顛覆性成果可以分為兩類，一類偶然發(fā)生，一類則更依賴于政策支持，識別這兩類成果需要完全不同的方法。

撰文?|?李俠、李雙（上海交通大學(xué)科學(xué)史與科學(xué)文化研究院）

隨著2018年國務(wù)院《關(guān)于全面加強基礎(chǔ)科學(xué)研究的若干意見》的出臺，標(biāo)志著中國加強基礎(chǔ)研究的號角已經(jīng)吹響，兩年后的2020年五部委聯(lián)合出臺《加強“從0到1”基礎(chǔ)研究工作方案》，這可以看作是科技管理部門對國務(wù)院政策的細化與落地。至此全國上下對于加強基礎(chǔ)研究達成高度共識，這兩年基礎(chǔ)研究的投入占R&D（研究與試驗發(fā)展）的比例也在穩(wěn)步提升，表明政策的作用已經(jīng)開始逐漸顯現(xiàn)?，F(xiàn)在我們面臨一個很緊迫的現(xiàn)實問題：如何識別與評價基礎(chǔ)研究的成果，尤其是那些具有顛覆性的基礎(chǔ)研究成果，如果這個問題解決不好，極容易導(dǎo)致政策失靈及資源配置的損失。

基礎(chǔ)研究成果的識別與評價是一個世界性難題，難點在于基礎(chǔ)研究位于知識生產(chǎn)的前端，其產(chǎn)出大多是以觀念、理論或者假說的形式存在，導(dǎo)致缺乏一套現(xiàn)成的鑒別標(biāo)準(zhǔn)可用于識別這些成果。這將不可避免地帶來兩種潛在的風(fēng)險：其一，無法鑒別理論/成果是科學(xué)的還是非科學(xué)的（合理的或不合理的）；其二，政策的激勵機制無法對準(zhǔn)激勵靶標(biāo)，換言之，基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的什么理論/成果以及誰應(yīng)該受到激勵或資助？

由于基礎(chǔ)研究成果大多以觀念形態(tài)存在，遠離日常生活，導(dǎo)致這些成果在特定的時空范圍內(nèi)既無法被證實也無法被證偽，對于顛覆性成果更是如此，誠如美國科學(xué)哲學(xué)家達德利·夏佩爾（Dudley Shapere，1928 – 2016）所言：由于它們本身是模糊不清的，只能用模糊不清的術(shù)語來描述，它們具有的明晰性只是逐步取得的。任何時代都有一套看似合理的并占主導(dǎo)地位的信念，當(dāng)那些顛覆性成果（新理念）出現(xiàn)的時候，人們頭腦內(nèi)面臨新舊信念之間的沖突與矛盾，導(dǎo)致人們反而產(chǎn)生厭惡或恐懼的情緒，這就進一步加劇了顛覆性成果識別與接受的困難。為此，筆者嘗試用兩種方法解決這個困難，其一，利用科學(xué)史的材料來揭示顛覆性成果的一些共性特征，為識別提供認知基礎(chǔ)；其二，利用科學(xué)哲學(xué)的一些成果建構(gòu)一套評價標(biāo)準(zhǔn)，從而提高顛覆性成果識別的準(zhǔn)確率。

1基礎(chǔ)研究的分類與顛覆性成果的發(fā)生空間

在整個知識生產(chǎn)鏈條上，研究的類型可以分為基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究與試驗發(fā)展研究，這就是眾所周知的R&D投入的分類依據(jù)。即便回到知識生產(chǎn)前端的基礎(chǔ)研究，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)也是非常復(fù)雜的，美國政策專家斯托克斯（D. E. Stokes）曾基于研究的目的，把基礎(chǔ)研究劃分：純粹基礎(chǔ)研究（玻爾象限）與由應(yīng)用引發(fā)的基礎(chǔ)研究（巴斯德象限），前者是研究者在好奇心驅(qū)動下開展的基礎(chǔ)研究，其目的在于對世界本質(zhì)的揭示，而后者則是在解決具體的應(yīng)用問題時而引發(fā)的基礎(chǔ)研究，可以看做是為解決實際問題而帶來的知識副產(chǎn)品。筆者根據(jù)基礎(chǔ)研究的難度，曾在2021年提出基礎(chǔ)研究的三階段模式，即0~0.5階段、0.5~1.0階段與1~N階段。第三階段其實已經(jīng)是基礎(chǔ)研究向應(yīng)用研究轉(zhuǎn)化的階段，因此，真正的基礎(chǔ)研究就處在前兩個階段。這個劃分對于顛覆性成果的識別很重要，我們可以把基礎(chǔ)研究處在0~0.5階段的成果稱為顛覆性成果Ⅰ，把處于0.5~1.0階段的成果稱為顛覆性成果Ⅱ，這種劃分為后續(xù)的不同識別方式的選擇提供了具有可操作性的路徑。具體見下圖（其中左下角的“第谷象限”是中科院吳家睿教授命名的）：

從發(fā)生頻率來看，處于玻爾象限的顛覆性成果Ⅰ，在人類歷史上極為罕見，這類成果與當(dāng)時的主流觀點/范式是完全相反的，短期內(nèi)很難被當(dāng)時的人們所接受，往往被當(dāng)成異端邪說，但是這類成果往往會引發(fā)影響深遠的科學(xué)革命。處于巴斯德象限的顛覆性成果Ⅱ，這類成果是我們在科學(xué)史上經(jīng)常見到的，它們通常會帶來人們認知上的分歧與混亂，在理論的演進過程中，隨著其自身的日益完善，它會為某個領(lǐng)域的飛速發(fā)展提供巨大的推動作用。相對來說，顛覆性成果Ⅱ的識別要比顛覆性成果Ⅰ的識別有更多經(jīng)驗方法可以借鑒。顛覆性成果Ⅱ的產(chǎn)出是需要政策調(diào)控的，而覆性成果Ⅰ的出現(xiàn)則完全是偶然事件，不需要政策的過多干預(yù)。

2顛覆性成果Ⅰ與顛覆性成果Ⅱ的識別方法

由于兩類顛覆性成果的出現(xiàn)頻率以及難度的巨大差異，導(dǎo)致這兩類成果的識別方法也是完全不一樣的，下面我們分別論述各自的識別方法。

顛覆性成果Ⅰ。這類成果的主要特征就是“離經(jīng)叛道”。它與當(dāng)時人們擁有的信念完全相反，也遠遠超越于那個時代的認知，導(dǎo)致很長時間內(nèi)既無法被證實也無法被證偽，這類成果的被接受與認同是非常緩慢的過程，其提出者也往往要經(jīng)歷很多的人生磨難，科學(xué)史上這類案例很多。沒人知道哪片云彩有雨，這是所有事前評價困難的寫照。因此，對于這類成果的識別只能采用歷史的評價方式，而且評價的重點不是成果本身，而是評價提出者人本身。即提出者的人格特征與對理論的認識論上的具體懷疑。

我們不妨看看哥白尼1543年出版《天體運行論》的案例，這就是典型的顛覆性成果Ⅰ。哥白尼的“日心地動說”吹響了第一次科學(xué)革命的號角，但是在當(dāng)時，哥白尼的學(xué)說與占主導(dǎo)地位的托勒密的地心說是完全相反的。其實哥白尼早在1509年就已經(jīng)有了這個學(xué)說的核心觀點，但是為了防止被宗教裁判所以異端學(xué)說的罪名迫害，哥白尼直到臨死前才決定出版這本著作。57年后布魯諾為此付出生命（1600年），89年后的1632年伽利略因傳播這一學(xué)說，差一點就被宗教裁判所燒死?？梢?，顛覆性成果Ⅰ這類成果事后看很偉大，當(dāng)時卻是異常兇險。它們被接受普遍比較慢長與曲折。

我們不妨再看看20世紀(jì)的這類成果的命運。德國氣象學(xué)家魏格納（Alfred Lothar Wegener，1880-1930）在1912年提出大陸漂移假說，魏格納這一“石破天驚”的觀點立刻震撼了當(dāng)時的科學(xué)界，招致的攻擊遠遠大于支持，但是他一直堅信自己的觀點。遺憾的是，魏格納沒有等到自己的理論被確證的那一天，為了尋找證據(jù)他死在了格陵蘭的冰天雪地里，在他去世33年后的1963年人們發(fā)現(xiàn)海底磁條帶的廣泛存在，由此證明了他的學(xué)說是正確的。

通過科學(xué)史的梳理，我們還可以發(fā)現(xiàn)一個有趣的現(xiàn)象，即做出重大貢獻的科學(xué)家往往具有獨特的人格特質(zhì)。歸納下來，革命性科學(xué)家大多具有內(nèi)傾、直覺、思考與判斷四種性格特質(zhì)（李雙、李俠待發(fā)表的論文）。這就意味著那些做出顛覆性成果的科學(xué)家很清楚自己理論所具有的巨大影響，提出這種理論絕不是輕率的決定，而是深思熟慮的結(jié)果，并愿意為此承擔(dān)風(fēng)險。這種性格特質(zhì)保證了成果在學(xué)術(shù)道德上的可靠性。此刻，筆者想到尼采的一本書名《看，這個人》，很能表達此時此刻我們的心情。

懷疑要具體化。那么當(dāng)時的科學(xué)共同體該如何評價這些“離經(jīng)叛道”的理論呢？當(dāng)年，愛因斯坦對光電效應(yīng)的解釋是對普朗克理論的重大推進，甚至顛覆了整個經(jīng)典物理學(xué)體系，但直到愛因斯坦論文發(fā)表的兩年后，普朗克仍帶有抵觸情緒，他警告這個年輕的專利員走過了頭；然而，六年后，在他提名愛因斯坦接管普魯士科學(xué)院一個令人羨慕的席位時，他的推薦信充滿溢美之詞，盡管他仍舊補充道：“有時候他可能思辨過了火，比如他的光量子假說就是如此，對此我們不應(yīng)求全責(zé)備?！保ā稅垡蛩固箓鳌罚譅柼亍ぐ_克森著，張卜天譯）由此可見，應(yīng)該針對理論的具體要點提出懷疑，而不能全盤否定。換言之，你不同意的地方要具體化，而不能全面懷疑。再加上順暢的發(fā)表過程，開放的討論空間，具體而非全面的否定，這樣才能深入到理論的核心所在，科學(xué)史早已證明這是推進科學(xué)發(fā)展的重要途徑。

簡單歸納一下，這類成果的識別方式由三條要件組成：歷史評價方式+人格特征+具體的懷疑。雖然我們沒有辦法立刻識別出哪項成果是真的，但是至少這種識別模式為理論內(nèi)涵的展開留出了寶貴的時間、空間與寬容。而且，這類研究原本就是完全由科學(xué)家的好奇心所驅(qū)動的，只要不迫害、不封殺那就是對顛覆性本身的最大支持。

顛覆性成果Ⅱ。由于這類顛覆性成果大多是在已有一些前期研究基礎(chǔ)上取得的，因此它的識別方式與顛覆性成果Ⅰ是不同的。相對而言，前期的研究已經(jīng)積累下一些不錯的識別方式，大體來說，顛覆性成果Ⅱ的識別方法有三種：第一是比較理論的經(jīng)驗內(nèi)容的豐富程度。這是由哲學(xué)家波普爾提出的一種鑒別理論優(yōu)劣的方法，它的實質(zhì)在于認為進步的理論能夠比退化的理論解決更多的經(jīng)驗問題，假以時日，從而形成更豐富的理論積累。第二，是比較理論的預(yù)見能力。在波普爾看來，進步的理論具有更強大的預(yù)見能力，這也是理論進步的主要標(biāo)志。比如愛因斯坦的廣義相對論做出的許多預(yù)言都陸續(xù)都被實驗證明了，所以愛因斯坦的理論是進步的。這兩種方法的實現(xiàn)都要借鑒顛覆性技術(shù)識別所常用的頭腦風(fēng)暴法，即通過迅猛的思考討論來識別理論的經(jīng)驗內(nèi)容的豐富程度以及理論的預(yù)見能力，這也是科學(xué)共同體在識別顛覆性成果時的職責(zé)所在。

問題是很多顛覆性理論在最初的時候并沒有這么明顯的優(yōu)勢，此時可以采用第三種方法：綜合打分法，它把理論的優(yōu)點分為五個維度，分別是準(zhǔn)確性（accurate）、一致性（consistent）廣譜性（broad scope）、簡單性（simple）、成果豐富性（fruitful），這五項指標(biāo)可以根據(jù)需要設(shè)定不同權(quán)重，然后計算得分，總分值最高的理論就是最好的理論。簡言之，這個識別模式就是ΣT=A+C+B+S+F。這個模式是在哲學(xué)家托馬斯·庫恩的觀點的基礎(chǔ)上總結(jié)出來的。

3如何促進基礎(chǔ)研究領(lǐng)域產(chǎn)出顛覆性成果？

為了提升基礎(chǔ)研究領(lǐng)域顛覆性成果的產(chǎn)出，我們應(yīng)該做些什么呢？由于這類成果識別的滯后性與困難性，我們還是需要從科學(xué)史的案例中去尋找一些線索。為此，筆者選取了1800——2006年間在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域做出顛覆性成果的40位科學(xué)家為例（如維勒、麥克斯韋、愛因斯坦、海森堡、沃森等），看看他們成功背后還隱藏哪些我們尚不知道的秘密？歸納下來有如下幾點：

第一，經(jīng)過統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，這40位科學(xué)家做出顛覆性科技成果的平均年齡為36.45歲。這一結(jié)論與我們先前的多項研究所取得的結(jié)論基本相同，即科學(xué)家在38歲左右達到學(xué)術(shù)創(chuàng)造力的峰值年齡（李俠等，2000）。這一結(jié)論提示我們顛覆性成果大多是由青年人做出來的。這個結(jié)論對于未來制定關(guān)于基礎(chǔ)研究人才的相關(guān)政策提供了一種有益的參考與借鑒。

第二，根據(jù)這40位杰出科學(xué)家的國籍信息，大體能推斷出他們所屬的文化類型：以新教/清教文化為主，占總?cè)藬?shù)的82.5%（33/40）。這個結(jié)論再次印證了我們前期的研究結(jié)論：文化變革對人才成長與科技發(fā)展的作用有以下三點：首先，新文化范式能夠塑造新的世界觀。對于人才成長而言，新文化能夠提供一套新的看世界的視角，他能看到老的范式所無法看到的現(xiàn)象；其次，基于新的文化范式能夠建立一套新的社會秩序。新的社會秩序往往能帶來人的解放與自由范圍的擴大，這為行動提供了潛在的空間；第三，新文化范式能夠擴大人際信任與系統(tǒng)信任的信任半徑，尤其是群體間的信任。一個社會的信任半徑的擴大，能夠有效降低整個社會的交易成本，從而有助于人才、知識與思想市場的成長。（李俠、谷昭逸，2022）40位科學(xué)家國籍信息見下圖：

第三，加大基礎(chǔ)研究投入。任何知識的生產(chǎn)都需要投入相應(yīng)的科技資源，對于基礎(chǔ)研究而言，也是一樣的，尤其是處于0.5-1階段的顛覆性成果Ⅱ的產(chǎn)出更加需要經(jīng)費支持（顛覆性成果Ⅰ的產(chǎn)出對科研環(huán)境與生態(tài)更敏感）。總之，支持基礎(chǔ)研究的基本條件可以用公式表達如下：基礎(chǔ)研究產(chǎn)出=人才+投入+政策+文化+輿論，這里的產(chǎn)出包括各種類型的顛覆性成果。天下沒有免費的午餐，知識生產(chǎn)遵循同樣的道理，不投入哪有憑空而來的成果。據(jù)我們的統(tǒng)計，西方發(fā)達國家基礎(chǔ)研究投入占R&D的比例多年維持在15%左右。以美國為例，美國過去21年間（2000-2020年）的基礎(chǔ)研究投入占R&D的比例平均下來為17.2%，這也證明了那些科技強國為什么在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域表現(xiàn)優(yōu)異的一個根本性原因。任何時代，物質(zhì)的貧乏也會造成群體思想與創(chuàng)造力的貧乏。

第四，自由的輿論環(huán)境對于研究質(zhì)量的提升與顛覆性成果的識別具有重要作用。根據(jù)上圖所示的優(yōu)秀科學(xué)家國籍分布可以看出，基礎(chǔ)研究表現(xiàn)優(yōu)異的國家輿論環(huán)境都是比較自由寬松的，這種環(huán)境有利于知識生產(chǎn)和創(chuàng)新性想法的涌現(xiàn)與交流。其實道理很簡單，有了寬松的輿論環(huán)境就能避免濫竽充數(shù)現(xiàn)象，并且可以通過科學(xué)共同體的集體智慧，淘汰劣質(zhì)的低水平重復(fù)以及作假等現(xiàn)象的發(fā)生；同時，借助科學(xué)共同體的群體智慧，可以更有效地識別出顛覆性成果的意義和價值。也許更為重要的是，科學(xué)共同體的發(fā)展可以提高群體的整體認知水平，從而有助于基礎(chǔ)研究能力的提升與識別水平的提高。

也許值得進一步說的是，知識生產(chǎn)的社會基礎(chǔ)支撐條件越豐富與完善，那么知識產(chǎn)出就越多，也就更有可能在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域取得重大顛覆性成果，科學(xué)史的研究早已充分證明這條發(fā)展路徑是科技的必由之路，重大顛覆性基礎(chǔ)研究成果很少是在貧瘠的土地上產(chǎn)生的。這就形成了一個悖論：越是條件好的地方越能產(chǎn)生知識，也越需要知識，從而在知識與發(fā)展的互動中形成正反饋，反之亦然。而且更為重要的是，在科學(xué)共同體發(fā)展比較充分的地方，顛覆性成果的識別速度與準(zhǔn)確性也隨之提高?；叵敫绨啄岬某晒麖奶岢龅浇邮芤?jīng)歷曲折的100年時間，那時整個社會的認知基準(zhǔn)線比較低，延遲了哥白尼理論被接受的時間，而愛因斯坦的廣義相對論從提出到驗證其光線彎曲的預(yù)言只用了4年時間就完成了，這一切皆源于西歐當(dāng)時具備了比較發(fā)達的科學(xué)共同體以及相關(guān)條件，所以有了愛丁頓（Arthur Stanley Eddington，1882-1944）著名的日全食觀測，才讓人們相信光線是彎曲的，部分驗證了廣義相對論，從而讓愛因斯坦走上神壇。

對于中國而言，沒有什么特殊的例外可言，同樣需完善支持基礎(chǔ)研究的社會基礎(chǔ)支撐條件，遵循與借鑒科學(xué)史上那些成功的經(jīng)驗與路徑。正所謂，工欲善其事必先利其器，這樣才能在最短時間內(nèi)在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域做出顛覆性的科研成果。

作者簡介李俠，上海交通大學(xué)科學(xué)史與科學(xué)文化研究院 教授，博導(dǎo)。

李雙，上海交通大學(xué)科學(xué)史與科學(xué)文化研究院博士研究生。