多恩·米尔曼(Don Millman)设立的入网点技术公司(Point of Presence Technologies),为150家酒店提供Wi-Fi网络服务。他的回答是:报销单。高级酒店要吸引的顾客,是那些可以报销住宿费用的商旅人士,有无Wi-Fi费用,在他们眼中无关紧要。
经常有人警告说,使用咖啡店里那种免费开放的Wi-Fi热点是有风险的。究竟有哪些风险?
葛伦·弗莱什曼(Glenn Fleischman)从事网络领域相关的报道工作长达10年以上(目前在为《经济学人》博客的“巴贝奇”专栏供稿):“在房间另一角落的某不法分子,可能正在运行某款软件,监控无线网络中传输的每一比特信息,从中窃取用户密码、信用卡卡号……”
“不用担心网银以及电商网站,它们都有安全的、加密的网络连接。”“不过,电子邮件以及日常的网络会话,在没有经过加密的情况下,就很难说隔墙是否有‘耳’在攫取你的数据、妄图盗用你的身份或是榨干你的银行资产。个人建议:接入网络时一定要使用虚拟专用网络(VPN)连接,这样别人除了得到数据乱码外,无从窥探你的任何信息。”
在酒店、机场,甚至飞机上不时会出现名为“免费公开Wi-Fi”(Free Public Wi-Fi)的热点,但又极少能真正接入,这是怎么回事?
我来搞定这个问题:试图连上名为“Free Public Wi-Fi”(或是“hpsetup”、“Linksys”)这类热点的事,还是别干了。这并不是真正的Wi-Fi热点。它其实是Windows XP胡搞出来的一种病毒式“功能”。Windows XP准备接入Wi-Fi时,会同时将该热点的SSID广播给其他电脑,形成一种“对等”(ad hoc ,PC对PC)网络,以供其他电脑共享该连接。只要有人在某处,可能出于好玩,设立了一个名为“Free Public Wi-Fi”的真实热点,其后这个网络名称便会被使用Windows系统的电脑无线广播给另一台。(使用Mac系统的电脑也能检测到这种伪热点,但它们不会进行广播。)
在公共场所中,有人试图接入该热点,并且接入失败;可是他们的电脑却开始把这个对等网络的名称再广播出去,如此一台传一台。上策就是:别去管它。(翻译 薄锦)
互联网是块单面镜
我们中百分之九十九的人都生活在互联网的负面阴影之中。
撰文 迈克尔·费尔蒂克(Michael Fertik)
想象一个由看不见的手掌控着你全部体验的互联网吧。那里有第三者预先定制出一些你所看见的新闻、产品和价格,甚至于你所遇见的人。你认为你正在一个世界范围里作出选择,而实际上你的选择范围已被缩小和精细化,最终留给你的仅仅是该局面尚在你控制之下的幻觉而已。
这一切正在发生。随着科学技术的发展,谷歌、Facebook和其他网站将有关我们的信息收集起来,并以此定制网站,让我们有匹配自己爱好、习惯和收入的用户体验。对于富人和穷人来说,互联网的世界是不同的。我们大多数人都在不知情的情况下成为了“双网记”(the tale of two Internets)这部逐渐展开的电影里的演员。你和我,他们和我们处于不同的世界。
下面简单谈谈互联网是如何工作的。互联网产业的收入绝大多数来自广告公司。美国硅谷在为一些公司的创建和融资方面立下了丰功伟绩,而这些公司为我们免费提供应用程序,然后当我们使用这些程序时,它们便收集我们的数据并将这些数据出售。对于互联网短暂发展历史中的大部分时间而言,这些数据收集的主要目的集中于经典产品营销:例如一些广告商可能想要向我展示耐克运动鞋,并向我的妻子推介马诺洛(Manolo Blahnik)的高跟鞋。然而越来越多的数据收集正远远地超越广告推介的界限,使保险、医药和其他一些公司在你毫不知情的情况下,通过分析你个人的高度翔实的“大数据”(Big Data)记录而从中获益。根据这些分析,然后这些公司作出关于你的决策,包括是否仍值得将你看作营销对象。
这样一来所造成的结果是:我们中99%的人都生活在单面镜看不到对面的那一边,而另外1%的人却掌控着我们的用户体验。有人将这一发展趋势赞美为“个性化”——这听起来无伤大雅且颇具乐趣,但却引出这样一个概念,即每个人看到的广告都可能会是他自己喜欢的色彩图案。然而,我们下面谈论的内容将会更加深入且明显更为重要。
例如,美国联邦法规规定,根据某些个人属性而在此人申请信贷时对其区别对待,这种行为是非法的。然而正如娜塔莎·辛格(Natasha Singer)最近在《纽约时报》所报道的那样,在线和离线数据采集方面的技术进步,使这种做法有可能避开该法律规定:一些公司能够直接忽略缺乏信用吸引力的人群。如果你生活在这种数字世界的阴影之中,那么你甚至看不见来自任何一流信贷机构的报价,并且你也不会了解到,在考虑自身的个人或专业前途时,贷款可以带来很多帮助。
在过去十年间,电子商务网站已经根据你的上网习惯和个人特性改变了定价策略。你所处的地理环境和你过去的购买历史如何?你是怎么知道该电子商务网站的?你每天哪个时候登录访问网站?一份关于定价优化的完整文献已经出来了,它包括了道德、法律和经济的层面。而这一领域正在迅速推进:2012年9月,谷歌获得了一项技术专利,该技术能让公司为电子商务目录进行动态定价。例如,如果确定你比一位普通用户更有可能购买某本电子书,那么该项技术就会提高该电子书的价格;反之,如果断定你不太可能购买,那么它就会降低价格以鼓励你购买。而你甚至不会知道,你在购买完全相同的商品上所支付的费用远远高于其他人。
这些看不见的墙还存在于我们的数字政治生活中。正如《搜索引擎没告诉你的事》(The Filter Bubble: What the Internet Is Hiding From You)的作者伊莱·帕理泽(Eli Pariser)所说的那样,互联网根据我们每天在线互动的情况,生成隐藏的配置文件,然后通过提供与这些文件相匹配的服务内容,为我们展示出“它认为我们想要看到的”东西。这种幕后行为通过在线“回音室”(echo chambers)使我们的政治观点得以进一步强化,这种在线回音室会对我们已经认为是真实的东西进行进一步确认,而非提出异议。正如哈佛大学学者卡斯·森斯坦(Cass Sunstein)所写的那样,那些仅与持相同政治观点的人公开讨论问题的自由派和保守派人士,会对自己的观点变得更加自信,而其态度会变得更为极端。
隔离与分离手段在网上正愈演愈烈。个性化的乐趣亦有其阴暗的一面。(翻译 詹浩)
看不懂的用户条款
网上的隐私协议与服务协议,措辞应当直截了当。
撰文 戴维·波格(David Pogue)
Instagram是一款可以让用户拍摄照片、添加图片特效然后分享的手机应用软件,其发展空间巨大,大到Facebook肯花10亿美元买下来。
然而2012年下半年时,Instagram干了一件蠢到家的事——它更改了自己的使用条款,也就是用户使用其服务需要遵守的规则。新条款中有这么一条:“您同意企业或其他第三方团体向我们支付费用,以展示您的用户名、头像、照片……且无须向您支付任何报酬。”
用户的反弹来得迅速而猛烈。博客写手纷纷发文抨击。用户成批退出Instagram。律师着手提起集体诉讼。
Instagram公司的CEO出面道歉,恢复了原有的协议内容,并解释道:“Instagram无意出售您的照片,也从未这么做过。”他还表示,“法律文书很容易被错误地解读”。
嗯,似乎是这样没错。Instagram恐怕也不是第一家发布不知分寸、自说自话的服务条款,引发公众反感,继而撤回前言、出面道歉的互联网公司。
早在2009年,Facebook新出台的用户协议中就曾列出:用户将为该企业提供“使用、复制、发表……修改、编辑、包装、翻译、引用、改编、演绎并传播……您所发布的任何内容”的永久授权。
遭到公众的激烈反对后,Facebook改回了原有条款(不过他们现在又出台了一系列新条款)。一名发言人表示,“我们从来无意混淆大家的认知,Facebook并不会争夺也从未争夺过大家的内容所有权”。等等,这叫什么话?
谷歌(Google)也趟过这样的浑水。那是该公司刚推出在线存储服务谷歌云端硬盘(Google Drive)的时候,其使用条款中曾提到(而且谷歌现在的通用政策仍然如此):如果你将文件存储在谷歌云端硬盘中,则视同你授予谷歌“在全球范围内使用、掌管、存储、复制、修改……并传播这些内容的权限”。
被用户猛烈攻击之后,谷歌便列举出服务条款中的其他语句来辩护,其大意是,“您的资料还是您的”。
这是怎么回事?你的资料到底归谁所有?
“这类措辞在任何涉及用户创造内容(user-generated content)的网站上都很常见,”美国洛杉矶的一位知识产权律师阿兰·弗瑞尔(Alan Friel)说,他整天都在写这类协议条款。这种涉及“使用、修改、传播许可”的表述,称作“便利处置权利”(facilitative rights)。这意味着你将授权企业在其网站上处理并展示你所拥有的内容。“修改”的意思类似于“基于Facebook的模板进行调整”;“演出”的意思是“允许播放你所发布的音乐或视频”;“传播”则意味着将会“复制到Facebook的许多服务器中”,依此类推。
所谓的“衍生作品”又是什么意思呢?这是为了免除媒体公司的法律责任。弗瑞尔说,“这些公司担心,如果一开始让用户上传内容、提供创意,万一公司创作了一部内容相仿的电视剧,就可能遭到用户起诉”。
在每一出围绕服务条款上演的戏码中,公众似乎都认为互联网公司是在和用户争夺内容的所有权。而事实上,这些协议条款只是让企业拥有用户原创内容的非独家使用授权,通常是以一种无伤大雅或者至少可以理解的方式使用,比如在广告里展示。不过单就字面意思而言,企业可以享有这些权利吗?他们可以把你发布的内容“修改”得面目全非吗?他们可以授权美国步枪协会(NRA)或其他内容的广告使用你发在Instagram上的照片吗?
严格来说,他们是可以的。但是不太可能真的这么做。否则,消费者一定会反弹,然后成批地退出这些企业的网站。而像Facebook、Instagram这样的企业,用户发布的内容本身就是受版权保护的,那么向第三方传播这些内容,便会让企业失去法律的庇护。
另外,企业完全可以写出一份不会激怒用户的协议。相较于谷歌的表述,不如来看看同样提供云存储服务SkyDrive的微软怎么说:“您的内容仍是您的内容,您自行对其负责。此外,我方也不会控制、验证、担保您及他人在服务上提供的内容,或者为这些内容支付费用或对其承担任何责任。”搞定!
这些企业肯定明白普通民众并不是律师。那他们为何不把话说得明白点呢?还是那句话,我们要对自己的愿望持谨慎态度。如果真的让这些企业说出他们的意图,他们会说:“我们的存在就是为了剥削您的创造力。对此不喜者,走好不送。”(翻译 薄锦)
利益左右科学
利益的竞争和冲突导致许多医学发现被扭曲了。
撰文 约翰·约安尼季斯(John P. A. Loannidis)
近些年在同行评估的科研领域,虚报和夸大结果已经形成风气。这个问题在经济学、社会学,甚至自然科学领域都很严重,在生物医药领域尤为过分。许多宣称有用的药物或治疗方法后来被证明并不是那么回事。我们只要看看关于β-胡萝卜素、维生素E、激素治疗、万络(Vioxx,一种抗关节炎药)以及文迪雅(Avandia,一种治疗糖尿病的药)相互矛盾的发现就可以明白了。即使真有效用,其治疗效果也比宣传的要小。
这个问题开始于公众对科学的期望值不断增加。科学家也是人,他们也倾向于展示自己的博学多识,哪怕超出了他们的能力。在许多领域,审查者的数量在呈指数级增长,他们所做的实验、观察和分析的数量也在增加,但是却缺乏防止偏见的有效措施。研究是分开进行的,竞争很激烈,而且结论往往只考虑到某一项研究而不是宏观背景。
许多研究是为了完成既定的课题而做,并非为追求真理。无所不在的利益冲突同时也会影响到研究结论。在卫生保健领域,一项研究往往在公司的授意下完成,而研究的结果与公司的利益息息相关。甚至学术型的研究,也往往是以能否发表正面的结果来衡量成功与否。一些影响力高的期刊的垄断也会对经费拨给、学术生涯以及市场分配产生扭曲效应。科研是按照产业需要来进行安排的,产业也会对学术地位、期刊收入甚至公共投入产生影响。
这些危机不应该动摇人们对科学方法的信心,能够证伪始终是科学的标志,但科学家仍须改进他们做研究和传播论据的方式。
首先,对于任何宣称有新发现的论文,我们必须要求有严格和广泛的外部验证——这些验证以额外的研究形式进行。许多领域忽略了重复验证的必要性,或者做得很马虎。其次,科研论文应该把那些已经进行的、容易导致研究者低估假阳性的分析数量考虑进去。当然,那也意味着一些可靠的结论可能会被忽略。这时大规模的国际合作也许是必不可少的。人类基因组流行病学领域就是一个很好的范例,因为大规模的合作严格地排除了一些遗传的风险因素。
判断结果可靠性的最佳方法,是在科学家开始实验之前就详细记录他们的实验方法和步骤,并在实验完成之后披露完整的结果和数据。目前,公布的实验结果常常是经过选择的,强调的是其中最令人兴奋的结果,而局外人往往不具备重复这些课题的条件。对每一篇发表的论文,杂志社和提供经费的机构都应该鼓励作者让公众获得所有的数据和分析方法。如果科学家能提前声明他们的数据有局限性,或他们的研究里有某些固有缺陷,那也很好。同样地,科学家和研究经费的提供者应该完全披露所有潜在的利益冲突。
一些研究领域已经采用了上述机制中的一种或几种。大规模的国际合作在流行病领域很常见;《内科医学年鉴》和《美国医学协会杂志》等期刊要求作者列出研究的局限性;许多杂志会问作者有关利益冲突的问题。然而,这些措施要得到广泛应用并不容易。
许多跟课题有较大利益关系的科学家会拒绝进行完全披露。更重要的是,许多基础研究已经被制药厂和生物医药设备制造商抛弃,厂商们有时按照对自己产品最有利的方式来设计和发表研究成果,这很可耻。如果实证临床医学和人口研究领域的投入在不断增加,那么这些研究的设计不应该由厂商来完成,而应该由没有利害关系的科学家来完成。
最后,对于那些将影响治疗和政策决定的发现,研究人员应该公开其所有不确定性。对于患者和医生来说,一种治疗方法哪怕只有1%的成功机会他们就愿意去尝试。但是,我们必须对这种成功的概率有清楚的认识。(翻译 阮南捷)
高风险下的新药开发
对制药巨头而言,研发神经精神疾病药物的风险着实巨大。
撰文 肯尼斯·凯丁(Kenneth I. Kaitin)
克里斯托弗·米尔恩(Christopher P. Milne)
精神分裂症、抑郁症、成瘾等神经精神类疾病不仅带来病痛,而且每年还会造成数十亿美元的损失。据世界卫生组织统计,如果按引起过早死的病例数,以及对人类寿命的影响来计算,神经和精神类疾病占全世界疾病负担的13%。
尽管急需更好的新型药物来治疗阿尔茨海默病、帕金森病之类的精神类和神经退行性疾病,但对大型制药公司来说,研发相关药物却过于复杂和昂贵。花费数百万美元研发的新药随时可能失败,投资风险巨大。因此,大型制药公司纷纷终止神经精神类和其他中枢神经系统(CNS)药物的研发。
我们在塔夫斯药物研发中心的团队调查了制药和生物技术公司的药物开发流程后,得出了以上结论。根据调查,我们大致能估计出新药研发所需的时间、成本和所要承担的风险。我们的分析显示,研发中枢神经系统药物的困难程度,远超大多数药物。
问题之一在于:神经精神类药物的研发周期过长。我们发现,一种CNS药物需要花费8.1年进行人体测试,比药物平均测试周期长两年以上。获取监管部门审批的时间也更长——1.9年,而所有药物平均只需1.2年。再加上临床研究和实验通常所需的6~10年,CNS药物从实验室到病人手中共需约18年。
只有少数候选药物能挨过这些严酷的考验。在进行人体实验的CNS候选药物中,只有8.2%最终能上市,而对所有药物来说,这个比例是15%。失败有可能发生在后期的临床实验中,而此时,实验消耗的资源和经费已经非常多了。只有46%的CNS候选药物在后期实验中获得成功——相比之下,所有药物的平均过关率为66%。这些因素都导致研发CNS药物的成本在所有医疗领域处于最高水平。
研发这些药物的风险为何如此巨大?评判一种抗生素候选药物是否有效要相对直接一些——要么能杀死细菌,要么不能,而且一个疗程通常只持续数天,这就避免了长时间的安全性和有效性测试。但对于CNS药物,这却是问题。对于精神分裂症发作期的缩短,或者阿尔茨海默病患者认知能力的提高,你很难判断是药物的作用结果,还是病人情况的随机起伏。治疗过程还可能持续病人的一生。这就难怪CNS药物研发的成功率如此之低。
在美国,一些针对CNS药物研发的援助措施将逐步出台。由政府机构、制药公司、病人权益倡导组织组成的抗重大疾病联盟(Coalition Against Major Diseases)开发了一个标准化的临床实验数据库,以便让研究者设计出更有效的研发方案。这个项目最初针对的是阿尔茨海默病和帕金森病。奥巴马总统的医疗改革法案中也有一些条款:为医药领域的创新成果提供奖励。其中一项是医疗加速网络(Cures Acceleration network),让美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)帮助科学家筛选有希望的药物。最终,新型CNS药物的开发可能得依靠网络化的创新手段——多家组织共担风险,同享成果。显然,一家公司、研究所或者组织,无力独自面对开发新型神经精神类药物所面临的挑战。(翻译 王超)
阻击太空杀手
目前尚无人承接这个任务:阻击某些小行星,以免它们撞上地球,从而让人类文明免于毁灭。
撰文 爱德华·卢(Edward T. Lu)
过去一段时间里,美国的航天计划经历了一次大清盘,使其航天目标让人摸不着头脑。为此,我有一个建议:美国航空航天局(NASA)应与其他国家的空间机构和私营机构合作,共同承担起一项重任,即严密监视小行星运行轨道,决不让具有破坏性的小行星撞上地球。从长期来看,没有什么项目比保护人类免于毁灭更有价值,或者就短期而言,也没有什么项目比这更令人肃然起敬。
乍一看,小行星似乎是一种遥远的威胁。但其危险是有据可寻的,而且后果可能相当严重。小行星撞击曾在地球生命的演化过程中发挥过巨大作用。有人估计,有100万颗直径超过40米的小行星围绕太阳运行的轨道就在地球附近。1908年,就是一颗这么大的小行星撞在了西伯利亚的土地上,留下一片不毛之地,其面积比广岛原子弹所造成的损毁面积大150倍。这一事件在本世纪重演的可能性大约为50%。就更极端的情况而言,直径超过1,000米的小行星便会带来一些全球性影响,甚至危及人类文明。
防止小行星撞击地球的第一步是预测。我们必须找到、跟踪并预测那100万颗近地天体的运行轨迹。天文学家已经将大多数直径为1,000米左右的近地天体的运行轨道纳入监测范围,而监测发现这些小行星在今后100年内都不会撞击地球。但科学家目前尚未对直径较小的小行星运行轨道进行监测,它们数量更多,而这些小行星足以毁灭一个国家或引发一场海啸,并摧毁一些沿海城市。下一步我们就应该着手进行这项工作了。
小行星的温度比天空的背景温度高,因此在红外观测中很容易被观测到。然而,红外望远镜也有盲点:它们不能直接对着太阳的方向观测,这限制了安置在地球上或近地望远镜的观测效果。2009年,美国国家科学研究委员会向美国航空航天局建议,将一艘红外探测飞船定位在一个围绕太阳旋转的轨道上,轨道位置接近金星。当飞船朝远离太阳的方向观测时,其天文望远镜会发现在地球上无法观测到的那些小行星。该探测一旦成功实施,其有效性将持续大约100年。100年后,被监测的小行星的运行轨道会因引力相互作用而发生改变,因此我们将不得不再进行一次这样的探测。这样一项任务将花费数亿美元,这肯定十分昂贵,但是与美国航空航天局现行的预算比起来,又算是相当便宜了,更不用说与小行星撞击地球所造成的损失相比了。
如果天文学家发现某颗小行星运行在一条会与地球相撞的轨道上,那么我们的任务将是着手改变它的运行轨道,以防止它撞击地球。如果我们发现这颗小行星的时间足够早(比它与地球相撞的预计时间早几十年),那么有多项现有技术能达成这一目标:拖走它,砸烂它,用核武器摧毁它,或者数技兼施,使之不会与地球相撞。(我和同事曾建议用火箭推开这种小行星,但是根据对小行星的特性和运行轨道的最新研究,我们已经开始重新考虑这个建议了。)
然而,没有任何人能确保这些方法真的能阻击小行星。当然,在真的需要使用这些方法之前肯定要有时间对它们进行鉴定。美国航空航天局和其他组织应当以一种可控的方式转移一颗没有撞击威胁的小行星,以此开发和实验一种方法。鉴于对小行星的运行轨道做一次全面探测的任务甚至还没有开始,如果在我们有时间进行一次演练之前就发现有一颗小行星正在向地球撞来,就真正危险了。因此,我们必须现在就着手这项工作,这项工作并不会大幅度增加美国航空航天局的预算。
存在于行星系统的所有文明最终都必须应对小行星带来的威胁,否则他们都将会重蹈恐龙灭绝的覆辙。我们需要预测出小行星撞击地球的时间,如有必要,则需要提前改变有威胁的小行星的运行轨道。实际上,我们必须得改变太阳系的演化进程。(翻译 詹浩)
超级计算机与小制造商
振兴美国制造业的关键在于能让美国的超级计算机为小型制造商服务。
撰文 唐纳德·拉姆(Donald Q. Lamb)
美国向来被认为是制造业强国。在过去近30年里,我们已将这一领导地位拱手让出,这在很大程度上是因为我们自觉地或不自觉地作出了这样一个判断:美国的服务业和金融业足以维持经济的稳定发展,但实际情况并非如此。服务业报酬很少,金融业几乎不产生任何价值,因而它们无法维持,更不用说提高美国的生活水平了。
制造业的命运在某些方面与我们物理科学领域的实力息息相关。20世纪60年代和70年代,美国国家实验室研发的高性能计算(HPC)进入了制造业,目前,HPC为该领域大多数成功的商业公司助了一臂之力,帮助它们进行创新。然而我们现在正在交出物理科学领域的领导权。20世纪90年代,超导超级对撞机项目下马,结束了美国在粒子物理学领域的主导地位。此外,美国航空航天局(NASA)决定推迟广域红外线巡天望远镜项目,并最终可能放弃这个项目,也将会让美国失去在宇宙学领域的领先地位。
幸运的是,美国在高性能计算(HPC)领域仍保持着领先地位。HPC是物理学家建立黑洞动力学模型,气象学家建立气候模型以及工程师模拟燃烧过程所使用的高级计算技术。我们拯救美国制造业的最大希望也可能就寄托在HPC身上。如果我们能够成功地让一些小型制造商的工程技术人员用上HPC,就会对美国制造商有所帮助,从而让它们能够同海外较低的劳动力成本一较高下。
我们已经知道了HPC对于一些大型制造商的帮助有多大。20世纪80年代,波音公司制造767客机时曾对77个机翼模型进行了风洞试验,而2005年制造787客机时只试验了11个模型机翼。今后波音公司计划将试验的模型机翼数量减至3个。该公司使用虚拟风洞来取代物理风洞,在超级计算机上模拟风洞试验,这将节省许多时间和金钱,并加快新产品的研发速度。在更广泛的领域内,HPC建模和仿真同样已经成为设计装配线和制造工艺的一种强大工具,诸如卡特彼勒公司、通用电气公司、固特异公司和宝洁公司之类的大型制造商现在常常使用这些工具。小型制造商只要有机会用上它们,也一样能从中受益。
2009年,我作为奥巴马政府过渡班子中的一员首次感受到HPC对于小型制造业发展的助推潜力。在美国竞争力委员会(Council on Competitiveness)的通力合作下,我们发现,缺少软件、门槛费和技能短缺是一些小型制造商使用HPC的主要障碍,我们建议在美国政府、制造业界和大学之间建立一种协同机制,以帮助他们克服这些障碍。最终,美国成立了国家数字工程与制造联合会(NDEMC),它是由美国竞争力委员会和联邦政府共同创建的一个试点工程。
目前,NDEMC已让包括捷虹塑胶制品公司在内的少数公司能利用上HPC资源。捷虹塑胶制品公司是美国印第安纳州普兰菲尔德的一家小公司,只有25位雇员,其制造用于封装汽车零部件的塑料箱。这种塑料箱成本较低,用于替代钢制箱,因为钢制箱较重且易于生锈。以前捷虹公司开发一种新产品时,需要先由工程技术人员做一个原型产品并在实验室中进行测试,看它在现场可能遇到的应力条件下的承受能力,并重复这一过程,直到达到最佳设计效果为止。然而2011年12月,在为一家德国汽车公司设计塑料包装箱时,捷虹公司的工程技术人员获得了美国普渡大学的专业帮助,建立这种塑料箱的模型,并在俄亥俄州哥伦布超级计算中心的硬件上测试这些模型。结果,捷虹公司完全避免了以往的那种试错实验工艺过程,仅仅用了几个小时,就在计算机上完成了一项设计。
许多其他小型制造商也一样能受益。NDEMC的目标在于寻找一些最好的运营模式,让HPC为这些小型公司提供服务,并最终向全国推广这些运营模式。现在的小型制造商在某些方面就像20世纪初的农场主,当时的大多数农场主都不知道等高耕作(梯田)、轮作和肥料能够提高生产力效率。在美国农业推广服务时,赠地大学(美国联邦政府将拥有的土地赠与各州所兴办、资助的高等教育机构)也参与进来,提供必要的专业知识,结果引发了一场农业生产力革命。如果我们能够让小型制造商的工程技术人员掌握超级计算技术,那么就有可能给小型制造商带来一场类似的革命。(翻译 詹浩)
知识是累赘
高不可攀的信息大山可能会掩盖更深层次的科学问题。
撰文 斯图亚特·费尔斯坦(Stuart Firestein)
大多数学者都一致认为,牛顿在17世纪正式提出力学与引力定律和发明微积分时,可能通晓那个时代所能知道的所有科学知识。在其后的350年里,自然科学和数学界发表了大约5亿篇科研论文,出版了数不清的科技图书。现在,高中生可能比牛顿拥有更多的科学知识,然而对于许多人来说,科学似乎仍是一座高不可攀的信息大山。
科学家一直在设法攀越这座大山,他们所采取的一种方法是使自己越来越专业化,而这种方法成效有限。作为一名生物学家,我并不指望能读懂哪怕一篇物理学论文中的头两个句子。即使是免疫学或细胞生物学方面的论文,也让我丈二和尚摸不着头脑——而且在我自己的专业领域——神经生物学,一些论文也让我迷惑不解。我的专业似乎每天都在变得越来越狭窄。因而科学家不得不求助于另一种方法来攀越这座信息大山,即基本上无视它的存在。
这种态度不应该让人大惊小怪。当然,作为一名科学家你必须知道许多知识,但是知道许多知识并不能使你成为一名科学家。真正能使你成为一名科学家的东西是无知。看起来这种说法可能有些荒唐,但是对于科学家来说,这恰恰是成长的起跑点。在科学界,每一个新发现都会产生出10个新问题,这是爱尔兰剧作家萧伯纳(George Bernard Shaw)在一次晚宴上给爱因斯坦祝酒时说的一句玩笑话。
按照这种算法,无知的增长速度将总是快过知识。科学家和普通大众都会同意,我们还不知道的东西比我们所知道的一切要多得多。更重要的是,每天我们都会知道更多我们“不知道”的东西。科学知识的一个关键成果在于产生出一些更好的新方法,进而使科学家变得无知。这种无知不是那种与缺乏好奇心或教育有关的无知,而是一种受过培养的、高素质的无知。这就触及到科学家科研工作的实质:凸显高素质的无知。科学家可以在申请科研经费时或在科学会议的酒会上进行这一工作。麦克斯韦可能是牛顿和爱因斯坦两个时代之间最伟大的物理学家,正如他所说的那样:“真正意识到无知,是知识每一次真正向前推进的前奏。”
对科学的这种“问题重于答案”的看法,对于人们来说应该是某种程度的压力释放。它使人们对科学减少恐惧感并增加好感,其实这会使科学变得更加有趣。科学变成一系列精彩的谜题和谜中谜,而又有谁会不喜欢有趣的谜题呢?问题比答案更容易理解,并且常常更为有趣。答案往往是科研进程的终点,而问题却是科研进程精彩的高潮。虽然我拥有博士头衔,但是却无法理解免疫学方面的许多知识,而有趣的是大多数免疫学家也无法全都知道——现在没有一个人能面面俱到、无所不知。然而我能够知道那些免疫学发展的核心问题。虽然我并不假装自己了解有关量子物理学的许多知识,但是我却能明白那个领域的问题是如何产生的,以及这些问题为何如此重要。强调无知是一种广义的概念,人们在无限的空间面前不过沧海一粟,显得十分渺小,这让人们感到平等。
科学知识迅速增多,大量信息堆积如山,这座山对于我们来说太高太大了,以至于我们从来也没有打算去征服它。最近,公众对科学的这方面已经不太感兴趣了。但是如果科学家更多地谈论问题,而不是以大量的行话让你对他们望而生厌;如果媒体不仅报道新发现,而且还报道这些新发现所回答的问题和产生的新谜题;如果教育工作者不再向人们灌输在维基百科上就可以获得的信息,那么我们可能会发现:人们将再次参与到过去450年来一直进行着的这一大冒险——科研活动中。
因此当我们遇到一位科学家时,不是去问他(她)知道什么,而是问他(她)想要知道什么。这对于双方来说都是一种更好的交谈方式。(翻译 詹浩)
文化差异 科学动力
在科研工作中,科研人才多国化与多学科化一样重要。
撰文 艾丽斯·加斯特(Alice P. Gast)
虽然各国在足球比赛和国际关系方面是竞争对手,但是科学却是一股将它们整合到一起的力量。我们取得的许多伟大科技成果就来自于国际科研合作。2003年,来自9个国家11个实验室的科学家组成的研究团队以史无前例的速度鉴定出了SARS冠状病毒。在日内瓦附近的大型强子对撞机实验室,为捕获希格斯玻色子而汇聚了来自世界各国的科学家。顶尖的科研中心遍布全世界,科学研究工作正日趋国际化。
然而身处这一国际化潮流之中,人们却一直未曾正确认识到,该趋势对科学本身和科学研究的实际运作方式所带来的影响。一些伟大的发现来自于跨学科思维,这早已成为人们的共识,比如在对于某一材料问题的研讨中,从化学家的角度能给人们一些有益的提示;在生物学问题上,物理学家可能给出一些真知灼见;生物学家则能帮助工程技术人员了解自然界的运作方式,以提供一些最佳解决方案。但几乎没有人认识到,当科研团队成员以各种不同文化方式解决问题时,会给科研工作带来多大活力。科研工作中,人才多国化与多学科化同等重要。
我一直在亲历这一国际多元化过程。我与来自墨西哥和德国的同事一起工作多年。在许多事情上我们都有共同的爱好:我们都喜欢美食,喜欢徒步旅行,喜欢与我们研究工作有关的数学和物理学。不过,当我们开始在黑板上写出一些公式时,我们的文化差异就变得明显起来。
当我们第一次开始合作时,我们所采取的科研方式似乎是相互冲突的。我们所研究的这些物理学问题——悬浮颗粒流体——是很棘手的。它们包含着许多未知参数,并且流体物理学研究还面临着许多约束条件和边界条件——一些不能突破的规则,它们就像物质不灭定律或一堵不可逾越的墙。在研究一些复杂的公式时,我的墨西哥同事想将这些规则放宽松一些,以使数学问题更容易解决,然后再将它们放回到严格的条件下加以处理。这样一来就让我们的德国朋友感到无法接受,于是他们就不断提醒我们不要忘记约束条件和边界条件,确保我们不致偏离正道太远而误入歧途。我所接受的美国文化教育却让我保持一种中间态度:我既要考虑这些约束条件,又想暂时将它们放宽松一些。
多年来,不同观点冲突碰撞所产生的创意火花给我们的科研工作带来了成功。这个德国人、墨西哥人还有几个美国人的研究团队一道解决了具有挑战性的多体水动力学(multibody hydrodynamics)问题——微粒群挤压流体的数学描述,这个复杂的数学描述可以解释浆状流体和悬浮颗粒流体的流动方式。
1985年在巴黎从事北约(NATO)博士后研究期间,我第一次感受到跨文化思维带来的研究活力。法国同事教会我以不同的方法简化和厘清物理学问题。和采用典型的美国文化方式(以大量的数学公式解决问题)相比,对问题本身的美学和对直观感觉的价值判断,使我们更容易找到答案。后来在德国,作为亚历山大·冯·洪堡基金会奖金的获得者,我发现采用一种精心安排的战术和战略方法处理实验问题,能减少试错的次数。
这种思维多元化的力量开始展现在一些国际性会议上,在那里有机会倾听和请教一些问题,思考一些问题,相互探讨和批评指教,以及在会议结束后继续对话。
一些新型研究机构如雨后春笋般涌现出来,它们利用了国际合作的协同作用优势。新加坡已创建了一个高度国际化的科研平台,在那里人才济济,相互促进和竞争,建立起了一些全世界最好的科研团队。2011年12月,阿卜杜拉国王科技大学的第二批理工科硕士毕业,他们来自沙特阿拉伯、中国、墨西哥、美国和其他29个国家。一些实验室、研究所和大学成为人才汇聚的中心,它们将最优秀的科学家聚集起来,一起去解决最困难的问题。
实现跨国界科研,将对科学家有更大的需求。随着科研工作的不断深入,科学家将变得越来越专业化,拓宽知识面和拥有合作经验使他们能更好地“以不同的方式思考”和“将多学科知识点联系起来”,从而获得新的发现。这最终将带来更好的科学研究工作和取得更多的科研成果。(翻译 詹浩)
移动医疗来了
移动装置有可能成为强有力的医疗工具。
撰文 弗朗西斯·柯林斯(Francis Collins)
作为移动医疗技术实验的一位自愿者,我可以证明移动医疗非常吸引人,拿起你的iPhone,启动应用程序,监测你的心跳和心律,然后将你的心电图(ECG)读数发送给远方的心脏病学家。作为一名医生和科研人员,我还知道这种令人神往的移动医疗技术不一定等同于完美的科学技术或完善的保健实践,它仍面临着挑战。
近年来,使用手机和无线传感器来收集和存取医疗数据发展迅速。广泛使用的移动医疗应用程序主要用于计算卡路里,调节营养状态,跟踪锻炼情况,计算体重指数和帮助戒烟。在有助于医学研究和医疗保健的移动医疗应用前景面前,这些成效就显得有点太小儿科了。
移动装置提供了非常有吸引力的低成本实时方法,以评估疾病、运动、影像、行为、社会交往、环境毒素、代谢产物和许多其他生理参数。许多移动医疗技术可能应用于生物医学研究领域中的一些高难度创新项目,与此同时,生物医学研究可以为移动医疗应用提供基础证据,这正是目前许多移动医疗应用所缺少的。
因为移动装置很小并且在运行时所需的能源极少,所以它们能以前所未有的方式将科研实验室带到患者身边。例如,临床实验参与者能够避免往返研究机构、记录日常活动或者携带笨重的监测装置所带来的不便。科研工作者还可以获得质量更高的数据资料,因为有关运动、饮食、疼痛等的工作日记和问卷调查都是出了名的不可靠。实时连续的生物学、行为和环境数据能大大改进对疾病深层次原因的了解。将移动医疗数据和GPS数据结合起来,还能帮助设计早期检测和预警系统,监测与环境风险或传染性病原体有关的疾病暴发。
无线传感器能帮助科研工作者持续跟踪患者在家中的睡眠情况,不然他们只能依赖实验室的研究或患者的自我报告。医生能监测患者日常活动中的血压,而不是在诊所中测量血压,而日常活动中的血压对于患者来说最为重要。埋置有纳米传感器的可洗去的文身,可以获取血糖和血中钠离子的读数,然后通过智能手机将读数传送出去。