在科研中引入區塊鏈技術：未來方向還是危險投資？
原文以 Could Bitcoin technology help science?為標題
發布在2017年12月18日的《自然》新聞上
原文作者：Andy Extance
雖然區塊鏈技術可以為科研帶來更多的安全保障，但是它本身也包含著風險。
比特幣背後的技術叫做區塊鏈。這個被熱炒的技術使全世界的投資者如醉如痴。現在區塊鏈技術正在試探性地向科學界進發，因為它有望對科學研究的關鍵要素進行改革。支持者認為，區塊鏈技術可以創造出無法篡改的數據軌跡，並且能夠安全地記錄出版過程中的一系列決定，因此可以改善可重複性和同行評議過程。但是也有人提出，圍繞著區塊鏈的故事常常言過其實，把它引入科學界將是一件代價高昂，並且有倫理風險的事。
比特幣挖礦創造了巨大的計算需求。
來源：Seung-il Ryu/NurPhoto/Getty
包括Scienceroot和Pluto在內的少數合作項目已經開始為科學設計試驗性的區塊鏈計劃。Scienceroot計劃募集2千萬美金，好為它的電子期刊以及合作平台上的同行評議專家和作者支付酬勞。它計劃在2018年初把付款用的部分「科學代幣」換成以太幣這種電子貨幣，以此完成資金募集。
被研究者廣泛採用的Wolfram Mathematica計算機代數系統也正在支持一個叫做Multichain的開源區塊鏈平台的建設。Multichain表示，在它的平台上，科學家可以上傳數據到一個共享的開放工作區里，而這個工作區不被任何具體的用戶控制。
區塊鏈是一種可以創造不可變的交易公開記錄的技術。Martin Hamilton是來自倫敦的未來學家，供職於為英國教育提供數字服務的Jisc公司。他認為區塊鏈「盛衰不定」，並且警告稱，學者和企業家可能只是為了讓自己的項目看起來「高大上」而採用區塊鏈技術。
諮詢公司德勤也發現了這個苗頭——光2016年在軟體開發平台GitHub上就有超過24000個區塊鏈項目（大部分是金融項目）被終止。儘管如此，Hamilton仍然認為區塊鏈有著令人難以置信的潛力。他說，「嘗試新鮮事物時總免不了遇上一場空的情況。但是如果你在深思熟慮後願意承擔一定的風險，成功的回報也可能是巨大的。」
區塊鏈技術是比特幣一類的加密貨幣的基礎。比特幣的交易單位叫做bitcoin（b小寫）。比特幣是由 「礦工」挖到的。這些礦工在自己的計算機上運行比特幣軟體，通過試錯競相尋找一個不易發現的數值。誰先找到這個數值，誰就能在區塊鏈上增加一個加密的交易區塊，同時掙得經濟獎勵。獲勝者把擴展後的區塊鏈通知給所有其他礦工，接著大家開始新一輪的挖礦。
萬無一失的追蹤
挖礦所需的計算量巨大，因此單槍匹馬的情況下很難連續2輪都挖到幣。但是連續挖礦成功非常關鍵，因為如果礦工可以增加一個以上的區塊，他就可以控制記錄，甚至刪除之前添加的區塊。這就相當於退還交易費用，並且可以重複使用相同的比特幣。
2016年，一個比特幣礦工組成的聯合體相互合作，打算增加多個區塊，不過在差一點就成功時他們自願解散了。這件事將上面提到的區塊鏈的弱點暴露了出來。另外根據分析平台Digiconomist的報告，由於挖礦非常消耗計算能力，因此比特幣礦工消耗的電力比許多國家都多。
對科學家們來說，區塊鏈技術的一個用處就是能可靠地收集和保存與研究活動有關的數據。倫敦科研技術公司Digital Science的特別項目總監 Joris van Rossum表示，如果出版物中找不到充足的研究方法信息，那麼用區塊鏈就能較方便地重複研究結果。
Van Rossum認為，區塊鏈也可以被用於追蹤同行評議過程中的每一筆交易。這種方式認可評審人的付出，或許還能給他們數字貨幣的獎勵，這樣就可以使大家信任同行評議的過程。他表示公開的區塊鏈還可以提供其他信息，比如研究人員採集數據的頻率，這樣除了發表的論文以及引用次數以外，人們又多了一些可供評價的指標。
零貨幣的科學
倫敦公司Coin Sciences 開發了MultiChain，公司創始人 Gideon Greenspan 表示，Scienceroot 和Pluto與加密貨幣的公開區塊鏈技術用的是同一套機制。Greenspan認為這種貨幣型的區塊鏈不適合用作科研檔案，因為每次交易記錄都有經濟成本，這些成本會很快積少成多。研究過程中成本增加的速度會比加密貨幣快，因為現代科學會產生比後者多得多的數據。
Greenspan認為私有許可鏈不包含貨幣元素，或許是個更好的選擇。MultiChain用的就是私有許可鏈技術。這種技術以犧牲挖礦過程產生的安全性為代價構造了一個更簡單的系統，用戶被允許依次在鏈上增加區塊。這種方法也可以降低用電量。
在英國愛丁堡大學研究數字健康追蹤技術的Claudia Pagliari認可區塊鏈的潛力，但她認為研究者們還沒有仔細考慮過它的倫理問題。如果某個病人改變主意不同意參與試驗的話該怎麼辦呢？要知道區塊鏈記錄是不可變的。Pagliari認為，即使區塊鏈是公開的，每個人都可以查閱誰添加了什麼，依然會有無所顧忌的研究者在上面添加虛假數據。一旦添加成功，就沒有人能夠改變這個信息了，當然事後或許可以在虛假信息上標註「已撤銷」。
從Pagliari的經驗來看，正在摸索區塊鏈應用的研究者們對它的問題了解得越來越透徹了。她提到了最近在倫敦舉辦的一個黑客馬拉松，它的主題是利用區塊鏈技術改進臨床試驗。微軟也是這個黑客馬拉松的合作方。會上一些演講者十分小心謹慎，對區塊鏈技術的炒作做出了警告。她認為這體現了「一種現實主義，那就是沒有任何方法是完美的。區塊鏈對於研究的價值有待商榷。
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