聯盟促成開放科學的5種方式

陳軼翔/編譯

聯盟促成開放科學的5種方式

陳軼翔/編譯

● “利益相關者合作聯盟”的喬爾·卡切爾-格爾圣菲爾德（Joel Cutcher-Gershenfeld）及同事們寫道，對50多個協作項目的分析揭示了開放科學得以實現的秘密。

在美國國家科學基金會（NSF）2013年關于地球科學中實物樣本再利用的研討會上，一位青年研究者提及有一位資深科學家曾這樣對他說：“我將用冰冷的死亡之手握著自己的硬盤驅動器走入墳墓。”數據庫、元數據、模型、軟件和其他資源的共享，可以加快科學發現的速度、提高可重復性、擴大經濟發展規模。但這需要人們的改變。

科技企業的諸多方面都破壞了共享，使得克服個人的不情愿難上加難。目前，大多數部門、資助者及期刊均認為，數據從收集到出版都是私人專有的。即使科學家個人和機構領導人想要有所改變，也不得不面對來自各方的壓力：堅持傳統模式的評論者、同事和競爭對手。

就像科學哲學家托馬斯·庫恩在50多年前記錄的那樣，科學界一向抗拒對正統的挑戰。數據及其他資源的開放共享就是一個典型的例子。保守主義占據統治地位，原因則正如社會學家羅伯特·米歇爾（Robert Michel）在20世紀10年代提出的“寡頭鐵律”所預測的那樣，為了實現某一特定目標而設立的機構通常優先考慮的是持續存在而非其既定目標。我們都經歷過“路徑依賴”，慣例一旦確立就很難改變。例如，盡管有廣泛的支持，但很少有學術部門對終身職位授予流程進行調整以適應跨學科工作。

在過去4年里，我們研究了參與數據共享的10多個科技聯盟，分析了44種類似的舉措。這些舉措實施狀況良好，聯盟則發揮著催化劑的作用，可以實現成員無法獨自完成的事情。然而，科學家們很少有機會了解到設計和管理這種聯盟的有效策略。我們從自己的研究工作中總結出促成開放科學的5種方式。

促成開放科學的5種方式

從中間層擴建2013年，美國科技政策辦公室指出，利用聯邦基金產生的論文和數據應當廣泛開放，以“加速科技創新與突破，促進創業及經濟增長。”但這種自上而下的舉措并未使情況有所改變。

專業協會、資助者、出版商和學術部門可以在中間層運作，在高層指令與自下而上的行動中發揮調節作用。糟糕的是，傳統機構的改變通常速度緩慢，無法創建基本制度使得有遠見的舉措與日常實踐聯系起來。

在跨越多種學科、追求獨立研究項目方面，各研究機構與團隊之間缺乏合作可能是致命的問題。例如，10多年前，為了協調40家研究機構對10萬名兒童自出生起進行的追蹤研究，美國國立衛生研究院曾發布了“國家兒童研究計劃”。這項花費了12億美金的研究項目于2014年被取消。

一個相對較溫和的做法則獲得了更大的成效。2014年，美國國家科學基金會（NSF）召開了一次為期3天的會議，大約30家收集、共享及維護有關地球科學的科技數據的機構參加會議。會議日程提出成立數據機構委員會（CDF），但是當協調者問道是否大家均已做好準備起草一份章程時，2/3的與會者給出了否定的答案。NSF資助的機構想要有所突破，而其他部門（如美國能源部、美國國家航空航天局（NASA））資助的機構則大多數想要維護自己的資金或運作，這正是“寡頭鐵律”的最好證明。

與會者們一致同意由NSF數據機構起草一份“稻草人”章程。該章程考慮了反對者的利益，因而獲得了一致通過。于2014年晚些時候成立的CDF推出了一些舉措，讓信譽良好的作者之間可以共享并重復使用其數據，同時推進通用標準，這是個體機構無法做到的。

聯盟可以超越個體機構或團隊，引發根本性轉變。我們研究的成功的所有聯盟，均有助于研究者在超越學科界限和機構阻礙基礎上進行互動。聯盟在承認各成員獨立性的同時，促進了成員之間的相互合作。

構建共享愿景幾乎所有關于團體機構如何改變的模型都強調構建共享愿景的必要性。而這并非科學家團隊通常會承擔的任務。科學中等級層次的缺乏意味著：強制、自上而下的愿景是難以成功，甚至不可能形成。

如何構建統一的共享愿景，“地球立方計劃”（EarthCube）提供了模板。該計劃于2011年推出，旨在促進地球與空間科學的共享。目標是研發網絡信息基礎設施，可供大約20萬名地球科學家使用。最初，200多名思想領袖參與了路線圖的實踐工作，期間凸現的問題是缺乏包羅萬象的網絡信息基礎設施。于是該計劃進一步推廣至1 500多名潛在用戶，在27個特定學科專業研討會上提出了 “客戶之聲”。科學家意識到，很多原來以為僅僅是自己學科領域方面的憂慮，實際上具有普遍性。

網絡信息基礎設施專家同各學科領域代表合作一道著手策劃實施。2015年，EarthCube開始從推廣與規劃轉向創建工具及資源。隨著工作的展開，更多推廣與參與方面的需求開始凸現。維護共享愿景的工作永遠不會結束。去年，NSF的一位負責人向記者透露，科技在迅速發展，而共享數據的社會化方面則需要一定時間來實現。

調和不斷變化的多種利益利益相關者可以是研究團隊、學術部門、專業學會、資助者、出版商或其他實體。通常這些利益相關者之間既有競爭也有共同利益。成功的聯盟能夠協調利益相關者承認和促進共同利益，欣賞各自的不同特點。這需要各方達成共識、消除分歧。

大量的專業領域可能使數據共享更復雜：每個學科領域都有自己的技術特征、數據結構、分類系統等等。例如，作為NSF EarthCube的一個組成部分，我們自2013年開始對地球科學家進行調查分析。1 500位受訪者確認了自己的主要與次要研究領域，以及自己的專業知識結構。他們列出了700多個獨特的專業知識領域，如玄武巖地球化學、地球微生物學等等。

與研究河流碳循環的科學家相比，利用聲吶來繪制海底地圖的科學家會使用不同的工具，講述不同的專業語言。但跨學科領域的數據共享具有重要價值。例如，一位使用河水泛濫時傳感器數據的湖泊學家，可以同規劃該河流衛星圖像的數據科學家進行合作，并從中受益。EarthCube支持數據工具，因而能夠以系統方式去關注所需，以處理不同的術語、技術需求、方法、規范等等。

確切了解各種利益相關者在某一項目中希望達到的目標很重要。2014年，美國超級計算中心的領導與大學的學者、政府機構、出版商等共同創立了“國家數據服務”（NDS），以促進數據共享所需的中介軟件（連接系統和應用程序的軟件）及軟件服務的發展。

他們用6個月的時間構建了一個共享的愿景，但后來發現對于不同的利益相關者來說，該愿景具有不同的含義。例如，科學家想要能夠提高其工作效率的工具和方法；而軟件開發者感興趣的則是有機會創建普遍的工具和方法。為服務于日益多樣化的客戶群體，網絡信息基礎設施的提供者需要共同的工具，而非定制的解決方案。作為一個整體的聯盟，若要不斷發展，每個相關利益群體都需要意識到其他群體加入該聯盟的不同原因。成功的聯盟都能夠意識到利益相關者和利益均是動態的。針對實物樣本的獨特數字標識符的發展正說明了這一點。在數字操作方面更為嫻熟的青年科學家是數字標識符的早期使用者；而一些上了年紀的科學家們則傾向于使用氈制粗頭筆來標記樣本，從而限制了數字共享。隨著時間的推移，這一狀況將會改變。數據共享計劃必須要彌合這些差異，并且要能夠適應參與者、需求和技術的不斷發展。

為了提高效率，聯盟應該定期對利益相關者及其各自利益重新進行分析。為此，我們中的一些人通過NSF的項目成立了一家新的公司——WayMark分析公司，對計劃可能產生的影響以及執行后的實際效果進行評估。

表1 聯盟該做什么？不該做什么？

擴大影響聯盟可以促成更廣泛的合作。例如，數據機構委員會（CDF）與科技出版商之間的合作。雖然很多出版商堅持要求提交的資料文獻包含數據，但很少有出版商將數據管理、分享或存儲視為自己業務的一部分。因此，出版商通常會接受難以使用的數據包，例如元數據不足的PDF平面文件。在CDF未成立前，提供數據的個體必須要與每位出版商單獨簽署協議。

CDF與主要出版商合作創立了“地球與空間科學數據共享聯盟”（COPDESS），由此擴大了影響。如今，同論文一起提交的數據日益與最佳數據設施（數據的管理及再使用）相匹配，這樣既減少了工作又改善了管理，也使其他用戶可以訪問。

同樣，“生物標記聯盟”也為利益相關者的合作創建了新的方式。它為各個群體界定了一個競爭前的空間：藥品制造商、生物技術公司、監管機構、公共研究機構、學術界、患者利益主張團體和貿易機構。這意味著基本規則的設計與確定。相互競爭的公司需要確保自己不能觸犯反壟斷法。美國食品藥品監督管理局需要在不影響其監管權威的條件下，參與藥物研發工具的相關討論。

“生物標記聯盟”迄今已完成了10多個項目，形成可靠的生物學資料數據解析，推進了藥物研發及有效治療。

共同發展聯盟使科學與基礎設施通過數據共享而實現共同發展。由美國國家科學基金會（NSF）出資成立于2008年的“植物界協作聯盟”（iPlant），組建了一個平臺，將植物科學家與高性能計算中心聯系起來。但起初的狀況令人頗感失望：參與人數少之又少。

隨著植物科學的不斷發展，基因組數據日益需要高性能計算，該平臺的使用率急劇增加。事實上，植物學數據以外的其他資源也被證明是有用的。因此，iPlant于2015年開始將關注范圍擴大，為生命科學的大型數據庫與復雜分析提供基礎設施。這是根據科學的發展變化而做出的根本性轉變，從而使該聯盟的影響不斷擴大。

一起行動

成功的聯盟可以避免重復工作、發現不足，適應各種各樣的變化。“國家數據服務”（NDS）在美國創立兩年之后，歐洲和澳大利亞成立了“研究數據聯盟”（RDA）。兩個聯盟共同推進數據共享。起初，RDA擔心NDS會做重復的工作。經過6個月的溝通，日益明顯的是NDS致力于推進技術，而RDA則致力于體系的構建與完善（共同體產生使用案例，確定所需標準）。

兩個聯盟的工作有所重疊，但二者在更多方面存在不同和互為補充。在早期，二者的合作受到“寡頭鐵律”和“路徑依賴”的威脅。慶幸的是，兩個聯盟及時起草了一份諒解備忘錄，協調利益、明確互補性。協作可以使每個機構和其利益相關者受益。

科學的協作性在日益增強，但科學的基礎（社會及技術層面）則相對落后。開放科學的實現不能僅依靠政策聲明、自愿行動或學術部門自身的努力。由多個利益相關者參與的聯盟通過遵循上述原則，在促成開放科學方面發揮著至關重要的作用。

[資料來源：Nature][責任編輯：岳 峰]