開放科學在荷蘭(上)：讓科學知識公開化和透明化 - 荷事生非

荷蘭大學聯盟（VSNU）推行之開放取用文獻計畫。

（圖片來源：VSNU）. 相信大家聽過一個名詞：科學普及（Popular Science，簡稱科普），這是由專業 ... 荷蘭大學聯盟（VSNU）推行之開放取用文獻計畫。

（圖片來源：VSNU） 相信大家聽過一個名詞：科學普及（PopularScience，簡稱科普），這是由專業科學家，書寫通俗易懂的書藉文章或進行公開演講，也可能參與媒體節目，向大眾傳播科學家們殫心竭慮收集分析資料後產生的知識精華。

英語世界的科普活動已有數十年的歷史，至今已出現不少投入科普活動的知名科學家。

中文世界最近較知名的例子，當然是謝伯讓老師的《大腦簡史》。

而你正在閱讀的本文，則要介紹比科普更進一步，將科學知識透明化與公開化的「開放科學」（OpenScience）運動。

開放科學運動之興起 開放科學運動的成因在歐美學術圈之內蘊釀已久，比較為大眾所知的近因可從諾貝爾經濟學獎得主DanielKahneman的科普佳作《快思慢想》（Thinking,FastandSlow）見到端倪。

Kahneman在書中引用一系列社會心理學「促發效應」(Primingeffect)研究，佐證自己要推銷給讀者的概念：「人類心智能運用環境中的提示，在自動與主控的認知系統間切換。

」然而，就在這本書出版當年，統計學家運用剛開發出來偵測出版偏誤（publicationbias）的方法，確認當前一系列「促發效應」的研究論文報告的真實效果極低，只是剛好達到統計顯著的指標而已。

以常用的統計顯著水準0.05做比喻，只是在二十次失敗實驗之後，剛好出現唯一一次成功實驗的結果。

這篇文章要正式定稿前，長期研究心理科學研究再現性的社會心理學家UlrichSchimmack在個人部落格貼出專業分析文：「ReconstructionofaTrainWreck:HowPrimingResearchWentofftheRails」，分析這一系列促發研究，如何引導社會心理學往無法獲得可靠知識的方向發展，讓這類文獻如同脫軌的火車，衝撞好不容易建立起來的知識體系。

雖然《快思慢想》的開頭九章，是Kahneman建立畢生學問精華的基石，卻因為充滿瑕疵證據的第四章，讓整本《快思慢想》的科學知識價值打了折扣（註1）。

促發效應的案例呈現科學社群內部長久不為人知的一面，但是《快思慢想》」的瑕疵更顯現這類研究案例經歷長久發展之後，對科普造成難以逆轉的傷害，甚至是大眾對專業科學家的信任。

於是，Kahneman在書籍出版隔年寫了一封給學術界的公開信。

他在信中建議心理學家如何對實驗結果看起來很美妙的研究，設計可信的再現研究，檢驗真正的知識價值。

Kahneman主張的研究模式現在被稱為「註冊再現研究」（RegisteredReplicationResearch），而且已有科學家身體力行，現在最知名的註冊再現研究，像是2015年轟動全球科學界的消息「270科學家合作，僅能重複36%心理學實驗結果」。

有許多心理學家，更運用這種模式檢驗科普圈中常被介紹的心理學發現。

有瑕疵的科學文獻大量累積之後，將導致一系列看似進步的科學知識，朝向火車出軌般的災難發展。

（圖片來源：UlrichSchimmack的部落格） 開放科學是什麼？ 這波註冊再現研究的出現，揭示開放科學的兩個核心理念：透明（Transparency）與公開（openness）。

科學專業的具體實踐是在收集資料前，要為他人能有效檢驗產生的結果，而預先註冊（pre-registered）所有研究資料。

凡是有預先註冊的研究，不論是不是再現他人的研究結果，都可稱為「註冊研究」。

預先註冊研究正式發表之後，就算是非專業但有能力從事科學研究的人士，都能運用透明公開的資料，重現專業科學家的發現。

當前的開放科學，是基礎科學家與支持科學研究的公私機構所推動的運動，運動的目標是面向大眾。

那麼，初次得知這個名稱的讀者，要如何認識這波運動的內容呢？ 從事實驗心理學研究的筆者，藉著過去這一年在荷蘭訪問的機會，除了學習以註冊研究模式進行個人的研究，也從直接與間接管道瞭解了開放科學運動的現況。

筆者發現，在開放科學運動的幾個面向上，都有荷蘭科學家投入的身影，荷蘭政府也正在推動科學文獻的開放取用，並制定明確的政策目標及推動策略。

由於筆者本身研究領域的關係，以下說明提到的人物，都是現在活躍的荷蘭心理學者。

根據維基百科，開放科學包括六個方向的運動：開放取用（OpenAccess）、開放原始碼（OpenSource），開放資料（OpenData）、開放的研究流程（OpenMethodology）、開放的同儕審查（OpenPeerReview），以及開放的教育資源（OpenEducationalResource）。

此外，2016年開始的歐盟計畫「提昇歐洲開放科學訓練品質」（FacilitateOpenScienceTrainingforEuropeanResearch，簡稱FOSTER）也提出開放科學運動的相關細項目標，並訂定明確的執行檢核效標。

無論是維基百科或FOSTER的分類方式，都表達出一項概念：這項運動的參與者可以是個人、機構、國家、甚至跨國組織。

為便於說明，本文根據維基百科的六大方向來和讀者說明什麼是開放科學運動。

1.開放取用的研究文獻（OpenAccess） 閱讀及整理過去的研究成果，是所有科學活動的開始。

現今的科學文獻是科學家投稿給有同儕審查制度的期刊，經過同儕審查被接受後，才由出版社發行，最後再讓圖書館訂購收藏，提供從事科學研究的人士搜尋。

有長久歷史的學術出版社（例如荷蘭的Elsevier），已發展出需要使用者付費，才能檢索文獻的機制。

隨著要支付的訂購費用越來越高，學術圈已有集體抗議這種付費出版模式的行動，這種模式也使科學文獻只對有訂購的機構開放，而非向所有人開放。

所以開放取用運動的目標，就是達到「凡是有能力上網檢索的人士，都能自由取用科學家的研究論文」。

現在實踐開放取用的具體方式有兩種途徑：一種是論文作者個人實踐的綠色途徑（GreenRoute），另一種是由出版社發行開放取用期刊的黃金途徑（GoldRoute）。

綠色途徑是論文作者將被期刊或出版社接受的論文手稿（post-printedmanuscript），放在公開的社群網站，讓任何人可經由網路搜尋取得。

論文手稿是依既定的論文格式撰寫，提供出版社編輯排版的原始稿件。

許多期刊允許作者將這類稿件放在公開的資料庫網站，如果想確定接受稿件的期刊是否允許自由取得，可利用SHERAP/RoMEO這個網站查詢，也可得知投稿的期刊支持開放取用的程度。

任何有允許公開論文手稿的研究者，都能運用合法的資料庫平台公開手稿，像是由設在美國維吉尼亞州的開放科學中心（CenterforOpenScience）所經營的開放科學平台（OpenScienceFramework,OSF）。

除此之外，還有提供科學研究者的社群網站Academia與ResearchGate。

綠色途徑仰賴研究者的個人意願，除非有機構強制推動（註2），讀者就算到文獻的書目資料，也只能從出版社的付費管道索取論文。

至於黃金途徑的終極目標，就是要出版社提供百分之百的開放取用論文，而荷蘭的教育部與大學聯盟（VSNU）已訂出2024年要讓荷蘭境內公民皆可自由取用所有科學文獻的目標。

他們從2014年開始和Elsevier等主要學術出版社談判，已有初步成果。

VSNU將階段性成果整理成懶人包，提供世界各國參考。

我摘出其中談判的四個要點：(1)由最需要收藏文獻的機構首長擔任主要談判人員，例如大學校長；(2)談判人員有所屬機構的充分授權；(3)堅守底線，例如不妥協於Elsevier所要求的收取額外40%出版費用；(4)政策支持，也就是荷蘭教育部已宣佈的目標。

2016年底正好發生台灣與其它國家的科研機構向Elsevier要求談判的行動，荷蘭邁向黃金途徑的經驗值得學習。

OpenScienceFramework登入頁面。

（圖片來源：網站） 2.開源軟體（OpenSourceSoftware） 收集資料是科學研究的重要步驟。

要收集有意義的資料，運用設計良好的程序是重要環節。

專業科學家的養成過程中，有一部分是熟練操作收集資料程序的軟體，這類軟體通常能編輯符合研究目的程序腳本。

開放科學強調科學研究程序的可重製性，開源軟體（註3）以開放原始碼的方式，讓使用者自由使用與修改軟體內容，達成可重製研究的要求 。

這段時間我個人收集資料所使用的軟體，都是荷蘭心理學研究者開發的開源軟體，除了為各位介紹這些軟體之外，也在此分享我的個人使用心得。

QRTEngine 我的研究有一部分需要透過網路問卷平台Qualtrics進行實驗，由於需要紀錄填答者的按鍵反應，並且根據註冊研究要求，在正式收集資料前要備份程序腳本。

雖然我的合作夥伴以前曾經編寫程序一樣的Qualtrics平台腳本，但是這個版本需要許多道人工操作程序，才能置入新的刺激項目，不利未來的重製研究。

準備過程中，我找到了萊頓大學（LeidenUniversity）HenkvanSteenbergen領導的團隊開發的QRTEngine，發現符合我的研究需求，因而花了一些時間學習運用這套函式庫編輯程序腳本。

Qualtrics是一套互動式網頁平台，能讓問卷設計者編輯各種網路問卷，也讓設計者可自行撰寫javascript，在問卷網頁呈現自己想要的互動方式。

然而，心理學實驗需要的互動方式與問卷項目隨機程序相當複雜，QRTEngine開發團隊將這些要求化為一系列簡單的javascript函式。

就算不完全了解javascript的寫作邏輯，甚至不會寫程式，只要依腳本設置對應的函式，使用者就能打造出研究所需要的網路問卷。

收集好的資料可透過團隊提供的程式，轉換成任何資料分析軟體都能處理的格式。

然而遺憾的是，當我完成研究的時候，QRTEngine也停止更新。

因為Qualtrics主要用於市場商業調查，2016年系統更新後，為了讓問卷設計能相容於各式上網載具，大幅減低使用者自行編輯javascript的彈性，2017年之後可能無法再使用同一套腳本進行相同的研究。

幸好，我常用的另一套開源軟體OpenSesame，在此時有了新的進展。

OpenSesame OpenSesame是由目前任教於格羅寧根大學（UniversityofGroningen）的SebastiaanMathôt，在就讀博士班時期與同事一起開發出來的。

OpenSesame的核心程式碼是以python撰寫，所以熟悉python的人能自行改變或增加OpenSesame的功能。

開發團隊設計一套簡單易上手的使用者介面，即便是不懂python的使用者，在自行操作幾種範例之後，也能掌握編輯實驗腳本的基本方法。

第三版開始的OpenSesame提供連結OSF專案庫的功能，研究者可直接在使用者介面將編輯好的腳本與收集完成的資料，備份到OSF專案庫。

如果研究者的OSF專案庫是公開的，有意再製研究的人士，可直接在自己的OpenSesame使用者介面下載腳本，在不同地點直接再現實驗程序。

2016年7月，OpenSesame開發團隊在github公開OpenSesame網頁版WEBOS的原始碼，讓使用者可以安裝於自己管理的伺服器，直接執行單機版OpenSesame的腳本。

目前網頁版的功能還不夠完整，只能執行一些程序簡單的腳本。

不過，我看好網頁版的未來發展，是取代QRTEngine的潛力工具。

OpenSesame之操作介面圖。

（圖片來源：OpenSesame） 3.開放資料（OpenData） 開放資料的概念，可從資料的保存（datareservation）與資料的取用（dataaccess）兩方面描述。

科學文獻報告的結果，都是原始資料的分析精華，保留原始資料則可回溯發現新知識的過程。

保存資料的概念雖在科學研究者中人盡皆知，但非所有科學家有相同的共識。

VSNU在2012年頒佈的荷蘭科學研究守則（TheNetherlandsCodeofConductforScientificPractice）中，對於有關可核實性（Verifiability）的項目，明訂加盟的大學從事科學研究的教師與學生，均有義務保留研究資料至少十年。

相關守則的依據，是VSNU規劃將近十年的治理方針（CodeofGoodGovernance），這些守則也是近年荷蘭推動高等教育升級方案的依據。

查閱這個守則的公開資訊時，我發現研究守則最新版出爐的前一年，正好爆發轟動荷蘭學術界的DiederickStapel研究造假案。

案件爆發前，DiederickStapel是任教於VSNU的蒂爾堡大學（TilburgUniversity）的心理學教授，由於長期以來源不明的資料發表論文，被該校師生匿名檢舉之後，調查委員會清查從他攻讀博士時期開始發表的論文，發現有58篇已發表的論文都無法提出可供核實的資料。

由於DiederikStapel從博士班到服務過的三所大學皆是VSNU的會員（阿姆斯特丹大學、格羅寧根大學、蒂爾堡大學），這件案例的教訓，應是促成VSNU將研究人員的責任具體載明於科學研究守則的重要因素。

在最理想的落實狀態下，開放資料的取用，是讓論文讀者能直接取得原始資料，核實獲得論文數據與圖表的過程。

如果能達到這樣的境界，類似DiederikStapel的案例就不可能發生。

到目前為止，至少VSNU師生最近四年發表的論文，讀者都能獲得完整保存的資料，但是其它機構的研究者資料可就不一定了。

蒂爾堡大學的博士生ChrisHartgerink為此提出一套折衷方案，將心理學期刊內論文的統計數據轉換成格式化資料，包裝為R套件，讓這些期刊文獻的讀者可以自行做初步的檢核。

這套方案源起ChrisHartgerink與同校博士生MichèleNuijten合作開發的R套件statcheck。

statcheck的功能是掃瞄及擷取論文中的統計數據，再檢驗統計數據是否符合報告所提計算統計數據的必要參數。

現在原作者MicheleNuijten還推出網站版statcheck，使用者可以直接上傳論文pdf或網頁網址，從網站獲得檢查結果。

而statcheck也被改造為自動化程式機器人，在知名的期刊論文核實網站pubpeer，張貼最新一期的心理學期刊論文數據核實簡報。

有逛pubpeer的讀者會發現在該網站上有關心理學期刊的貼文大多數都是statcheck的作品。

《自然》（Nature）期刊曾在2016年11月底以statcheck為例發表一篇評論，倡議pubpeer的核實應更具建設性。

數據核實是評價科學論文真正價值的第一步，如何發掘某篇論文的錯誤或待澄清的地方，有賴讀者親自動手。

我認為這是開放科學運動真正的目標，刺激那些在論文發現問題的研究者，做出更有意義的研究。

想知道你在讀的論文統計數據有沒有錯誤？先讓statcheck幫忙檢查一下。

（圖片來源：網站） 下篇，我將繼續說明開放科學餘下的三個實踐方向。

繼續閱讀開放科學在荷蘭(下)：從開放研究流程到開放教育資源 註1：Kahneman本人於2017/2/14親自在Schimmack的該則部落格貼文回應，肯定Schimmack等人的指教，也正面看待促發效應研究會得到正面證據的支持。

註2：荷蘭格羅寧根大學於2017年元旦起，要求校內師生發表論文者，必須公開出版前論文手稿，詳細訊息請見此處。

註3：想進一步認識開源軟體的讀者，可參考維基百科條目「開源軟體」。

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