当前我国科学的发展, 正处在历史性的黄金时期。20世纪80年代改革开放的早期, 中国人还没听说过什么叫SCI; 而到了2010年, SCI论文数就跃居世界第二位, 而且每年以两位数在继续增长, 2014年的数量已经相当于美国的70%。 其中地球科学论文的被引用次数也达世界第5位, 影响正在扩大。但是, 论文数量并不是科学研究的目的, 甚至不是衡量科学发展的主要标志, 若要论中国的科学水平, 离世界第二位还差得远。 不过量变可以引起质变, 当务之急是要抓住大好时机, 促进科学转型。相反, 如果把数量当作质量自我陶醉, 那就有可能犯历史性的错误。

可以从经济发展引来借鉴的, 就是所谓的“ 中等收入陷阱” 。一些国家如墨西哥、马来西亚等, 20世纪70年代就已经进入了中等收入国家的行列, 但直到现在仍然停留在发展中国家的阶段, 原因主要就是低端制造业转型失败, 阻止了发展高端制造、走向发达国家的通道。科学研究和经济相似, 我国科学发展路上也有类似的“ 陷阱” 。 经济全球化造成两类国家的分化:输出原料和劳动力的发展中国家, 和运用高科技进行深加工的发达国家。国际科技界也有类似的分化:发展中国家科学家主要提供材料、数据, 属于“ 原料输出型” ; 发达国家的科学家才是将原料加工成型, 得出科学结论, 属于“ 深度加工型” 。两者的区别不在文章多少, 而是研究类型不同, 产生的学术和社会价值更不相同。

这点在地球科学和宏观生物学尤其明显, 因为都有很强的地域性。研究全球性问题需要全球资料, 不论是发达国家还是发展中国家, 数据同样重要。有些自然现象比如说季风, 主要就分布在“ 第三世界” , 因而发展中国家也会拥有独特的天然优势。尤其是国土大、人口多的发展中国家, 不但可以提供“ 原料” 还可以输出劳务, 做“ 劳动密集型” 的分析工作, 由此产生的文章数量相当可观。这好比经济, 低端制造业也可以带来中等收入, 但是污染、低质、低价等恶性循环伴随而来, 凡是不能转型的就会掉入“ 中等” 的陷阱。我国科学发展的道路有所相似, 也是不能转型就入陷阱, 只不过这种危险从SCI数量上是看不出来的。

现代地球科学经过两三百年的发展, 正在整体进入转折期。随着观测视角的拓展和分析计算手段的进步, 今天的地球科学已经上升到系统科学的高度。从前为了现象描述而越分越细的地球科学, 现在又回过头来相互结合, 形成了地球系统科学。与此相应, 国际地球科学的主旋律也在变化, 探索机理成了主线, 文献里“ 俯冲带工厂” 、“ 降尘机器” 、“ 微生物引擎” 之类的关键词频频出现。汇总全球资料、跨越时间尺度的新型成果纷纷呈现, 即便是地方性的研究, 也具有“ 局部着手, 全球着眼” 的特色。 值得警惕的是:正当我国学术界热衷于盘点论文数量的时候, 国际学术界却在向地球系统科学的核心问题发起攻势。与传统的地球科学相比, 地球系统科学从原始数据到科学解释之间的工序增多, “ 原料” 的加工变深。假如我们仍然以“ 输出” 原料和低加工产品为满足, 把深加工、高增值的生产留给别人, 若干年后将会发现, 我国尽管成为更大的数据输出国, 论文数量也许更多, 而在学术水平上的国际差距却会拉得更大。

正如需要依靠高科技实现经济转型一样, 地球科学也需要转型。我国的出口商品, 已经从当年的领带、打火机发展到手机、高铁, 我国的科学成果也需要向学科的核心问题进军, 需要有原创性的突破, 这就是转型。从外国文献里找到题目, 买来外国仪器进行分析, 然后将取得的结果用外文在国外发表, 这当然是我国科学的进步, 但你也可以说这是一种科学上的“ 外包工” 。想要成为创造型国家, 就应该在国际学术界有自己的特色, 有自己的学派, 有自己的题目, 而这就需要转型。无论是研究题目和研究者本身, 还是说研究的途径, 都有待转型。

研究者需要转型, 转的是研究题目和研究者本身。现在的一种悲剧是把科研等同于论文, 学生写论文为了毕业, 老师写论文为了立项, 可是研究者本人对这些问题缺乏兴趣, 不知道、也不关心这些论文有什么意义, 究竟有谁需要这些论文。当然, 这也怪不得他们。 回顾30 年来, 我国的科学界在长期闭塞之后突然“ 看” 到了世界, 但是在还没来得及看明白、还在琢磨如何“ 与国际接轨” 的时候, 却又陷入了点论文换经费的怪圈。于是研究课题的小型化、研究组织的分散化变成了学术界的主流, 难以形成能够在国际学术界“ 坐庄” 、“ 问鼎” 的研究力量。

我国具有世界上最大的科学研究队伍, 早在2011年我国研发投入占全球比重就达13.1%而仅次于美国, 照理应当进入“ 领跑” 、“ 举旗” 的行列, 而不该继续以“ 跻身” 国际为满足。但这就要求转型, 地球科学的基础研究就应当进入系统科学、机理探索的层面上来。描述当然也是科研、很重要的科研, 但当今地球科学的突破口在于机理探索, 描述是为探索提供原料的。作为拥有诸多自然特色的大国, 中国必须两条腿走路, 描述发现和机理探索并举, 最终目的还是为了揭示地球系统演化、运行的真谛。与此相应, 我们的研究者也应当争取“ 自我解放” , 从“ 论文驱动” 转化为“ 问题驱动” , 从“ 功利驱动” 拓展到“ 求知欲驱动” 。论文要写, 功利要有, 但是研究者首先需要有对于科学问题的求知欲, 对所探索的问题怀着寝食难安的浓厚兴趣, 而不是掂量着会带来多少奖金。

研究途径的转型, 转的是研究方法和学术思路。地球科学要宏观着眼、微观入手, 立足脚下、放眼宇宙, 不但要追求大目标、争论大问题, 而且能够将数据与模拟相结合, 穿越圈层、横跨时空。当前, 固体和流体地球科学间的“ 古” “ 今” 界限正在淡化, 现代的深海热液被用来探索太古代地球的缺氧环境, 地质尺度的碳循环正在纳入当前温室效应的研究。随着视野的拓宽, 比较行星学方兴未艾。火星上的沉积作用、木卫二的冰下海洋和土卫二的蒸汽喷发, 都点燃了地学界的学术热情。自然奥秘的星星之火, 往往是科学突破造成燎原之势的前奏。

这里就突显出学术交流的重要性。科学发展到今天, 学术交流的形式也在转型。随着观测能力的提升, 地球科学从来没有看到有如此海量数据的涌现; 随着信息技术的发展, 科学家从来没有机会同时面对如此众多的研究成果。在“ 知识爆炸” 的今天, 科学家面对面的交流、和跨学科的学术讨论就显得格外重要。与文艺演出不同, 朗诵会式的单向“ 宣读论文” , 走马灯式没有争论只有掌声的亮相, 都已经不再流行, 正在被互动的学术讨论会所替代。这种讨论会成功的前提是报告人真的肚里有货, 主持人真的胸有成竹, 与会者真的有话要说、有题要问。

这就是我们第四届地球系统科学大会的精神。2010年以来两年一届的大会, 体现了古今结合、海陆结合、科学和技术结合的大方向, 是促进我国地球科学转型的举措之一。经济转型要求在加强外贸的同时扩大内需、促进内贸市场; 同样, 科学转型也要求在用英文加强国际交流的同时, 打造以汉语作为载体的国内学术交流平台, 尤其要为促进大幅度的跨学科交流服务。纵观二十多个专题, 从季风的多尺度, 到冰期的多样性; 从陆地的生态演化, 到深海底下面的海洋; 从比较行星学、地幔中的流体, 到微生物的地球化学功能等。加上大会邀请报告和重大研究计划的新闻发布, 以及科学与文化、地球系统与地理教学的新内容, 将是一次大信息量的学术大交流。我们殷切希望, 会议将在内容和形式上带来新意。让我们吹响地球科学转型的号角, 沿着探索地球系统运行和演化机理的大道, 向世界科学的高峰前进!