这颗科学研究的“初心”，能否容我再坚守十年？

——热力学三定律的较量 

前不久，国家自然科学基金放榜了。不出所料，申请又双叒叕一次被毙掉。过去十多年间早已习惯这一常态，但今年多少还是有些感触。今年我刚好50周岁，最大的梦想莫过于将自己喜欢并全心投入的科学研究再延续十年。但现实情况是：这颗从事科学研究的“初心”，还能容我再坚持十年吗？相信，这类问题同样困扰着很多潜心做学问的科研人。

抛开个人情感，这个问题是经济快速发展时期的正常现象。我国经济快速发展，对科学研究的经费投入不断加大。但是，科研经费，作为“能量输入”的一种物化形式，并不一定总能带来期望的效果。相反，持续的能量输入会增加科研体系内部的无序（即，热力学第二定律），进而导致原有体系向新状态演化。但新状态到底是有序还是更加无序呢？这得用“耗散结构”理论来回答。因此，能量守恒（即，热力学第一定律）驱动的“科研初心”能否坚守，在冥冥之中受热力学规律支配。它的答案不以科研工作者的个人情感和意志为转移，而是取决于学界大环境能否在持续经费投入下过渡到一个更加有序的新状态（即，耗散方程的有用解）。因此，关于“能够继续坚守科研初心”的问题，我更愿意把它理解为热力学三定律的较量。

（一）初心笃定：热力学第一定律

科研工作者的“初心”到底是什么呢？新华网（18-06-27）刊文指出：代表人类整体探索世界、对民族创新力量加码助力当是现代科研工作者在新时代背景下应时时回望的初心。这无疑是对我国科研工作者总体“初心”的高度概括与凝练，但每个人的“科研初心”应该更为具体。对于我个人来说，科学研究的“初心”就是：在自身领域潜心研究并提升自身水平，为国家在相关科学领域的创新与进步添砖加瓦。

相信，绝大数科研工作者都接受过系统的基础教育和专业教育。工作以后拿着国家开的工资，不算高但至少可以生存。这两个方面可以理解为国家和社会在我们身上的能量投入，那总该做点事儿把输入的能量消耗掉。道理很简单：如同俗话里“吃饱了撑的”的一样，都符合能量守恒原理。接下来的问题是能做什么呢？做自己擅长的事：从事科学研究。所以，科研“初心”的确立是热力学第一定律的作用结果。

“初心”确立之后，“如何守住它”可能是一个更加现实的问题。在此，用我自己的科研经历作为个案，来说说坚守“初心“可能面临的艰难。事情要从2010年说起。在此之前，我也曾负责过多个科研项目。上课之余，带着研究生进行野外考察和室内实验。很忙也很累，但是作为一名年轻教师，这已经是非常知足和荣幸的事情了。2010年，作为一作在科学杂志《Science》上发表了关于“中国农田土壤酸化”的论文。论文发表后，土壤酸化问题引其各级政府的广泛重视，国家也投入了大量的人力和财力对土壤酸化进行研究和治理。那时，从内心就觉得正在履行自己的科研初心。但恰恰是这一年，成了我个人科研道路的拐点。此后的十多年里，我再没有获得过校外科研项目（包括自然科学基金项目）的资助。名下实质性经费时常不过万，时常会因交不起学生补助和物业费面临各种尴尬。科研工作只能通过收集挖掘别人已发表数据开展（类似于废品回收再生），成果不多但都是良心之作。

看我“混得实在太惨”，几次有同事和朋友劝我：换个方向跟我们做吧，我们“缺人不缺钱”。对于这样的帮助，我是发自内心地感激，可还是婉言谢绝了。离开了自己擅长并喜欢的专业方向，除了有个博士教授头衔，在新领域中我又能有什么实质性贡献呢？早知现在，何必…？难道仅仅为了经费……？此刻，脑子里总会浮现出那首《囚歌》。

记得在电视剧《绝密543》中有这么一个桥段：肖战武（原型为火箭军先驱岳振华）在好兵器被拿走后一度灰心丧气，战友悉心开导后说出了这样话：“没有好兵器，难道就不打仗了吗？”是啊，作为军人，能因为武器不好就放弃战斗吗？换做我呢？作为一个受过良好专业教育的人，能因为没有经费就放弃做科研吗？没有经费就不做科研吗？类似的“倔强”成为我挺过过去十年的动力。

（二）现实躁动：热力学第二定律

但是单凭个人的执着，很难守住初心。风筝在平静天气下可以轻松飞上天空，但在湍流空气中却只能随风乱舞。此刻的湍流空气就属于“高熵”系统，风筝完全身不由己。作为外界能量输入，经费投入是开展科学研究的保障。但如果引导不善，这种能量输入可能会导致系统更大的“熵增”。基础科学中，经常将发表论文作为成果指标。下图中，我国的SCI论文数量与财政支持力度几乎完全吻合，多年来一直维持在15-18万元/每篇的水平。为了取得更多的 “成果”，科研工作者只能采用“项目-发文章-再拿项目”的可持续模式。实际上，该模式中“发文章”可以去掉，因为发文量近乎等同于科研经费数量。

在此背景下，经费多少就成了主要衡量指标，将科研工作者分成三六九等而待之。但是，这真的能让科研工作者坚守初心，潜心做科研吗？不尽然！作为一个难以抗拒的诱饵，钱也在无时无刻“挑逗”着科研人员，让那颗本该潜心科研的“初心”难以保持平静和安分。为拿到项目、多拿项目，一颗颗“日趋躁动”的内心共同造就了学界的内卷。个人就像湍流中的风筝一样，难以坚守科研的“初心”，甚至做出一些并非出自本心的“反常举动”，也实属无奈。

举个通俗的例子：某大户雇佣一批武士看家护院，这些武士也尽职尽责。某天大户觉得武士们太辛苦，时常拿出大洋来犒劳大家。规则是比武定胜负，胜场数越多大洋越多。此后绝大多数武士将全部精力都放在比武上，甚至为了胜出不择手段，全然忘了自己“打更巡夜”的本职。少有几个坚持巡夜的武士反而因为大洋过少被鄙视甚至是排挤。如果此时大户还为最终胜出者提供额外的高额奖励，甚至“杀贫济富”，估计那几个坚持巡夜的武士也干不了多久。最后的结局是：某夜盗贼把家中洗劫一空，武士们却还在庭院专注于比武赚打样。此处的大洋和科研经费一样属于外界能量输入，增加了系统内大多数分子（单个武士或科研人员）的热动能。此时，如果没有类似于“麦克斯韦妖（Maxwell’s Demon）”的精灵来引导甄别，系统内分子间无序碰撞的几率会急剧增加。因此，目前的学界的躁动内卷是热力学第二定律描述的“熵增”在作怪。

（三）愿景：耗散结构

按照热力学第二定律，宇宙的最终结局将是“过热死”。理论没错，但那是太过遥远的事情，显然与今天的问题完全不在一个时间尺度。实际上，热力学中的确存在一种类似于“麦克斯韦妖”的东西，能消耗很小的能量甄别引导分子运动，降低系体的熵，甚至可能形成一个更加有序的新体系。这相当于“耗散结构”理论中系统从一个稳态向另一个稳态的转化。需要指出的是：并不是“耗散结构”方程的所有解都对应着有序结构，有些反而代表更加无序的状态。两者间的差别，决定于这些“麦克斯韦妖”究竟有多“聪明”？在管理学等领域中，“麦克斯韦妖”也被称为“信息熵”。

很显然，科研人员自身难以承担“麦克斯韦妖”的角色。在管理层面制定切实可行的规则制度，对科研人员进行有效引导，才是推动学界由内卷向有序状态转化的根本途径。我个人在管理学上一无所知，也无意在此妄议。作为一名憧憬着坚守“科研初心”的人，我更愿意描绘一些乌托邦式的愿景：1.不将科研项目分成三六九等；2.不以科研经费评判高低贵贱；3.项目申请人与评审人信息对等、公开；4.给甘坐冷板凳的人留下一把凳子和最后的尊严。或许有人说，这样相当于大锅饭，科研工作者会偷懒，这显然低估了大多数科研工作者的道德水准。

本文只是个人对当前现状的一点思考，全无牢骚抱怨之意。之所以与热力学相联系，一则是为了易懂，毕竟多数人对热力学都有所了解；二则是想说：现实情况是自然规律使然，该以“平常心”对待。至于我本人的科研“初心”还能坚持多久，这完全不受我控制