知识点一:科学史上的乌龙事件
一段时间,关于科学家是否造假这个话题总是不断的有新闻出现。如果大家不把科学家神化,其实很容易理解这个群体的人虽然总体来讲比较严谨公正,但是犯错误也是难免的。而且有时候国民的情绪,也影响了对科研成果准确性的判断。
科学史上除了有很多刻意造假的行为,还有一些因为实验条件不够好,导致严重误差的情况,以至于给出的结论完全是错的。1938年,诺贝尔物理学奖授予了著名物理学家费米,理由是他发现了93号元素。
在很长的时间里,人类一直认为92号元素铀是最大的元素,因为科学家们试图通过各种方法制造更大的原子核,但都不成功。直到1934年费米在著名的《自然》杂志上发布文章,表示可能造出了93号元素。但是,费米出于谨慎,说还要进一步验证。
当时意大利正值法西斯掌权,为了证明社会制度的优越性,政客们开始大肆宣传发现了第93号元素(92号以后的元素被称为超铀元素)。讲起来,费米还真是个严肃的科学家,不得不发表声明说实验还有待验证,但是整个政治环境都不理会费米的声明。虽然当时物理学界对此有怀疑,但当时实验条件很难证实费米造出来的是否是93号元素。更巧的是,居里夫人的实验室做出的一些实验结果间接地支持存在超铀元素的可能性。由于当时费米在放射性研究方面的卓越成就,物理学界觉得怎么也该给他个诺贝尔奖,当然得找一个理由,最好的理由显然就是媒体天天宣传的93号元素。
后来证明,费米应该是没有发现93号元素,当时由于实验条件不好,费米超铀实验的结果非常复杂,里面可能含有超铀元素,但是费米测量的一定不是。物理学界普遍认为,费米得一个诺贝尔奖当然应该,因此没有人觉得把奖发给他是给错了。后来还发现,如果实验条件好,费米的实验应该能发现核裂变,也就是说费米会成为第一个发现核裂变的人。后来核裂变也得了诺贝尔奖,因此费米的实验不论做得有误差还是没有误差,他都必然会得一个诺贝尔奖。
除了实验条件带来的误差,个别科学家脑子还有问题,以至于非常偏执地相信看到了不存在的现象,导致了不存在的发明。历史上相当有名的一桩公案是“N射线”的发现。
自从德国科学家伦琴发现了X射线(也称为伦琴射线)后,各种其他的射线就被发现了。法国有一位叫做布朗洛特(Blondlot)的物理学家,是当时南锡(Nancy)大学的教授,因为在电磁学上的贡献成为了法兰西科学院院士。20世纪初,他有一次在研究放射性时,发现一种新的射线,似乎能让放射性的感光材料荧光纸更亮,或者让煤油灯的火焰更亮。而且布朗洛特发现很多天然的金属中都发出这种射线。布朗洛特为了纪念他所在的南锡大学,就用了大学名字的首字母N命名这种射线。在随后的三年里,布朗洛特发表了很多篇关于N射线的论文。由于布朗洛特是一个很受人尊敬,而且之前得过论文大奖的科学家,因此,当时至少有120个科学家(大多在法国)在研究N射线,并发表了300多篇论文。而且大家对这种射线的功能越研究越神奇,比如说它能增强人的视力,甚至还能增强嗅觉、味觉和听力。
但是,世界上有很多科学家无法重复布朗洛特的实验,包括大名鼎鼎的英国科学家开尔文爵士和德国科学家鲁本斯,但是大家碍于布朗洛特的面子(也可能是顾及自己的身份),不愿意挑明了反驳他。当时德国科学界普遍不相信布朗洛特的结论,德皇威廉二世希望鲁本斯出面去布朗洛特的实验室看个究竟,但是鲁本斯觉得自己去不合适,而这时恰巧从美国来了一位年轻的物理学家伍德,他一直有爱打假的名声,因此鲁本斯就委托伍德去了。
伍德跑到布朗洛特的实验室来揭露事实真相(debunk),但是他并不鲁莽,他只是说来看看实验,于是宾主双方交谈的气氛非常融洽。在暗室中,布朗洛特打开N射线光源,然后指给伍德看——远处的蜡烛变亮了,接下来他用手挡住射线源,又指指蜡烛说变暗了。但是伍德根本没有看到变化。伍德说他自己想试试,让布朗洛特到蜡烛那里观察,然后假装把手一会儿挡住射线源,一会儿又打开。其实他的手根本没有动,但是布朗洛特却一会儿说蜡烛亮了,一会儿又说暗了。
接下来,布朗洛特给伍德做了第二个实验,拿了个金属锉刀,放在眼睛旁边,说自己视力提高了,远处原本看不见的钟能看清楚了,因为金属能发出N射线。伍德说,我拿着锉刀你来看,布朗洛特答应了。伍德悄悄把锉刀换成了木棍(布朗洛特认为木头没有N射线),举到布朗洛特旁边时,后者也说视力提高了,看得清远处的钟。接下来,布朗洛特还给伍德展示了其它的实验结果,但是都让伍德悄悄偷梁换柱了。最后,布朗洛特却还是宣布所有实验圆满成功。
伍德了解了布朗洛特实验的真相后,将之公布于众,于是除南锡大学以外再也没有人相信有什么N射线了。但是布朗洛特依然非常执着地认为N射线是存在的,只是比较微弱,实验效果不好。大家看他是真的相信有这种射线,不是刻意造假,并未追究他。有趣的是,布朗洛特后来还从法国科学院获得了一次论文奖,而N射线这种并不存在的现象,还一度在字典中被解释为一种自然现象,直到20世纪40年代才被删除。
布朗洛特和N射线的案例说明了三个问题。首先,它在后来成了病理科学研究的典型案例,也就是说一个人一旦变成了偏执狂,他会看到不存在的实验结果。其次,当时N射线在法国之所以非常热门,是因为从普法战争法国战败后,全国人都憋着一股劲和德国人较劲,越是德国人赞同的,他们越要反对,政治因素导致了科学家不自觉地开始站队。最后,也说明再有威望,之前再有成就的科学家,也会犯错误。科学的结论不因讲话人的权威性就变得更正确,事实比权威更重要。
虽然布朗洛特的不严谨和偏执最后闹了笑话,但是毕竟没有给人带来什么伤害。可有时候学术腐败却是要搞出人命的。
知识点二:一次堪比大屠杀的学术造假
关于科学家造假所带来的危害。
在我们的印象当中,科学家都是一群作风严谨、道德高尚的人。的确,他们中的很多人今天依然是出于兴趣不断地探索未知,但是他们生活在世俗的世界里也难以脱俗,总有少数人为了名利,甚至只是为了生计,夸大自己的研究成果,这种事情并不少见。当然,那些学术不端的科学家有些在一开始只是无意中犯了错误,并非刻意造假。但是后来为了维护自己的名誉和地位,对自己所犯的错误死不认账,利用学术地位打压同行。你要说他们的动机多么恶劣吧,我倒也不这么认为,但是很多时候由于他们讲话的权威性,一旦造假,或者为了维护自己的名誉死不认账,后果会非常严重。
在2014年1月,世界一家著名的医学杂志《欧洲心脏杂志》发表了一篇质疑文章,轰动了世界医学界和国外很多媒体。文章的标题就非常抢眼——《研究的失误会致命:临床研究是这个世界上最为危险的专业吗?》,它的作者是伦敦皇家学院国立心肺研究所的两位医生,科尔博士(Graham D. Cole)和弗朗西斯博士(Darrel P. Francis),该文并不长,只有三页纸,所讲的一件事情却让人毛骨悚然。这件事情发生的背景大致是这样的:
在欧洲,每年都会出版一个“心脏病指南”给心脏科的医生们做参考,而大部分医生在给患者医治心脏病时,比如做手术时,会遵循指南上的建议流程做手术或者使用相应的药物。因此这个指南一旦出错,麻烦可就大了,全欧洲的患者都要倒霉。因此这个指南每次在修正时都要根据最权威的专家,最可靠的结果进行。但是,谁也无法保证专家偶尔会做假,而这件事就发生了。
2011年,当时新版的欧洲心脏病指南就推荐,为了预防非心脏手术的病人因手术引起心脏病,建议在术前使用一种防治心脏病的药物β受体阻滞剂。然而,该指南的这一条建议是根据(后来被发现)有数据造假和学术不端的临床研究成果做出的。尽管科尔和弗朗西斯没有点名说这位造假的医学家是谁,但学术界都知道他是荷兰著名的心血管专家堂·珀德曼斯(Don Poldermans)。
珀德曼斯是荷兰伊拉斯谟医学中心的心血管专家,在出事之前是世界知名的心血管疾病研究科学家,同时还是欧洲心血管疾病协会的委员,并一度担任过该协会任务组的主席,学术地位不可以说不崇高。他多年来一直在研究手术期的心脏病预防和治疗,发表了多达五百多篇论文。这些论文也被医学界广泛地引用了,很多其它研究团队的研究都是基于他们发表的成果而进行的。正是考虑到珀德曼斯的权威性,欧洲心血管委员会才会采用他的研究结果来更新临床指南。
但是,也就是在这一年,珀德曼斯所在的大学有人发现,该研究小组的研究成果有前后不一致的矛盾之处,所涉及的数据有伪造以及不可信的嫌疑。于是,大学对此展开了调查并开除了珀德曼斯。2012年,大学确认了被“心脏病临床指南”直接引用的一篇文章里的数据不严谨,有严重的偏差。珀德曼斯团队的文章指出,使用β受体阻滞剂能大幅度降低死亡率,但是他们的数据是做了人为挑选的,如果不做挑选,用大样本实验却得出相反的结论:给非心脏手术的患者在手术前使用β受体阻滞剂,可能使手术期死亡率提高27%。
从2011年指南采用了珀德曼斯的研究成果,到2012年该成果被发现造假,欧洲有76万人在进行了非心脏手术后死亡。以增加27%的死亡率推算,可能有多达16万人都是白白送命的。更严重的是,虽然2012年珀德曼斯东窗事发,一些医生在随后的一段时间里依然沿用了2011年的指南(因为欧洲并没有出新的指南),因此医疗事故导致的死亡人数可能更多。对此,科尔和弗朗西斯讲,这一系列文章比大屠杀后果更严重。具有讽刺意味的是,欧洲一些医生没有严格遵循指南的流程,反而无意地救了很多个生命。
伊拉斯谟医学中心发布公告解雇珀德曼斯是在2011年11月。这个消息一传出,全世界尤其是欧洲的临床医生们除了错愕就是迷惑,因为在过去的很多年里,很多临床医生手术期的用药选择,几乎就是根据欧洲临床指南进行的,珀德曼斯的研究成果甚至影响了欧洲各国对临床医药相关政策的制定。
科尔和弗朗西斯还写道,造成这么严重的后果,在历史上只有政治家的失误才有可能。而在过去50年里,全世界各国因政治动荡所导致的8个最大的人口死亡平均数也不过50万。也就是说,临床研究的错误导致的不必要死亡和政治动荡一样严重。因此,《福布斯》杂志在介绍这篇论文时用了“是医学还是大屠杀?”这样一个题目。该杂志以每年多死16万人,持续到2014年初为估算,得到可能造成40万人额外死亡的预测。虽然对患者的危害不能用简单的乘法,但是再怎么做保守的估计,这种学术不严谨的危害都是巨大的。
我们由此可见,科学家的学术不端,或者学术造假,不仅仅是损害了科学的声誉,而且会带来难以估计的损失。事发至今,珀德曼斯虽然被解雇,但是他的文章还没有被撤稿,欧洲心脏协会也还没有出台更新的临床指南,很多事情还是谜团,珀德曼斯到底是故意造假,还是如他所说只是因为太忙不够严谨而致,至今仍然难以下结论。
实际上,科学家们在科研过程中操纵数据、隐瞒不利的结果,或者为了期待的结论而修改原始数据等等这样的问题远比我们想象的常见和严重。在(生物制药)公司里,即便是自己公司科学家作出的科研成果,工程师们在制药时,依然要独立地把实验重新做一遍,才敢相信,原因是那些研究论文中有意无意的错误实在太多了。
2009年发表在《PLOS ONE》上的一项研究发现,有大约1/5的的科研人员承认自己捏造过数据,有多达1/3的人隐瞒或剔除对最终结论不利的数据,以便让数据更支持自己的结论。此外,还有一些研究人员,因为水平不够高,使用的研究方法不科学,得到的科研成果不具备说服力,但是因为同行评议的疏忽,也就都发表了。
近年来学术界有一个现象,很多著名的学术杂志撤稿数量急剧上升。根据学术界的惯例,论文在同行评议审核后,如果逻辑上没有问题,结果足够好,就发表了,这时候学术造假不容易看出。但是发表后,同行在读了论文后可能会按照论文的方法做重复性的实验,这时才发现造假,于是要求杂志撤稿。
总的来讲,科学家造假分三类。第一类是刻意造假,这当然为人不齿,而且一旦东窗事发将名誉扫地。第二类是疏忽或者受限于实验条件。第三类很有意思,是所谓的善意造假。一些学者过分相信自己脑子里的结论,又找不到非常充足的证据,于是按照能够产生预想结果的思路设计实验,这又被称为学术不端。但是不论是哪一种造假,后果都可能非常严重。
讲到这里,你还敢盲信科学的结论么?你是否更加体会为什么说科学的过程要远比结论重要了?