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时事追踪

2023年回顾|开放科学的主旋律:保持活力和乐观

时事追踪
2024年04月22日

   2023年,人工智能(AI)技术的创新与应用取得了显著突破。因此,这一年也被很多人称为“AI元年

这一重大转折点的来临,既得益于算法的进步与算力的显著提升,也在很大程度上得益于过去数十年开放科学运动中,开放知识、开放数据、开源代码等资源的丰富与广泛应用。然而,开放科学运动的推进并非一路坦途,而是面临着诸如研究资金分配、知识产权保护、学术出版市场变化以及学术界对其认可度等诸多挑战。在这篇文章中,我们将一起探索开放科学如何在挑战与机遇中保持其生机和活力。

我们会将透过时间的镜头,审视那些改变科研世界的重要时刻,回顾开放科学演进历程中的几个重要节点,并深入探讨过去一年中开放科学在塑造科研新范式、打破学术出版边界中的实践,感受来自高校图书馆、基金资助机构、科学联盟、学术出版商和研究人员等各利益相关方对开放科学的广泛认可和多元化参与,以及开放科学在科研和新发现中的角色,最后展望其未来的发展趋势。

 

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1 全球视野下的开放科学

(本图基于联合国教科文组织《开放科学建议书》中对开放科学的定义由AI生成)

 

开放获取不是目的本身,而是实现长远目标的手段。最重要的是,它是实现研究的公平性、质量、可用性和可持续性的一种手段。

——布达佩斯开放获取倡议20周年

开放科学运动旨在建立一个生态系统,在这个生态系统中,科学研究的知识和数据将得到更广泛的积累和共享,研究过程更加透明和高效,加速科学发展,并为所有人提供更广泛的获取和参与机会。

——法国开放科学委员会

开放科学拥有变革力量,能够有效减少在科学、技术和创新领域中已经存在的不平等现象,从而更快地推动实现可持续发展目标,确保人们有权参与科学及其发展过程并享受其带来的益处。

——2023年联合国教科文组织《开放科学展望:全球现状和趋势》

演进历程:从开源到开放科学

本部分将对过去历史上与开放科学相关的事件进行梳理,这些事件为近年来特别是2023年在开放科学政策和实践方面取得的成果奠定了基础。2023年的一些关键事件亦恰逢具有里程碑意义的纪念日。

 

1993430

30年前,也即开源Open Source)一词被首次提出的5年前,欧洲核子研究组织(CERN)决定将万维网(World Wide Web)的源代码以开源软件的形式发布[1],同时免除所有版税费用。CERN的这一举措为开放科学和世界范围内知识的开放获取奠定了技术基础。

 

2002214日、2003411日、20031022

这三个日期都与开放科学运动极其相关,是在一年之内签署三项开放获取(Open Access,简称OA宣言的纪念日。这些宣言也被称为“3B”宣言,它们促使OA成为共享学术研究出版物的最公平模式,并确立了OA这一术语,用于描述那些旨在使科研成果在更广泛的范围内更易于被获取和使用的各种倡议。《布达佩斯开放获取倡议(Budapest Open Access Initiative,简称BOAI)》[2]是三项倡议中的第一项,它确定了学术论文OA出版的两种途径:第一种是将论文存入网络上的开放式电子档案库或知识库。这种做法称为自存档(Self-archiving,也称为绿色OAGreen OA)。第二种是将论文发表在实行OA的期刊,确保出版的论文能永久开放获取。这种做法称为金色OAGold OA)。一年后的20034月,在霍华德·休斯医学研究所(Howard Hughes Medical Institute)主导下发布的《贝塞斯达开放获取出版声明(Bethesda Statement on Open Access Publishing,简称BSOAP)》强调了OA出版的重要性,规定OA出版物需要拥有广泛的使用和再使用权,包括衍生作品的使用和再使用权。200310月,马克斯·普朗克学会(Max Planck Society)发起的《关于自然与人文科学知识的开放存取的柏林宣言(Berlin Declaration on Open Access to Knowledge in the Sciences and Humanities)》是开放科学运动第三个有影响力的宣言,承认了从印刷到数字化转变在促进OA模式方面的重要性。2004524日,中国科学院院长路甬祥、国家自然科学基金委员会主任陈宜瑜在北京分别代表各自机构签署《柏林宣言》,以推动全球科学家共享网络科学资源[3]

虽然开放获取作为一种知识传播的实践已经存在了更长的时间,但这三个宣言凝聚了一股力量,使2023年及以后的零封锁(Zero-embargo)成为可能(注:在开放科学运动中,Zero-embargo指一种与传统学术出版模式不同,能够实现研究成果在出版时立即向公众免费开放而没有任何延迟和时滞期的出版策略)。

更多关于开放获取的发展历程见往期推文:带您了解开放获取的发展历程

 

20131 11

10年后的2023111,美国白宫科学技术政策办公室(OSTP)宣布2023年为开放科学年[4]。这也是社交新闻网站Reddit联合创始人亚伦·斯沃茨(Aaron Swartz)逝世十周年的日子。亚伦在生前的生活和工作激发了对互联网自由和开放获取的深入讨论。

 

2013222

2013222日,美国OSTP发布《霍尔德伦备忘录(Holdren Memo)》,主题是让更多人获取联邦政府资助的科学研究成果(Increasing Access to the Results of Federally Funded Scientific Research)。2022825日,OSTP发布《纳尔逊备忘录(Nelson Memo)》(Ensuring Free, Immediate, and Equitable Access to Federally Funded Research),要求主要联邦科学资助机构在该备忘录发布日期后的180天内,向OSTP提交公众访问(Public access)更新计划,在202412 31日之前完成并发布,并在发布后一年内生效。该备忘录的重点是加速学术出版物的开放获取(尤其是取消12个月的获取时滞期)、增加对科学数据的开放共享,以及通过持久性标识符(PID)和元数据加强对研究产出的动态追踪[5]。《纳尔逊备忘录》指出,自2013年《霍尔德伦备忘录》发布以来,其产生了巨大的社会公众效益:美国公众可以获取800多万份学术出版物。每天有300多万人免费阅读这些文章。2013年联邦资助机构的OA政策为从研究孤岛向重视合作和数据共享的科学文化的范式转变奠定了基础:联邦政府资助的出版物、数据和其他此类研究成果及其元数据能够以开放、公平和安全的方式与公众和科学界共享和自由使用。《纳尔逊备忘录》的发布也恰逢一个历史性的时刻:80年前的1942年,科学社会学之父默顿(Robert K Merton)提出研究成果应该向所有人免费开放的观点:每个研究人员必须为共享资源库(Common Pot做出贡献[6]

 

2018717

就在六年前,美国国家学院(National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine)发布了一份由开放科学事业委员会(Committee on Toward and Open Science Enterprise)撰写的共识研究报告(Consensus Study Reports),题为《设计之下的开放科学:构建21世纪研究的新愿景》(Open Science by DesignRealizing a Vision for 21st Century Research[7]。该报告涉及范围广泛,就像一张路线图,涵盖了从愿景、战略到开放科学政策和实践的全方位内容,推进了开放科学的发展和学术交流模式的变革。截至2023年,报告所阐述的愿景尚未完全实现。但是,包括资助者、研究人员和政策制定者在内的一系列利益相关者,都将其视为重要参考,积极参与开放科学运动。

 

201894

201894日,来自法国、英国、荷兰、意大利等11个欧洲国家的主要科研经费资助机构,在欧盟委员会(European Commission)和欧洲研究理事会(European Research Council)的支持下,联合签署了一项旨在实现研究出版物全面、即时开放获取的S计划(Plan S,最初称为cOAlition S)。S计划的“S”代表了“Science, Speed, Solution, Shock”。该计划的总原则是自2021年起,所有由国家、地区、国际研究委员会和其他资助主体提供的公共或私有研究基金资助的科研项目产生的科研成果必须在开放获取(OA)期刊、开放平台(Open Access Platforms)上出版或者在无滞后期的开放仓储(Open Access Repositories)中立即可见。截至20241月,共有来自欧洲国家和美国的29个科研资助机构加入该计划[8]2018123日,在德国马克斯·普朗克学会召开的第14届柏林OA2020会议上,中国国家自然科学基金委、国家科技图书文献中心、中科院文献情报中心在会议上发布立场声明,明确表示中国支持OA2020S计划,支持公共资助项目研究论文立即开放获取,同时强调我们将采取灵活的措施达成这一目标[9]

开放科学塑造科学研究的新范式

2023年,一些美国联邦机构发布了新的或更新的公共获取计划,并向研究人员、研究机构、图书馆、学术出版商、学协会及公众等征询有关计划的意见。包括:美国国立卫生研究院(National Institutes of Health,简称NIH)计划为作者制定可能的权利保留指南[10]。此外,NIH还对2003年实施的数据共享政策进行了更新。修订后的政策(Final NIH Policy for Data Management and Sharing[11]2023125日起正式生效。国家科学基金会(National Science Foundation,简称NSF)主任在其拟发布的公共获取计划2.0NSF Public Access Plan 2.0)中强调了基金会对开放科学和公众获取联邦政府资助的研究成果(包括出版物和数据)的坚定承诺[12]。根据OSTP的要求,该公共获取计划2.0将在2024年内发布,并不晚于20251月正式生效(图2)。NSF还计划在2026年发布更新版的公共获取计划,并于20271月实施。更新版将重点关注研究人员的机构隶属情况和资金来源,以及研究人员、研究产出和奖项的持久性数字标识符[13];美国能源部(Department of Energy)将ORCIDDOI直接纳入其新的公共获取计划[14];美国国家航空航天局(NASA)公共获取计划已经超越了OSTP 备忘录所涵盖的范围,由其资助的研究项目所产出的开源代码也将作为公共获取资源进行共享[15]。各联邦资助机构的最新信息可通过多种渠道获取,包括open.science.gov[16]science.gov[17]

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2  美国国家科学基金会(NSF)公共获取计划时间线(来源:[18]

打破出版界限:由学术社区驱动学者主导的开放获取的兴起

在欧洲,科研资助机构联盟cOAlition S202310月宣布了下一个更加大胆且更具颠覆性的开放获取出版计划,即迈向更负责任的开放获取出版模式(Towards Responsible Publishing[19],以应对依然存在的付费墙现象以及OA出版进度缓慢等问题[20]。这一声明是在欧盟理事会呼吁立即、公平地获取公共资金支持的研究成果,并通过一项关于高质量、透明、开放、可信以及公平的学术出版物的决议[21]之后宣布的。该计划被称为S计划的2.0版,其一方面坚守“S 计划的最初使命,即只有向科学界公开所有研究成果,(研究)工作才能达到最佳状态;另一方面勇于创新,勾勒出一个未来基于学术社区学者主导的开放研究交流系统:研究人员无需支付阅读或出版费用,可以保留其成果的所有权,并且自主决定其论文是否发表、何时发表[22]。实现上述出版模式的方法之一是采用一种称为发布、审查、策划Publish, Review, Curate)的内容管理和质量控制模式。这种方法鼓励研究人员通过预印本共享他们的研究成果,然后通过公开的同行评审来讨论和评价这些研究。通过这样的评审过程可以帮助整理和评估研究成果,从而提升整个学术交流的质量。费用将由图书馆、资助者、政府和高校等多种机构组织承担。这种模式正在如eLifePeer Community InBiophysics ColabOpen Research EuropeF1000 Research等平台上逐渐流行。在关于研究的研究——元研究(Metaresearch)领域中,一个名为MetaRORMetaResearch Open Review)的新计划即将推出。区别于传统学术期刊,该计划旨在建立一个按照发布、审查、策划模式运作的平台[23][24][25],有望提高同行评审过程的认可度和吸引力,同时使知识创造过程更加透明和高效。2023年,公众获取科研成果的机会在全球范围内得到了真正的扩大,这一势头将在未来持续下去。

开放科学中利益相关者的多元化参与

在整个2023年,开放科学年的热情在科学界广泛传播。众多利益相关者,如学术机构、学术出版商、学术团体,纷纷重申或开始认同开放科学的价值和重要性。

1、高校图书馆

许多大学图书馆开展了一系列开放科学年活动。卡内基梅隆大学图书馆(Carnegie Mellon University Library)举办了一个为期一年的系列活动[26]。这些活动包括一系列的讲座,一场名为黑客马拉松Hack-a-thon)的编程竞赛,以及一次开放科学研讨会。在这些活动中,学者们不仅分享了他们的知识和经验,而且鼓励了跨学科的交流和合作,为科学研究的开放性和透明性提供了一个平台。

与此同时,加州大学旧金山分校图书馆(University of California San Francisco Library[27]在其年终总结中表示,2023年图书馆积极地参与到开放科学运动中,在公平学术出版方面发起了多项倡议,提倡数据共享,致力于素养教育和推广透明的研究方法,并努力营造一个围绕开放科学原则的社区氛围。他们的努力凸显了对提高科学研究在可获取性、合作性和多样性方面的持续承诺。

2、基金资助机构和科学联盟

基金资助机构、科学联盟和其他非营利性智囊团机构以不同方式参与开放科学运动。

国际科学理事会(International Science Council)在其年终总结中总结了世界各地有关开放科学的发现、宣传和立场声明[28]

CERNNASA联手主办了一场题为加速推动开放科学落地(Accelerating the Adoption of Open Science的峰会。峰会闭幕式上的声明肯定了与会者在各自机构将开放科学付诸行动的意愿[29]

NASA的开放科学转型计划(Transform to Open Science Initiative,简称TOPS[30]发布了开放科学在线免费课程。该计划旨在培育一种包容的开放科学氛围,提升参与者之研究影响力,加速重大科学发现的诞生,扩大那些以往常被边缘化群体的参与度,并促进开放科学原则的广泛应用。

威尔逊中心(Wilson Center)就开放科学运动如何将新资源投入到开放源代码软件和硬件的开发中发表了一些见解[31]。该中心还对包括联邦机构在内机构支持的开放科学项目进行了汇总[32]。许多项目已经在开放科学年期间得到了大力推动。例如,在开放数据方面,在美国国家癌症研究所儿童癌症数据倡议(Childhood Cancer Data Initiative)支持下开发的开放儿童脑肿瘤图谱Open Pediatric Brain Tumor Atlas)已于2023年出版。这是世界上最大的儿童脑肿瘤数据集,全球各地的研究人员都可以实时访问[33]。美国科学家联合会(Federation of American Scientists)发布了一份关于开放全国灾情数据倡议(Open Disaster Data Initiative[34]的行动呼吁。这些项目有助于更好地了解防灾减灾和癌症等全球性问题,促进基础研究及实际应用的进程。

柏林爱因斯坦基金会(Einstein Foundation Berlin)将其2023年的促进研究质量卓越奖(Award for Promoting Quality in Research)颁发给了在伦理研究和开放科学领域的杰出领袖。柏林爱因斯坦基金会旨在促进柏林的国际顶级科学和研究,致力于将柏林建设成为卓越的科学中心;而该奖项则表彰了在提升科研诚信方面做出显著贡献的个人和机构。伊夫·莫罗(Yves Moreau)因其在DNA数据隐私保护方面的倡导和算法创新而荣获个人奖项。伯克利社会科学透明度倡议(The Berkeley Initiative for Transparency in the Social Sciences)由于其在研究可复现性方面的贡献而获得机构奖。安妮·盖特纳(Anne Gärtner)因其推动负责任的研究评估倡议(Responsible Research Assessment Initiative)获得了新锐研究者奖。值得注意的是,2021年的个人奖项颁发给了arXiv预印本文献服务器的创始人,美国康奈尔大学物理与信息科学教授Paul Ginsparg[35]。以arXiv为代表的预印本服务器作为学术出版物的在线档案库,使科学界能够立即、透明、公开和全球性地讨论和比较研究发现。更多关于预印本平台介绍见往期推文:一波Xiv来袭| 预印本平台介绍合集

英国研究网络(UKRN)推出创新的OR4项目促进开放研究[36]。这是一项重大的全国性倡议,旨在改革学术界开放研究的认可与奖励系统。作为UKRN开放研究计划的一部分,该项目汇集了43个英国学术研究组织,包括剑桥大学和皇家音乐学院等知名机构,共同重新定义在招聘、晋升和评估中的评价标准。OR4项目涉及超过80,000名学术工作人员,致力于将英国置于全球开放研究改革的前沿地位,与诸如CoARAOPUS计划和美国HELIOS网络等国际倡议保持一致。

3、出版商和学协会

出版商和学协会在开放科学年展现出积极态度,致力于探索如何改进学术出版,旨在降低成本、提高获取信息的途径,并扩大其触及的受众范围。

Orvium介绍了牛津大学出版社(OUP)如何向更可持续的出版模式迈进[37]。美国生物化学与分子生物学会(American Society for Biochemistry and Molecular Biology[38]也表达了这一意图,包括在如何评估不公平的文章处理费(APC)方面进行创新。

Frontiers2023年联合国气候变化大会(COP28)会议上介绍了他们的开放科学宪章,要求将这些费用清晰透明地公开,并确保APC直接对应于出版的实际成本[39]

出版商们也带来了一些乐趣,包括为开放科学年划上句号的美国地球物理学会(AGU)旗下杂志Eos的年终双刊,在一篇题为“Wide. Open. Science”的文章中[40],从开放科学对学术文化的重塑、研究人员如何通过开放科学提高数据可访问性、开放科学中多学科合作的必要性等方面介绍了研究人员在地球和太空科学领域中的研究深度与广度的不断拓展。

4、研究人员

202310月,预印本平台arXiv创下了新的里程碑,单月论文提交数量达到20,710篇,刷新了刚刚在5月份所创下的历史纪录(图3)。自19918月创立以来,截至2024119日,提交到arXiv上的论文总数量达到了惊人的2,403,904篇。其中,计算机科学、数学和物理学领域研究人员的贡献最为显著。这些成绩能一定程度上反映出研究人员对开放科学的热忱与积极参与。作为知识性资源的关键生产者,他们的积极投入和贡献为开放科学的发展提供了源源不断的活力。

3  1991-2024年间预印本平台arXiv每月提交论文数量统计(来源:[41]

开放科学在科研和新发现中的角色

开放科学运动通过提高研究和数据的透明度、包容性和可访问性来促进新的科学发现。以下选取几个与开放科学相关的重大发现和成就:

1.        韦伯太空望远镜(JWST)的数据几乎是立即向全世界开放的,该举措是 NASA对透明度和开放科学承诺的一部分,使更广泛的社区能够参与JWST 的发现和观察。这些数据促使研究人员在2023年发现了迄今为止最遥远的活跃超大质量黑洞[42]

2.        COVID-19大流行在许多方面向公众清晰地展示了开放科学运动的重要性。我们仍在不断从这件事中吸取教训,值得庆幸的是,我们将继续从开放的研究和数据中获益,这些开放的研究和数据加速了我们针对病毒的风险调控策略、技术及治疗方法的发展。

3.        高能物理(HEP)和INSPIRE数据库。几十年来,高能物理(HEP)领域一直是开放科学的先驱。作为高能物理界的核心资源,INSPIRE数据库(早期称为SPIRES)开创了开放式传播科学知识的先河,极大地促进了该领域的合作与发现。早在20世纪60年代,高能物理领域的科学家群体之间的信息交流和针对关键问题的探讨主要依赖于邮件等私人渠道。然而随着研究领域的不断拓展,高能物理学家迫切需要一个能够及时获取最新情报的交流工具(Current awareness communication tool)。德国汉堡的德国电子同步加速器设施(DESY)在20世纪90年代每年耗费超过一百万德国马克用于提供文档索引和情报传播服务。美国SLAC国家加速器实验室的图书馆也提供了类似DESY的服务,与斯坦福大学共同开发了SPIRES文献数据库系统(Bibliographic computer database system)。该系统在1974年启动之后,迅速在高能物理领域占据了核心地位。1990年,世界上首台Web服务器在欧洲核子研究组织(CERN)启动。在随后的1991年,美国第一台Web服务器在同样是粒子物理实验室的SLAC上线,SPIRES也因此成为了网络上的第一个数据库。到19949月,SPIRES超过四分之三的查询来自互联网[43]INSPIRE还与美国天体物理数据系统(ADS)、arXiv预印本平台保持紧密合作关系,实现服务互补,互相交换数据和知识,帮助研究人员共享和查找高能物理领域的学术信息。

展望

2023年,全球开放科学运动取得了很多重要进展,在此无法一一详述,包括2023年第三届联合国开放科学大会(3rd Open Science Conference)、2023年主题为社区优先于商业化(Community over Commercialization的国际开放获取周,以及由国家科技图书文献中心(NSTL)主办、中国科学院文献情报中心和清华大学图书馆共同承办的第四期开放获取专员学术研讨会的举办(详细见往期推文:第四期开放获取专员学术研讨会在清华大学成功举办),以及联合国教科文组织(UNESCO)在202312月发布全球开放科学进展报告《开放科学展望(第1期):全球现状和趋势》(详细见往期推文:国际重要报告编译|《开放科学展望(第1期):全球现状和趋势》)。通过回顾这些进展及其与历史事件的关联,从某些视角来看,我们正在迈向科学与开放科学之间不分伯仲的未来——一个科学真正开放的未来。

 

2024年,开放科学工作组将继续密切关注全球范围内各学科领域、各类参与者以及不同国家的开放科学实践。如需了解更多相关资讯,敬请关注本公众号。

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4  开放科学的未来愿景

(本图基于提示“a future where science is truly open by design”AI生成)

 



[6] Guy, Marieke (30 April 2015). "Open Access to Research Data: Timeline". Open Access Working Group. UK: Open Knowledge Foundation. https://access.okfn.org/2015/04/30/open-access-to-research-data-timeline/index.html

[7] National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. 2018. Open Science by Design: Realizing a Vision for 21st Century Research. Washington, DC: The National Academies Press. https://doi.org/10.17226/25116.

[43] Hecker, B. Four decades of open science. Nature Phys 13, 523525 (2017). https://doi.org/10.1038/nphys4160

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