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科学:讲事实还是讲故事?

2015-09-10李双文

百科知识 2015年5期
关键词:能性保方晴子

李双文

日本研究人员小保方晴子的刺激触发获得的多能性(STAP)细胞研究结果未能获得验证,这一造假被视为2014年最大的科学丑闻。由此,无论是围观者还是科学研究人员都会发出担忧的疑问?已经发表的科学研究结果有多少是真实可信的?这个疑问不仅体现在目前有许多研究论文发表后被撤稿,而且也体现在并未撤稿的论文所得出的结论具有多少真实性上面。

大量撤稿的阴影

美国《科学家》杂志于2014年底评选的2014年十大论文撤稿事件虽然只是涉及大量发表的研究论文的极小部分,但是,撤稿的阴影毫无疑问地影响到社会对科学研究真实性的信任。

小保方晴子的刺激触发获得的多能性细胞论文列在被撤十大论文之首,但是,其他被撤销的论文的负面影响也不可低估。

艾滋病疫苗一直是世界科学研究的顶尖项目之一,也是世界公共卫生领域和公众急切期盼的科学研究成果之一,社会的需求和公众的期盼自然激励了更多的研究人员投身于这一研究。美国爱荷华州立大学的生物医学副教授韩东朴正是利用这种期盼心理,在研究中夹入了自己的私货。

韩东朴在2014年2月的《逆转录病毒学》杂志上发表一篇研究论文称,兔子在接种他们研发的艾滋病疫苗后产生了能够中和多种艾滋病病毒的抗体,因此能抗御艾滋病。由此他获得了美国国立卫生研究院(NIH)1000万美元的研究经费。但是,另外一个实验室的研究人员对其研究进行重复检验时发现,兔子血清中所含抗体是人类抗体。随后美国国立卫生研究院介入调查,韩东朴不得不承认是他将人的免疫球蛋白G(IgG)注入兔子血清,伪造实验数据获得了研究结果。

在事实基本清楚后,2014年6月,美国国立卫生研究院将韩东朴列入黑名单,在3年内不得申请美国国立卫生研究院基金。同时,《逆转录病毒学》杂志宣布撤销韩东朴的论文,而且韩东朴现在正面临刑事指控。隶属于美国国立卫生研究院的美国国立过敏症和传染病研究所艾滋病临床前研究和发展主管布雷达克表示,这一事件在美国国立卫生研究院历史上很少见,韩东朴的行为是不负责任和无耻的。

如果说韩东朴的论文造假只是科学研究中的极少数,那么,涉及计算机软件生成的论文造假就不是少数。2005年,美国麻省理工学院的研究人员研发了一种计算机软件SCIgen,研究人员的目的主要是想证明由计算机编造的论文是否会被严谨的经同行评议的学术期刊接受。这个软件可以免费下载,理论上任何人都可以随时用这个软件制造大量的论文。

这个情况引起了法国约瑟夫·傅立叶大学计算机科学家拉贝的注意,他对2008~2013年期间30多次会议论文集进行分析,发现由SCIgen生成的论文在德国斯普林格出版社公开出版的有16篇,而在美国电气和电子工程师协会的出版物上公开发表的有100多篇。拉贝以私人通讯的方式把他查询的结果告诉了这两个机构,这两个机构称,现在已经删除了这些论文。斯普林格出版社和美国电气和电子工程师协会还称,他们已经和作者、编辑进行了沟通,这些会议论文经过了同行评议,但是,为什么这些论文会被接受,斯普林格出版社和美国电气和电子工程师协会没有正面回答任何问题。

令人遗憾的是,由SCIgen生成的虚拟会议有一些是在中国举办,大部分论文的作者标注来自中国的学术机构。更令人担心的是,拉贝在2010年曾用虚拟作者艾克·安特卡尔制造了102篇论文,以此来验证这些虚拟论文是否会被谷歌学术(Google Scholar)收录。结果,谷歌学术不仅全部收录他的虚拟论文,而且虚拟的安特卡尔成为世界上被引用次数排在第21位的“科学家”。

小保方晴子的困惑

2014年12月19日,日本理化学研究所正式公布了研究员小保方晴子验证刺激触发获得的多能性细胞的实验结果,指出其未能制作出刺激触发获得的多能性细胞,并决定结束验证实验。同时,小保方晴子提出辞职申请并获得批准。

但是,小保方晴子显然并不承认其造假,她在辞职声明中写道:“在这3个月中,我竭尽全力,决心无论如何都要得到充分的结果。作业是在远超预想的限制下进行的,非常令人遗憾。在这样的环境下,我一直是在几乎达到极限的情况下努力的,现在只是太累了,对于只看到这个结果,我感到非常困惑。”

不过,新的调查结果对小保方晴子的“困惑”进行了某种解答。日本理化学研究所的调查委员会在2014年12月26日再次就刺激触发获得的多能性细胞论文疑点发布调查报告称,所谓刺激触发获得的多能性细胞可能是混入已证实具有万能性的胚胎干细胞(ES细胞)制作而成,所以“能基本确定不存在刺激触发获得的多能性细胞”。

调查委员会的委员长是日本国立遗传学研究所所长桂勲,他称,委员会“不排除有人故意混入胚胎干细胞的可能性”,因为细胞在制作时曾在实验室放置了7天,无法断定是否有人故意或因疏忽大意将胚胎干细胞混入其中。提出这个根据的证据是,调查委员会对小保方晴子研究剩余的刺激触发获得的多能性细胞的基因进行了检测,结果发现,这些细胞的基因序列与胚胎干细胞的基因一致性超过99%。

因此,小保方晴子等人以发出绿光的实验鼠作为证据证明其制造出了刺激触发获得的多能性细胞其实很可能是用胚胎干细胞制作的,因为胚胎干细胞具有全能分化的功能,所谓刺激触发获得的多能性细胞正是来自于胚胎干细胞。所以,调查委员会认为,刺激触发获得的多能性细胞从一开始就不存在。

显然,小保方晴子的造假与爱荷华州立大学的韩东朴造假有相似性,前者用胚胎干细胞来代替刺激触发获得的多能性细胞,后者以人的抗体来代替兔子的抗体。小保方晴子等人是在2014年1月30日出版的英国《自然》杂志发表两篇刺激触发获得的多能性细胞论文的,现在该杂志也宣布撤销这两篇论文。

不过,小保方晴子可能不是此次造假的主要策划者,而主要策划者是其导师和同事、日本著名科学家笹井芳树,他在这一丑闻被揭露后于2014年8月5日自杀。

更令人担心的科学真实性

小保方晴子和2014年其他十大被撤销的论文只是科学研究中造假或科学不端行为的冰山一角。如果从科学研究具有可重复性的检验标准来看,已经发表的很多论文多多少少都可能存在不真实的情况。

可重复验证的原则是建立在科赫原则和卡尔·波普的理论之上。后者在其《科学:猜想和反驳》中说,衡量一种理论的科学地位的标准是它的可证伪性或可反驳性或可检验性。从可检验性来看,今天在全球一流的学术期刊发表的某些科学领域的论文的结论约有一半是不可重复和检验的,这些杂志包括《细胞》(Cell)、《自然》(Nature)、《美国科学院院刊》(PNAS)和《科学》(Science)。人们对这些杂志上发表的研究论文坚信不疑源于两个主要因素:一是有同行审议,二是影响因子高。如2014年《自然》的影响因子为42.315,《细胞》的影响因子是33.116,《科学》的影响因子是31.447,因此,专业领域内外的人们都认为发表于这些刊物的论文可信度较高。不过,事情并非如此。

拜尔医学的研究人员对23位科学家(实验室主任)领导的研究小组在世界一流学术期刊上发表的67个实验项目的数据进行重复性实验,在得出结果后再与已经发表的67个项目的结果进行对比。结果显示,在67个项目中,仅有21%的项目(14个)实验数据(拜尔医学研究人员获得的数据)与文献数据(已发表的实验数据)一致;高达65%的项目数据不能重复;另有7.5%的项目(5个)能重复主要数据,4.5%的项目(3个)可重复部分数据。显然,大部分已发表的研究结果是不能重复的。

另一项研究提出了同样的问题,甚至更严重。C·格伦·贝格利曾担任美国生物技术公司——安进公司全球癌症研究工作的负责人长达10年,为了研发新药,贝格利研究小组首先要评估和论证在公开学术刊物上发表的研究结果,从而确保新药研发有可靠的科学依据。他们对在全球享有盛名的实验室发表在世界一流学术期刊上的53篇“里程碑式”的研究论文进行重复性研究后发现,这53项研究结果中有47项结果无法重复,不能重复率达到88.68%。

讲故事与拿经费

当公开发表的研究论文结果不能被其他研究人员重复或验证时,这些已发表的研究结果是否造假?

提出这个问题的同时也产生了另一个问题,同行进行的重复性研究是客观真实的,还是原来已发表论文的研究人员的研究结果是真实的?当然会有不少原论文作者不承认那些进行重复性研究的研究人员的结果。例如,当贝格利向一些已发表论文的研究人员求证时,后者最常见的反应是说:“你们没做对。”这个回复似乎同样也是小保方晴子藏于内心但没有明说的理由。她指出,刺激触发获得的多能性细胞现象是经过反复确认的真实现象,她自己“成功制出了200次以上”。但是,为何别人重复不出来呢?

对于这个疑惑,贝格利提出了比较令人信服的解释。他的调查发现,一些研究人员只是选择性地发表一些有利于他们的研究结果。贝格利曾与一名发表某项癌症研究结果的研究人员当面探讨。贝格利坦诚地告诉这名研究人员,他对该研究人员及其团队发表的结果逐句研读,并按其方式和条件重复做了50次实验,但是,没有得出一次相同的或相似的结果。

于是,这位研究人员不得不坦承,他们的原始实验做了6次,只有其中一次得出了他们想要的结果,但他们还是将其写进论文中。因为这会是一个“完美的故事”。当然,紧跟在“完美的故事”后面的是经费和名誉。因为,在知名杂志,尤其是世界一流学术刊物上刊登论文是研究人员能得到研究资金或者工作的最好保证。为了得到“完美的故事”,科学家也要讲故事而非发表一是一、二是二的全面和客观的研究结果。

为了获得更多的资金,有时研究人员甚至会追求更有轰动效应的故事。也许,小保方晴子就是在科学上讲故事讲得太精彩了,才遭到怀疑和调查。同样,韩东朴也因为其讲的故事相对完美和具有轰动效应,才获得了1000万美元的经费。

今天,在审视2014年的十大撤稿丑闻和最大的科学丑闻——刺激触发获得的多能性细胞造假时,人们也在担心,科学研究中还有多少这种“完美故事”没有像刺激触发获得的多能性细胞一样被揭露出来?科学研究的结果有多少是可以相信的?

【责任编辑】张田勘

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