统如大肠杆菌中进行。从这些研究中所学到的东西会导致新方法和原理的产生，也可用于更复杂的哺乳动物细胞。

最后，Alberts认为，每年科学家获得的有关细胞的真实信息数量都在增加，受组学项目的刺激，所汇编的数据以惊人的速度扩大，但大挑战仍然存在。生物科学的未来成功需要对大中心和类似组学计划的增长进行限制，这样才能对一些致力于理解生物系统奇妙复杂性的小创新实验室所开展的重要工作提供更多的财政支持。

在11月16日出版的Science周刊中，发表了四篇letters，对这个社论进行了讨论。这四篇集中于Small讨论的letters分别为：1）突破式创新（Radical Innovation），2）从发展中国家来看（View from Developing Nations），3）大科学将占优势（Big Science Will Prevail），4）高赌注（High Stakes）。

“突破式创新”一文与Alberts的社论有许多共鸣，并认为Alberts的结论不仅适用于生物学，在其他科学与工程领域也适用，并列举了两个例子加以说明。一个是Multics（1964年由贝尔实验室、麻省理工学院共同研发的计算机操作系统）发展到Unix的著名故事。Multics的目的是想要让大型主机可以达成提供300个以上的终端机连线使用，但因计划进度落后，资金短缺，宣告失败。不过，其思想却促成了Unix的诞生，Multics也被认为是现代操作系统的基础，是现代操作系统设计的模型。另一个例子，2005年，美国国防高级研究计划局(DARPA)着手开发一种可完全自主驾驶的地面车辆，希望能够穿越无人之地，并替代人类驾驶员完成恶劣环境下的工作。2005-2006年，这种车成功穿越了150英里沙漠。2007年，希望这种交通工具也能在城市拥挤交通环境下自动驾驶。这个计划经吸引了超过100个竞争团队的加入，每个团队一般只有十多人。这个研究和开发计划产生了更好的结果，比动辄部署数百人用标准的组织结构集中攻关的项目开发速度更快，所花的费用也更少。甚至在有些情况下，传统的管理策略可能更好一些。但当主要的目标是新的认识或基础创新，而不是增量改进时，小通常比大更好。在更为抽象的理论学科中，例如如数学，最重要的研究一般只有一个作者，而三个以上的合作者是极其罕见的。

“从发展中国家来看”一文从科研预算很小的发展中国家的角度讨论这个问题。在发展中国家，这些项目的领导会抓住机遇，启用和激励新一代的科学家。发展中国家没有太多的预算来发起这样的大科学项目，但是他们有许多人才。可惜，目前参与像ENCODE这样的项目所参与的科学家只有中国。“平方公里阵列”（Square Kilometer Array）是世界最大的射电望远镜项目，整合了包括中国和南非等在内的发展中国家。这在媒体、政府和社会其他成员产生的效应是非常明显的，激发了公众对科学的支持。这种支持是至关重要的，它连接了发达国家与发展中国家在科学之间的鸿沟。

“大科学将占优势”一文从加拿大科学家的角度进行讨论，认为大科学在现代科学文化条件下的主导地位日益增长，这或许间接受到曼哈顿计划和人类基因组计划的催化。在作者看来，大科学会占上风。大科学所提供的位置为许多训练有素的博士学位获得者寻找学位职位编制了安全网络，大科学项目及其成功更容易让政治家和其他许多忽略科学文化者所看到。

“高赌注”一文认可Alberts支持用小科学进行基本调查，更深入了解生物现象的复杂性问题的重要性，并认为还有其他潜在的危险。比如，小科学的换位也可能影响科学教育学。小科学在生物医学领域历来提供了训练场，可让暂露头角的科学家去开发新技术并精通他们的手艺。小科学的萎缩需要进行重新评估，也许对生物医学课程是一个变革的新方法。除了影响未来研究人员的训练，在多大程度上大科学可以融入到通识教育课程中，需要深思熟虑的集体智慧。

这个社论和讨论，对于中国的科学发展，显然有极大的借鉴意义。

科学网博主吕乃基在《中国：大科学还是小科学》一文中认为，美国的科学似乎是小科学和大科学的结合。火星、木星探测，还有各种千奇百怪的项目，诸如鳄鱼的咬合力有多大之类，主要是满足好奇心，这是小科学。中国的科学，当然也有两弹一星、神五神六，以及南极科考等，充分展示了中国的科研实力。中国大科学研究能够成功，这是由中国的体制所决定的，中国可以充分地动用社会的各种力量和国家的各种资源集中力量进行某个方面的研究，就如将一束光线聚集，威力更大。而中国的小科学研究则相对落后，原因可能是多方面的：

我们的教育理念相对落后，应试教育的压力影响学生兴趣的培养和创造性，缺乏兴趣的研究，是不容易取得大成就的根本。科学研究中论资排辈无法调动年轻科学家的创造性和积极性小，从科学网近期热议的“逃离科研”的话题中可略见一斑。小科学研究有利于年轻科学家脱颖而出，沃森和克里克获得诺贝尔奖的时候，沃森20几岁，克里克30出头。如果他们投入大科学研究，可能只是一个小小的螺丝钉。

社会日益严重的急功近利倾向，恶化了科学研究的氛围，高校和科研机构都鼓励研究人员从事大科学的研究，鼓励申请大课题，重视申请科研经费的量，而不重视科学研究的量。大部分有探索性的工作，也局限于少数人所钦定的“指南”。研究者为了项目和经费，为了评奖和职称，为了迎接名目繁多的评估，很少能够由着自己的兴趣。小科学有小科学的优势，它灵活性强，富有创造性和探索性。许多伟大的发现，大都来自小科学的研究，例如，激光的研制、抗生素的制造、DNA结构的发现、半导体原理的研究等，都是小科学研究的成果。

至于中国社会的组织和支撑，所有这些从资金投入来说本来是大科学。然而，最后的成果，却大多停留于论文和鉴定，没有为社会所用，几乎是研究者及其单位的自娱自乐，因而最后也不像是大科学。如果能真正做到从大科学到大学科，并发展成大学科乃至产业的，是成功的大科学，不是的话，那就是失败的。大科学的发展，需要把小科学的研究成果变成强大的社会生产力，变成综合国力。

大科学研究和小科学研究，就如鸟之两翼、车之两轮。对一个国家来说，大科学是重要的，小科学也是重要的。它们各有各的优势，只有共同发展，才能取长补短。二者平衡发展，才能飞得高，走得远。