科学是人类最崇高的事业,它为人类带来了理解自然的欢愉和实在的生存能力的提升。职是之故,人们从来不吝啬对科学家最真诚的赞美和敬仰,并向他们献上真金白银的奖赏。这让科学的领地也变成了不折不扣的名利场,对科学的追求于不知不觉间转化成了对金钱与权利的追逐。这个世界上有太多的对科学家的诱惑,多到让人不由得想走歪路。科学家按理说应该是情操高尚的毛驴,可是,情操再高尚的毛驴,如果你老拿胡萝卜在它眼前晃悠,它也能把车拉到沟里。面对形形色色的看得见与看不见的利益,即便是素心之人也难免忘掉当初投身科学的初心,连牛顿这样的科学巨擘也不能免俗,有段时间他老人家也弄了个皇家造币厂的厂长当着。贪婪是资本的本性,人谓之“若有300%的利润,它就敢冒绞首的风险”,这句话放在学术领域也一样地那么贴切。科学固然来不得半点虚假,但世界上从来都不缺少虚假的科学家。一些投身科学的人,一方面是为了名利,另一方面也是因为如今想做出点科学成就实在太难了(象物理学这种累积性的学科,往后只会越来越难),于是不惜发明和尝试各种学术不端行为。从不知名的研究生,到资深教授以至诺奖得主,学术不端的群体从来都是前仆后继、人才辈出。学术不端是一把锋利的钥匙,有人拿它开启了金钱与权利的大门,换来不学无术的意气风发;有人拿它割破了手指,落得个鲜血淋漓、身败名裂。 如同虚空让原子有了更真实的存在意义,虚假的科学和科学家中的骗子也更具教育意义,它们让真正的科学和科学家显得弥足珍贵。分析科学史上一些著名的学术不端案例,直播,有助于提高后来者的分辨能力,也有助于一些还没有科学传统的地方早日建立起正确的科学发展观。此外,认清和防止各种学术不端,不仅仅有助于避免人力、物力的浪费,更重要的是为了捍卫科学自身的价值观。本系列拟对科学史上一系列重大学术不端案例进行深入剖析,以期引起公众的思考,特别是希望能对未来的科学家们有所警醒,免除他们不慎割破手指的苦痛。若能于促进此地科学规范的建立有所助益,诚为作者所愿也。 曹则贤 2016年秋 撰文 曹则贤(中国科学院物理研究所研究员) 1 肖恩是谁? 肖恩 (Jan Hendrik Schön),德国人,1970年出生于法国凡尔登,1997年在德国康斯坦斯大学 (Universität Konstanz) 获得物理学博士学位,此后受雇于美国贝尔实验室从事凝聚态物理和材料科学方面的研究(图1)。仅仅在获得博士学位4年以后,肖恩就已扬名于国际发表文章快手榜,达到了平均每8天一篇研究论文的速度,且都是发表在国际顶级杂志上。肖恩那时俨然已是一颗耀眼的国际顶级学术明星,于2001年获得 Otto-Klung-Weberbank 物理奖和 Braunschweig 奖,2002年获得材料协会杰出青年研究者(项目)奖(Outstanding Young Investigator Award of the Materials Research Society)。甚至有人认为,凭借着在C60 中实现了 52 K超导这一辉煌成绩,肖恩获得诺贝尔物理学奖也是指日可待的。 图1. Jan Hendrik Schön 肖恩的姓 Schön 在德语中作为形容词是美丽的、漂亮的意思。从肖恩发表的文章目录来看,他的科研成绩简直漂亮得不能再漂亮了(图2),配得上 Schön 这个姓。可是,德国人是从骨子里头就讲究辩证法的,在德语中 schön 还是糟糕的、不妙的意思。当德国人说 “Es is schön, es is doch schön”时,你可别光理解成了 “漂亮,真盖了帽了”,它还可以理解为“行啊,你真行啊”。耀眼到令人炫目的学术明星肖恩,似乎遭了这句话的诅咒,很快就看到了末日的来临。如今若人们问起谁是近几十年里最大的论文造假圣手,答案一定是“Es is Schön, es is doch Schön.(是肖恩,就是肖恩。)”
图2. 肖恩于2003年被撤销的7篇Nature论文 2 肖恩的学术造假 科学之让学术造假者最不爽的特性之一是,当有人宣布了某个了不得的新进展时,它总会吸引一大拨人一拥而上来分一杯羹。当肖恩于2000年在 Nature 上连续发表了有关“单分子半导体”的研究成果而引起巨大轰动时,一些物理领域的同行就注意到了他的数据存在反常。其中,普林斯顿大学的 Lydia Sohn 指出肖恩文章中在不同温度下的实验结果却有完全相同的噪声。当 Nature 杂志向他指出这一点时,肖恩的解释是自己不慎将同一个张图用了两次。然而,很快康奈尔大学的 Paul McEuen 就在描述第三个实验的一篇文章中发现插图用了同样的噪声(图3),其它的数据重复使用问题也陆续被指出来(图4) (作者注:由此可见肖恩这类的著名物理学家/材料学家的数学底子很差,造这样的一条曲线只不过用到最简单的开关函数加随机函数,有必要重复使用吗?不得不说的是,造假数据也要讲科学,而且不能偷懒。不同设备、不同的物理过程,其产生的噪声之特征是不同的。对背景噪声的分析(求谱分布、关联等),本身就是科学。尤其重要的是,噪声时常是我们未关注或者未知的决定性过程造成的,在懂行的人眼中连雨打芭蕉这样让人安静入眠的噪声都是非常有规律的。这一点,造假的朋友们不可不知)。至此,肖恩学术造假的问题受到了美国学术界的关注。 (责任编辑:本港台直播) |