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科学研究的复杂性,兼谈如果我是韩春雨现在怎么办?

已有 4166 次阅读 2016-10-11 18:03 |系统分类:观点评述

0 引子

国庆节期间,好久不见的几个高中同学聚会。聊天,无外乎生意、房子、孩子等等话题,都是让人苦恼的事情。


座中几个自己创业的老板,哀叹民生维艰,羡慕我可以在学校“混”。为了让他们对我“学术个体户,科研农民工”的生活,有一些了解和体会,花了十分钟左右,好好地描绘了一下自己科研工作的“日常”。

然后,有个同学,突然就问我:你怎么看韩春雨的事情?

这说明,这个事情,已不仅仅限于学术界,逐步转向“茶余饭后”的讨论了。但,这不是一个容易回答的问题。

我还是说了几点,我自己的看法:(1)我是外行,没法判断韩春雨的论文,到底是“真”还是“假”。这个判断应该由他那一领域里的同行专家来做。(2)科学研究的过程是复杂的,其结果几乎只有等“时间”来证明。因此,让“子弹飞一会”。(3)问题是,在子弹飞的这会,媒体和科学工作者,该做些什么?

1 科学研究-科学发现的复杂性

科学是什么?科学研究在做什么?科学研究结果的有效性如何判断?这些议题,不是简单可以说明白的。

我举一个例子:中国的大地震分布在一条直线上!

好几年前,我在微博上闲逛,看到上面图中的一条:“震惊新发现——大地震区竟然成一条直线横穿中国!”

假设这是一篇投稿论文的标题和摘要,论文的实验过程,是这样描述的:“辽宁的海城大地震、河北的唐山大地震,邢台大地震,四川的汶川大地震竟然能连成一条直线。”同时,给出了漂亮的配图。论文的Discussion部分说:“这是一个新发现,还是巧合?”很显然,还需要继续深入地研究,Tobe continued…

好了,假设你是期刊的审稿人,你如何评价这一篇稿件?你会让它发表吗?

上面我从微博上截出来的图里,显示了两个审稿人的观点。Reviewer 1对这个结果半信半疑,实验数据的处理有问题啊:“只要把地图的比例尺扩大一倍,这些散点就不在一条直线上了。”这个质疑貌似对。但假设我是论文的作者,我会很有礼貌地Argue一下,说,大哥,实验是有误差的好吧。实验点不严格在一条直线上,这很正常啊,但你不能否认这个趋势吧?云云。Reviewer 2找了半天毛病,似乎也没有什么特别大的问题,只是说:“还是觉得惊奇。”

当然,作为审稿人,你还可以说,实验点似乎有点少啊,建议多做几次实验看看。如果你一定要这样说,作为作者,我也没有什么办法,我“坚信”我的实验和结论的正确性,但由于各种原因(我都已经做了四次了,做一次地震实验很费钱的!),目前我不太方便组织新的实验,这是我接下来将要做的事情,Blabla…

一般情况下,审稿环节和作者Argue的环节就到这里了。这时,皮球踢到期刊主编那。我个人不靠谱地估计,这一令人“惊奇”的论文发表的概率大约在50%左右(这取决于主编的个人偏好)。于是,“中国的大地震大致分布在一条直线上”这一“理论”,非常有可能出现在学术界面前。

有问题吗?当然。

以我们现在对中国地震的了解程度,稍微百度一下,出来了《中国国家地理》杂志上面的这幅图:


乖乖,这可是公元前2300年到公元2000年的实验结果(大数据)!一个人闭着眼,也能发现,中国的大地震,没有分布在那篇论文宣称的直线上!所以,那篇论文,和学术期刊上大部分论文的命运一样,很快就会被大家忘记。

可回头想想,如果,(1)这篇论文的发表时间,在“地震带”这一概念出现之前(研究背景);(2)我们暂时没有能力,把中国的所有地震数据绘制到一张图上(研究方法),并且(3)由于某种特殊的原因,我们确实只知道那四次著名的地震(实验次数),等等,你能说这篇论文毫无价值吗?

至少,它提出了一个假设,或者理论,并且做了几次“实验”,给出了支持这个假设或理论的一些证据,并得到了一个可以提供预测(同时,也可被证伪)的结论。

我们大部分 “科学工作者”,在实验室埋头苦干,发表一些我们认为可以发表的论文。我们的工作流程和思考方法,和上面“大地震在一条直线上”的工作,没什么两样。先是广泛地文献阅读,找到一个自己感兴趣的问题(比如,中国的地震咋分布的),然后一边猜,一边做点实验或者计算(地震),用已经掌握的技巧对结果进行一些分析(画条直线),发现一些“规律”(真在一条直线上呢),得到一个阶段性的结论,然后整理整理去发表。

如果过程中,我们发现猜错了,实验结果和我们预设的不一样,那我们就继续猜,或者再做一些实验(有时候,真的没钱做那么多实验),直到让我们的内心得到一个合理的“解释”和“安慰”,然后把这套东西去讲给别人听(Pub-lish)。

如果我们的预设和实验结果老是对不上,或者实验结果难以用我们掌握的知识去解释,或者没有明显地规律性,反复几次,我们就只好沮丧地放弃:世界那么大,别在一个问题上吊死。可能,当初,我们选这个问题就是个错误。这时候,我们往往一声不吭。

世界不仅大,世界还很复杂。回到地震上来说,即使我们已经有了4300年中国历次地震的位置和震级“大数据”,我们也只能大致勾勒“地震带”的分布。谁能够告诉大家:下一次大地震,发生在什么地方,什么时候?但无论如何,我们对中国地震的认识,比“一条直线上”,要更接近事实。

所有的“科学”研究,就是一个完全不知道地震大数据的人,在中国地图上做实验,划线的过程。根据《中国国家地理》的那张图,想象一下500年前,妄图给出地震规律的“科学工作者”,不仅可以给出海城-唐山-邢台-汶川那条直线,事实上,他(她)可以给出任意一条直线!

给出直线错了吗?纵观科学史,从亚里斯多德,到伽利略,到牛顿,这样的“直线”比比皆是嘛。但科学共同体有一个非常神奇的地方,大家都在画直线,但最终的结果,经过时间的删选,这些直线会越来越接近“事实”。伟大的科学家和平庸的科学工作者比较起来,就在于他们画出的直线,更简单,更漂亮,更接近于事实。有时候,他们画完直线之后,其他人在这个领域,就没有直线可以画了。

人人都想做伟大的科学家。但事实上,99%的科学工作者的工作,都会被历史抛弃。(想到这点,是不是平添了一些绝望?)但试想一下,如果没有99%的这些人做一些铺垫性的工作,那伟大的1%也很难自发地生长出来。所以,回到目前我们每一个个体的角度,在今天,面对每一个领域无穷的未知,我们该如何“划线”?

有两种划线的方式:“掩耳盗铃”,或者“尽量严谨”。

何谓掩耳盗铃?我直接引用科学网上的一个帖子《应该有人吼出科研工作者心中的苦闷了!》

(http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=1360014&do=blog&id=978234)

其他小事还有:找老板汇报结果。我老板人很好,会帮人修改ppt。有时候,重复的实验结果不一致,如果我放到ppt里,老板会很生气的说:你应该只放支持你理论的结果,如果你自己的实验都证实不了你的理论,你还指望别人能相信你?他会帮我把那些不好的结果删掉…总之,此种打擦边球的事情还很多。

在那个研究所呆了两年,我就发现大家做实验都没有那么“仔细”:因为仔细的话,一个实验可能要几年也做不出来。而且,大家为了毕业、为了找工作,也都是各种打擦边球。我想,从事基础科研或者生物研究的朋友都对这个应该有所了解。另外,生物实验的随机性太大,每个人养的细胞状态都有可能不同,而且,可能你养一个细胞很久,以为它是某细胞系,可能它早就被污染的hela细胞所取代,变成了各种混合的细胞。这种事情都是实验中的具体细节,很大程度上决定了实验能不能被重复,也就是说结果是否真实。但是,大量实验结果无法重复已经成了学术界、至少是生物医学界的共识。只不过没人愿意说,也没人敢说

我定义,上述划线的过程,就是科研中的“掩耳盗铃”。如果你在实验或者计算中,已经意识到了这种掩耳盗铃,还坚持把线深深地划下去,这是一种“主观”的掩耳盗铃。如果由于你自己也不知道的原因,鉴于对“真实”的世界,我们避免不了“盲人摸象”的可能,这时候把线划下去,就是一种非主观的掩耳盗铃。

相反地,每次“划线”(发表论文),都尽可能地保证结果的严谨性,直到达到作者认为的“无懈可击”的程度才发表,这就是我说的“尽量严谨”。

问题是,非主观的“掩耳盗铃”与“尽量严谨”之间,有一条清晰的界限吗?没有。科学研究的过程,在这里,展现出了它异常复杂的一面。鉴于所有的“真”,都只能是相对的、演化的,在未知的迷雾中,论文的读者,和作者一样,都非常难以判断,“大地震在一条直线”上,到底在多大的程度上为真。

我经常阅读的经济学家汪丁丁喜欢说:你如何信仰,你就如何生活。对于科学研究与科学发现来说,也一样,你相信什么,你就在哪里划线。当然,我们信仰,这世界上,一定存在一个“真相”。让科学共同体一起努力,在时间的长河里,去尽快地发现这个真相。

2 如果我是韩春雨,现在怎么办?

正如开始说的,作为完全的外行,我没有一分钱的资格,来判断韩春雨的论文,到底是“真”还是“假”。但既然,随着这个事情的发酵,它变成了一个供茶余饭后讨论的公众事件,我当然也可以发一点“鞋匠的议论”。

首先,韩春雨团队划了一条很牛的线。援引我比较信任的饶毅主持的“知识分子”上说的,如果为真,将是逼近诺奖级的工作。(我不认为,知识分子的这个判断,有任何问题。)

随后,学术界各个课题组,开始进行竞争性的重复实验。(当然,一个重大的突破后面,有可能有更大的突破,哪怕是修补一下也好。)其间,据说有一些课题组重复出来了,但更多的课题组,称不能重复。

到这里,一切都还在正常轨道上。

但昨天,“韩春雨回应重复实验失败:我为何要自证清白”(http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2016/10/357856.shtm),说:“这我没法跟你说,科学的事情没法预测。地心说和日心说争论了多少年?日心说的坚持者还被烧死了呢!我只能跟你说最近我会有新的进展,大家不要受一时一事的干扰。”这话说的非常“科学”,没有毛病。

但我要说,连演艺明星都知道“经得住多大诋毁,就能担得起多少赞美”。那么,赞美越大,所需要承担的责任也大。从学术共同体的角度,你可以划出一条接近诺奖级别的“线”,就应该敞开胸怀地接受“质疑”。

有人说,这个技术可能涉及到巨大的商业利益,不到公开的时候。OK,假设我们承认你的商业利益,那么就公开么?

如果我是韩春雨,并且当初我并没有主观地“掩耳盗铃”,我将采取如下的措施:

在有公信力的媒体监督下,邀请今天实名质疑的13个课题组负责人,到我的实验室来。第一步:先签订商业利益的协议,尽量保证自己潜在的利益不受侵犯;第二步:请13位同行检查当初的实验记录和结果;第三步:在条件允许的情况下,召集当初的团队成员,进行专家监控下的重复实验。

我觉得,即使实验不能完美重复,让13名国内同行知道“为什么不能重复”,理解实验过程的复杂性,也是我对科学共同体进行必要解释所应尽的义务。

如果我是韩春雨,并且当初由于科学研究的各种“复杂性”,导致我稍显轻率地划出了那条“线”,而在后续的实验中,我需要更多的时间来重复这个结果。这时,我应该选择勇敢地面对这一“复杂性”。在13名国内顶级同行面前,坦诚地阐述这一复杂性,并获得他们的理解。

毕竟,我们当初投身于我们感兴趣的科研事业,就已经做好了准备,时刻提防着,要面对这一复杂性了!

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刚刚看到今天的报道,我觉得说的非常有道理http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2016/10/357920.shtm),报道说:“哪怕实验结果真的不能重复,也可能有多种客观原因,未必就是韩春雨团队在主观造假,在没有充分调查之前,不能对韩春雨团队扣上“骗子”的大帽子。实验不能重复和“实验造假”,两者判然有别,但是,对于前者,韩春雨有证明的责任。

报道还说:“这次韩春雨的自辩,给人的感觉是更像一名律师在消极、谨慎地抗辩,而不是作为一个科学家坦诚、积极地释明实验成败可能存在的问题。这是让人遗憾的。

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说明:

我本人与生物学毫无关系,这篇文章有蹭热点的嫌疑,但绝不是为了消费“韩春雨事件”。

相反,我真切地希望,韩春雨的实验,能够经受得住考验,成为我微信朋友圈里一个同事写的,“厚积薄发一鸣惊人的英雄”。这样,会给我们这些,同样面对“科学复杂性”的人,以无穷的鼓舞。




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2 张鹰 mxt110

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