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少數論文改變世界?台灣真正需要改變的是基礎研究投資

鏡報

更新於 02月09日22:41 • 發布於 02月09日22:40 • 鏡報
如果我們真的希望台灣三十年後有自己的諾貝爾獎得主,就請從重視基礎研究的投資開始,正視基礎科學的無用之用。東方IC

沈聖峰/中央研究院生物多樣性研究中心研究員

中村修二在自傳裡回憶,他進入日亞化學後長期缺乏基本實驗設備,只能撿廢棄零件自行組裝。他押注在不被看好的氮化鎵路線,自己動手改造整套MOCVD反應爐,從1979年入社到1993年做出第一個高效率藍光LED,整整十四年。這項成果讓他在2014年成為諾貝爾物理學獎得主之一。後來他在新竹清華大學演講時自嘲,這段過程像是踏著木屐登上聖母峰。

另一個場景是卡里科(Katalin Karikó)。1985年她帶著家人離開匈牙利到美國,研究當時被認為太冒險的mRNA療法。經費申請一份接一份被拒,1995年賓大要她放棄mRNA或接受降職減薪,她選了留下。2005年,她和魏斯曼(Drew Weissman)終於發表關鍵論文,證明化學修飾的mRNA可避免免疫排斥,但幾乎無人問津。直到2020年新冠疫情爆發,這項研究成為輝瑞-BioNTech與莫德納疫苗的核心技術。2023年她獲得諾貝爾獎,距離踏上美國土地已三十八年。

這兩個故事很容易被簡化成:重要的科學家一生可能只發表一兩篇文章,就足以改變世界。國科會主委近日談學術評量改革時也提到類似概念,反對用論文數量當唯一指標。不用篇數衡量研究價值,這個方向我完全同意。但我擔心的不是主委的原意,而是這類訊息在傳播過程中容易被簡化——當社會只記得「一兩篇就能封神」這一段,政策討論就容易滑向另一個極端:把穩定發表、累積能力誤解成不重要,甚至把影響力誤解成短期可兌現的應用價值。

獵豹的衝刺,很難被制度量產

中村與卡里科的突破模式像獵豹狩獵——大部分時間是搜尋與潛行,最後才爆發衝刺。我們看見的永遠是那段令人屏息的爆發,但真正決定成敗的是前面看不見的潛伏。然而國家能不能用制度穩定量產獵豹的衝刺?2016年發表在 Science 的一項大規模研究(Sinatra et al.)分析了數千名科學家的職涯發表紀錄,發現一個被稱為隨機影響法則(random impact rule)的現象——一位研究者最具影響力的論文,可能出現在職涯的任何階段,與發表時間、學科領域或個人特質無關。在審查計畫書的那一刻很難就知道,下一個卡里科在哪裡。更何況,如果幾十年沒有發表論文,制度上要怎麼辨識他是蓄勢待發的獵豹,還是已經離開了草原?

台灣更需要的是獎勵河狸築壩

光譜的另一端,是我認為台灣更需要用制度支持的路徑——像河狸築壩,一根一根枝條搬回來,靠長期堆疊逐步攔水、改變棲地結構。CRISPR就是最經典的河狸壩:1980年代末期科學家在細菌DNA裡看到怪異的重複序列,不是什麼治癌計畫,更像研究者喃喃自語「這到底是什麼?」多年後才知道那是微生物免疫系統的一部分,再後來被改造成基因編輯工具,2020年獲諾貝爾化學獎。CRISPR的故事不只是一次幸運的意外——它之所以能從一段無人在意的DNA重複序列走到諾貝爾獎,是因為數十年間有一群研究者在各自的實驗室裡持續搬運枝條:定序、比對、實驗、發表、再被下一個人撿起來往前推。如果在早期就要求短期可落地的成果,任何一根枝條都可能被丟棄,這座壩永遠築不起來。

科學史上許多影響深遠的發現,從盤尼西林到X光,最初都不是刻意追求的目標,而是探索其他問題時意外碰上的。多項回顧研究指出,這類意外發現(serendipity)並非純粹運氣,而是需要深厚的背景知識、開放的心態與不被短期目標框限的探索空間。這些突破的共同前提,是研究者擁有足夠的自由度去追問那些看似無用的問題。

1945年,范內瓦・布希(Vannevar Bush)寫給美國總統的報告《科學——無盡的前沿》為這個邏輯做了最精煉的表述:「基礎科學研究就是科學資本」。大學與研究機構之所以最適合從事基礎研究,正是因為它們「最有利於創造新科學知識、也最不受短期具體成果壓力的影響」。這份報告直接催生了美國國家科學基金會(NSF),奠定美國戰後數十年科技領先的制度基礎。河狸築壩的前提,是有一條夠長、水流夠穩的河。

制度的真正缺口在經費規模與資助梯度

台灣需要建立探索、擴充、長期三段式的資助梯度,目前最缺的是後面兩段。國科會專題研究計畫通過率近年約五成,小額探索型研究通常不是最大瓶頸。真正的瓶頸在後面——初步結果出現後,研究者需要人力、設備、資料規模的擴張,卻很少有管道獲得足夠經費。台灣不缺讓研究者撿起第一根枝條的機會,但缺的是讓他們把壩築高、築穩的持續支持。根據國科會統計,106年度(2017年)專題研究計畫平均每件經費約120萬元,近年(約111–112年度)約一百五十萬元上下,扣除通膨後實質成長極為有限。而根據國科會最新公布的113年全國科技動態調查,全國研發經費首次突破兆元、達10,493億元,研發經費占GDP比率4.1%,全球名列前茅。但拆開來看,技術發展占74%,應用研究占18.3%,基礎研究僅占7.7%。相較之下,根據OECD統計,美國基礎研究占全國研發經費約15%,法國約23%,韓國約14%,新加坡約23%。台灣只有這些國家的三分之一到二分之一。

台灣經濟表現亮眼的此刻,如果能在國家預算中增加五十億到一百億元投入基礎研究——以全國基礎研究經費約808億元(10,493億元的7.7%)為基礎,這筆增額可將比例推升至8%以上。離美國的15%或韓國的14%仍有相當距離,但已是一個有意義的起步。能像德國一樣長期穩定提高基礎研究的預算規模更好。提高單件計畫經費規模、建立完整資助梯度、讓研究者有餘裕進行真正深入的長期探索——這將是對台灣科技未來最值得的投資。

改評量是第一步,打下基礎才是長期功夫

取消論文獎金、改成只計算代表作或多元評量,操作上並不難。但改革評量方式時,有一個統計現實不能忽視:發表在頂級期刊的論文,最終具有長期影響力的只有少數——問題是,沒有人能事先知道是哪些少數。這就是前面提到的隨機影響法則的核心:突破無法被預知,但可以被機率支持。如果具深遠影響的研究佔比大致固定,論文的母數越大,最終留下來改變世界的成果就越多。回到河狸的比喻:搬回來的枝條,大部分不會成為壩體的關鍵結構,但沒有那些看似多餘的枝條,壩根本築不起來。

如果不同時投入長期穩定的經費,光改評量方式就期待突破,就像要求河狸在乾涸的河床上築壩。台灣不缺河狸的勤勉,也不缺獵豹的爆發力。缺的是一條夠長的河流讓河狸築壩,一片夠大的草原讓獵豹潛行。如果我們真的希望台灣三十年後有自己的諾貝爾獎得主,就請從重視基礎研究的投資開始,正視基礎科學的無用之用。

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