Paul Nurse 是英國皇家學會前會長和倫敦弗朗西斯·克里克研究所所長,最近他在 Nature 發表了一篇對當前生物學領域研究狀態的評論,認為滿足於收集資料並不能帶來真正的進步,科學家需要有更多的新想法、新理論,資料只是用驗證理論的工具。
近二十年前,我的老朋友 Sydney Brenner 是分子生物學的創始人之一,將線蟲 Caenorhabditis elegans 確立為模型生物,他在接受諾貝爾獎時對生物學研究提出了一個警告:"我們正淹沒在資料的海洋中,而缺乏真知灼見。”二十年過去,他的這一告誡對今天的生物學來說甚至顯得更有意義了。
我經常去聽一些研究講座,在那裡我感覺自己被資料淹沒了。一些演講者似乎認為他們必須給出海嘯般的大量資料,才能被認真對待。而真正的解釋框架被忽視了:為什麼要收集資料,正在測試什麼假設,正在驗證什麼想法?這些內容反而很少。研究人員似乎不願意得出生物學結論或提出新的想法。同樣的情況也發生在書面出版物中,彷彿猜測資料可能意味著什麼和對想法的討論都不太 "合適"。
我的觀點是:資料收集是必要的,但這遠遠不夠。想法,即使是暫時的想法,也很有必要,而且要隨時準備著根據事實和論據的積累而改變最初的想法。
為什麼研究人員對想法持保留態度?也許他們擔心自己提出的想法被證明是錯誤的,而這很可能會妨礙他們獲得晉升或資助的機會。但正如查爾斯·達爾文所說 :“錯誤的事實對科學的進步是非常有害的,因為它們往往會長期存在;但是錯誤的觀點,如果有一些證據的支援,則沒有什麼危害,因為每個人都對證明它的虛假性感到某種快樂;每當人們這樣做的時候,一條通往錯誤的道路就被關閉了,通往真理的道路往往也同時被打開了。”也就是說,弄清事實是很重要的,但新的想法也是有用的,只要它們是基於合理的證據,就有其存在的價值,即便其中的錯誤也是可以被糾正的。
不要誤會,我並不是說收集資料沒有意義。“無假設研究” 的重要性已經被證實:哲學家弗朗西斯·培根在1620年提出了這個概念,作為他的 "經驗方法 "的一部分。在《新器官》一書中,他認為建立科學真理的第一步應該是透過系統的觀察,對事實進行儘可能準確的描述,但這只是第一步。例如,如果達爾文在描述了雀嘴的形狀和大小之後就停止了思考,而沒有就此提出自然選擇進化的觀點,那將是相當遺憾的。
下一步就是要從一大堆資料中獲得有意義的想法。為了重新關注這一目標,我們必須改進工作流程,更加重視理論,並轉變我們的研究文化。
應該怎麼做?要注意培養工程師和實驗人員的問題意識,透過對生物學的深入理解,而不是簡單地收集更多的資料,他們才會提出重要的問題。這樣的問題會讓研究者保持不斷探究資料的熱情,直到出現新的模式和方向,然後根據新想法收集新的資料。
還有其他有必要的措施。開發有效的分析工具,包括資料探勘和機器學習的軟體,確保資料的有效性,適當的註釋和公開的共享。對參與生物現象的分子和細胞成分進行建模,以便於分析其動態行為和相互作用。有時只寫下方程式而不求解是有幫助的,只是因為它對模型的建立提出了更嚴格的要求。
需要更多的新理論。這方面的典範包括進化生物學家 Bill Hamilton 和John Maynard Smith,以及遺傳學家 Barbara McClintock 和 Francis Crick。他們的論文充滿了豐富的生物學直覺,這使得文章讀起來令人感到愉悅。這種思考將加速從描述到知識的轉變。理論家可以在考慮資訊在生命系統中的流動中找到肥沃的土壤,這可以幫助他們更好地理解大量的生物資料。
期望以理論和知識為主導可能需要研究文化的轉變。應該鼓勵人們提出更多新想法,想法包含在實驗論文中,這樣資料在具體的背景中會凸顯出某種意義。這樣做的嘗試不應該被編輯和資助方視為“沒有根據”的猜測而被駁回。正如達爾文所說,新思想可以受到質疑,要麼被駁回,要麼被修改。學術研究應該對挑戰通行理論的想法多一些包容,因為如果新的想法沒有足夠的證據,那麼它們很快就會被淘汰,並“指出一條錯誤的道路”,這也同樣有促進發展的價值。
虛假的事實不可容忍,但是對合理的新想法和解釋應該持開放態度,尤其是一些年輕的科學家提出的想法被證明是不正確的時候,決定他們是否晉升或者獲得資助的評估者應當多一些寬容。這樣的做法不僅會推動研究,也會推動教學。如果學生們被鼓勵提出新想法,而且他們的想法會被嚴肅的討論,那麼他們會更有學習的動力,也會感到更有啟發。
參考文獻:
https://www.nature.com/articles/d41586-021-02480-z?utm_source%E2%80%A630&utm_medium=email&utm_term=0_c9dfd39373-1b7ea2be98-45433930