袁瑜容，蔣興華

(1.中山市華南理工大學(xué)現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院，廣東 中山 528400；2.華南理工大學(xué) 科學(xué)技術(shù)處，廣東 廣州 510640)

科學(xué)假說或理論由于假設(shè)性成分的存在以及超前性，往往是正確與錯誤的混合體，因此必須對它們加以檢驗。正如彭加勒所說，每個科學(xué)理論都是有待檢驗的假說。就科學(xué)檢驗而言，可分為兩大類：先驗檢驗和經(jīng)驗檢驗。先驗檢驗主要側(cè)重于邏輯檢驗，先于經(jīng)驗檢驗。只有通過先驗檢驗的，才值得訴諸于嚴(yán)格的經(jīng)驗檢驗，這部分主要依賴于觀察和實驗來檢驗，即科學(xué)檢驗的一個方面就是理論與經(jīng)驗的相符程度；而由于背景知識的影響作用，科學(xué)假說的檢驗無法繞開的另一個方面就是理論間的相互支持程度。如今科學(xué)技術(shù)發(fā)展日新月異，對于科學(xué)理論的評價以及技術(shù)發(fā)展方向的抉擇，已成為日益突出的問題，尤其是在“顛覆性技術(shù)”領(lǐng)域。“顛覆性技術(shù)”早在1995年由美國哈佛大學(xué)商學(xué)院教授克萊頓·克里斯滕森提出，是一種具有整體或根本性替代現(xiàn)有主流技術(shù)的全新技術(shù)或者某一領(lǐng)域技術(shù)的跨界創(chuàng)新應(yīng)用。但是，“技術(shù)”的“顛覆性”卻是一種基于后置效果的定性，例如當(dāng)前信息技術(shù)即處于極易產(chǎn)生顛覆性效果的領(lǐng)域，我們可以通過相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)預(yù)判諸如信息技術(shù)這樣的領(lǐng)域可能產(chǎn)生顛覆性技術(shù)，但卻難以預(yù)測哪些技術(shù)就是顛覆性技術(shù)。那么，如何設(shè)定支持領(lǐng)域、提出項目指南、選拔科研項目承擔(dān)者，尋求一種適用于發(fā)展顛覆性技術(shù)的評價方式就具有了一定的必要性。

一、貝葉斯方法論——從科學(xué)檢驗的角度看

英國數(shù)學(xué)家托馬斯·貝葉斯的論文《論機會學(xué)說中的一個問題》對歸納問題具有重要意義，奠定了貝葉斯方法的基礎(chǔ)。貝葉斯方法主要用于評價假說，也可用于我們現(xiàn)在所指的科學(xué)評價，其歸納推理的工具是貝葉斯定理：設(shè)一個互斥的且窮舉集合{h1，h2，…,hn}是互相競爭的假說集合，然后根據(jù)其邏輯語言形式或研究者自己的知識(包括研究者自己的思考或思想實驗)背景對每一個假說賦予驗前概率(prior probability)/先驗概率P(H)，這是一個理性的主體對一個假說為真的實際的置信度，也是本文主要側(cè)重指出的主觀概率。有了各個假說的驗前概率和其他相關(guān)證據(jù)信息之后，就可以運用貝葉斯定理來計算各個假說的驗后概率(posterior probability)P(H/e)?？梢姡惾~斯定理囊括總體信息、樣本信息和經(jīng)驗信息等在內(nèi)，所以得到的貝葉斯概率是復(fù)雜事件的條件概率，貝葉斯方法因此也就能獲得相對可靠、安全的結(jié)果。故此，目前基于復(fù)雜假設(shè)的貝葉斯檢驗開辟了對復(fù)雜假設(shè)進行檢驗的新途徑，自然也就具有了應(yīng)用于科學(xué)檢驗問題的可行性和價值。

由于“觀察滲透理論”普遍存在于科學(xué)觀察和實驗中，而科學(xué)理論和假說的提出與發(fā)展、完善以及檢驗都離不開觀察實驗，所以，科學(xué)檢驗不存在絕對證實。因此，貝葉斯主義者走了另一條道路：把概率(或然性程度)賦予假說，尋求一條局部合理性道路。

1．貝葉斯定理

貝葉斯定理描述了兩個條件概率之間的關(guān)系，比如P(A/H)和P(H/A)，利用計算條件概率的公式來解決這樣一類問題：假設(shè)H1,H2…互斥且構(gòu)成一個完全事件，已知它們的概率P(Hi)，i=1,2,…，現(xiàn)觀察到某事件A與H1,H2…相伴隨而出現(xiàn)，且已知條件概率P(A/Hi)，求P(Hi/A)。由概率的乘法公式：P(A∧H)=P(A)*P(H/A)=P(H)*P(A/H)，可以導(dǎo)出：P(A/H)=P(H/A)*P(A)/P(H)。如上公式也可變形為：P(H/A)=P(A/H)*P(H)/P(A)。再利用全概率公式：P(A)=P(A/H1)*P(H1)P(A/H2)*P(H2)…P(A/Hn)*P(Hn)，可以得到逆概率公式：P(Hi/A)=P(Hi)P(A/Hi)/[P(H1)P(A/H1)+P(H2)P(A/H2)+…+P(Hn)P(A/Hn)]，這就是著名的“貝葉斯定理”。其中，我們把P(Hi)稱為驗前概率，P(Hi/A)稱為驗后概率。

2．貝葉斯檢驗的可行性

貝葉斯公式可用于觀察到事件發(fā)生時，去求導(dǎo)致該事件發(fā)生的原因之可能性大小。所以，在一個推理過程中，要由“結(jié)果”來推斷“原因”，即所謂的“逆概率問題”，就可以利用貝葉斯公式來解決。在經(jīng)典統(tǒng)計中是把總體分布參數(shù)看作是常數(shù)，然后根據(jù)“小概率在一次試驗中基本上不可能發(fā)生”的統(tǒng)計推斷原理。這種方法的決策法則是假設(shè)檢驗根據(jù)原假設(shè)所計算出來的觀測樣本的概率P，當(dāng)P值大于給定的顯著性水平α?xí)r接受原假設(shè)，反之拒絕原假設(shè)。這種方法中原假設(shè)和備擇假設(shè)若調(diào)換位置，P值的計算就會變得相對復(fù)雜甚至計算不出來。而貝葉斯統(tǒng)計是把總體分布參數(shù)看作隨機變量，其決策法則是后驗概率P值與顯著性水平α的比較抉擇，當(dāng)P值大于給定的顯著性水平α?xí)r接受原假設(shè)，反之拒絕。這種方法的原假設(shè)和備擇假設(shè)都是根據(jù)后驗分布(假設(shè)的后驗分布是基于先驗信息和特定樣本信息來獲得的)直接計算出后驗概率，所以，貝葉斯檢驗中就算原假設(shè)和備擇假設(shè)的位置調(diào)換也不會影響其檢驗結(jié)果。

此外，貝葉斯公式還有一個修正機制，即在搜集信息之前，研究者先根據(jù)自身的經(jīng)驗判斷給予假說一個驗前概率，等搜集到有用信息，則對公式賦予條件概率數(shù)據(jù)，從而得到一個新的驗后概率，對原有判斷進行修正。可見，貝葉斯檢驗是一種將驗前信息和驗后信息相結(jié)合的靈活、直觀的統(tǒng)計方法。

3．貝葉斯定理與科學(xué)檢驗

觀察過程、認(rèn)知過程雖有主體理論經(jīng)驗的參與，但是貝葉斯理論中的“意見收斂定理”①[1]對科學(xué)的客觀性是有保障的，避免了科學(xué)非理性和相對主義。把貝葉斯定理用于觀察到事件發(fā)生時，去求導(dǎo)致該事件發(fā)生的原因之可能性大小的功能應(yīng)用到科學(xué)檢驗中，就可以變成衡量證據(jù)對于理論的認(rèn)證程度。

我們在認(rèn)識事物的過程中，需要一個假說，但事實上可能有不止一種假說能滿足目前的觀察，為了求真，我們需要對互相競爭的這些假說進行檢驗，對比它們之間的可能性大小，然后得出較為可靠的假說。即需先通過計算競爭假說的驗后概率，然后通過模型進行比較。但要承認(rèn)一個前提，就是我們的觀察具有滲透性，會存在一定的觀測誤差，所以當(dāng)我們用“e”代表觀察證據(jù)，用“H”代表假說，貝葉斯公式是：P(Hi/e)=P(Hi)P(e/Hi)/[P(H1)P(e/H1)+P(H2)P(e/H2)+…+P(Hn)P(e/Hn)]，則預(yù)測度、解釋力P(e/Hi)大，并不代表假說Hi就更好，因為還要比較假說的驗前置信度P(Hi)。在這個公式中，“驗前概率”P(H)既基于對理論的內(nèi)部和外部一致性的評價，也基于部分價值因素，甚至宗教因素。但總會存在共有價值，只不過給予不同驗前概率的人是以不同的方式應(yīng)用共有價值罷了，這是受科學(xué)家的個性和經(jīng)歷等特征所影響。故“驗前概率”又可稱為“主觀概率”。要注意的是，這是一種并非純信念的主觀的概率，而是兼具了經(jīng)驗、知識及主體對客觀情況的認(rèn)知而綜合評價設(shè)定的，不同于主觀臆測，且在一定的條件下還可以使用貝葉斯公式加以修正。于是，“驗后概率”P(H/e)就是得到信息之后，再重新加以修正的概率。即貝葉斯認(rèn)證邏輯采用“正相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)”：[2](P133-141)如果P(H/e)>P(H)，那么，e認(rèn)證H；如果P(H/e)

二、顛覆性技術(shù)評價現(xiàn)狀

顛覆性技術(shù)在科技和產(chǎn)業(yè)變革中發(fā)揮了巨大的作用，推動新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)、新模式加速發(fā)展甚至是新舊發(fā)展模式的替代。顛覆性技術(shù)比漸進性技術(shù)更能沖擊甚至破壞現(xiàn)有的產(chǎn)業(yè)格局。如二十年前出現(xiàn)的數(shù)碼相機產(chǎn)業(yè)取代了有著一百多年歷史的膠卷相機產(chǎn)業(yè)；而具有拍照功能的智能手機產(chǎn)業(yè)，又顛覆了卡片式數(shù)碼相機產(chǎn)業(yè)。又如，近年熱門的半導(dǎo)體制造產(chǎn)業(yè)，光刻可以說是它的先鋒，而“浸潤式光刻”技術(shù)取代主流的“干式光刻”技術(shù)，可謂之顛覆性，改變了全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的生態(tài)?？梢?，及時跟進、主動適應(yīng)甚至積極研發(fā)顛覆性技術(shù)，是當(dāng)今技術(shù)發(fā)展的必然選擇。但是，與發(fā)達(dá)國家相比，我國顛覆性技術(shù)發(fā)展的條件和機制尚不成熟。這是因為：我國技術(shù)研發(fā)多集中于單一的技術(shù)角度，與顛覆性技術(shù)的系統(tǒng)化要求存在差距。我國技術(shù)研發(fā)的試錯機會較少，與顛覆性技術(shù)創(chuàng)新要求的容錯環(huán)境不相符。我國尚未形成常態(tài)化的顛覆性技術(shù)研究機制以及專門的研究機構(gòu)，無法及時有效的甄別顛覆性技術(shù)，也不存在這一領(lǐng)域的專項資金對其進行投入。

顛覆性技術(shù)創(chuàng)新既需要在思想理念上有所突破，還要有科學(xué)手段的突破，并且要有評價體系的突破。那么，如何積極預(yù)測和支持未來的顛覆性技術(shù)發(fā)展，建立一個具有前瞻性的科技評價體系是必要的。

目前，較為常見的科研評審方式是量表客觀評審和專家主觀評審兩種。前者是根據(jù)設(shè)計好的常規(guī)科學(xué)評價指標(biāo)體系來進行計分分級篩選，是一種結(jié)構(gòu)化的非包容性的客觀評價方式。而后者則是基于評審專家個人知識與經(jīng)驗的一種判斷評價，具有較強的主觀性。除此之外，還有采取客觀評審與主觀評審相結(jié)合的模式，如國家自然科學(xué)基金評審采用了在充分客觀信息條件下的專家評審方式。但是，顛覆性技術(shù)等具有變革性技術(shù)的評價通常難以在事前實現(xiàn)，而多為一種事后驗證。評價體系的根本難點就在于對潛在的顛覆性創(chuàng)新進行事前評審。因為作為一個全新的假說或者一個跨領(lǐng)域猜想，都是不存在既有客觀證據(jù)或現(xiàn)成評價指標(biāo)量表的，也就不能進行客觀評審；而主觀評審的方法也不可行，因為顛覆式創(chuàng)新與現(xiàn)階段科學(xué)研究不相容，現(xiàn)在的科學(xué)共同體對顛覆式技術(shù)沒有一個共有的認(rèn)知范式，評審專家自然無法得出讓人信服的評價結(jié)論。所以，在現(xiàn)有評價體系無法對顛覆式技術(shù)做出科學(xué)評價的情況下，探索既具有前瞻性評價又符合財政支持標(biāo)準(zhǔn)的評價方法，是科學(xué)評價方法論的題中之義。

三、貝葉斯檢驗的優(yōu)勢及其對顛覆性技術(shù)評價的啟示

1.貝葉斯檢驗的優(yōu)勢

貝葉斯方案是在概率歸納邏輯的框架中試圖為歸納法的合理性提供辯護，屬于概率的辯護。當(dāng)我們把邏輯有效性賦予給定歸納前提之后的歸納推理，那么，可以把驗前概率給予歸納前提，而把貝葉斯概率邏輯看作歸納推理的邏輯，則可以應(yīng)用遵守數(shù)學(xué)概率規(guī)則的主觀主義的貝葉斯理論，來解釋假說與證據(jù)之間相容的可能性，用驗后概率來表示經(jīng)驗證據(jù)對理論假設(shè)的認(rèn)證度，也體現(xiàn)于貝葉斯方法的“意見收斂定理”之中?？梢姡惾~斯定理作為科學(xué)檢驗的邏輯工具是合理的，也是可應(yīng)用于重建傳統(tǒng)的方法的。

再者，科學(xué)檢驗過程及結(jié)果也需要一些模糊性的公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)來進行評價，科學(xué)檢驗過程也就會攝入主觀標(biāo)準(zhǔn)，這一點可體現(xiàn)為貝葉斯主觀概率。一個新理論是在反常的海洋中發(fā)展壯大起來的，而不是在一開始就被扼殺掉的，貝葉斯主義的主觀概率具有實操合理性。何況，貝葉斯理論中已為背景知識留下了重要的位置。至于貝葉斯方法中的驗后概率，當(dāng)證據(jù)對檢驗假說具有一定認(rèn)證度，②不但取決于其驗前概率，而且取決于證據(jù)對其競爭假說的意外度。③這樣的方法論克服了實證主義和證偽主義的片面性，而統(tǒng)一了兩者的方法論合理性。

綜上，貝葉斯方法的優(yōu)越性在于：主觀性與客觀性的統(tǒng)一，私人性與公共性的統(tǒng)一。無論從貝葉斯理論的內(nèi)在生命力還是外部影響來看，它都具有一定的理論優(yōu)越性。

2.顛覆性技術(shù)評價的要求

顛覆性技術(shù)的“顛覆”特征，就在于其衍生出的新產(chǎn)業(yè)/新業(yè)態(tài)等足以改變現(xiàn)有的產(chǎn)業(yè)游戲規(guī)則，是在單個領(lǐng)域內(nèi)無法達(dá)到的前沿技術(shù)，或者是對科學(xué)原理的創(chuàng)新性應(yīng)用，或者是跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的集成創(chuàng)新。由于它們具有變革性、不確定性的特點，對其通常難以在事前做出評價，多為一種事后驗證。而基于評價指導(dǎo)實踐的原則，對潛在的顛覆性創(chuàng)新進行事前評審卻是至關(guān)重要的。真正顛覆性技術(shù)對于現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新性，足以對未來產(chǎn)生影響，因此對評價體系就提出了更高要求，其中的特殊之處在于要有“寬容原則”。

但是，當(dāng)前主要的評價體系中，客觀評價是在科學(xué)數(shù)據(jù)和充分證據(jù)支撐之上的指標(biāo)體系設(shè)計來實現(xiàn)的；主觀評價則更多的是同行評議，甚至是相關(guān)領(lǐng)域加上跨領(lǐng)域?qū)＜业墓餐u價；此外，也有兩者相結(jié)合的模式?？墒沁@些傳統(tǒng)評價方式并不適用于顛覆式技術(shù)，因為既沒有充分的客觀證據(jù)基礎(chǔ)，也沒有在顛覆式技術(shù)初期所能形成的科學(xué)共同體。因此，現(xiàn)有評審系統(tǒng)不能適應(yīng)顛覆性創(chuàng)新評審的需求，我們需要“寬容原則”來持續(xù)探索突破常規(guī)但又能夠公正高效地使用國家財政投入的新方法，摸索出一種與人本評審更接近又與客觀證據(jù)相兼容的評價方式。

3.貝葉斯檢驗對顛覆性技術(shù)評價的啟示

貝葉斯檢驗的驗前概率(主觀概率)，與主觀臆測不同，是根據(jù)經(jīng)驗、各種背景知識以及對客觀情況的了解進行分析、推理、綜合判斷而設(shè)定的，且在一定的條件下還可以使用貝葉斯公式加以修正。這體現(xiàn)為“驗后概率”P(H/e)，即得到信息之后，再重新加以修正的概率。那么，顛覆性技術(shù)評價所需要的“寬容原則”則體現(xiàn)在貝葉斯公式P(Hi/e)=P(Hi)P(e/Hi)/[P(H1)P(e/H1)+P(H2)P(e/H2)+…+P(Hn)P(e/Hn)]中，就是驗前置信度P(Hi)>0，首先賦予它一定的預(yù)測度和解釋力，然后再通過實踐證據(jù)來看它的創(chuàng)新性、可行性。當(dāng)P(H/e)>P(H)，那么，e認(rèn)證H，就足以正向支持該顛覆性技術(shù)評價。當(dāng)我們寧取一種有趣、大膽、信息豐富的理論，而不取一種平庸的理論，就是給予潛在性顛覆式技術(shù)存活發(fā)展的機會，就是“寬容原則”的體現(xiàn)。然后再根據(jù)證據(jù)加以修正我們的評價，這種修正過程可以不斷地進行下去，在科學(xué)檢驗的過程中得到最接近恰當(dāng)?shù)目茖W(xué)評價。因此，顛覆式技術(shù)評價過程包含著非共識評價、創(chuàng)新度/顛覆性評價以及交叉式評價等與當(dāng)前的科研評審系統(tǒng)相區(qū)別的部分。

我國要提升原始創(chuàng)新能力，要萬眾創(chuàng)業(yè)、大眾創(chuàng)新，就要把“寬容原則”放到科學(xué)評價中，形成支持顛覆性創(chuàng)新的制度和文化。顛覆性技術(shù)評價可以從貝葉斯檢驗中得到啟示：

(1)選取邏輯上更有力的理論或更有解釋力和預(yù)測力的理論，先結(jié)合相關(guān)背景知識和人本原則賦予一種大膽假設(shè)的技術(shù)以一定的驗前概率，即P(Hi)>0，然后在科學(xué)實踐中小心求證，通過收集科學(xué)數(shù)據(jù)等各種證據(jù)，修正事前評價，形成下一步推進與否以及如何推進的決策。

(2)政府部門與盡可能多領(lǐng)域的技術(shù)領(lǐng)域?qū)＜夜餐M行顛覆性技術(shù)評價，開展綜合研究與評估，正視其經(jīng)濟影響與社會影響以及人文科技倫理等影響，根據(jù)研究的性質(zhì)和我們對結(jié)論準(zhǔn)確性所持的要求合理設(shè)定顯著性水平α的數(shù)值，制定相應(yīng)措施以應(yīng)對其可能存在的潛在負(fù)面效應(yīng)。

(3)如果兩個理論具有相似的解釋力度，那么就會優(yōu)先選擇那個更簡單的。實踐中，就是P(H1/A)約等于P(H2/A)并且都大于α?xí)r，社會效益評價趨同時，優(yōu)先選擇更簡單的理論和技術(shù)方案，達(dá)到經(jīng)濟效益更大化。

(4)對顛覆性技術(shù)進行長效跟蹤研究。設(shè)立顛覆性技術(shù)的專門服務(wù)機構(gòu)，長期對國內(nèi)外前沿技術(shù)發(fā)展情況及趨勢進行跟蹤研究，以期對我國顛覆性技術(shù)發(fā)展趨勢進行預(yù)測，規(guī)劃設(shè)定相關(guān)技術(shù)發(fā)展支持領(lǐng)域、提出項目指南、選拔科研項目承擔(dān)者，同時設(shè)立專項資金，對通過顛覆性技術(shù)評價的技術(shù)項目，加強支持力度，完善其創(chuàng)新及產(chǎn)業(yè)化環(huán)境。

注釋：

①無論對于A在n次試驗中出現(xiàn)r次這一結(jié)果賦予怎樣的驗前概率，隨著試驗次數(shù)n的增加，下一次實驗結(jié)果出現(xiàn)A的驗后概率越來越接近于證據(jù)e中A出現(xiàn)的頻率r/n。由于這是獨立重復(fù)試驗，下一次試驗出現(xiàn)A的概率也就是每一次試驗出現(xiàn)A的概率即P(A)或P。

②H相對于e的認(rèn)證度等于P(H/e)與P(H)的差值，值域是[-1，1]。當(dāng)認(rèn)證度為正值，H被e認(rèn)證；為負(fù)值，則H被e證偽；若為0，則兩者無關(guān)。

③e對H2的意外度等于P(e/H1)與P(e/H2)的差值，值域是[-1，1]。當(dāng)意外度為正值，e對H2具有正意外度；為負(fù)值，則e對H2具有負(fù)意外度；若為0，則e對H2不具有意外度。