arXiv 重塑了科學的大門——將門推得更開——但總有人要被困在門外。

撰文 | KATE BECKER

翻譯 | 金莊維

審校 | 趙維傑

xxx.lanl.gov，這個網址散發著誘人的神秘氣息——似乎和政府機密相關，或許還不止。

然而事實卻恰恰相反：它由洛斯阿拉莫斯國家實驗室進行管理（的確是政府機構！），是個開放存取的預印本大倉庫。學術論文的開放存取興起於上世紀90年代，至今仍在改變著學術出版業。

這個網站其實就是 arXiv（讀作“archive”）：原網站早已被轉移到了大家熟知的新地址：arXiv.org，並由康奈爾大學圖書館負責管理。arXiv 上有大量的論文預印本，它們是尚未經過同行評議的論文草稿，或是不打算髮表在期刊上的文章。當然，論文在發表後也能以修訂版的形式出現在 arXiv 上。截至2019年10月，網站上的預印本數量超過160萬篇，主要集中在硬科學方向：數學、計算機科學、定量生物學、計量金融學、統計學，以及最主要的，物理學。

arXiv 之父

物理學家 Paul Ginsparg 於1991年創建了arXiv，當時他只希望收錄約100篇科研論文。然而隨著投稿如洪水般湧來，他只好求助於計算機程序，對文章進行半自動化處理。為了學習編程，他參加了十幾場機器學習研討會。Ginsparg 現在是康奈爾大學物理學與信息科學教授。

arXiv 是30多年前的科學家夢寐以求的文庫：全庫檢索、隨時隨地都可訪問、免費發表和閱讀、包含幾乎所有經典論文。在今天這個我們可以一邊在星巴克排隊，一邊在維基百科上查閱原子理論發展史的科技黃金時代，arXiv 的出現或許會顯得稀鬆平常，然而事實上，這是一場不折不扣的革命。

誠然，arXiv 使學術界受益良多，但鮮為人知的是，它必須回答一個適用於所有學科的棘手哲學問題：哪些文章值得讀？什麼是科學？

arXiv 出現之前，預印本只在小型學術圈中通過人工或者郵件分發。論文得過上幾個月才能正式發表在學術期刊上，而這些期刊只能在大學圖書館找到。arXiv 使這個“競技場”民主化：無論是頂尖大學德高望重的教授、不知名機構日夜奔忙的博士後，還是發展中國家缺乏資助的學者，你的新想法都可以被其他研究者立即看到。

Paul Ginsparg 於1991年創建了 arXiv，那年他35歲，是洛斯阿拉莫斯的物理學家。他起初只是想把大約100篇論文分享給幾百位電子郵件訂閱者。但到1992年夏天，他收到了1200多篇論文投稿，可謂喜憂參半！Ginsparg 並不打算仔細審閱所有論文，但他希望每位讀者都能找到最感興趣的文章。所以他開始將這些論文分門別類，並且召集到越來越多的審稿人，他們都是為學術界服務的志願者。

這些是科學嗎？

arXiv 的宗旨是收錄的論文應該“讓研究人員感興趣、與學科相關並且有價值”。隨著網站規模和知名度越來越大，arXiv 開始吸引學術圈外的文章，但是這些文章大多不滿足要求。它們壓根就不是科學，連偽科學也算不上（偽科學尚可被檢驗並駁倒）——它們高調地宣稱推翻了愛因斯坦、牛頓和霍金的理論，發現了物理和超能力、UFO 之間隱蔽的關聯，而文章中幾乎沒有數學推理和實驗依據。

arXiv 的默認立場是接收所有文章。Ginsparg 表示，論文也遵循無罪推定原則。但是瀏覽這些不科學的論文會浪費研究人員的時間。另外，arXiv 的讀者中有越來越多的記者和政策制定者，真假論文“共處一室”會引起他們的困惑。因此，審稿人必須對每篇文章做出判斷：這些是科學嗎？

大多數 arXiv 用戶對審稿人的判斷感到滿意，但也有人抱怨論文被扔在一旁，特別是處在學術邊緣的一些研究人員會控訴 arXiv 的審稿人忽視非主流想法。

arXiv 審稿人面對的不是個新問題。早在1959年，科學哲學家 Thomas Kuhn 就把這個問題概括為“必要的張力”：傳統學術界限和自由研究之間的衝突。Kuhn 認為，科學要想前進，兩者缺一不可。但如果新穎的想法常在不同學科的夾縫中產生，無法歸類的靠譜論文又是否會被誤判為假論文？

arXiv 的審稿人可沒那麼多時間進行 Kuhn 式的反思。很多讀者每天都刷 arXiv，網站希望他們總能看到最新的文章。所以 arXiv 從一開始就強制實行“24小時更新”原則：每個工作日下午4點（美國東部時間，相當於北京時間第二天早上5點）前收到的論文一般在當晚8點（北京時間第二天上午9點）上線。審稿人得在不到一天的時間內決定每篇文章的命運：拒絕還是有待進一步審查。

Ginsparg 注意到了這種忙碌的日常工作，他想到可以利用計算機程序協助處理大量投稿，讓志願者輕鬆些。

真科學確實會被誤判

Ginsparg 最初的目的很簡單：設計一種算法，將論文按學科分類，為審稿人省去瀏覽誤投稿件的麻煩——有些稿件會在提交時被錯誤分類。幾個小時後，新程序就誕生了，它能接收一篇新文章，提取關鍵詞，統計每個詞出現的次數，通過“學習”過去人工的分類方式對新論文進行分類。Ginsparg 沒有預先設置關鍵詞表，而是通過算法做出最佳選擇。因為審稿人會對每個分類進行檢查，算法能夠得到即時回饋，並且逐步完善，實現每天對幾百篇投稿逐篇處理。

然而他沒有想到，這種分類方法有個神奇的“附加屬性”：它能區分出“好”論文和“壞”論文！arXiv 意外地將“必要的張力”付諸了實踐，它是如何做到的？

審查了成千上萬篇文章之後，分類算法掌握了真科學的信號：語言。通過學習科學語言，程序可以用與審稿人類似的方式對文章進行判斷。被拒絕的論文不符合科學語言規範：偏離可能非常明顯，例如把不同學科的內容胡亂拼湊在一起；也可能不易察覺，像“ or ”、“ it ”和“ that ”之類無意義詞的錯誤分佈。

學術編輯、審稿人和科研人員在判斷論文好壞時早已關注到了語言問題。卡迪夫大學的科學社會學家 Luis Reyes-Galindo 表示，arXiv 反映了學術界的特性，將學界內外區分開來。

偽科學也有其特定的語言風格。加州大學河濱分校的數學物理學家 John Baez 設計了“民科指標”，將文章按37個“民科特徵”進行打分：全部大寫的單詞每個給5分，宣稱工作“處在‘範式轉移’最前沿”給10分，宣稱有個“革命性理論但沒給出具體的可檢驗預言”給50分。當然，最後一項和語言關係不大。

無罪推定。arXiv 的創建者 Paul Ginsparg 對大量湧入的文章採取這種態度。截圖顯示2016年10月，僅天體物理方向 arXiv 就接收了1058篇論文。而每年只有不到1%的文章因為偽科學被拒。

語言能夠分辨論文好壞是有原因的。受過正式科學訓練（包括4年大學，更長時間的研究生和博士後）的作者不僅掌握了一些基本事實、思考和實驗的方法，還學會了特定的交流方式。“成為科學家的關鍵在於科學語言：知道如何表達、演講。” Reyes-Galindo 說道。

arXiv 不會自動拒絕被算法判為“異常”的文章：它們被做上標記，等待進一步的人工審查。作為人類智慧成果的承載者，科學應當由內容而非風格進行衡量，所以有人爭論說，通過詞彙識別外行並將他們拒之門外的做法不夠穩妥。舉例來講，成績蜚然的交叉學科研究人員怎麼辦？

“早在互聯網出現之前，我們就看到過奇怪的非主流工作。”麻省理工物理學家 David Kaiser 說，“但它們中的一些的確是沙子裡的黃金。”現在很多習以為常的物理定律在當時看來簡直不可思議：日心說、場能夠傳遞相互作用、數學公式描述的物理定律等等。現代量子理論中有些不可或缺的研究在上世紀70年代根本不受待見：晦澀難懂，像是磕藥後的胡言亂語。

Kaiser 在2011年出版的新書《嬉皮士如何拯救了物理學》中寫道：“很多現在佔據量子信息科學核心地位的想法誕生於反主流文化運動。這個運動中還有湯匙彎折心靈感應、東方神秘主義、LSD 致幻之旅、中情局靈魂追夢、‘水瓶時代’狂熱等稀奇古怪的‘探索’。”為量子計算、量子加密和量子隱形傳輸奠定基礎的物理學家採用的方法並不時髦，並且處於學術邊緣，但時間證明了它們的價值。“我很懷疑早期那些豐富多彩的想法能否被 arXiv 接收。” Kaiser 說道。

現在也一樣，靠譜（至少不是離經叛道）的想法確實偶爾會被 arXiv 誤判。“在我熟知的領域內就有三個例子：專業的物理學家，包括聲譽良好的教授的論文被拒之門外或標記審查。”圓周理論物理研究所的物理學家 Lee Smolin 說。

審稿人的判斷

很多據理力爭才使論文出現在 arXiv 上的研究人員不願談起傷心往事，他們擔心被拉入黑名單。日內瓦大學的資深物理學家 Nicolas Gisin 卻是個例外，他在2015年12月公開為兩位學生申冤。他們向 arXiv 提交了一篇關於黑洞的文章，結論不同尋常：物質不可能掉進黑洞。同時，這兩名作者並不屬於黑洞研究的學者圈。但是 Gisin 覺得他們的計算非常清楚，邏輯也很清晰。“我很欣賞他們的勇氣，敢於逾越物理學不同研究方向間的壁壘。”他在維也納量子光學和量子信息研究所的博客上寫道。

苦等幾個月後——在 arXiv 快速更新的世界裡這簡直就是永恆——論文被拒了。系統標記了論文，隨後審稿人把文章斃掉。這兩名學生的第二篇論文同樣被拒，但這回快多了，Gisin 認為他們上了黑名單。

Ginsparg 否認 arXiv 有黑名單。他並未參與 Gisin 學生的文章審查，但在讀過他們的文章後，他覺得裡面存在基本錯誤。發表於 EMBO 期刊上的一篇關於 arXiv 的文章中，Ginsparg 提到了這件事，他表示，arXiv 的審稿人為魯莽的研究生避免了不必要的尷尬。

Ginsparg 解釋道，arXiv 的自動篩選系統可能標記曾經投稿被拒的用戶，也會拒絕用別名再次提交的被拒論文。arXiv 還為用戶提供申訴流程：作者可以要求被拒文章由原先的審稿人重審，如果再次被拒，作者還可以要求由仲裁審稿人進行第三輪審查。如果被拒論文隨後被同行評議的期刊接收，arXiv 也會重新接收這篇論文。但是 Gisin 的學生沒有申訴，論文最終被 Physics Letters A 接收後也沒再放到 arXiv 上。

儘管偶爾引起爭議，arXiv 的標準還是相當寬容的。Ginsparg 表示，去年只有不到1%的投稿由於內容問題被拒，而且很多像 Gisin 一樣的批評者仍然是網站的忠實用戶。

但是 arXiv 的處理程序仍然不夠透明。“arXiv 對投稿者的人身保護不夠。” Kaiser 說道。審稿人拒絕論文時只會按照 arXiv 的標準模板發送拒信，沒有更多具體的解釋。“被拒後的申訴過程也令人失望，”Smolin 說道，“根據我所瞭解的幾個例子，他們的申訴流程不夠完善，也沒有遵循最專業的做法，這與 arXiv 在物理界的重要地位並不相稱。”

在接收和拒絕之間，還存在一箇中間選項：存疑論文被歸類到“general physics”（“gen-ph”）中。說得好聽點，gen-ph 收容了無法與其他類別完全匹配的論文；說得難聽點，這就是個垃圾場。總之，審稿人可以藉此躲避拒稿帶來的糾紛。但是對於很多作者而言，被髮配到 gen-ph 和被直接拒絕一樣讓人難堪。有個研究人員告訴 Reyes-Galindo，把他的論文分類到 gen-ph 中就像是在故意降低文章的影響力。不過 gen-ph 只佔 arXiv 的一小部分：從2014年7月到2015年6月，arXiv 接收了超過10萬篇論文，其中只有302篇被髮配到 gen-ph。

對於 arXiv 的失望催生了另一個預印本網站：viXra。這個新網站由英格蘭獨立物理學家 Philip Gibbs 創建。每個人都可以在 viXra 上貼東西，但是網站禁止“粗俗、誹謗、抄襲和危險導向”的內容。有些人能在這裡找到論文的容身之所，對他們而言，viXra 是知識的避難所。但在學術界的很多人眼裡，viXra 更像錯位玩具島：古怪和破舊玩具的流放地。（對於 viXra，Ginsparg 譏諷道：“這個網站太棒了！下一回再有人問為什麼 arXiv 需要篩選機制時，我們就向他們推薦 viXra。”）Gibbs 在 viXra 的博客上發表了包含17部分的回顧文章“正確的民科”，他認為 viXra 作為歷史檔案，保留了走在時代之前的想法的雛形，也許這些想法能在將來得到承認。

何謂科學？大家往往認為這是互聯網帶來的新問題。但 Kaiser 認為 arXiv 正在試圖解決的是古老問題——“必要的張力”的放大版。長久以來，學者總是抱怨：需要一種工具來幫助人們規範出值得關注的科學範圍。arXiv 重塑了科學的大門——將門推得更開——但總有人要被困在門外。

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