作者:高洁 袁江洋 来源:《科学文化评论》 发布时间:2011-2-17 16:46:47
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《科学文化评论》:国家科学与超国家科学的博弈
以欧洲核子研究组织运行状况调查为例
 
二 实验室运作中期:CERN内外的均衡
 
20世纪60年代中期至70年代,CERN在实验室运作方面最大的问题转变为CERN内部成员与外部人员之间的矛盾。矛盾的产生来自两个方面:一方面是CERN决定建立300GeV超大型质子同步加速器(后简称SPS),这意味着欧洲本土将出现同芝加哥费米实验室(Fermi lab)相媲美的世界上最先进的实验仪器,更多的科学家希望能来CERN。根据数据统计,1966年末,约有52%的欧洲粒子物理研究机构(指非CERN资助的实体)必须在CERN做实验或处理数据;到了1970年,这一比例达到了58% [Hermann et al. 1987, p. 174]。在SPS建成之前,四个CERN参与大国——英国、法国、德国和意大利的物理学家至少可以在本国实验室完成实验,随着SPS和交叉碰撞储存环(后简称ISR)的完工,会有大量的外部科学家希望能去CERN。另一方面,技术原因也导致外部成员在CERN逗留的时间增加。20世纪70年代,新型电子探测器代替泡室成为粒子物理学家常用的设备,而这种仪器要求物理学家与掌握这些仪器的实验成员紧密配合,外部人员在CERN的工作时间不得不加长。这两方面的原因使如何解决CERN成员和外来科学家的合作问题成为CERN管理层面临的最大难题。
 
CERN管理层决定成立专门的工作小组对外部科学家做一些基本调查,帮助解决他们在CERN遇到的困难。结果表明,外来科学家们最大的困惑在于他们不知道CERN如何选择实验计划。
 
事实上,CERN实验计划的选择需要两个步骤。首先,CERN会根据计划所属的研究领域,把它们分给四个子委员会:径迹室委员会(Track Chamber Committee)、电子实验委员会(Electronic Experiments Committee)、交叉碰撞储存环委员会(ISR Committee)和超大型质子同步加速器委员会(SPS Committee)。这些委员会分别召开两次会议讨论实验计划,决定哪些被采纳。一次是开放性质的会议,欢迎所有感兴趣的物理学家参加,大家畅所欲言。另一次会议仅限于各个子委员会的管理人员参加,这些管理人员由外来科学家、在CERN现任职的科学家以及曾经在CERN任职的高级研究人员组成(如表1)。各个子委员会讨论结束后,所有被选中的计划会提交给由实验室主任担任负责人的核子物理研究委员会(Nuclear Physics Research Committee)最终核准。虽然不同的子委员会召开会议的次序不尽相同,但实验计划的选择权基本上都取决于开放性质的会议讨论及在场的所有科学家的意见,各个子委员会乃至最后核子物理研究委员会的批准只是程序,并无决定权。
 
表1. 1973年时任CERN各个主要子委员会的成员组成表[Hermann et al. 1987, p. 187]  
 
成员类型
电子实验
委员会
径迹室
委员会
交叉碰撞储存环委员会
超大型质子同步加速器委员会
核子物理研究委员会
外部人员
6
9
6
9
7
现任CERN成员
3
1
5
4
1
前任CERN管理者
2
5
7
10
14
领导者
马内利
(Pisa)[③]
科瑞斯蒂
(Padova)[④]
邵铂
(DESY)[⑤]
莱曼
(Orsay)[⑥]
延奇克
(DG)
 
根据工作小组的调查,外来科学家们对实验计划的选择程序并无不满。为了公平起见,各个子委员会的领导都是非CERN内部的知名科学家。让他们觉得不公平的地方在于子委员会中曾在CERN任职的高级研究人员数量过多,尤其在至关重要的超大型质子同步加速器委员会(SPSC)和核子物理研究委员会(NPSC)。这些高级研究人员以前都在CERN的各个部门中担任领导,他们在各个子委员会的职务是终身制。他们和CERN内部科学家们共事时,很可能通过各种场合,尤其是非正式场合透露许多有用的信息。
 
看到工作小组的分析报告后,CERN管理层决定对各个子委员会进行改革。原本10-20人组成的委员会改为9人,其中包含两名以前在CERN任职的高级研究员、两名CERN现任成员、四名外来科学家以及一名秘书。高级研究人员的终身制也改为两年轮换制,尽可能用严格的管理层轮换制度保证公平公正。
 
1972年,CERN就该实验室与欧洲各个大学和科研院所的资源分配情况进行了调查,发现1966年,欧洲高能物理的经费中有30%分配给了CERN,这一比重在1970年增加到39%,1972年又陡然升到46%。而欧洲各个大学的高能物理研究经费却十分紧张,1970年,欧洲所有高能物理科研所和大学的总经费是约3亿7千4百万瑞士法郎,83.2%的经费用于支持研究所中321名物理学家的研究,分配给大学里的408名物理学家的资金仅占16.8% [Hermann et al. 1987, p. 176]。在这样的背景下,越来越多的非CERN科学家来到CERN,CERN不能以“招待客人”的方式对待他们,而应承担为科学家们服务的角色,让他们尽可能参与到CERN的实验计划决策中,提供更方便、舒适的工作环境。
 
三 用计量学方法分析CERN运作方式的转变
 
随着超国家或跨国层面科学活动的增加,人们开始尝试用各种方式勾画这种科学发展新形式的轮廓,分析科学论文的合著情况成为研究这一层面科学的主要路径。对于科学论文合著情况的分析兴起于20世纪70年代末,比沃(D. de. B. Beaver)、罗森(R. Rosen)和戈登(M. D. Gordon)分别对一些领域的核心期刊论文合著情况进行调查后发现,如果与其他人合著论文,文章的影响因子高于单独撰写论文的影响因子,这成为科学家们增加相互合作的动力 [Beaver et al. 1979; Gordon 1980]。当然,伴随着跨国层面交流的加强,也会带来耗费财力和时间等负面效应[Katz, J. S., Martin, B. R 1997, p. 1]。20世纪90年代起,分析科学论文合著的方法被广泛应用于解决不同的问题。例如,弗瑞姆(J. D. Frame)和卢克诺根(T. Luukkonen)等人发现基础学科和应用学科的科学家之间的合作有所不同,相比于地球和空间科学领域,物理学家和数学家之间的交流更频繁 [Frame & Carpenter 1979; Lukkonen et al. 1992];科学家之间的合作也有一定的地理倾向,语言、文化相似的两国科学家们更容易共同工作 [Bozeman & Corley 2004];一些科学计量学家还从理论角度探讨了科学论文合著情况作为分析工具的优点和缺陷,提醒广大研究人员谨慎使用 [Melin & Persson 1996]。调查论文合著用来评价跨国合作活动的研究越来越普遍,曼特森(Pauline Mattsson)等人把欧盟成员国作为一个整体,比较欧洲与美国在主要研究领域的科研实力。[Mattsson et al. 2008]
 
1954-1974年间,粒子物理学获得大发展,这一时段也成为CERN的黄金时期。据统计,CERN各参与国一开始就投入巨资,CERN的经费在1974年达到顶峰,此后逐渐削减,在大型电子-正电子对撞器LEP装置完成后趋于稳定。
  
这段时间内,CERN相继建成了SC、PS、SPS、ISR、以及上线同位素质量分离器(ISOLDE)五个大型仪器,相应地,CERN发表的论文也逐年增多。作者从CERN的电子数据库以及科学信息中心(Institute for Scientific Information,ISI)数据库中对1954-1974年CERN发表论文做了统计,论文总数为4251篇,其中合著论文为2942篇,合著率达到69.2%。对每一年的CERN发表论文分别统计,可以发现论文合著率逐年增高。尤其值得注意的是,当1959年当时世界上最大的质子同步加速器PS完工后,CERN的论文合著率陡然攀升。这一趋势在SC、ISR建成之时同样可以看到。
  
对每年合著论文的平均作者数量逐一计算,可以看到另一番景象。二十年来,随着机构的扩充、人员的增加,CERN中合著论文的平均作者数大幅度增加,从1959年的平均一篇合著论文只有2个作者上升到1974年的平均一篇合著论文有10个作者。从PS开始投入使用起,在这个大型设备中进行实验所要求的科学家越来越多,CERN也积极致力于实验团队的多元化。到1963年,英国和法国的泡室投入运作后,CERN的研究团队迅速扩大,平均合著论文作者数明显增多,大装置、大团队的运作方式得到具体体现。
  
进一步关注CERN研究团队的合作情况。1963年以前,CERN发表论文基本都是该实验室内部的科学家所著,外部科学家的作用无足轻重。自1963年起,粒子物理学发展的内在要求需要科学家们组成科学联合体(Scientific Collaboration),才能完成在PS和泡室中进行的实验,CERN超国家实验室的特点也要求不同国家科学家的融合。所以,各种各样的科学联合体应运而生,科学联合小组中来自不同国家的成员也不断增加。大装置(PS和泡室)运作之初,CERN和外部科学家是彼此独立的团体。CERN内部的科学家既有各参与国的成员,也有来自美国、日本、以色列等其他国家的研究人员。而来到CERN做实验的外部科学家由于语言、地域、文化和政治的缘故,分为英国和德国、法国和意大利两大科学联合体。在倡导科学联合之前,这几个团体相互独立,互不干扰。后来,各个团体的核心成员没有变化,但却混编在了一起。此时,科学家之间寻求合作伙伴不再倾向于优先选择本国同行,而是把能否可以更好的完成研究工作、更容易合作作为首要选择条件。此时,“国家科学”的背景被进一步淡化,超国家层面的科学合作意识逐步加强,CERN一直提倡的“科学研究是唯一的标准”这句话在CERN实验组织模式中被切实应用。国籍不是科学家们不得不考虑的因素,科学目标的实现、任务的完成是最高要求,在这一要求的指引下,科学家们可以随意排列,一项任务结束后新的任务开始,新的科研团队又是不同的组合,灵活性和自由度大大提高。

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