杰里米·伯格

《科學(xué)》雜志把“雙中子星并合”評選為2017年度重大科學(xué)突破，是因為科學(xué)家對雙中子星并合事件進(jìn)行了多維度的詳細(xì)觀測，這一突破標(biāo)志著天文學(xué)的發(fā)展進(jìn)入了激動人心的新階段，展現(xiàn)出潛力無限的未來，同時也是“大科學(xué)”研究的絕佳范例。

美國激光干涉儀引力波天文臺（LIGO）的兩個探測器和歐洲“處女座”（Virgo）引力波探測器在這一突破中發(fā)揮了關(guān)鍵作用?？臻g上相隔遙遠(yuǎn)的三個引力波探測器都發(fā)現(xiàn)了一個引人注目的引力波信號，從而能夠確定引力波源的具體位置。而且，伴隨著兩顆大質(zhì)量的中子星的劇烈并合，產(chǎn)生了很多不同的電磁信號，科學(xué)家就能收集和分析這些信號。這些觀測證實了很多伽馬射線暴很可能源自中子星并合，同時也證實了一種涉及很多重元素形成的機(jī)制。

別看近年來LIGO探測引力波的進(jìn)展迅速，其實LIGO項目的科學(xué)家和工程師之前有過一段長時間埋頭苦干的階段，而且美國國家科學(xué)基金會對該項目給予了長期的支持，從1990年至今已經(jīng)在LIGO項目上投入了11億美元。LIGO代表了一種具有清晰科學(xué)目標(biāo)的重大項目，它建立在堅實的理論基礎(chǔ)上，長期以來得到充足的經(jīng)費投入，由一個卓越而專注的研究團(tuán)隊推進(jìn)，并且研究團(tuán)隊充分重視項目管理。對于那些直接參與LIGO項目的研究人員來說，看到自己數(shù)十年的努力以這樣一種蔚為壯觀的方式結(jié)出豐碩成果，對解決宇宙本質(zhì)性的問題作出如此重大的貢獻(xiàn)時，一定感到無比的滿足。

相比之下，還有很多其他重大發(fā)現(xiàn)來自于小型研究團(tuán)隊，他們提出了更加開放的問題，在一些例子中，解答這些問題最終將產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。比如，入選2017年度重大科學(xué)突破榜單的一些成果?！靶】茖W(xué)”研究方法允許科學(xué)家自由探索各種科學(xué)問題，科學(xué)家可以根據(jù)研究過程中取得的重要發(fā)現(xiàn)，相對靈活地調(diào)整科學(xué)研究方向。在一些“小科學(xué)”研究項目的探索過程中取得的成果，可以為更加注重協(xié)同創(chuàng)新的“大科學(xué)”研究奠定基礎(chǔ)。確實，廣義相對論的發(fā)展、干涉儀的發(fā)明以及黑洞和中子星概念的提出和發(fā)現(xiàn)，都是促使“雙中子星并合”折桂2017年度重大科學(xué)突破的關(guān)鍵性科學(xué)進(jìn)展。

我曾擔(dān)任美國國立綜合醫(yī)學(xué)研究所（NIGMS）主任七年多，這個隸屬于美國國立衛(wèi)生研究院（NIH）的研究所有著幾乎專門資助“小科學(xué)”研究項目的傳統(tǒng)。不過，我上任后不久，NIGMS在財政預(yù)算快速增長的1998—2003年期間，啟動了若干個規(guī)模更大的協(xié)同創(chuàng)新科研項目。在我的任期內(nèi)，NIGMS委托了一些業(yè)務(wù)精湛又公正無私的評估專家對其中一些項目開展了評估。盡管這些評估結(jié)果在細(xì)節(jié)上各不相同，一個總體結(jié)論是評估專家察覺到，目標(biāo)嚴(yán)苛明確的“大科學(xué)”研究項目比那些諸如把目標(biāo)定為領(lǐng)域知識新發(fā)現(xiàn)這樣目標(biāo)模糊的研究項目更成功。當(dāng)我們假設(shè)另一種選擇——把同樣體量的科研經(jīng)費投入到一系列“小科學(xué)”研究項目中，我們試圖比較這兩種經(jīng)費投入方式的成果產(chǎn)出時，我們會越發(fā)明顯地感受到目標(biāo)明確的“大科學(xué)”研究項目更加成功。

我們可能忍不住使用一些激動人心之類的詞語來描繪“大科學(xué)”研究項目（如人類登陸月球、人類基因組測序等）取得的進(jìn)展，來描述其他一些有組織、目標(biāo)更具開放性的科研項目，但是，這種措辭實際上可能會導(dǎo)致科學(xué)共同體和普通公眾之間的期望錯位而造成誤解。

把“小科學(xué)”研究和“大科學(xué)”研究結(jié)合起來，是科學(xué)向前發(fā)展的最佳途徑?！靶】茖W(xué)”研究項目可以發(fā)現(xiàn)破解重要奧秘的線索，可以互相支撐，為協(xié)同創(chuàng)新奠定基礎(chǔ)；構(gòu)想合理、管理恰當(dāng)?shù)摹按罂茖W(xué)”研究項目則可以獲得其他科研組織模式無法取得的重大成果產(chǎn)出。