开放科学时代大学科研范式转型*

武学超 罗志敏

摘要：高级知识经济社会对科学知识需求不断增强和现代高端网络信息技术快速发展，推动了传统闭合式科学向全方位开放科学范式的根本转型。开放科学发展战略和运行平台已在全球蓬勃兴起，科学域已进入开放科学新时代。开放科学范式推动了大学科研范式的根本转型，大学开始从传统的学术“象牙塔”向“知识经纪人”的组织角色转型;企业开始从传统“全自主研发”向将部分基础研究攻关项目外包给大学的模式转型;大学科研成果开始由闭合式期刊向开放获取出版物的传播方式转型;大学科研评价方式由封闭式同行评审走向开放式多元评价。

关键词：开放科学;大学科研;范式转型

在人类社会发展过程中，随着高级知识经济社会对科学知识需求不断变化和现代网络信息技术快速发展，科学知识生产范式发生了重大变革和转型，科学域正在经历着由传统闭合式科学向高度开放科学范式的根本轉型。开放科学是科学范式演化的内在逻辑和网络20时代发展共同作用的结果，是“各种形式科学知识在科学发现过程实现其开放共享理念和范式，主要包括开放数据、开放方法、开放获取、开放同行评审、开放资源等维度”[1]。在这一动态深度转型中，多方科研协同方式日益成为科学知识生产的主流趋向，科研成果多方协同率不断上升，科学社交网站平台大量涌现，在线科学工具以及开放获取科学资源日渐膨胀，人类科学域正在进入高度开放协同的开放科学新时代，这是科学历史发展的必然结果，也是科学研究所要遵循的基本规律。开放科学在全球快速发展，推动了大学科研范式转型。

一、开放科学开启人类科学域新时代

（一）开放科学战略全球兴起

开放科学具有鲜明的时代品性，是符合全开放高级知识经济社会发展需求的一种新兴科学范式，在快速发展的第二代互联网以及高端信息技术网络平台驱动下，开放科学已成为世界各国一项重大科学战略，在全球掀起了开放科学战略浪潮。欧盟2016年启动了“欧洲开放科学云计划”，并于2018年3月发布了《欧洲开放科学云实施路线图》，旨在通过数据基础设施、数据信息库、服务支持、开放获取平台、开放科学制度和治理体系六个方面的能力建设推动开放科学在欧盟成员国快速发展，全面提升欧洲科研数据治理现代化水平和大数据驱动卓越科研创新能力。[2]在欧盟和OECD开放科学相关政策框架下，其成员国都出台了相应的开放科学法律和政策框架，如芬兰教育与文化部出台了芬兰《开放科学与研究路线图》，并启动了“开放科学与研究计划”（Open Science and Research Initiative），旨在促进芬兰大学开放科学快速发展，提升大学科研卓越水平和国际竞争力[3];捷克于2017年6月出台了《国家科学信息开放获取战略2017—2020》;丹麦于2015年11月发布了《国家开放获取战略》;美国于2013年出台了《科学与技术研究平等获取法案》（Fair Access to Science and Technology Research Act）;瑞士于2017年1月启动了《国家开放获取战略》。这些政策框架有效推动了国家开放科学治理体系和治理能力现代化进程。

从全球开放科学战略工具分类看，大致包括强制性、激励性和使能性三大类型政策工具。激励性战略工具主要是以资金支持分担开放获取出版物成本。在大多数OECD成员国中，政府都强制公共资助科研成果开放获取（即开放获取出版物的金色路径）或在线知识库自助输取（绿色路径）。比利时开放科学战略要求公共资助科研人员必须将其科研成果输入到大学知识数据库;西班牙《国家科学域技术研究创新计划》要求科研人员论文出版后12个月内输入到大学知识数据库;美国科学与技术政策办公室备忘录强制所有公共资助科研成果必须公开自由获取;英国研究委员会要求公共资助科研成果必须以金色开放获取路径向公共开放运用。财政激励是世界各国开放科学战略普遍运用的政策工具，旨在通过激励机制推动科学研究全面开放，通用的战略工具包括开放科学财政支持，对开放科学研究人员的学术认同和奖励，将开放科学及其影响引入新的科研评价体系等。如芬兰国家开放科学计划为从事开放科学研究人员提供专项资金奖励，比利时运用大学绿色开放获取知识数据库评价和奖励科研人员，西班牙在科研人员评估机制中引入开放科学相关指标，美国通过PubMed数据库中的论文及其下载量评价科研人员开放存取能力。使能性政策工具主要包括开放科学基础设施建设、开放科学技能培训。大多数国家都通过投资基础设施来支持开放科学事业快速发展，包括在线知识储存库、数据库、数字化图书馆、研发项目和科研人员数据信息平台等政策工具。如芬兰启动了开放科学基础设施路线图，阿根廷创建了国家研究人员SICyTAR数据库，西班牙创建了RECOLECTA国家知识储存库和其他重要基础设施来支持研究人员和其他利益相关者自由存取其科研成果，波兰建立了多家在线虚拟图书馆支持开放获取，英国通过数字化基础设施开发战略来支持开放科学相关活动。[4]这些基础设施不但实现了科学信息资源的开放共享，也有效地促进了开放科研协同创新和开放科学文化发展。另外一项使能性政策工具是为开放科学各利益相关主体提供技能培训。如芬兰教育与文化部在大学实施了科研人员数据管理培训项目;波兰在政府支持下成立了OCEAN大数据研究中心，一方面为大数据储存提供数字化基础设施，另一方面为相关人员提供大数据分析技术培训;欧盟启动了FOSTER全欧开放获取和开放数据培训项目。法国通过“国家数字化科学图书馆”和“直接科学交流中心”平台为相关人员提供开放获取和开放数据知识培训;美国国家科学与技术办公室备忘录强调支持国家科学数据管理、分析、存储等领域专业人员培训和教育;加拿大政府通过《开放政府20行动计划》加强开放科学相关人员的数字化技能、在线工具运用等培训，以实现政府资助科研成果公共获取最大化，促进产学研协同创新;英国通过《数据能力战略》在大学设立大数据博士培养项目，并成立伦敦开放数据研究院，为专业人员提供数据分析、获取、共享技能培养。[5]

·高校科研·开放科学时代大学科研范式转型

（二）开放科学平台快速发展

开放科学实践在全球得到了前所未有的快速发展，借助于数字化信息网络，全球科学域兴起了大量科学社交网络平台，不同形式的在线科学工具和开放获取资源日益膨胀，形成了不同类型的平台模式。作为全球最著名的开放获取信息平台，开放获取知识库注册表（Registry of Open Access Repositories）是一个记录开放获取知识库创建及发展的可检索国际数据库，已注册的全球开放获取知识库由2000年的64家猛增到目前的4601家（截止到2018年4月）（如图1所示）。[6]作为世界最大的开放科学在线平台，“研究之门”（Research Gate）目的是为科学家提供科学交流、科研协同新工具，联系整个科学世界，促使科学研究面向所有人开放。“研究之门”自2008年以来得到了快速发展，截止到2017年底，已注册1400多万名科学家成员，分别来自世界上193个国家，共收录1亿多篇开放获取学术论文，成员中包括64位诺贝尔获得者，89%以上成员具有研究生以上学历。[7]“学术界”（Academia）是在美国设立的一个全球学者社交网络平台，该平台主要用来共享成员科研论文，开展科研论文影响力的深度分析，紧跟学者研究前沿动向等。该平台创建于2008年9月，截止到2018年4月，已拥有全球成员6200万名。[8]开放科学数字化在线共享工具以及大量学术社交网络平台的大量涌现，促使开放获取出版物也得到了快速发展，存放在开放存储库中的科学数据和科研论文急速增加，并且所有科研论文都能够直接链接到研究人员的个人资料。

图1开放获取知识库注册表平台注册量发展趋势

数据来源：Registry of Open Access Repositories.Browse by Year[EB/OL].Http：//roar.eprints.org/view/year/，2018-04-30。

图2“研究之门”学术社交网站平台注册人数发展趋势

数据来源：Research Gate.About us[EB/OL].Https：//www.researchgate.net/about，2017-12-31。

二、开放科学推动大学科研范式转型

开放科学作为一种范式、一种理念抑或是一种技术工具创新，在全球开放科学战略和平台大规模兴起的浪潮下，大学科学研究范式正在发生一场重大转型。大学研究机构作为追求高深学问的重要场所，开始由传统的学术“象牙塔”向“知识经纪人”的组织角色转型;大学与企业科研契约关系开始由企业“全自主研发”向将部分基础研究攻关项目外包给大学的模式转型;大学科学研究成果传播开始由闭合式期刊向开放获取出版物的传播方式转型;大学科研评价方式由封闭式同行评审向开放式多元评价转型。

（一）大学研究机构角色转型——从“象牙塔”走向“知识经纪人”（Knowledge Brokers）

传统上，以科研为导向的大学和以技术应用为导向的企业部门之间存在明显的边界壁垒。然而，在科学日益开放时代，随着学术界和产业界之间的科学责任分配的不断变化，部门之间的边界也日趋模糊。大学和企业之间日益频繁的知识转移、知识交换活动进一步缩小了科学域和生产域之间的边界鸿沟，大学从“象牙塔”的传统学术形象开始向“知识经纪人”新形象转变。近年来，世界许多著名大学研究机构发展定位发生了根本性转变，开始从基础研究提供者到开放式跨部门、跨地域科研协同联盟组建者，即从传统“象牙塔”走向“知识经纪人”的角色转型，各大学研究机构开始主动与外界利益相关组织组建网络化科研协同战略伙伴关系，旨在为企业创新问题提供直接的解决方案。如2011年瑞士苏黎世联邦理工学院（ETH Zurich）与IBM公司协同创建了“苏黎世宾宁-罗勒纳米技术研究中心”（Binnig and Rohrer Nanotechnology Center），为双方研究者提供了大型研发协同平台，作为平等协同伙伴，双方都有权出版和出售其联合创造的知识产权。这种研发协同新型契约关系推动了双方伙伴及时发现其科研发现的潜在应用机会，并进一步促使其科研成果商业化。同时，苏黎世联邦理工学院与IBM公司的双向动态学术职业路径也体现了协同双方共同治理的时代特色，促生了缄默知识转移的溢出效应。目前，“苏黎世宾宁-罗勒纳米技术研究中心”已发展成为面向全球的开放式协同创新平台，包括来自45个国家的世界顶尖科学家。[9]苏黎世联邦理工学院在当前开放科学时代彰显了其作为“知识经纪人”的角色。作为世界著名网络化无线射频识别和新兴传感技术研究组织，Auto-ID实验室网络成员包括了如麻省理工学院、剑桥大学、苏黎世联邦理工学院、复旦大学等7所分布于四大洲的世界著名大学，旨在通过“物联网”（Internet of Things）构建与世界著名企业的供应链，通过软件和硬件设备为相关领域创新企业提供其研究成果，以推动新企业模式生成和关键技术应用。[10]瑞典著名乌普萨拉大学通过“乌普萨拉大学创新项目”（Uppsala University Innovation，UUI）的“乌普萨拉大学专家型创新支持职员”（Uppsala University Professional Innovation Support Officers，PISO）实现其“知识经纪人”的角色，这些职员负责利用其产业与学术战略协同关系网强化大学与产业科研协同创新伙伴关系。[11]

（二）企业与大学科研契约关系转型——从全自主研发到向大学购买的外包研究（Outsourcing Research）

近年来，在开放科学理念引领和平台推动下，许多创新企业开始通过简化技术研发价值链活动来强化其核心研发能力，这促使了创新企业与大学及公共科研院所之间的科研契约关系发生了根本转型。在这一发展进程中，许多创新企业大幅削减自身基础研究开支，采取外包研究形式将其大量基础研究活动移交给大学研究机构，其发展模式开始由自主开展基础研究走向购买大学研究成果。如迅达电梯公司（elevator company Schindler）与德国科隆大学（University of Cologne）应用数学研究院组成协同创新联盟开展外包研究活动。基于精密技术要求，迅达公司外包了遗传算法研发项目，以实现其电梯控制系统优化升级。在这方面，科隆大学应用数学研究院成为迅达公司技术创新过程前端知识和关键技术供应商。其他如德国戴姆勒股份公司（Daimler）向德国一些著名大学和研究院外包了其远程信息处理研究项目;瑞士著名艾波比集团公司（Asea Brown Boveri Ltd）與苏黎世联邦理工学院组成研发协同联盟，并向苏黎世联邦理工学院外包了检测机器人装置基础研发项目。[12]德国思爱普公司（SAP）在德国达姆施塔特工业大学（TU Darmstadt）、瑞士苏黎世联邦理工学院和圣加仑大学（StGallen university）等世界著名大学创建了多家跨国分布式研究实验室网络，并向这些大学外包其所需关键技术研发攻关项目。诺华制药有限公司（Novartis）也日益加强与世界著名大学研究机构合作，向具有相关领域基础研究优势的大学外包其研究项目，以填补其研究和临床前开发的关键技术缺口。这种外包研究模式为有效解决基础研发领域的“小企业缺陷”（liabilities of smallness）问题提供了新路径。传统上，由于受资源和规模的限制，许多中小企业难以自主开展基础研究项目，因此将科学难题外包给大学及科研院所的发展模式更有利于提升这些企业的核心竞争力，并正成为一种强劲的开放式协同研发模式在全球兴起。

（三）大学科研成果传播方式转型——从闭合式期刊走向开放获取出版物

在传统闭合式科学范式下，科研成果传播方式主要依赖于学术共同体同行评审的闭合式期刊。在开放科学理念推动下，世界许多大学科研机构通过大规模跨学科、跨区域、多边互动的科研协同平台和开放获取平台向社会公众开放其科学研究过程，加速其科学知识生产和传播。如位于瑞士日内瓦的世界最大高能物理实验室“欧洲核子研究组织”（CERN）拥有来自全世界80多个国家、500多所世界著名大学（包括我国的清华大学、山东大学等）及研究机构的2500多名科学家（占全球粒子物理学家的一半），每项实验通常由数百名科学家在巨型科研设备上共同完成，其科研资金已超11亿瑞士法郎，占有27千米长的加速器基础设施。该实验室基于“向所有人开放”（Open to All）理念，先后创建了“阿特拉斯Twiki门户”（Atlas Twiki Portal）开放获取平台，可供全球15000名高能物理科学家及时查阅。“欧洲核子研究组织”还与世界上1000多家权威图书馆、图书馆联盟和研究组织联合成立了“粒子物理开放获取出版联盟” （SCOAP）国际协同组织和“开放数据门户”（Open Data Portal），实验室科学家可将其所有研究成果及数据在这些开放平台上向公众开放共享。[13]“欧洲核子研究组织”已发展成为世界最大的以世界著名大学为主导的开放科学计划。瑞士著名的圣加伦大学（the University of StGallen）是欧洲较早实施开放获取政策的大学，旨在使公众能够免费获取科研论文，包括大约24000种世界范围内同行评审科学期刊，其实施路径包括“绿色通道”（Green-road）和“金色通道”（Gold-road），绿色通道是指作者可以在著名科学期刊上持续发表论文，由出版商赋予作者获取自己科学论文复版的权利;金色通道是指作者能够在开放获取期刊上发表其科研成果。[14]近年来，其获取的资料规模加速发展。相对于大量同行评审纸质期刊的迟缓和严格的出版程序，基于互联网的开放获取期刊平台为即时利用科研成果提供了可能。从高能物理“欧洲核子研究组织”发展经验看，开放获取出版物有效地加速了新知识传播。在欧洲大型强子对撞器（LHC）加速器蓝图在线发表时，几天之内就有上千次下载注册。一项引证数据分析显示，印刷前免费即时在线传播能够生成巨大的引证优势，上传到开放获取学科知识库的高能物理学科论文被引次数是未上传论文的6倍。[15]开放科学时代，许多国家政府开始要求其资助的大学科研成果必须即時公开发表和开放获取。在大多数欧盟资助大学科研项目中，科学知识开放传播已经成为政府公共科研资助的先决条件。

（四）大学科研评价方式转型——由封闭式同行评审走向开放式多元评价

开放科学时代，大学科研评价指标体系正在发生根本性变革。以学术期刊影响因子为主要评价指标的传统体系难以适应开放科学在社会、政治、经济等相关领域发展中多重影响的新图景，单纯以学术影响力为科研成果评价唯一标准与开放科学时代发展不相适应。为适应开放科学时代新型出版形式，如在线开放获取期刊、微博等，这就需要大学科研评价体系走向一种多元科学影响力评价方法。在此背景下，替代计量学（Altmetrics）逐渐成为科研成果评价的一项新兴范式，有效解决了传统网络计量学速度较慢、非结构性和闭合性等缺点，替代计量学更多地“通过博客、推特、网摘等广域开放在线评价工具，使终端出版物和科研协同过程对不同形式的科研成果的影响力和引用情况进行评价”。在开放科学时代，替代计量学必然成为主流科学评价方式。另外，另类科研成果评价也开始在全球兴起，它能够跟踪在线出版物如何通过像社交网络平台和博客这样的网络社区传播，以及如何通过传统媒体进行有效传播。另类科研成果评价除了评价学术论文被引频次之外，还要对科研成果的社会、政策、经济、文化等各方面的非学术影响进行评价。如英国的“科研卓越框架”、澳大利亚的“研究质量与获取性框架”、美国的“美国再投资科学与技术：科研对创新、竞争力和科学影响的评价”、荷兰的“情境中科研评价”等，都是开放科学时代大学科研评价体系改革的基本趋向，“卓越”和“非学术影响”正成为世界大学科研评价新常态和转型发展新向度。同时，开放科学跨部门、跨地域、跨学科协同研究的学术品性赋予了大学科研评价的多维度特质。为激励开放科学，全面提升大学科研卓越水平，欧盟设计并实施了多维综合评价框架——“开放科学职业评估矩阵”（Open Science Career Assessment Matrix，OS-CAM），涵盖了卓越科研人员更广域的学术能力，包括科研产出、科研过程、学术咨询服务和治理能力、科研影响力、科研对教学的贡献度等指标。[16]

表1欧盟开放科学职业评估矩阵

开放科学活动维度

大学科研评价指标

科研产出

科研活动

将开放科学作为科研活动新范式

出版物

在开放获取期刊发表论文、在开放获取知识库中自我存取

数据库和科研成果

依循开放数据管理和开放数据库指标标准，充分利用其他研究人员的开放科研数据

开放资源

充分运用开放资源软件、面向其他用户开发新开放资源软件

科研经费

确保开放科学活动经费充足

科研过程

利益相关者参与/公民科学

吸纳非专业人士和科研成果用户参与科研过程，通过开放平台与利益相关者共享科研成果

科研协同和跨学科研究

通过开放协同科研项目扩大利益相关者参与科研过程、通过多样化跨学科团队开展科学研究

科研诚信

增强对开放科学数据共享、数据保密、学术品性和环境影响相关的伦理和法律意识;充分认识其他利益相关者（如科研协同者、论文合作者、公民用户、开放数据提供者等）对科研项目的贡献

科研风险管理

增强开放科学活动中的各种风险意识和管理能力

科研服务和领导

科研领导

领导团队开展开放科学实践，为开放科学研究提供决策咨询

学术地位

提升开放科学活动的学术声誉

同行评审

开展同行评审;开放型科研审查和评估

科研网络协同

参与开放科学相关的国家和国际协同网络

（续表1）

开放科学活动维度

大学科研评价指标

科研非学术影响

学术交流和传播

参与公共科研服务活动;通过非学术传播路径共享其科研成果;将科研成果翻译为通用语种

知识产权（专利、许可）

将知识产权转化为科技创新和广域经济增长

社会影响

科研成果向社会开放使用;科研成果获社会群体认可

知识交换

与非学术利益相关者开展开放式创新活动

教学和指导

教学

培养其他科研人员开放科学原理和方法;开发开放科学方法课程项目（包括开放科学数据管理课程）;增强本科生和研究生开放科学意识和理解

指导

指导其他研究人员开放科学工作能力;为早期科研生涯人员提供开放科学指导

专业经验

继续专业发展

通过自身专业发展加强开放科学能力建设

科研项目管理

成功管理多团队参与的开放科学项目

参与开放科学的人格品性

彰显个人与公民社会和科研用户协同开展开放科学的人格品性

三、结语

十七世纪后期，西方国家科学研究院及其科学出版物的出现，走出了传统封闭式科学向开放科学转型发展的第一步，这使得科学发现能够更迅速便捷地进行广域传播和交流。二十世纪后期，互联网诞生极大地提高了科学信息的传播速度，但在科学研究范式上并未引发新的重大变革，也没有从根本上改变科学信息传播和交流的方式，仅仅表现在电子邮件取代了纸质信件，电子期刊取代了纸质期刊。但在新世纪初十几年间，专为研究人员设计的新型数字化、高精密计算信息技术加快了科学范式向全方位高度开放的开放科学范式根本性转型过程。这些数字化信息技术工具为高度开放的科學研究生态系统运行提供了必要技术条件。大量数字化工具的应用，促进了科学信息共享，出版物能够被所有同行评审专家共时审阅，通过使用文本挖掘从出版物中提取量化信息，并为研究人员智能推荐阅读材料。开放科学表现出的诸多学术品性符合全球开放时代发展根本趋向，是顺应时代发展的必然逻辑结果，并在科学域形成了异常繁荣的全球开放科学新图景。

开放科学涉及到公众参与科学、知识共享、开放协同、开放数据、开放方法、开放获取、开放同行评审、开放资源等多维度科学活动范畴，具有科研全方位的高度开放性，科研参与主体的多元全纳性，科研过程的高度透明性等显著的时代特质。传统科学范式主要以学科研究为驱动力，在科学共同体中，研究主流（Research Streams）由极少数专题期刊决定。这种科研论文狭隘的学科化结构赋予了人们对传统科学范式接受的可能性。另外，不出版就退稿（Publish or Perish）的信条迫使研究者对其学术成果严格保密，直到提交到科学期刊确定发表。传统闭合式科学范式带来纯科学进步的同时，也给学科之间、部门之间以及地域之间的协同带来了严重阻隔。在过去几十年间，交叉学科期刊数量快速增加，以互联网为本的新型协同创新模式不断涌现。这一方面为科学出版和科学协同提供了新路径，另一方面促使了科学思维开始走向更为开放和跨学科研究。各研究领域之间新型科学交叉联合为科学界提供了新的出版平台，从而推动了整个科学域谱系的深刻变革。同时，在传统的洪堡科学模式中，大学是科学研究的核心场所和组织机构。随着科学研究范式的不断演进，在科学域中，公共和私营部门中的研究机构开始日益专业化。当前，科学界成本效益的诉求迫使科学研究活动更加关注科学研究机构的价值创造和效益生成。由于开放科学充分利用了具有高度可扩张性的第二代互联网技术等高度发达的网络技术源，开放科学显现了前所未有的高度的全方位的开放性。比如，开放科学特别强调非专业人士公众参与，即一般公众能够以不同形式参与到科学研究中，既超越了传统科学共同体边界，也将科学创新主体扩大到大学-产业-政府-公民社会四重螺旋开放生态系统，体现了开放科学高度的学科互涉和跨部门、跨地域协同的超时空图景;同时，在科学数据和信息获取方面，也具有面向全社会的高度开放性。开放科学作为科学范式演化过程中的新生产物，深入推动了大学科研范式根本转型，并成为世界各国推动大学科研卓越发展的重要政策工具。因此，深刻认识开放科学本质和价值，顶层设计开放科学国家发展战略，通过有效政策工具全面深入开展开放科学活动，是当前“双一流”建设背景下大学科研卓越发展的必然选择，是时代需求和所向。

参考文献：

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