獨力研究成絕響?

學術文化 11/03/2008

只要翻閱近期《自然》雜誌,便不難發現多數研究報告是由多人合作發表,其實今年到目前為止,《自然》雜誌刊出約七百篇研究,其中僅六篇由單一作者寫就,其他知名期刊情況想必相仿。

這種情況由來已久,據長期研究科學界發展的學者指出,獨力研究遞減的現象已持續數十年,許多研究者雖然分隔兩地,但志趣相投,與過往不同的是,今日網路資料庫可廣納數百萬篇研究,還有各種分析工具可使用,將彼此相關的知識體系串連起來。

各種因素造就了今日科學界合作發表的風氣,也影響研究團隊的成敗,研究經費資助機構尚未依據這種風氣來決定經費誰予,不過研究者較以往更願意提出暫時性的研究結果。

首先研究者必須自問:究竟是否要與他人合作?單一作者的研究雖然鮮見,但是否會因此提高論文的引用衝擊?為尋求解答,美國西北大學社會學家烏茲(Brian Uzzi)與研究同事分析自一九五五年以降,共兩百多萬件專利與近兩千萬份研究,結果發現在五○年代初期,引用次數較高的研究報告多由單一作者完成,但後來局勢逆轉,差距也愈來愈顯著。烏茲表示,「在二次大戰結束以前,科學家孤獨坐在實驗室研究的形象很鮮明,但如今已大不同。」

烏茲不清楚轉變原因為何,但絕不只是受科學界技術日益複雜影響,因為在只需紙筆的數學或人文學科亦然;也不只是因為網路出現,合作發表研究在網路來臨前業已存在,電子郵件誕生亦未造成可觀變化;多人研究也未必就增加了未來老王賣瓜的機會,縱然排除統計中的自我引用,合作發表研究獲引用次數仍然較多。烏茲懷疑可能與各學科專業化日深有關,從而導致趨勢有變:研究人員長久以來常相互交換意見,過往學科範圍較小,掛名作者與否並非成就指標,名聲是因口耳相傳起落,對於誰提出精闢見解,每個人也心知肚明;但如今學術圈廣大無邊,此種私下交流已難發揮作用,人們除了要爭取口碑,也得列名在白紙黑字的研究作品中。

縱然要選擇合作對象,該找同行攜手?抑或跨領域搭配?究竟該建立長期關係?抑或不斷更換研究夥伴?

研究顯示,這些問題需經仔細權衡後決定,並無明確教條可依循,研究團隊揉合了專業、多元、傳統、新意,才能達到最成功的境界,研究人員也在努力求取其間平衡。

一九七五年至二○○五年間共有四百二十萬份研究發表,烏茲及研究團隊從中選取樣本,依據研究人員獲引用次數為各大學分級,結果證明研究者若與同等級或更高等級機構的人員合作,研究成果獲引用次數便較高。

烏茲六月份在英國一場會議中表示,「跨界合作與研究成果的優劣似有關聯」,英國瑪麗皇后大學的潘札拉薩(Pietro Panzarasa)在同場會議中指出,他分析了二○○一年英國企管研究範疇內,八千三百六十位作者完成的九千三百二十五份研究報告,結果同樣證實跨機構研究的平均引用衝擊較高。

中間地帶

潘札拉薩的研究亦探索論文專業程度,首先分析報告關鍵字,其次分析合作發表者涵蓋學術領域的廣度,他指出,社會科學家對於專業化的見解分歧,「雖然對產量及所得有利,但證據亦顯示做通才要付出代價」。潘札拉薩掌握的資料亦認為,獲引用次數最多的報告作者,大多時是與自己同一學科內的其他研究者合作,要不就是那些與許多跨學科研究者的合作者。但假若作者既非專在一個領域,跨足合作涵蓋的領域範圍又有限,論文獲引用次數通常最低。

潘札拉薩表示,「高度專業化有助提升學科內的名望與掌控知識趨勢,而廣泛合作則可利用不同學科的各種資訊,但若身處這兩極之間的灰色地帶,除非擁有優秀的跨學科處理能力,否則最好還是固守既有學科比較安全。」

最成功跨領域作者尋找的合作對象,通常也常與他人合作,形成緊密的社會網絡。潘札拉薩認為,若這種同仁間的聯繫消失,身處其中的研究者必會在眾多資訊洶湧間滅頂。

不過他在分析後亦發現,高度專業化的研究者只需稍微拓展視野,即可完成更多屢獲引用的論文,這也像是社會科學家所說的「中介者」,將少有互動的研究者或知識領域串聯起來。在潘札拉薩的樣本中,專業中介者所促成的研究論文都廣獲引用。

「參與計畫的大學總數愈多,研究無疾而終的機率愈高」。
—–康明斯

從以上研究成果看來,若決定要展開跨領域合作,吸納愈多主題與研究者進入團隊似乎愈好,但實際不然。上述分析都是在尋找已發表作品中合作發表模式,故一開始便帶有偏見,因為這些研究只專注於已發表的論文,換言之,若研究團隊成員過於廣泛,也可能導致失敗命運。

美國杜克大學教授康明斯(Jonathon Cummings)追蹤逾五百件計畫,這些計畫都獲得了美國國家科學基金會資訊科學的研究計畫贊助,也都組成橫跨自然、社會與電腦科學界的團隊,康明斯發現成員背景最多元的團隊平均而言效能最低,「參與計畫的大學總數愈多,研究無疾而終的機率愈高」。

研究作者網絡的美國哈佛醫學院數學家亞貝斯曼(Sam Arbesman)指出,若將跨領域研究視為高風險、高報酬事業,便能理解上述現象,「多元不等於更好,結果可能會走向極佳或極劣的兩種極端」。不過仍有方法能降低失敗風險,康明斯發現,主要研究者如果以往具備合作經驗,研究成功機率便會提高,因為成員已歷經相互熟悉的初步階段,康明斯表示,「彼此熟悉便已具備極大價值。」

展現天分

美國國家科學基金會資訊科學研究計畫負責人伊雅可諾(Suzanne Iacono)說,「我們能分辨出哪些計畫是急就章而成,我們可不會把一千五百萬美元獎助金,給予從未合作出成果的團隊」。現今的計畫都要求提案必須包括團隊組成方案,伊雅可諾則表示,「我想更了解為何加入更多的學科,知識產出品質反倒下滑。」

每個人只說彼此想聽的話,卻遮蔽了研究表現的真相。

合作研究成敗之間的界線很微妙,人們通常不易察覺,因為成熟的團隊常會盡力尋求共識、避免爭端,學術網絡研究者稱之為「共鳴室」,每個人只說彼此想聽的話,卻遮蔽了研究表現的真相。

為避免停滯不前,科學家建議研究團隊應不斷注入新血,最理想人數則取決於團隊規模,匈牙利科學院物理學家帕拉(Gergely Palla)與其研究團隊去年發表研究,分析在arXiv系統發表的物理學研究作者網絡,結果顯示若成員流動比例較高,總數約二十人的研究團隊可維持時間較長;但若團隊人數僅三至四人,則以穩定為重。帕拉認為在大團隊裡,人員進出在所難免,但若沒有大幅變動,團隊便可延續,當然這與成果品質未必相等,但帕拉表示,「很難想像長期研究結果會是一堆垃圾。」

人員流動對小團隊也有益,西北大學科學家亞馬拉(Luis Amaral)與團隊為研究作者與他人合作經驗,收集自一九五五年至二○○四年間,包括社會心理學、經濟學、生態學、天文學的三十二本期刊,十一萬五千位作者發表的近九萬篇論文,發現在高影響力的期刊內,重覆合作比例明顯較低。

亦參與這項研究的烏茲指出,人們選擇合作夥伴,通常有兩種不同選擇,一為經歷與資源豐富的高知名度人士,另一為擁有大量時間與能量心力參與的新手,關鍵在於如何求取平衡,烏茲說,「依據經驗法則,團隊中最好有五至六成為重覆合作者,六至七成為現職研究者,如此研究便可以橫跨四大學科領域。」

不僅科學界如此,百老匯音樂劇亦有相同現象,通常需六位專家合力完成一齣音樂劇:作曲、作詞、撰寫對白、編舞、導演與製作人,在最叫好叫座的音樂劇裡,創意團隊成員流動率不高,亞馬拉認為或許在任何集體活動中,都有類似影響結果的團隊法則,「但我們還需要大量資料進行分析」。

許多不同機構都希望烏茲提供最佳組織規模建議,他說,「有大學校長致電,問我該投資在哪些領域」;企業也在尋求組織工作團隊的訣竅,創投業者想知道下個熱門領域,美國國家衛生研究院代表想了解,這些研究是否有助於決定贊助對象;烏茲也獲邀前往《自然》與《科學》雜誌,兩份期刊都希望能找到引用衝擊最高的論文。

最先發表的引用最多?

論文引用與學術地位之間的模糊關係也令人注意。現有趨勢為論文獲引用次數愈多,就容易吸引更多引用,但其中並未考量品質問題。密西根大學物理學家紐曼(Mark Newman)九月於網路上發表的文章,指出研究在引用上「先驅者優勢」的效應,結果發現與研究品質無關,在新領域先發表的論文獲引用次數比後進者多。他提到,「若說得較極端,科學家若希望名聲大噪,針對來年熱門領域發表品質平庸的論文,效果可能比在今年熱門領域發表卓越論文更好。」

當然還有其他網絡因素必須考量,美國印地安納大學的波納(Katy Börner)研究網絡與資訊視覺化,他分析自一九八二年至二○○一年美國國家科學院論文集內所有論文,發現美國作者較常引用鄰近地區學術機構的論文,她說,「每位研究者均閱覽無數,但到了要彙整引用書目,作者會考慮未來和誰見面比較容易。」

此種因素成為利用網絡分析的一大阻礙,國家衛生研究院系統評估部門主管杜蘭(Deborah Duran)指出,目前無法運用此種技術判斷合作發表研究的可能成效,「我們能看出模式,但不明白意義何在。」

田納西大學的理論生態學家葛洛斯(Louis Gross)亦認為,「計算引用數很難評估社會網絡效應,網絡分析確有潛力,但仍需整合大量社會科學,才能公平應用這些分析結果」。葛洛斯亦分析歐盟委員會的獎助金申請案,他指出,歐盟的考量在於若獎助機構過度鼓勵國際合作,將阻礙機構與成員國內部的發展。

不過杜蘭主張,學術網絡研究並不會成為「科學管理的新顯學」,國家衛生研究院已運用Discovery Logic公司開發的資料探勘工具,分析獎助金、論文、引用專利與產品間的關係。杜蘭認為,學術網絡研究未來可用於追蹤新構想的散佈、尋找資訊傳遞最佳模式,或針對人脈廣闊的個人開發新研究主題。

科學家真的可利用這些研究成果,讓才能與天賦發揮至極致嗎?亞馬拉表示,這類研究或可幫助新進科學家不再過度重視引用數,找到更有利於學術發展的研究團隊。目前獨力從事學術網絡研究很困難,不僅需要訂購ISI等資料庫,還得擁有大量電腦計算功能,都不是一般研究生網絡搜尋所能企及;不過現狀即將改觀,波納的團隊將釋出分析學術網絡的開放碼工具,讓研究者可利用Google Scholar等免費軟體,再搭配印地安納大學資料庫裡,共兩千萬篇論文、專利與獎助金資訊,甚至包括書目檔案。

無論科學界合作研究策略如何調整,總會有獨力研究的空間,學術網絡研究之父普萊斯(Derek de Solla Price)於一九六三年指出,若當時趨勢持續不墜,到一九八○年獨力研究在化學界就會絕跡,許多學科或許很接近這個情況,但絕不可能完全終結獨力研究。佛萊曼(Matt Friedman)是芝加哥大學古生物學研究生,也是《自然》雜誌今年六篇獨力研究論文中,其中一位作者,他表示,「在科學研究路途上,必然會有他人相助,但知道自己能由始至終的完成研究仍令人欣喜,這證明自己有能力從事科學研究。」

【知識通訊評論月刊七十三期】2008.11.01

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