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綁在粽子串上的作者-這麼多作者到底在幹嘛?

高 至輝
・2015/11/19 ・2709字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 563 ・九年級

文:高至輝(東京大學醫學系研究所神經生理學教室博士生)

最近新聞又讓科學論文的議題有機會受到一般大眾的關注。但是對於不熟悉科學研究的社會大眾而言,這些在議論當中出現的「作者」到底又是什麼意思呢?第一作者?共同作者?通訊作者?這麼多人共同寫一篇文章是怎麼回事?是合著嗎?是掛名嗎?出了事大家都要負責嗎?確實,隨著科學研究的進展,作者這兩個字在科學論文中似乎不太容易用一般書籍中的定義去理解,筆者希望本文能夠藉由這個機會介紹這些「作者」在科學論文當中際扮演的角色,提供給有需要的讀者做為參考。

首先,什麼是科學論文,什麼又是論文作者?除了純理論的研究,大多數的科學論文中研究者除了需要闡述該領域當前的知識以及想要解決的問題之外,更重要的是要將自己的假設以實驗加以驗證,並為文闡述這些實驗數據所帶來的突破,因此完整科學研究其實是包括了研究的整體設計,實驗的執行與分析,以及將結果編寫成論文並且發表的一整套流程。

在以往研究的分工較為單純的年代,我們還可能看到一些由單一研究者掛名的研究論文,表示這些研究從研究的設計,實驗執行,到論文的撰寫都由一人獨力完成。比較多的時候我們也會看到由2-3位作者所發表研究論文,這項研究可能是由一位較為資深的研究員負責指導一位較為資淺的研究員所完成,也可能是兩位同級的研究者合力的成果,三人的時候也與兩人的狀況相似,只是通常排在第一順位的作者通常較為資淺,這位第一作者(first author)通常在較為資深,名列最後順位的通訊作者(corresponding author)的指導下設計整體的研究邏輯,執行實驗,並且撰寫論文。而那些居中的作者如果沒有特別的註記通常被稱做共同作者(co-author),這樣的作者可能是在實驗當中提供了局部但重要的幫助:也許透過提供了儀器,病人檢體,珍奇的藥品抑或是提供實驗設計上貴重的建議等等,像這樣的作者有可能會也可能不會參與研究論文的執筆活動。

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近年,隨著近年尖端研究的難度不斷上升,想要得到嶄新的成果也更加困難。這個時代的研究人員不只花費更多的時間在研發新穎的實驗技術或熟習更困難的實驗程序,有時也需要使用極度昂貴的儀器試圖跨越前人所築起的高牆。在這樣的環境壓力下,由單一實驗室所組成的團隊逐漸開始無法獨立負擔這些龐大的作業,於是有科學家會說:「好,我來專心開發一個能夠突破偵測極限的技術」,另一個科學家也說:「好,那我專心負責提供研究材料」,若再加上一個科學家表示:「我知道了,那我專心來負責執行實驗吧」的話,這樣團隊將更有可能挑戰更加艱鉅的研究目標。當這三位科學家分別代表一個實驗室的狀況之下,過程中參與這種共同研究的人數可能就會相當可觀。視研究的規模與所使用的技術項目與困難度,近年來作者人數超過10人以上的實驗也是所在多有。舉個較為極端的例子,一篇今年刊載於Nature Genetics名為”Large-scale whole-genome sequencing of the Icelandic population”的論文[1],作者數將近50名,橫跨了3個國家,20個研究單位。

圖一. 論文當中龐大的作者陣容,圖擷取自論文網站。
圖一. 論文當中龐大的作者陣容,圖擷取自論文網站。

隨著近年來的研究團隊組成越來越龐雜,論文中的共同作者人數的增加,近年來部分學術期刊也開始要求作者群必須對於每個作者在該研究中的執掌提出說明,試圖釐清實驗當中個別作者的貢獻,例如下文就完整的描述了該篇研究當中扮演的角色:

D.F.G., H. Helgason, S.A.G., F.Z., D.O.A., O.T.M., G. Masson, A.H., P.S. and K.S. wrote the initial draft of the manuscript. D.F.G., H. Helgason, S.A.G., F.Z., A.O., G. Magnusson, B.V.H., E.H., G.T.S., S.N.S., M.L.F., A.K., G. Masson and P.S. analyzed the data. D.F.G., H. Helgason, S.A.G., F.Z., A.G., S.B., H.G. and G. Masson created methods for analyzing the data. S.N.S., H. Holm, J.S., H.T.H., H.J. and O.T.M. performed the experiments. H. Holm, G.S., G.T., J.T.S., S.G., G.B.W., T.R., B.T., E.S.B., S.O., H.T., T.S., T.S.G., A.T., J.G.J., A.S., G.B., J.J.J., O.T., P.L., G.I.E., O.S., I.O. and D.O.A. collected the samples and information. D.F.G., D.O.A., G. Masson, U.T., A.H., P.S. and K.S. designed the study.

儘管分工這麼龐大,我們在這份分工裡還是可以大致上分類為「主導」的項目,這個項目負責掌握整體實驗的方向與負責最後的總結:例如實驗設計與論文撰寫;或是「執行」的項目,這些項目負責研究實施過程當中的材料準備或技術細節:例如蒐集檢體,執行實驗,分析方法的開發,執行分析等等。仔細察看各作者所參與的項目,我們不難發現論文的第一作者(D.F.G.)與通訊作者(P.S. and K.S.)都參與了所有「主導」以及部份「執行」的項目,同時我們也發現有近40名的相關人員的名字僅散見於各項有關「執行」的項目,卻沒有參與「主導」的項目;值得注意的是,與前面所提到作者為3人的狀況類似,這些共同作者在研究中扮演的角色主要在於參與提供撰寫論文所需的各種「科學事實」的過程(從準備實驗樣品,實驗,一直到分析後的實驗數據),而未必會參與在事前規劃與論文撰寫過程當中。

循著上述的這些線索,我認為隨著科學研究規模的擴大,一篇科學論文當中各種作者所扮演的角色已經逐漸溢出「作者」這二字在一般狀況下指涉的意涵,這種轉變在作者的定義上造成了一些模糊空間,有時這些定義的曖昧不明的確會干擾我們在某些議題上的判斷。儘管名分上同樣掛著「作者」二字,但就實務上的角色來說,筆者認為科學論文中所謂的共同作者在實質含意上比較接近「提供資料來源的採訪記者」;而論文中的第一作者則比較接近於一般意義上撰寫文章的「作者」;至於通訊作者則扮演近似於最終把關與對外負責的「總編輯」的角色,在研究方向的建立與論文撰寫的過程中,他們應當要站在比較全觀的視角來對第一作者的文章提供大方向上做出建議與最終的定奪。

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在聽過些說明之後,各位讀者是不是對於各種作者在同一項研究中所貢獻的面向有了更明確的概念了呢?雖然實際上論文作者的掛名與排名有時侯還會牽扯到一些更複雜的因素,所以單就作者排序去論斷當中每個人的功績其實是有點片面的,但是另一方面,作者的身分確實也在某種程度上定義了每個參與研究的人員對於這篇論文上權責的劃分。有了這些資訊,希望能夠幫助一般大眾在碰到討論科學論文掛名與權責的議題之時,能夠有更完整的材料來提出自己的見解嘍。

引用文獻

  1. Gudbjartsson et al., (2015) Large-scale whole-genome sequencing of the Icelandic population, Nature Genetics 47, 435–444. (doi:10.1038/ng.3247).
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高 至輝
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東京大學醫學系研究科特任研究員。大學主修化學,從碩士轉攻結蛋白質構生物學,其後飛往日本攻讀神經生理學,畢業後留在日本繼續探索有關神經迴路形成的機制。私底下屬有跡可循的雜食性,對於理解各種人文或科學概念的發展進程充滿興趣。

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AI 可以設計散熱,但誰敢讓它出貨?林唯耕談算力背後的物理現實
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/08/20 ・2819字 ・閱讀時間約 5 分鐘

本文由 高柏科技 合作,泛科學撰文

林唯耕剛回台灣任教時,曾在清華大學的實驗室裡用一立方公分的「氨」做實驗。沒想到氨氣意外洩漏,那股刺鼻的氣味瞬間瀰漫整棟大樓,引來眾多師生抗議。

「從此以後,我再也不敢在實驗室裡用氨了。」他在《思想實驗室》的訪談中,帶著笑意回憶這段往事。

這段插曲聽來像是一則工程師的寓言:在理論模型中,氨是太空熱控系統的理想介質;但在現實的辦公大樓裡,它首先是逼人逃竄的臭味。公式本身沒有錯,但現實世界永遠比公式更複雜——它包含了人、成本、風險,以及必須為後果負責的工程師。

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高柏科技技術專家、清華大學榮譽退休教授林唯耕 ,曾任職於美國 OAO 工程部熱流組,深耕電子構裝散熱與熱管技術多年。隨著 AI 浪潮席捲全球,他鑽研一輩子的老問題再次被推向科技產業的核心:當晶片運算速度無止境攀升,那股伴隨而生的熱,究竟該往哪裡去?

熱不會讀新品發表會

科技巨頭在發表會上熱衷於談論大型語言模型、GPU 規格與驚人的算力。這些詞彙在投影片上光鮮亮麗,彷彿進步毫無邊界。然而,每一次數位運算都紮實地發生在實體晶片上。晶片會發熱、材料會疲勞老化,一旦設備過熱,系統便會降頻保護。在物理現實面前,再動聽的發表會敘事也必須低頭。

晶片會發熱、材料會疲勞老化,一旦設備過熱,系統便會降頻保護 / 圖片:envato

回顧個人電腦發展早期,晶片幾乎不需專屬散熱元件。隨後,鋁製鰭片、風扇、熱管到均溫板逐一登場。這段歷程常被視為技術升級,其實更像是對空間的極限勒索:晶片功率翻倍,發熱源的面積卻沒變大,機箱空間也不可能無限擴張。

林唯耕指出,散熱設計的核心只有三要素:功率、熱源面積與空間限制。他舉例,在標準的 1U 機箱中,若發熱面積約為三十乘三十毫米,氣冷系統在達到八百瓦時就會面臨瓶頸。這並非固定的物理常數,而是取決於空間、面積與氣流的動態平衡。最現實的代價在於,風扇轉速提升的背後,是噪音、電力損耗與空間占用。

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因此,「液冷技術」的興起並非單純為了追求酷炫,而是算力密度提升後的必然選擇。它能更精準地帶走晶片廢熱,卻也將新的挑戰帶入機房:漏液風險、流道堵塞、材料相容性,以及維運時的難度。工程的進步,本質上鮮少是徹底消滅問題,更多時候是選擇一組「比較值得承擔」的新問題。

太空教他的,不是把答案搬回地面

太空熱控工程之所以迷人,是因為它剝奪了地球上最常見的散熱工具。在真空宇宙中,沒有空氣能讓風扇製造對流;受光面溫度破百度,陰影處卻極度嚴寒。工程師必須純粹仰賴熱傳導、熱輻射,以及熱管與環路型熱管(LHP)來搬移熱能。

熱管運作的關鍵在於「相變」——液體蒸發時吸收大量潛熱,冷凝後重回循環。林唯耕比較了銅與水的熱傳導能力:在他設定的特定條件下,實心銅塊約能傳導 120 瓦的熱能;但若每秒有一立方公分的水發生蒸發相變,移熱量可瞬間拉升至 2.4 千瓦(kW)。他強調「每秒」的觀念,因為散熱談的是動態流動速率,而非靜態的冷卻魔法。

儘管如此,太空科技並不能直接套用到地面。太空元件因考量重量、功耗與維修難度,偏好無馬達幫浦的被動式設計;但地面 AI 伺服器面臨更高的熱負載與環境溫度,往往仍需幫浦驅動流量。當年那場「氨氣洩漏」事故正是最好的提醒:技術是否「先進」,與它是否「適合」當下的場景,始終是兩回事。

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他強調「每秒」的觀念,因為散熱談的是動態流動速率,而非靜態的冷卻魔法。/圖片:envato

好論文,為什麼仍可能造不出好產品

學術研究致力於證明「可行性」,而工業現場則要求「可重複性」——不僅要能運作,還得確保每台出廠的設備都不漏水。林唯耕將此定義為「從 0 到 1」與「從 1 到 100」的差別。後者涉及良率、成本、公差與客戶信任。論文中那次最完美的實驗數據,在產線上往往未必管用。

他從不避談失敗。在高柏科技早期與學界合作時,也曾遇過實驗數據無法複製,或研究方向偏離產業需求。這未必是雙方努力不夠,而是彼此對「成功」的標準不同。為了解決這道鴻溝,高柏科技推動「柏苗啟航創新培育計畫」,每年投入逾千萬資金與成大、中山、台科大等校合作,並指派專業人才在過程中持續微調、校正,確保研發貼近產線現實。

他分享了近期一項液冷工質校正專案。團隊使用非侵入式的超音波流量計進行觀測,但由於儀器預設以「水」校正,換成其他化學流體後讀數便出現誤差。最初嘗試用幫浦壓差推算,卻發現缺乏重複性,數據甚至推導出不合理的蒸發率。最後團隊回歸基本面,改用秤重法搭配能量平衡進行交叉驗證,才讓數據成功收斂。

這個故事真正的價值不在於「產學雙贏」的口號,而在於那段不夠優雅的挫折:假設失效、數據混亂、方法砍掉重練。也正是在這種時刻,企業需要的不只是會算數的人才,而是能洞察研究何時「走鐘」,並有權力喊停、要求重來的關鍵決策者。

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林唯耕坦言,過去在校園裡總認為「技術第一、成本第二」,進入商界後才驚覺行銷與信任關係往往才是關鍵。這番話雖然不如科技突破那樣動聽,卻是產品能否進入市場的殘酷真相。再卓越的散熱設計,若無法穩定生產或贏得客戶信任,也僅止於一份精美的報告。

AI 會給答案,誰來負責出貨?

訪談尾聲,主持人國威提出了一個時代難題:假設 AI 能在彈指間生成散熱架構、材料配方與流道設計,企業該選擇全面擁抱 AI 的速度,還是保留緩慢但穩定的工程驗證,以規避潛在的失效風險?

林唯耕拒絕落入二選一的框架。他的觀點是:兩者並存。AI 擅長處理資訊、生成草案;但工程師仍須實作原型,進行嚴苛的性能與可靠度測試,最終由人決定是否出貨。這並非盲目崇拜人類直覺,而是基於一項事實:AI 的資料庫裡,通常沒記載下一次「意外洩漏」或「材料疲勞」的細節,且模型永遠無法為量產結果擔負法律與商業責任。

在 AI 時代,最稀缺的未必是熟練下指令(Prompt)的人,而是具備這種能力的人:能預判答案可能在哪裡出錯、能設計實驗將問題「逼」出來,並且願意為最終的量產品質負起責任。

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大眾習慣將雲端想像成輕盈、無重量的空間。但現實中,雲端是由龐大的機房架構而成,裡面裝滿了晶片、管線、泵浦與冷卻液。虛擬算力的每一次擴張,都會在實體世界留下發熱的足跡。散熱工程師的價值,就是不讓這筆物理帳單,被埋沒在光鮮亮麗的投影片背後。

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論文好多看不完?研究生的救星!用 AI 幫你分析統整!
泛科學院_96
・2023/10/14 ・761字 ・閱讀時間約 1 分鐘

近期科技界最熱烈討論的新聞,應該就屬韓國有研究單位宣布找到了新的室溫常壓超導體 LK-99 ,聽說可以在一般的高中大學實驗室中完成。這讓我不禁好奇它的製作原理,但,大部分的朋友應該跟我一樣都不是專業材料工程人員,看不懂論文怎麼辦呢?除了等泛科學出影片,別忘了我們有 AI 呀!今天我要來分享一套專門訓練來閱讀論文的 AI —— SciSpace Copilot。

今天的影片簡單的跟大家分享了基於 GPT 技術且針對閱讀學術文章進行特別優化的 AI —— SciSpace ,我只要遇到研究型文章都會特別開這個工具起來使用,其他的大語言模型都無法做到如此細緻。我覺得生成式人工智慧的未來就會到處是這種基於某種目的,比如讀論文,使用某個大模型進行微調 Fine-Tuning 之後的小模型,將會協助我們解決各種問題。

是說現在的研究生做研究的工具真是越來越多,你會想要把這支影片分享給你的指導老師看嗎?
歡迎你把使用的經驗與想法在影片下方留言與我分享!

也歡迎加入泛科學院的頻道會員,或者科學AI的Discord論壇,一起討論交流。

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如果這支影片對你有幫助的話,請幫我在影片下方點個喜歡,或是透過超級感謝展現你的心意,讓我製作更多實用有趣的 AI 教學影片,最後別忘了訂閱泛科學院的頻道,我們下支影片再見囉。

更多、更完整的內容,歡迎上泛科學院的 youtube 頻道觀看完整影片,並開啟訂閱獲得更多有趣的資訊!

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泛科學院_96
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我是泛科學院的AJ,有15年的軟體測試與電腦教育經驗,善於協助偏鄉NPO提升資訊能力,以Maker角度用發明解決身邊大小問題。與你分享人工智慧相關應用,每週更新兩集,讓我們帶你進入科技與創新的奇妙世界,為未來開啟無限可能!

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論文騙局:故弄玄虛的用字,就算內容都是假的一樣可以發表?——《集體錯覺》
平安文化_96
・2023/01/13 ・2146字 ・閱讀時間約 4 分鐘

精心策畫的論文騙局

1996 年,紐ㄝ大學物理學教授艾倫.索卡,在後現代研究期刊《社會文本》設計了一場論文騙局。圖/Envato Elements

一九九六年,紐約大學物理學教授艾倫.索卡(Alan D. Sokal)在後現代研究期刊《社會文本》(Social Text)上發表了一篇論文〈跨越邊界:朝向量子重力的轉形詮釋學〉(”Transgressing the Boundaries:Toward a Transformative Hermeneutics of Quantum Gravity” in the postmodern journal Social Text)。

根據論文摘要,你覺得這篇論文是在講什麼?

「本文的目標,是藉由探究量子重力的最新發展,進一步地深析指出,海森堡的量子力學和愛因斯坦廣義相對論,如今已經被合成和取代。本文將指出,在物理學的這項新興分支中,時空流形不再是客觀的物理實體;幾何學變成了仰賴脈絡的相對關係;過去科學的基本概念已經變成可以質疑的相對性範疇,就連存在本身也不例外。我認為這種觀念革命,對於後現代的自由科學,具有深遠意義。」

如果你覺得這整段話只是用一堆意義不明的術語堆砌起來的胡扯,恭喜你猜對了

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索卡教授瞎掰了一篇論文,投稿到《社會文本》期刊,六名編輯審查之後決定接受,當成嚴肅的學術著作放在該期刊的特刊。

然後索卡發文說整件事都是他設計的騙局。他之所以煞費苦心做這種事,是為了要證明很多學術界的人都會用故作高深的方式騙取名聲。

索卡教授為了證明學術界會用故作高深的方式騙取名聲。圖/Envato Elements

住在拉普達裡的學者

強納森.斯威夫特(Jonathan Swift)在一七二六年的《格列佛遊記》(Gulliver’s Travels)就諷刺過這種事情,故事中的天空之城拉普達,住著一群偏執的學者和理論家,整天只會研究一些脫離現實的沒用東西。

索卡跟斯威夫特一樣虛構了很多荒謬的東西來諷刺這種現象,他在論文中塞進許多解構主義的流行術語:「偶然的」(contingent)、「反霸權的」(counterhegemonic)、「知識論的」(epistemological)。事後他對《紐約時報》表示,「這篇文章是在刻意模仿某些學者胡亂引述數學與物理概念的行為。我把這些胡扯連在一起,然後發明一個說法去吹捧。整篇文章完全不需要符合任何知識標準,也不需要符合邏輯,所以超好寫的。」

索卡一邊諷刺文化研究與文學批評期刊那種用字吹毛求疵的無聊文化,一邊用詰屈聱牙的高深術語來諷刺那些學界的派系鬥爭。學界彼此批判時候很愛使用一些沒人看得懂的術語,經常搞到即使是同領域的學者,也看不懂作者在說什麼。

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索卡與《社會文本》高層兩方唇槍舌戰。圖/Envato Elements

事件發生之後,《社會文本》高層發表了一篇相當酸的回應:「索卡博士認為我們是知識相對主義者,他搞錯了。」共同創立該期刊的紐約大學教授史丹利.阿諾維茲(Stanley Aronowitz)表示,「而且這是因為他書讀得太少,學的東西也不夠多」。

索卡看到回應反唇相稽,「光是《社會文本》接受這篇文章,就已經證實那些後現代文學理論家的傲慢,已經誇張到可以無視邏輯。難怪他們從來不去問物理學家,那些引述物理的文字有沒有意義。在他們的世界裡,無法理解變成了某種美德;典故、隱喻、雙關語取代了證據跟邏輯。我的文章只是提供了一個例子,證明了這個流派多年以來的作風。」

學術界、法律界、醫學界這些白領人士,最容易被這種聲望連鎖反應所影響。當聲望決定一切,金字塔頂層的聲音就會過度放大,很多時候他們的說法可以廣傳,並不是因為說法有價值,而是因為其他人希望自己聽得懂他們在說什麼。即使其他專業人士聽不懂,通常也都會為了守住自己的飯碗而默默跟隨。

當聲望決定一切時,很多時候並不是因為說法有價值,而是其他人希望自己聽得懂他們在說什麼。圖/Envato Elements

扁桃體切除術就是個好例子。這種手術的效果欠缺科學根據,但因為「專業醫學意見」普遍認同,一度盛行了幾十年。在二十世紀最時興的時期,上百萬名兒童接受了扁桃體切除術,其中許多甚至因此受傷或死亡;直到某一天,醫學界才終於願意仔細檢查該手術的效果,然後很快就淘汰了它。

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當我們為了保障自身聲譽而服從權威時,我們會相信某一套既定的敘事,聽不進任何新資訊,所以很容易繼續以訛傳訛。這種時候,敘事的真假並不重要,因為在其他人眼中,我們這群附和的人都是專家,不太可能搞錯。

不過雖然以訛傳訛的效力很大,但它並非無懈可擊的高牆,反而更像一座疊疊樂——只要抽掉那根關鍵的木條,整座塔就會瞬間崩毀。

——本文摘自《集體錯覺:真相,不一定跟多數人站在同一邊!》,2022 年 12 月,平安文化出版,未經同意請勿轉載。

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平安文化_96
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皇冠文化集團旗下的平安文化有限公司以出版非文學作品為主,書系涵蓋心理勵志、人文社科、健康、兩性、商業……等,致力於將好書推廣給廣大讀者。