以下文章来源于科学杂志1915 ，作者张健

什么是公众科学

公众科学（citizen science），也称公众参与式科学研究（public participation in scientific research），是指包含了非职业科学家、科学爱好者和志愿者参与的科研活动 [1,2]。相较于传统的科学研究方式，公众科学项目一般由公众和职业科学家合作发起，以公众广泛参与为其鲜明特征。公众科学项目对于扩展科学知识、提高公众对科学的理解发挥着越来越重要的作用，并直接影响政府的管理和决策行为。 

公众科学项目已在生态与环境、生物学、教育、气候变化、计算机科学、医疗健康、社会科学等领域广泛开展。以公众科学平台SciStarter （https://scistarter.org）为例，目前有2000多个项目在全球开展，其中生态与环境领域的最多，尤其是通过户外或室内观察方式记录生物时空分布与行为等方面的研究项目，如植物物候监测、鸟类调查、鱼类调查、光污染、水环境调查等。同时，很多项目通过在线方式让公众参与。

“公众科学”还是“公民科学”？

关于“citizen science”这个词组的翻译，国内目前常用的有“公众科学”和“公民科学”两种。在2013年，笔者曾经对此进行过一些讨论 [2]。“公民科学”是英文直译，但跟其本身需要表达的意义存在较大差异。“公民”是一个法律概念，指具有一个国家的国籍，并根据该国宪法和法律享有权利并承担义务的人，而这明显与citizen science对参与者的要求不符合。“公众”这一词语则具有更多社会学意义，指一般的社会成员，因此“公众科学”这一翻译更符合“citizen science”原有的含义，也与其另一名字“公众参与式科学研究”一致。因此，笔者更倾向于“公众科学” [2]。

公众科学不等于科普

关于公众科学的一个误区：很多人会把公众科学与科学普及（科普）等同起来，但实际上两者存在着本质差别。我国目前较多科学教育、自然教育等以科学普及为核心目标的活动，尽管与公众科学有一些联系，但其中大部分不能归于公众科学的范畴。简单地说，公众科学需要由明确的科学问题驱动，通过公众参与收集和分析数据，最终回答非常具体的科学问题，从而产生新的知识，而科普的核心是教育，即传授已有的科学知识。因此，公众科学项目可以包括一些科普的内容，但科普并不是它的核心内容；科普活动有潜力成为好的的公众科学项目，但需要跳出固有思维，明确所要研究的科学问题。

公众科学不等于免费大餐

关于公众科学的另一个误区：不少人认为公众科学的运作方式是找一些免费劳动力来帮忙收集数据，因此可算是免费大餐。然而，公众科学项目尽管可能会节省一些人力和物力等成本，但在很多方面却需要强有力的支持。一方面，对项目参与者的管理和培训绝非免费，需要项目负责团队花费大量人力和物力进行志愿者培训、宣传推广、数据管理、平台建设等活动。以美国康奈尔鸟类学实验室为例，他们管理的公众科学项目每年的花费近100万美元 [3]，这些经费主要来自美国国家科学基金会。另一方面，公众科学数据经常面临很多错误（如物种识别错误、测量指标精度差），这些数据的核查、清洗与标准化都需要花费很多人力和时间。尽管如此，公众科学项目所需费用还是远低于仅由科学家参与的相似研究项目。因此，开展公众科学项目需要国家、政府和社会等方面支持，才能保证其长期健康地发展。

公众科学的前世今生

达尔文是公众科学家吗？

“公众科学”虽是一个较新的术语，但其社会基础却有着相当长的历史。20世纪之前的科学活动，大部分由兴趣爱好者主导。例如，如果没有18世纪之前的植物学爱好者收集的大量植物标本，就没有“经典植物分类学之父”林奈发展和完善植物分类系统的可能。按照公众科学的相关定义，进化论提出者之一的达尔文可算是早期公众科学家的代表 [4]。达尔文尽管“隐居”在伦敦东部的乡村，但他以写信作为最主要的通讯工具，通过与许多朋友和旅行者交流来了解他们的生物观察记录，有时一年要写1500多封信。不难想象，如果达尔文生活在当代，他一定会成为公众科学的推动者和践行者。

进入20世纪后，由于社会分工的需要，科学家逐渐变成一种职业，科学研究活动逐渐被职业科学家主宰。不过，同样这个时期，在以博物学、考古学、天文学等为代表的许多研究领域，出现了一些大范围、长期的公众科学项目。例如，从1890年开始的美国国家气象局合作观察者项目（Cooperative Observer Program），在整个20世纪都不断加强并持续至今，其收集的天气数据被广泛用于天气预报、极端天气预警、气候变化趋势等领域；创立于1900年的奥杜邦学会（National Audubon Society）的圣诞节鸟类调查（Christmas Bird Count），到2021年时已不间断地进行了121次。

智能时代的公众科学

互联网和智能移动终端的普及，给公众科学的发展提供了巨大机遇。一是互联网的应用使得诸如生物多样性调查、环境监测等需要大量人力和资源投入的科研活动，可以通过信息化平台，让专家和公众参与者突破地域阻隔而形成密切的协作网络。二是微信等即时通讯工具和微博等平台的兴起，为公众科学的开展提供了前所未有的便利。三是科研工作者也可利用网络数据库和信息处理技术，极大地提高数据积累、整理、挖掘和分析的效率，提高数据质量和产出。

最近的公众科学的兴起大致从十多年前开始。其中，2012年在美国俄勒冈州波特兰市举办以“科学研究中的公众参与”为主题的会议和在美国生态学会的《生态与环境前沿》（Frontiers in Ecology and the Environment）期刊上发表的13篇公众科学专题论文 [1]，都极大地推动了该领域的发展。这个时期与智能手机普及的时间基本一致，很多以智能手机和互联网为主要手段的公众科学项目应运而生。例如，美国物理协会和威斯康星大学密尔沃基分校共同于2005年开始运行的Einstein@Home项目，利用数万台公众的计算机在闲余时间搜索天体物理的信号，而且公众科学家利用它已发现55个射电脉冲星和39个伽马射线脉冲星；华盛顿大学贝克实验室于2008年启动的Foldit项目通过邀请公众来玩一款同名游戏，让游戏玩家设计蛋白质，部分成果已在英国《自然》（Nature）等期刊发表 [5]；美国加州科学院和国家地理学会共同创办的iNaturalist平台上的公众科学项目，通过公众以图片等形式共享生物观察记录，已累计超过39万种生物的1亿多条记录，成为全球生物多样性的重要数据源之一；美国国家科学基金会资助的Global at Night项目让公众用手机来监测夜空的明亮程度，以此来报道全球光污染情况，截止到2021年已积累全球180多个国家和地区的20多万条记录。

智能时代的一些公众科学项目的用户界面

开展公众科学的十条原则

2015年，欧洲公众科学学会提出了开展公众科学的十条原则 [6]。这些原则已被翻译成35种语言，成为全球开展公众科学研究的重要参考，也是界定公众科学项目的重要指标。

原则一：公众科学项目应积极地让公众参与到科学研究中来，从而产生新知识或新理解。 

目前很多人将科普项目与公众科学项目混为一谈。如前所述，两者主要区别在于是否有明确的科学问题，是否可以通过项目产生新知识或新理解。

原则二：公众科学项目最终能得到具体的科学结果，如回答一个研究问题，或对保护行动、管理决策和环境政策提供信息。

原则三：专职科学家和公众科学家都可从中获益。

一个好的公众科学项目需要双方共同努力，尤其应充分考虑公众科学家的利益。

原则四：公众科学家可以参与到科学研究的多个阶段中。

项目团队应鼓励并创造条件，让公众参与项目设计、数据收集、数据分析、报告撰写等过程。

原则五：公众科学家应获得项目的反馈信息。

项目负责人应及时更新数据使用情况及其对科学研究、政策和社会等方面的影响。

原则六：像其他科研方式一样，公众科学当然有一些需要考虑和控制的限制和偏见。

这些限制包括调查点的空间偏差、数据质量等，因此公众科学并不适宜于所有研究。

原则七：只要有可能，公众科学项目的数据和元数据都应作为公开信息，研究结果也应公布在开放的平台上。

数据开放和共享是公众科学项目能否成功的关键。鉴于公众科学本身特有的“公众参与”特性，数据共享显得尤为重要。

原则八：公众科学家应该在项目结果和出版物中被认可。

原则九：公众科学项目也应被评估，评估内容包括其科学成果、数据质量、参与者的获益，以及更广泛的社会和政策影响。

原则十：项目负责人需考虑项目所涉及的版权、知识产权、数据分享协议、保密、署名、环境影响等方面的法律和道德问题。

我国的公众科学现状与展望 

基于市场调研机构Newzoo的数据，截至2021年，我国拥有超过9.5亿智能手机用户，为我国开展各领域的公众科学项目和培养公众科学家提供了可能。而且，我国的公众科学有着很好的群众基础，尤其是在空气质量监测、水环境监测、鸟类调查等方面。基于不全面的信息，我国已有一些很好的公众科学平台和项目，例如中国自然标本馆（CFH）、生命观察（Biotracks）等生物记录平台，以及中国观鸟记录中心的鸟类监测、昆山杜克大学的鸟撞调查、基于iNaturalist平台的西双版纳生物多样性监测、城市荒野工作室的上海地区传粉昆虫调查、首都师范大学的昆虫多样性监测。

但是，由于公众科学是一种科学研究的新方式，我国的科研人员和公众在认识上尚存在较大偏差。例如，很多爱好者将识别花鸟鱼虫等生物的手机应用程序等同于公众科学项目，但这也是一个关于公众科学的误区。这些手机应用程序只是提供了一类数据记录的工具，虽然可以成为开展公众科学活动的平台，但由于本身既没有明确的目标和研究问题，也没有“产生新知识或新理解”，因而并不是公众科学项目。

总体来说，与有着近百年的现代公众科学发展历史和现状的欧美国家相比，我国的公众科学存在着起步较晚、公众参与度较低、数据质量控制薄弱、项目管理与整合能力较差、缺乏稳定的经费支持等明显不足。我国的公众科学项目还由于缺乏统一的组织、培训、数据整合和输出，仅有极少数据可运用到科学研究、政府决策和管理工作中。此外，很多数据无法及时公开或共享，限制了公众科学家和爱好者参与其中来提高数据质量，也限制了我国公众科学项目的可持续性开展。

今年5月底和6月初，一篇题为《封了57天后，在小区发现了84种草药，43种野菜》的网络文章在社交媒体上广泛传播。一位在上海工作的“80后”植物爱好者在特殊封控期间，对居住的小区内的植物进行了非常仔细的观察和记录，并通过拍照存档、上网比对等方法识别出86种植物，迅速引起社会关注。笔者在赞叹他的执着精神的同时也在想，如果他的这个活动是某个公众科学项目中的一部分该多好啊，那他应该会成为一位很好的公众科学家；如果有更多区域和更长时间的动植物数据记录和共享，就可以为城市生物多样性的研究提供重要资料。

城市荒野工作室正在进行上海地区传粉昆虫调查

笔者期待今后有越来越多的科学家和公众一起来开发和参与公众科学项目，共同推动我国在自然与社会科学的诸多领域的数据积累、共享和良性发展。

（本文图中的数据和照片分别来自SciStarter公众科学平台、郭陶然和王瑛，在此一并表示感谢。）

张健：教授，华东师范大学生态与环境科学学院，上海 200241。jzhang@des.ecnu.edu.cn

Zhang Jian: Professor, School of Ecological and Environmental Sciences, East China Normal University, Shanghai 200241.

[1] Newman G, Wiggins A, Crall A, et al. The future of citizen science: emerging technologies and shifting paradigms. Frontiers in Ecology and the Environment, 2012, 10: 298–304.

[6] Robinson L D, Cawthray J L, West S E, et al. Citizen science: innovation in open science, society and policy. London: UCL Press, 2018: 1-23.