合作型研发项目的研究范式探微——以人类基因组计划为例，本文主要内容关键词为：范式论文,为例论文,人类基因组论文,计划论文,项目论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
中图分类号：NO1文献标识码： A文章编号：1008-472X(2006)05-0029-06
一、导言
始于20世纪80年代的人类基因组计划（简称HGP），引起世界性的轰动，它比曼哈顿计划和阿波罗计划更伟大，其研究范式突破了原有的科学研究模式，给我们很大的启示。
人类基因组计划（Human Genome Project,简称HGP）是一项国际性研究项目，由美国科学家在1985年率先提出，旨在阐明人类基因组30亿个核苷酸对的序列，发现所有人类基因并搞清其在染色体上的位置，破译人类全部遗传信息，使人类第一次在分子水平上全面认识自我。这不仅可以给人类疾病的预测、预防、诊断和治疗带来革命性的变革，而且将大大促进人类对自身的认识，为理解人类进化、胚胎发育甚至思维的基础等一系列科学难题的解决提供一把金钥匙。
二、人类基因组计划的研究范式
人类基因组计划(HGP)采用了一种全新的研究范式。具体体现在以下几方面：
（一）研究路径的整体性
研究人类基因组，科学家们面临两种选择：要么零敲碎打，大家各自研究自己的兴趣点，要么从整体上研究和分析人类基因组序列。
克里克在《双螺旋》一书中曾说过：“要弄清一个复杂系统有三种主要方法。一种是把它分解开，分别研究它的各个部分——它们是由什么组成的，它们是怎样工作的。另一种是确切地了解，相对于其它部分而言，每一部分处于系统中什么位置，它们之间又如何作用。但是只靠这两种方法还不能回答系统是怎样工作的问题。为此必须有第三种方法，即研究在系统的不同部分间微妙的相互干涉中系统和它各部分的行为，以及这种相互作用对不同水平的行为有什么影响。”并且他一步指出，对于分子生物学和细胞生物学而言，这三种方法都能起决定性作用，但第三种方法还需要新技术。[1]
生物体的显著特点是其复杂性和变异性，并且生物系统的复杂性远远高于非生物体系统，以至于对生物系统的描述很不充分，更难说进行量化分析。始于20世纪50年代的分子生物学运用了物理化学的还原论方法来分析生命活动的基本特征，取得了巨大的成就，但是“就有生命的系统而言，没有谁否认生物体是由原子集合而成的。错误的观念是把生物体只当作是原子的集合而已。把生物体说成不过是原子的集合而已，这种说法是可笑的，其可笑程度正如把贝多芬的交响乐说成不过是音符的集合而已，或把狄更斯的某本小说说成不过是词语的集合而已。生命的特性、一首乐曲的主题、一部小说的情节，是所谓的显现性的。其性质只有在整体的结构层面上才能显现出来，而在部分层面上则是无意义的。部分的描述与整体的描述并不矛盾，二者是互补的，并且在其自身的层面上是正确的（假如我们仔细看看量子论，我们就会再次遇到一个系统有两个不同的、互补的描述的概念）”[2]。因此生命的特性不能建立在分子层面的碎片上，更不是分子、原子的简单相加，“人作为自然界长期进化的最高产物，在基因分子水平上的生命活动同人的生理活动和神经活动等客观生命现象的运动形式是不可分割的，人作为有机整体和基因的有机构成，二者既相互对立又相互依赖、相互制约，反映了整体和部分、系统和要素的辩证法。”[3]
研究人体这一复杂的系统，HGP回应了克里克的研究精神，这是HGP最富革命性的变化，不再零敲碎打，一个个地查找基因，而是用大撒网的方法，将所有基因一网打尽。从以前的偏重于单个基因的研究投向整个基因组的所有基因，从整个水平去考虑基因的存在、基因的结构与功能以及基因之间的相互关系等。进而为探索生物系统和科学研究的复杂性提供了一种新的科学理念与科学方法。
（二）研究计划的有序性
与以往科学研究不同的是，HGP的研究对象是人自身，研究的是与人的生、老、病、死等所有性状都相关的人体基因组，这在人类历史上是一个重大突破。人类基因组计划在其研究对象上没有从动物入手，而是直接选择了人。这是因为人不仅是最高级、最复杂的动物，而且人类在社会中所处的核心位置也是无可替代的，马克思曾经说过：“人体解剖对于猴体解剖是一把钥匙。低等动物身上表露高等动物的征兆，反而只有在高等动物本身已被认识之后才能理解。”[4]因此，通过破译人类基因组，可以直接，迅速地用于解决其它生物基因组的问题，揭示生命的本质。
因此人类基因组计划与另两个有全球性意义的项目，即曼哈顿原子弹计划和阿波罗登月计划相比，更显示了人类的协同与进步。由于全球范围内的科学家之间的合作，使得人类基因组计划避免了盲目性、片面性和重复浪费。HGP正是不断地从批评中吸取正确的意见，逐渐完善到今天这一计划的。如开始仅是笼统的“测序分析计划”。从何入手呢？各有各的说法。“制图计划”特别是遗传图的构建，原先是作为“测序”计划的不同意见提出来的，但双方都没有简单否定对方的意见，有关决策部门也没有简单地支持一方压制另一方，而最后持不同意见的双方走到一起，共同制定更加科学、更加全面的计划。从基础研究的“转录图”到应用研究中的“基因鉴定”再到“模式生物”的选择，整个讨论的过程，逐渐形成了“人类基因组计划精神”的一部分。
（三）研究组织的协同性
在近代科学产生之初，科学研究主要以个人方式进行。随着科学的发展，特别是进入20世纪中期以后，科学研究的协作精神日益突出。由于当代科学研究以问题为中心而不是以学科为中心，学科之间的界限被破除，导致了不同学科之间的广泛合作。
人类共同拥有一套基因组，人类基因组是人类共同的财产。破译人体奥秘，绝不仅仅是一个国家、一个民族和某一个科学家的事，而是与全世界所有人都息息相关。因此，HGP在一开始就被定位在国际大科学计划的高度上。人类基因组研究在生物学、医学领域中进行，生命科学各学科之间的协作攻关是必不可少的。另外，人类基因组研究的事实也有赖于物理学、化学特别是信息科学的帮助。人类基因组计划是人类历史上第一次由全世界各国不分大小、不分强弱，所有科学家一起执行的科研项目。它“汇集了生物学、化学、物理学、工程学、数学和计算机学等各学科的能工巧匠，动用了公立机构和私立机构的巨大人力物力”。[5]14-16其中包括美国、英国、日本、法国、德国、中国在内的6个国家16个实验室的1000多位研究人员，在科学史上首次实现了“全世界人民一起来做一件全世界人民自己的事”。[5]14-16从整体上破译人体基因密码是一个非常艰难的过程，不仅需要高尖端技术与资金上的支持，更需要遗传资源的帮助，研究人员的素质更起着关键性的作用。因此，人类基因组排序的完成需要全世界科学家共同努力与合作，私人公司的加入虽然增加了竞争气氛，但却大大促进了测序速度，这些组织和国家都强调精诚合作、材料共享、数据共享、共同攻关，才使得人类基因组草图比原计划提前五年完成，使人类早日从中受益。
（四）风险预警机制的完善性
如果说计算机的发展把我们带到了虚拟世界，为人类的行为提供了更广阔的发展空间，而人类基因组计划则把整个世界带到了实验室，在计算机上就可以构建并操纵生物以及预测它们在现实世界中的行为表现，使人类多年来梦寐以求的夙愿真正成为客观实在，把人类带到了更佳、更广的生存空间。然而从辩证的观点看，任何事物的存在都有其两面性。科学技术的发展更是如此，“科学技术对世界的深入探索与揭示，扩大了主体行为的可能性空间，也加大了主体间发生利益冲突的可能性。”[6]任何一项科技成果一旦应用于现实，必定产生正负两方面的效应，更何况人类基因组关系着人类自身的奥秘，其影响要远远大于一般的科技成果。因此人类基因组计划在应用过程中每一步都立足于关爱人类、扬善抑恶，在最大限度上造福人类，建立了完善的预警机制。
风险管理是预测未来事态发生的可能性，一个好的风险管理制度应该能够降低风险发生的可能性和程度。风险管理应该包括风险规划、风险评估、风险处理和风险控制。HGP从一开始就从战略高度上对于其可能引发的各种问题进行了探讨和评价，前面已经进行了讨论，下面仅就人类基因组计划在风险控制和风险处理方面所做的工作进行分析。
1.规范科学家行为的两个世界级纲领性文件
鉴于HGP引发的各种伦理、法律和社会问题，联合国教科文组织与国际人类基因组组织委员会分别于1997年和2000年颁布了人类基因组宣言与利益共享的声明。这两个纲领性文件针对比较突出的问题作了详尽的说明，为社会的解决提供了有力的理论武器。
这两个世界性文件决不仅仅是字面上的承诺，而是代表了所有关爱人类、关注科学的有识之士的共识，里面倾注了科学家与伦理学家、法学家等多年来艰辛努力的心血和汗水，这两个文件制定的及时、科学、可行，不仅可以约束科学家的行为，而且可以保证HGP的顺利进行。
2.把ELSI（人类基因组计划引发的伦理、社会和法律问题）定位在决定HGP成败的高度上
在资金投入上，HGP研究伊始，美国就打算花费一亿五千万美元来研究这个问题；在1998～2003年的美国人类基因组计划中，美国国立卫生院(NIH)和能源部(DOE)依旧把ELSI作为其重要目标；并且将HGP年度经费的3%到5%用于研究ELSI；在HGP的目标金字塔中（四个目标分别是：1、人类基因组的发现；2和3集中在整合新发现的信息到临床、非临床和研究工作的设置中；4、ELSI)，ELSI位于最底层，成为HGP所有工作的基础，ELSI的执行情况决定着 HGP的成败。随着世界范围内的人类基因组测序工作的快速进展，更增强了解决其引发的伦理、法律和社会问题的紧迫性，世界各国在对待ELSI问题上也都加大了解决力度。
在科学史上，把ELSI定位在决定计划成败的高度是史无前例的，这是由它的特殊性和进步性决定的。正如中国人类基因组计划的主要负责人之一、中科院副院长陈竺院士所言“人类基因组计划是科学家的兴趣与社会责任感相结合，科学家自下而上的科学思想与决策者自上而下的组织方式相结合的产物。……而且是在和平发展时代，对人的价值、对人的健康达到前所未有的重视程度时提出这样的计划”。[7]
这种定位是科技进步的标志。一部科学发展史同时也是一部人类文明发展的历史。在核能的开发和利用过程中，并未想到核能会被用到战争中去危害人类，而导致日本广岛的悲剧。科学家只是为了科学而搞科学研究，只管研究，不管应用，把科学与技术分开，这存在着很大弊端，因为事实上很少有科学研究不被应用，即便基础科学最终也会转化为生产力或成为应用科学的基础，因此科学与技术应该在同一个框架内来讨论。随着科学的发展，科学家已经意识到这一点，今天以人为本、关爱人类的HGP，充分说明了科学家的道德责任感的提升，在研究过程中他们能够把伦理学家、法学家、社会学家等人文工作者吸纳进来，广泛听取他们和民众的意见，研究 HGP实施过程中可能引发的各种问题，提前防范，充分显示了科学的人文关怀精神，也说明了科学在求真的同时也是求善的。真与善的结合，为科学的发展开拓了更为广阔的空间和更加光明的前景。
宾夕法尼亚大学生物伦理学家阿瑟·卡普兰在《科学》杂志撰文指出，真正的问题并不在于决策者是否应该容许基因工程：这一领域的迅猛发展是不可阻挡的。恰恰相反，真正的问题在于怎样采取一些能确保“利益共享，责任同担”的方法，有效运用这种强大的工具。这是一个相当大的难题，只有通过激烈的公开辩论才能加以解决。在20世纪60年代，全球问题的凸显使得技术的双刃剑作用成为世界关注的焦点，但科学技术的复杂性又使人们难以对技术本身及其后果有一个直观明确的认识和把握。在这一背景下，风险管理应是一个持续的过程，建立良好的风险管理担风险以及基于风险的决策机制是项目成功的重要保证。人类基因组计划的成功无疑是一个最好的例证。
三、创新与启示
人类基因组计划的研究范式为我们打开了一条未来复杂研究的通道，代表了当代科学研究的新范式。
（一）站在战略高度看问题
任何科学的重大问题和发现都是没有先兆的，因此国家和个人都需要科学储备。正确的科学理念决定一个民族的科技实力，而科学有其自身的规律、思想和方法，因此面对高科技，我们更需要高思维[8]。这种思维也就是战略思维。
战略思维的特征主要有：1.整体把握全局分析观。战略思维具有极强的全局性。人类基因组计划是从整体的研究路径和综合全局的认识论高度去动态认识生命现象的发生原理。主动地、经常性地研究和解决带有全局性的重大问题，准确地、动态地把握全局，要经常分析变化了的形势。 2.不确定性状态下的前瞻性。国际竞争的动态性需要从国际水平上看战略性的干预，因此在目前经济全球化，世界格局多极化，经济与社会信息化的三大趋势下，每个国家每个行业都要捕捉机遇，前瞻科技前沿，结合自身特点，形成有自身特色的发展项目：要有敏锐的机遇眼光和市场意识，要敏锐地把握事物发展的机遇点，要对机遇的趋势性做出总体性的把握，对机遇的规律性有着深刻的理解，对机遇的特殊性有准确的分析，对机遇的阶段性进行有效的控制。3.理论与实践的创新性。HGP使得思维行为化，而不只是思维中的思维，它把世界搬进实验室，把更多的不可能变成可能。事实上，文明的发展过程总是用虚拟创造出种种不可能的可能，而人类基因组计划则使不可能最大化地实现了可能。HGP从启动到实施并迅猛发展，就在于它是以新观念、新方法、新途径来认识生命现象，跳出了原有的思维框架，由过去的还原论向整体认识论转变，从单一的线性思维向有序性、计划性的复杂性分析思维转变。创新意识对于我国21世纪在国际竞争中的地位尤为重要。4.把握态势的稳定性与灵活性。战略问题是长远性、根本性问题，具有较强的稳定性，同时又具有嬗变性，具体行动策略要灵活应对。由上可见，发展科技战略意识极其重要。[9]
总之，未来的科学研究趋势是要在空间角度上实现全局与局部的整体性统一，在时间维度上实现关于现在与未来的预见性和发展性的统一，在实践角度上实现目标与手段的效用性的统一。
（二）“大胆解题，小心求证”的研究思路和人本精神
科学方法是在探寻科学活动中所遵循的规则，而科学活动是人参与的社会实践活动，是一个动态发展的过程，科学本身也并非只是表态的既成知识，因此对于科学方法的应用来说也不是一成不变的，在其发现阶段、检验阶段和应用阶段都会有不同的研究方法。[10]人类基因组计划从其对象的确立、目标的选定、研究方法的选择、组织的策略以及实施的整个过程都蕴含了系统思维所具有的整体性、开放性和协同性等方法论理念，体现了以生命科学为代表的当代科学发展的所体现出的一种系统思维方法。
在基础研究方面“大胆解题”。人类基因组计划在其研究对象上直接选择了人，这是因为人不仅是最高级、最复杂的动物，而且人类在社会中所处的核心位置也是无可替代的，人类基因组的研究可以直接，迅速地用于解决其它生物基因组的问题，揭示生命的本质。除此之外，HGP还能推动生物高新技术的发展，产生重大的经济效益。在目标的确定上，HGP定位在了科学的国际性和社会性，从对基因组DNA全序列的测定到基因组DNA信息进行解读再到对基因组研究的伦理、法律和社会影响的探讨都体现了国际性和社会性，这期间全世界科学家通力合作，采用最先进的技术工具，使HGP一再提前，计划目标的确定充分体现了系统开放性的特点。从其研究方法、组织策略和实施过程也都可以体现人类基因组计划对生命科学研究对象所具有的整体性和复杂性，而且体现了科学发展的一种内存整体性和协同性。在成果应用方面“小心求证”。在对人类基因组测序突飞猛进之时，对于其成果的应用确是十分慎重的。因为任何一项科技成果一旦应用于现实，必定产生正负两方面的效应，更何况人类基因组图关系着人类自身的奥秘，其影响要远远大于一般的科技成果。因此在应用过程中每一步立足于关爱人类、扬善抑恶，在最大限度上造福人类，ELSI子计划就是最好的例证。人类基因组计划“大胆解题，小心求证”的研究思路是其独有建树之处，在带动其它领域突破的同时，也在方法论方面提供了人类思维的新范式，这种新范式的意义不亚于其成果本身，它架起HGP与其哲学思考的桥梁，使科技与社会、与文化相融合，也使科技更具有人性化。
（三）研究中合力制胜原则
HGP是国际科技合作的成功典范。它首先在美国启动，很快便得到国际科学界的重视，英国、日本、法国、德国和中国科学家先后加盟，它充分显示了协调及合作在当代科研中的重要性。HGP的成就表明：日益加强的全球竞争与技术进步迫使科学研究的规模化、国际化，而且资源的稀缺性与人们需求的扩张性也要求研究组织的合作性。因为从博弈的角度上讲，如果几个国家或团体、个人去瓜分一个蛋糕只能是蛋糕越来越小，但是如果大家在比较优势的基础上分工合作，把蛋糕做大，则各方都能受益。另外，大科学时代不仅仅是单纯生产知识，更重要的是要运用人类所创造的知识，去解决人类社会、国家和部门发展的重大问题。因此即使从单纯的知识创造角度上来看，一个人的知识结构对于他所要解决的问题来说，总体上看也是不够的，也必须学会协调与合作，以形成知识和能力的互补，不同类型的人才互补，以及资源和信息的互补。
历史已经证明：社会需要竞争，更需要协同。“人类文明发展的动力可能就是如何在分化斗争与聚合认同之间保持必要的张力”，[11]因此在科学家强调旨趣、媒介强调效应、商家强调利益、伦理学家强调道德、学术界强调前沿、政府协调平衡的同时，都已经背负了一种责任，社会需要发展，需要竞争，更需要协作，则同生共存从某种意义上可能成为解决问题的最好突破口。
人类基因组计划“全球共有，国际合作，即时公布，免费共享”的科学精神，是一种系统的方法论理念和思维方式，作为21世纪科学研究的前沿和富有挑战性的重大课题，人类基因组计划开创了一种全新的研究范式，对于今后的日趋复杂的科学技术研究与应用以及管理等具有非常重要的借鉴意义。
收稿日期：2006-06-10