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開放存取:數學家陶哲軒教授宣導和參與的數學科研新範式

作者:王浩(Dr. Simon Wang), 牛津大學教育學碩士, 香港城市大學英語博士, 現于香港浸會大學從事英語教學工作。

從牛頓在蘋果樹下被砸出靈感的傳說可見, 長期以來, 科學研究都是以個體為單位的科學家以及由個體科學家所領導的團隊所從事的工作。 而近年來, 互聯網技術的興起卻有可能改變這一數百年所形成的傳統, 為科研合作提供新的範式與平臺。 筆者試圖從一個英語寫作老師和應用語言學研究者的視角, 通過介紹數學家陶哲軒等人宣導的開放存取式(open access)數學研究專案Polymath, 討論互聯網時代新型的科研合作模式在數學界的發展,

並思考科學2.0與論文寫作2.0在未來發展中面臨的機遇與挑戰。

1. 開放存取:數學家陶哲軒教授宣導和參與的數學科研新範式

當代數學家、菲爾茲獎得主陶哲軒教授在2009年當選美國人文與科學院院士的演講上介紹了近年來數學研究界出現的一種新型合作模式Polymath。

他在演講中指出, 互聯網是古騰堡印刷術以來對人類科研與交流影響最大的技術。 通過利用互聯網建立一個開放的數學研究平臺, 數學家和對數學感興趣的人士可以針對某個數學問題的研究共同努力, 獲得比個體數學家或研究團隊更有效的科研成果。 陶教授還指出, 自己曾將撰寫的這篇演講稿放在博客上收集網友的評論, 並根據意見作出修改, 這也體現了他的知行合一。

最早提出這種互聯網開放存取式數學研究模式的Tim Gowers教授在其博文《群體合作數學是否可能?》(Is massively collaborative mathematics possible?)指出, 這種群體合作模式有以下三個優勢:

1)很多時候解決問題是需要運氣的, 僅從概率的角度來看, 更多人的參與也會提升好運氣的機會;

2)通過交流互動集思廣益能讓具有不同知識和背景的合作者碰撞出火花與洞見;

3)有的人善於提出新的想法, 有的人更專注於對想法具體實現, 合作有利於參與者取長補短共同進步。

2. 專門用途英語視角下的開放式數學論文寫作與修改

2016年應用語言學界著名的學術期刊《專門用途英語》(English for Specific Purposes) 發表了英國Sheffield Hallam University大學教育學院英語老師Lisa McGrath博士的論文《開放存取式寫作:針對一篇純數學研究論文的線上初稿寫作與修改的研究》(Open-access writing: An investigation into the online drafting and revision of a research article in pure mathematics)。 這是應用語言學界和專門用途英語研究領域第一篇關注開放存取式數學論文寫作的論文。

McGrath博士通過收集和分析Polymath 8博客下的659條評論(共計57,105詞), 利用前人工作總結出的框架, 對相關評論進行編碼後分作6大類:

1)數學論證(mathematical argument):相關的編碼包括檢查或修改現有的數位內容;設置數學符號;編寫定義、定理和論證;

2)元數學論證(meta-mathematical argument):相關編碼包括調整或建議添加說明文字、例子或者對選取研究方法動機的解釋;討論引用文獻;在導論中討論研究的語境與框架

3)說明性結構(expositional structure):相關編碼包括論文分節、圖表和圖形的排位元;資訊呈現流程的控制

4)命題式展開(propositional development)產出新的數學知識;報告和討論新的結果

5)格式討論(formal):調整或報告句子層面的問題(如數學代碼或文本的筆誤)

6)運營討論(operational):組織調配工作與合作;處理技術相關問題;分配工作量;報告作出的修改;討論與出版相關的問題;選擇期刊;決定作者身份

分類出現次數數學論證158元數學論證81說明性結構35命題式展開75格式討論177運營討論120總數646

McGrath博士對開放式論文寫作與修改過程的研究所使用的框架對於需要用英語寫作數學論文的朋友也有一定的啟發。從上表可見,數學論文的作者不僅要在數學論證上動心思,還要在所謂元數學論證上下功夫,也就是要對自己的工作本身進行思考和討論,不僅讓讀者知道自己做了什麼和如何做的,還要讓讀者明白自己為什麼這麼做。與此同時,在數學論文寫作的格式與運營方面,多些和導師、同學討論獲取他們的幫助也很重要。

正如McGrath博士在論文中所說,由於本研究的資料主要來源於博客中的討論,並沒有觸及具體論文不同版本的修改或寫論文前Polymath參與者就數學問題本身的討論。因此,Polymath這種新型數學研究模式所涉及的內容和對數學研究者的啟發遠遠不止這篇論文討論的範圍。然而,McGrath博士作為第一位關注Polymath的英語老師和研究者所展示出的寬廣的研究視野和具開拓性的研究精神卻值得我們學習。

3. 從科學2.0到論文寫作2.0

McGrath博士的論文可以放在科學2.0和論文寫作2.0這兩個較大的語境下解讀,或許能為廣大的科學研究者和從事論文寫作的作者、老師提供新的啟發。

2008年馬里蘭大學電腦系Ben Shneiderman教授在頂級期刊Science上發表短文Science 2.0具有前瞻性的指出互聯網技術在為新一代的科研範式的產生和發展提供機遇的同時也需要 “新一代科學Science 2.0來研究社會科技系統中的綜合性跨學科問題” 。作者認為,科學1.0時代的英雄像伽利略、牛頓和愛因斯坦提供了關鍵的方程來描述重力、電、磁和光之間的關係。相反的,Science2.0的領袖們研究重點在信任、同理心、責任與隱私。作者預言,未來400年的偉大科學探險將在於界定、量度和預測上述這些變數從而加速科學發現、工程創新、電子商務和教育。由此可見,新型的科研範式和合作模式也為科學界提出了新的課題和新的挑戰,甚至會帶來一場新的科學革命。

新的科學革命對英語論文寫作與修改也提出新的挑戰和機遇。筆者作為一名英語寫作老師,也曾協助不少的博士生、青年教師修改英語論文。因此在這裡,我想思考一下互聯網時代新型科研合作與交流對英語論文寫作可能產生的影響。

長期以來,論文的寫作、審稿都是一個相對封閉的過程。為了確保公平、公正,大多數期刊都採用了雙盲的審稿模式,即作者和審稿人都是匿名的。然而,這種模式也帶來了不少問題,其中最顯著的一點是審稿週期太長。筆者2016年在Journal of Second Language Writing上發表的一篇關於論文修改的文章從2015年6月底初次投稿到10月底獲得審稿人的首次意見再到2016年3月最終見刊,前後耗時長達9個月,據說還是比較幸運和順利的。

然而,學界在審稿方面的改革嘗試並不成功。頂級學術期刊Nature曾於2006年推出開放式同行評閱的實驗。研究人員向1369篇通過Nature編輯初審的論文稿作者發出邀請參加這次實驗,僅有71篇的作者同意參與實驗,將論文稿放在網上接受開放式評議。

開放式審稿遭到冷遇或許說明科學界對於在工作方式上的革新並不熱衷,而在論文寫作方面,想推行這方面的改革就更困難了。除了像Polymath這種沒有特定作者的項目可以實現互聯網上的開放式寫作與修改,絕大多數的作者仍然只能在小範圍內獲得導師或朋友的幫助。然而,我們不難想像在互聯網時代協作式論文寫作對於提升寫作效率、改進論文稿品質的潛力。如果作者能將自己的論文稿放在網路上如同維琪百科或者開源軟體的代碼那樣供大家討論和修改,整個論文創作和修改的過程都會發生根本性的改變。

4. 結語

科學的發展,和人類文明的進步一樣,是在傳統與創新這兩種力量的博弈與平衡間進行的。一方面,科學家必須不斷利用傳統的資源和制度來工作;另一方面,創新又是科學不斷發展和進步的動力源泉。本文所討論的開放存取式的數學研究與論文創作模式是互聯網時代研究工作方式上的創新,和歷史上各種創新一樣,都會遇到很大的阻力和困難。陶哲軒教授曾在一次演講中提到,當他提交署名為Polymath的論文給加州大學洛杉磯分校數學系時,工作人員拒絕接收這份論文作為他的成果。對於享譽世界的陶哲軒教授,這當然不足掛齒。但是對於眾多還在為職稱而勞碌、為三餐而奔波的大學青年教師來說,Polymath這類的開放式協作模式在貢獻認可機制上的缺陷卻是致命的。 愛因斯坦早就說過:科學是很棒的工作,只要不靠它謀生(Science is a wonderful thing if one does not have to earn one's living at it.)。筆者相信,隨著科技的發展、人類文明的進步,我們會在不久的將來擺脫生存所帶來的焦慮和個人名利的束縛,摸索出一套更能發揮個人和集體合作潛能的科研工作與論文寫作模式。

參考文獻

Greaves, S., Scott, J., Clarke, M., Miller, L., Hannay, T., Thomas, A., & Campbell, P. (2006). Nature’s trial of open peer review. Nature, 444(971), 10-1038.

McGrath, L. (2016). Open-access writing: An investigation into the online drafting and revision of a research article in pure mathematics. English for Specific Purposes, 43, 25–36.

Shneiderman, B. (2008). Science 2.0. Science, 319(5868), 1349–1350.

分類出現次數數學論證158元數學論證81說明性結構35命題式展開75格式討論177運營討論120總數646

McGrath博士對開放式論文寫作與修改過程的研究所使用的框架對於需要用英語寫作數學論文的朋友也有一定的啟發。從上表可見,數學論文的作者不僅要在數學論證上動心思,還要在所謂元數學論證上下功夫,也就是要對自己的工作本身進行思考和討論,不僅讓讀者知道自己做了什麼和如何做的,還要讓讀者明白自己為什麼這麼做。與此同時,在數學論文寫作的格式與運營方面,多些和導師、同學討論獲取他們的幫助也很重要。

正如McGrath博士在論文中所說,由於本研究的資料主要來源於博客中的討論,並沒有觸及具體論文不同版本的修改或寫論文前Polymath參與者就數學問題本身的討論。因此,Polymath這種新型數學研究模式所涉及的內容和對數學研究者的啟發遠遠不止這篇論文討論的範圍。然而,McGrath博士作為第一位關注Polymath的英語老師和研究者所展示出的寬廣的研究視野和具開拓性的研究精神卻值得我們學習。

3. 從科學2.0到論文寫作2.0

McGrath博士的論文可以放在科學2.0和論文寫作2.0這兩個較大的語境下解讀,或許能為廣大的科學研究者和從事論文寫作的作者、老師提供新的啟發。

2008年馬里蘭大學電腦系Ben Shneiderman教授在頂級期刊Science上發表短文Science 2.0具有前瞻性的指出互聯網技術在為新一代的科研範式的產生和發展提供機遇的同時也需要 “新一代科學Science 2.0來研究社會科技系統中的綜合性跨學科問題” 。作者認為,科學1.0時代的英雄像伽利略、牛頓和愛因斯坦提供了關鍵的方程來描述重力、電、磁和光之間的關係。相反的,Science2.0的領袖們研究重點在信任、同理心、責任與隱私。作者預言,未來400年的偉大科學探險將在於界定、量度和預測上述這些變數從而加速科學發現、工程創新、電子商務和教育。由此可見,新型的科研範式和合作模式也為科學界提出了新的課題和新的挑戰,甚至會帶來一場新的科學革命。

新的科學革命對英語論文寫作與修改也提出新的挑戰和機遇。筆者作為一名英語寫作老師,也曾協助不少的博士生、青年教師修改英語論文。因此在這裡,我想思考一下互聯網時代新型科研合作與交流對英語論文寫作可能產生的影響。

長期以來,論文的寫作、審稿都是一個相對封閉的過程。為了確保公平、公正,大多數期刊都採用了雙盲的審稿模式,即作者和審稿人都是匿名的。然而,這種模式也帶來了不少問題,其中最顯著的一點是審稿週期太長。筆者2016年在Journal of Second Language Writing上發表的一篇關於論文修改的文章從2015年6月底初次投稿到10月底獲得審稿人的首次意見再到2016年3月最終見刊,前後耗時長達9個月,據說還是比較幸運和順利的。

然而,學界在審稿方面的改革嘗試並不成功。頂級學術期刊Nature曾於2006年推出開放式同行評閱的實驗。研究人員向1369篇通過Nature編輯初審的論文稿作者發出邀請參加這次實驗,僅有71篇的作者同意參與實驗,將論文稿放在網上接受開放式評議。

開放式審稿遭到冷遇或許說明科學界對於在工作方式上的革新並不熱衷,而在論文寫作方面,想推行這方面的改革就更困難了。除了像Polymath這種沒有特定作者的項目可以實現互聯網上的開放式寫作與修改,絕大多數的作者仍然只能在小範圍內獲得導師或朋友的幫助。然而,我們不難想像在互聯網時代協作式論文寫作對於提升寫作效率、改進論文稿品質的潛力。如果作者能將自己的論文稿放在網路上如同維琪百科或者開源軟體的代碼那樣供大家討論和修改,整個論文創作和修改的過程都會發生根本性的改變。

4. 結語

科學的發展,和人類文明的進步一樣,是在傳統與創新這兩種力量的博弈與平衡間進行的。一方面,科學家必須不斷利用傳統的資源和制度來工作;另一方面,創新又是科學不斷發展和進步的動力源泉。本文所討論的開放存取式的數學研究與論文創作模式是互聯網時代研究工作方式上的創新,和歷史上各種創新一樣,都會遇到很大的阻力和困難。陶哲軒教授曾在一次演講中提到,當他提交署名為Polymath的論文給加州大學洛杉磯分校數學系時,工作人員拒絕接收這份論文作為他的成果。對於享譽世界的陶哲軒教授,這當然不足掛齒。但是對於眾多還在為職稱而勞碌、為三餐而奔波的大學青年教師來說,Polymath這類的開放式協作模式在貢獻認可機制上的缺陷卻是致命的。 愛因斯坦早就說過:科學是很棒的工作,只要不靠它謀生(Science is a wonderful thing if one does not have to earn one's living at it.)。筆者相信,隨著科技的發展、人類文明的進步,我們會在不久的將來擺脫生存所帶來的焦慮和個人名利的束縛,摸索出一套更能發揮個人和集體合作潛能的科研工作與論文寫作模式。

參考文獻

Greaves, S., Scott, J., Clarke, M., Miller, L., Hannay, T., Thomas, A., & Campbell, P. (2006). Nature’s trial of open peer review. Nature, 444(971), 10-1038.

McGrath, L. (2016). Open-access writing: An investigation into the online drafting and revision of a research article in pure mathematics. English for Specific Purposes, 43, 25–36.

Shneiderman, B. (2008). Science 2.0. Science, 319(5868), 1349–1350.

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