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“科學(xué)就是數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)就是科學(xué)。” 最新出版的《科學(xué)》雜志在社論中指出，“數(shù)據(jù)推動著科學(xué)的發(fā)展。”不僅如此，社會經(jīng)濟(jì)、政治、環(huán)境和健康等事業(yè)的發(fā)展，也需要借助于對科學(xué)數(shù)據(jù)的分析。但是，因不能充分提供公開、透明和可供分享的數(shù)據(jù)，科學(xué)界飽受批評。《科學(xué)》雜志發(fā)表專題文章聚焦數(shù)據(jù)，指出所有這些問題的核心是數(shù)據(jù)的收集、管理、可理解性和可獲得性。

 

數(shù)據(jù)中蘊(yùn)藏著金礦。然而，從基因組學(xué)、天文學(xué)、生態(tài)學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)到高能物理等，當(dāng)今天的數(shù)據(jù)像洪水般涌來，數(shù)據(jù)的管理成為一個越來越嚴(yán)重的挑戰(zhàn)，科學(xué)家們該怎么辦？粒子物理學(xué)家齊格弗里德·畢史克的一段經(jīng)歷，也許是一個真實的警世故事。

 

 

畢史克現(xiàn)在是德國馬普學(xué)會物理研究所所長，20多年前，他在德國同步加速器DESY實驗室參與了大規(guī)模電子——正電子對撞機(jī)上的JADE實驗，該實驗是研究將夸克和膠子結(jié)合在一起形成質(zhì)子和中子的力。1986年，當(dāng)DESY實驗室為建造功率更強(qiáng)大的對撞機(jī)而關(guān)閉這個對撞機(jī)時，JADE實驗也隨之結(jié)束了。20世紀(jì)90年代中期，由于新理論思想的出現(xiàn)，畢史克希望能重新分析JADE實驗的老數(shù)據(jù)，因為這是來自更低碰撞能量的數(shù)據(jù)。

 

然而他卻發(fā)現(xiàn)了一個災(zāi)難。自從JADE實驗結(jié)束、實驗經(jīng)費中止后，這些數(shù)據(jù)就分散到了世界各地，而且是隨意儲存在老舊的磁帶上。JADE實驗的數(shù)據(jù)尤為典型：由于習(xí)慣于大型合作且很快轉(zhuǎn)向更大更好的機(jī)器，粒子物理學(xué)家們并沒有儲存和分享數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)格式。畢史克用了將近兩年的時間，費了九牛二虎之力，再加上諸多幸運，終于重建了這些數(shù)據(jù)。

 

然而，新問題又出現(xiàn)了。這些數(shù)據(jù)中的絕大多數(shù)不能被讀出，一位研究生花了1年時間寫程序，才將這些數(shù)據(jù)讀出。

 

畢史克恢復(fù)這些數(shù)據(jù)并不僅僅是懷舊。在JADE實驗被停止之后，理論物理學(xué)家提出了一種“強(qiáng)耦合強(qiáng)度”理論，他們所預(yù)言的現(xiàn)象只能在較低能量的對撞機(jī)上觀察到，是今天的高能量對撞機(jī)所不能重復(fù)的。通過重新分析這些老JADE實驗數(shù)據(jù)，畢史克的團(tuán)隊寫出了十多篇高影響力的論文，部分?jǐn)?shù)據(jù)幫助確證了量子色動力學(xué)。他說：“我們就像是物理學(xué)考古專家，做了太多的工作，其實本不應(yīng)該這樣。如果在實驗結(jié)束前有恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)保存和分享計劃，那么所有這些時間和勞動是可以節(jié)省的。”

 

歐洲核子研究中心的粒子物理學(xué)家塞爾瓦托·米勒是一位數(shù)據(jù)保存專家，他說：“我們有經(jīng)費生產(chǎn)、收集、分析和發(fā)表數(shù)據(jù)，但沒有經(jīng)費保存數(shù)據(jù)。”

 

 

《科學(xué)》的社論指出，科學(xué)由數(shù)據(jù)所推動。新技術(shù)已經(jīng)大大減輕了數(shù)據(jù)收集和分析的過程，同時也能讓其他人獨立挖掘和重新分析這些數(shù)據(jù)。今天的社會因多種不同目的而需使用這些科學(xué)數(shù)據(jù)，因此，應(yīng)當(dāng)讓數(shù)據(jù)能夠被更廣泛地獲取，成為科學(xué)研究的一個基本要素。通過建立透明、標(biāo)準(zhǔn)和公開的數(shù)據(jù)檔案，科學(xué)界正努力承擔(dān)這個基本責(zé)任，科學(xué)家們也在努力面對不斷產(chǎn)生的巨大、復(fù)雜和種類繁多的數(shù)據(jù)。

 

畢史克認(rèn)為，JADE實驗老數(shù)據(jù)的可用性應(yīng)該不是唯一例子。德國同步加速器的物理學(xué)家克瑞斯汀·迪亞可奴說：“現(xiàn)在安裝的大型對撞機(jī)能量越來越高，但它們不能重復(fù)低能量對撞機(jī)所獲得的數(shù)據(jù)。實際情況是，過去所做的許多實驗是獨一無二的，它們不能在現(xiàn)在的高能量對撞機(jī)上重復(fù)。”

 

在高能物理領(lǐng)域，隨著大型科學(xué)設(shè)施的建造，數(shù)據(jù)問題會越來越嚴(yán)重。比如，歐洲核子研究中心的大型強(qiáng)子對撞機(jī)的建造吸引了世界的目光，另外一些實驗就會被相繼停止。迪亞可奴說，每個實驗都只有一種應(yīng)用，為特別的任務(wù)而建，問題出現(xiàn)在實驗結(jié)束后，數(shù)據(jù)只能為小組成員所理解，當(dāng)他們離開去做別的工作時，這些數(shù)據(jù)就成了沒人管的孤兒，其他人也無法接管這些數(shù)據(jù)，因為這些原始數(shù)據(jù)只有參與原始實驗的人才明白其中的意義，才有能力對之進(jìn)行復(fù)雜的分析。

 

科學(xué)家們行動起來了。2009年，來自世界幾個重要高能物理實驗室的研究人員組成了一個名為“高能物理數(shù)據(jù)保存”（DPHEP）的工作小組，畢史克是創(chuàng)始人之一。DPHEP的目標(biāo)之一是在每個實驗小組設(shè)立“數(shù)據(jù)檔案專家”職位，確保實驗信息和數(shù)據(jù)被恰當(dāng)管理，而且在實驗結(jié)束和實驗小組解散后，這些信息和數(shù)據(jù)也能長久地保存并為外界所用。

 

DPHEP估計，設(shè)置數(shù)據(jù)檔案專家職位的開銷大約相當(dāng)于對撞機(jī)總預(yù)算的1%。這是一筆不小的數(shù)額，但是，讓數(shù)據(jù)處于可使用狀態(tài)將會為過去的投資增加新收益。迪亞可奴說：“數(shù)據(jù)收集結(jié)束了，但這并不意味著實驗結(jié)束了。”

 

數(shù)據(jù)管理是一項需要共同努力的事業(yè)。作為論文出版的守門人，學(xué)術(shù)期刊意識到數(shù)據(jù)的長期貯藏和多種用途，以及數(shù)據(jù)與誠實的研究結(jié)果的密切關(guān)系，它們在保證數(shù)據(jù)的公開性和永久可獲得性方面發(fā)揮了重要作用。比如，《科學(xué)》雜志要求作者將論文所依據(jù)的所有數(shù)據(jù)以可理解的方式讓外界獲取，并鼓勵作者以兩種方式來遵從這一要求：或者將數(shù)據(jù)存入有可能被支持和維持的公共數(shù)據(jù)庫，或者將數(shù)據(jù)存入期刊的在線支持材料系統(tǒng)。

 

但對期刊來說，因為沒有專門設(shè)備，在線支持材料系統(tǒng)的管理是一個棘手問題。對于大型數(shù)據(jù)庫，《科學(xué)》雜志要求作者達(dá)成數(shù)據(jù)歸檔協(xié)議，即作者承諾將數(shù)據(jù)歸檔到所在機(jī)構(gòu)的網(wǎng)站，并將該數(shù)據(jù)的復(fù)印件送交《科學(xué)》雜志。但這種協(xié)議只是一種權(quán)宜之計。

 

《科學(xué)》雜志的社論認(rèn)為，促進(jìn)科學(xué)事業(yè)發(fā)展最重要的力量必須來自科學(xué)界，無論是作為期刊和學(xué)術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者、論文和基金的評審人，還是論文作者本身，科學(xué)家都發(fā)揮了關(guān)鍵作用。它呼吁科學(xué)界在數(shù)據(jù)的供應(yīng)和管理上作出積極貢獻(xiàn)。