川普對美國科學界發起文化大革命│周成功
美國總統川普這幾個月來,推動了一些會深遠影響美國科學界的政策。首先是從3月起,陸續取消聯邦政府對大學研究的補助,理由是學校未能妥善處理反以色列在加薩戰爭的校園示威活動。哥倫比亞大學首當其衝被砍了約4億美元(下同)。緊接下來的是,賓夕法尼亞大學針對跨性別運動員的政策,被聯邦政府凍結1.75億資助;普林斯頓大學也因校園反猶行為的調查,被暫停2.1億;布朗大學5.1億、康乃爾大學10億、西北大學約7.9億的聯邦補助也遭到凍結。
任意刪減對私立大學補貼
4月11日,哈佛大學收到川普政府的來函,列出哈佛若要維持與聯邦政府的關係,必須滿足一系列要求,審查內容涵蓋學生、教職員的立場,並要求修改大學的治理結構與聘用制度。哈佛校長艾倫賈伯(Alan Garber)4月14日在發給全校的公開信裡寫道:「大學不會放棄其獨立性,也不會放棄其憲法保障的權利」,他補充說:「不論哪個政黨掌權,政府都不應該干涉私立大學教什麼、錄取或聘用誰、或進行哪些研究。」川普政府的回應非常快,隔天就宣布凍結來自聯邦機構、總額超過22億、為期多年的研究補助。白宮反猶太主義特別工作小組還指控哈佛,在親巴勒斯坦抗議活動中容忍對猶太與以色列學生的「嚴重騷擾」。
有一位研究太空物理的傑出教授,正在執行一項5年期、總經費450萬的研究計畫,尋找銀河系以外行星存在的證據。計畫才進行一半,發現研究經費被砍,計畫必須終止。他無奈地向記者抱怨:我不知道我在尋找系外行星,跟反猶太主義有什麼關連?
企圖影響學術期刊內容
4月初,美國司法部檢察官Edward R. Martin Jr.向包括NEJM、CHEST等醫學期刊發函,詢問其審稿流程是否存在偏見。這被視為一種威嚇式的調查,意圖阻止學術期刊刊登不符合政府意識形態的研究結果。接下來,5月27日衛生與公共服務部(HHS)部長小羅伯特甘迺迪宣布,將考慮禁止聯邦研究員在NEJM、Lancet、JAMA這些「受大藥廠操控」的期刊上發表論文,並提議創建一個自己的官方醫學期刊。這個構想如果成真,就是政府用行政命令強制要求所有政府資助的研究成果,都必須在這個官方醫學期刊發表,以便於官方執行審查。
6月3日,川普政府終止了幾個重要的聯邦科學研究機構,包括國立衛生研究院(NIH)在內,對Springer Nature(即出版Nature系列期刊)的訂閱合同。衛生與公共服務部更明確表示,這些期刊所刊登的都是垃圾科學。這次停止訂閱涉及金額約2,000萬。而未來會影響美國科學發展最重要的政策,無外乎5月底白宮公布2026年的政府預算,其中對國家研究機構預算刪減的幅度史無前例,這裡面對科學界影響最大的包括以下幾項。
刪減國家研究機構預算
一、國家衛生研究院:預算將從2025年的480億削減至 270 億,減幅約 40%。具體作為還包括裁撤多個研究所(如少數族裔研究所、護理研究所、佛格蒂國際中心)和裁員1500人。佛格蒂國際中心是詹森總統在1968年成立的機構,提供獎學金給第三世界優秀的科學家到美國進修、交流,對促進生物醫學界的合作扮演了重要角色。1970-80年代,佛格蒂國際中心每年提供一位台灣青年科學家到美國進修一年,台大醫學院院長李鎮源就曾拿到資深科學家獎學金。
二、國家科學基金會(NSF):擬將經費從90億削減至39億,降幅近 57%。同時被要求裁掉目前員工1700人的50%。NSF是支持美國大學基礎研究最重要的機構,基金會主席面對一連串的政策指令,他宣布提前辭職。
三、NASA:科學預算從 75億下降到 39億,減幅 52% 。多項重點太空任務(如羅曼望遠鏡、火星 Sample Return、Gateway月站)都面臨取消。
四、環境保護署(EPA):預算將從約91.4億減至約41.6億,減幅 54%,為過去50年來最大砍幅。重大影響包括取消州級水環境基礎設施補助,縮編職員等。
五、國家海洋暨大氣總署(NOAA):被建議削減科學預算26–27%,尤其是研究部門(OAR),砍幅達74%。將取消氣候、海洋實驗室與大型研究計畫 。
六、疾病控制與預防中心(CDC):擬從92億削減至 52億,削幅約44%,將縮編傳染病預防項目。
刪除一座LIGO鬧出笑話
或有人說政府主動刪減預算,為納裞人省錢不是件好事嗎?這涉及很多複雜的問題:包括對基礎科學的價值認定,科學機構有沒有浪費,有限資源分配的優先順序等。但政策的決定必須要有合理的依據和邏輯。6月12日出版的 Science就報導了一件令人啼笑皆非的預算刪減案,值得分享。這個案例的主角是一個用雷射干涉儀,來接收宇宙中重力波訊號的觀測站(簡稱LIGO)。
愛因斯坦1915年發表了他的廣義相對論,他認為巨大質量的存在會使周圍的時空彎曲。這個理論預測太陽背後恒星發出的光,經過太陽周圍的彎曲時空,它走的路徑非直線而是會轉彎。這個預測在1919年由英國愛丁頓觀察東非全日蝕時,太陽背後恒星出現的位置而得到證實。在1916年和1918年後續的研究中,預測兩個巨大黑洞互相吸引而繞行時,就會引起時空的擾動,這個擾動會以波的形式從源頭向外傳播—這就是重力波。於是NSF於1990年花費約4億美元,分別在美國西北部華盛頓州的漢福德(Hanford)與東南部路易斯安那州的利文斯頓(Livingston),建造兩座利用雷射干涉儀,來接收宇宙中重力波訊號的觀測站。
為什麼要建兩座LIGO觀測站?理由其實很簡單,前面提到干涉訊號是因為重力波影響臂長的微小變化(通常約為 10⁻¹⁹ 公尺)所產生。你怎麼曉得這麼小的距離變化,是來自重力波,還是鏡子的風吹草動所造成?雖然把鏡子放在真空中以避免空氣的擾動,同時加上各種防震措施,但你永遠不能排除訊號可能來自附近高速公路的汽車,或其他人為的活動。因此唯一的解決之道,就是在3,000公里以外再建一個一模一樣的觀測站。當重力波從一個觀測站傳到另一個觀測站的時間,大約是10毫秒 (3,000除上光速)。如果兩個觀測站相隔了10毫秒,收到了相似訊號,那這個訊號來自天體碰撞產生的重力波,可信度就提高了很多。兩個觀測站還有一個非常重要的功能,就是可以定位重力波的來源。
LIGO 2016年2月報告第一次偵測到重力波的訊號。這個重力波來自距離地球約13億光年外的兩個黑洞合併的活動。兩個黑洞的質量分別約為 29 和 36 個太陽的質量。兩座 LIGO 探測器同時偵測到一個明顯的「唧唧叫」訊號,持續約 0.2 秒,剛好是兩個黑洞螺旋接近、合併,形成一個單一旋轉的黑洞的時程。更重要的是,兩個觀測站偵測到訊號之間的時間差為 7 毫秒,證實這是一個真實的天文事件。這個突破性的觀察,除了再次驗證了愛因斯坦的廣義相對論,同時也標誌著一個全新領域的誕生:重力波天文學。
2017 年 8 月 17 日,另一次約 1.3 億光年外兩顆中子星螺旋碰撞產生的重力波被偵測到。更重要的是,它們同時精準地預測到這個中子星螺旋碰撞的方位。這個資訊立刻讓世界各地與太空中的各種望遠鏡,迅速同時轉向天空中的這個區域,目睹了隨後戲劇性的爆炸場面—這就是所謂的「千新」(kilonova)。「正是因為有兩座探測器,這一切才成為可能。這就是他們為什麼要蓋兩座觀測站的原因。」三位領導LIGO計畫者,因2016年首次偵測到重力波而獲得2017年諾貝爾物理學獎。
川普政府對科學研究預算刪減計畫,2026年將迫使NSF必須關閉其中一座LIGO干涉儀,這項刪減預計可節省約2000萬美元,卻會大幅削弱LIGO探測並定位產生重力波的劇烈天體事件的能力。
一個有趣的評論認為,LIGO遭腰斬的提案,或許反映出,這項計畫在白宮預算管理局(OMB)心目中的地位。「OMB的人知道,這項計畫重要到不能完全砍掉,但他們對其中的科學並不瞭解,才會覺得可以只砍一半。」
(作者係陽明交通大學生命科學系暨基因體科學研究所教授)
附加資訊
- 作者: 周成功
- pages: 69
- 標題: 川普對美國科學界發起文化大革命