2024年5月16日 星期四

魚,啥都知道?






當我小時候,見過中學同學的家中院子裡,用混凝土造出一個小魚池,裡面養著水草和孔雀魚,那畫面令我非常羨慕。我夢想著將來有自己的家,也要在院子裡建一個魚池來養魚。但結婚後,我搬進了沒有院子的電梯大樓,再加上家裡養了兩隻貓,養魚的想法似乎變得像是緣木求魚了。

然而,在我讀博士後期間,在辦公桌旁開始養了兩缸孔雀魚。水草長得很旺盛,幾年間孔雀魚繁衍了好幾代,常能看到小魚在缸中遊來遊去。作為生物學家,我知道魚是「冷血動物」,對牠們的情感連結並不深厚,甚至當一些孔雀魚壽終正寢時,我會把牠們的遺體用作盆栽的肥料。

我曾自以為這樣的做法十分理性,畢竟魚和像貓狗這樣的寵物大不相同。直到我讀到英裔美國動物行為學家強納森.巴爾科比(Jonathan Balcombe)的《魚,什麼都知道:一窺我們水中夥伴的內在生活》What a Fish Knows: The Inner Lives of Our Underwater Cousins),才知道原來自己大錯特錯!他不僅記錄了全球魚類愛好者和科學家的開創性發現,也深入反思了人類與魚類的相互關係。這本書充滿了深刻的洞察和鼓舞人心的發現,讓我們重新思考與逐漸瀕危的水生生物的關係,並鼓勵我們用更廣闊的視野來看待牠們。這種新的視角將徹底改變我們對水中生物,包括家中魚缸裡遊弋的魚兒的看法。






《我們身體裡的生命演化史:從古老化石到DNA,解碼40億年生命的演化》SOME ASSEMBLY REQUIRED: Decoding Four Billion Years of Life, from Ancient Fossils to DNA)一書的作者美國古生物學家兼解剖學家尼爾・蘇賓(Neil Shubin)在《我們的身體裡有一條魚》(Your Inner Fish-A Journey into the 3.5-Billion-Year History of the Human Body),透過他發現的「提塔利克魚」(Tiktaalik roseae)化石,揭示了我們身體演化的過程。

蘇賓指出,我們的許多身體特徵與其他動物共享共同的祖先,這些聯繫可以追溯到數百萬年前。他深入探討了連接人類解剖結構與古老生物結構的證據,帶領讀者進行一系列解剖學比較,展示了我們的手與魚鰭的相似性,我們的頭部與早已滅絕的無頜魚的關聯,以及我們的基因體如何承載著我們祖先的痕跡。

而巴爾科比在《魚,什麼都知道》中則呼籲我們以尊重和謙卑的態度來對待魚類。魚類種類繁多,超過三萬種,甚至超越了所有哺乳類、鳥類、爬蟲類和兩棲類動物的總和,牠們在地球上最大的棲息地中已存在超過四點五億年。然而,我們卻鮮少停下來思考魚類是否具有思考能力,牠們如何感知世界,以及牠們的行為模式。

《魚,什麼都知道》這本書顛覆了我們對魚的傳統看法,揭示了一個全新的魚類世界。在這個世界裡,魚不僅可能有情感和意識,還具備社交能力和獨特的個性。換句話說,牠們與人類有許多驚人的相似之處。作者巴爾科比利用先進的科學知識,向我們展示了魚類令人驚嘆的多樣性和美感。他還分享了一些有趣的軼事和故事,雖然有些阿宅的故事仍待科學驗證,但引發了我們對人與動物關係有著魚躍龍門式的思考。

儘管魚通常不引起人類太多的同情──畢竟當牠們被魚鉤刺穿、從水中拉出時,我們無法聽到牠們的尖叫或看到牠們的眼淚──但巴爾科比強調,這並不意味著牠們不感受疼痛。《魚,什麼都知道》挑戰了我們對魚類生活簡單且缺乏情感的傳統觀念,令人腦洞大開。

巴爾科比堅信魚類能感受到疼痛,他反駁了那些認為魚因為缺乏大腦新皮質而無法感受疼痛的觀點。他指出,即使鳥類也沒有新皮質,但普遍認為牠們能夠感受疼痛。他解釋,魚類大腦具備學習、合作和記憶的能力,因此合理推測牠們也能透過這些大腦部分來感受疼痛。他還探討了魚類在感受疼痛時仍一再被魚鉤捕獲的原因,指出魚可能因為飢餓而不顧危險地去吃含魚鉤的食物。我也覺得魚會感受痛苦的科學證據相當紮實,我們有必要基於人道認真對待。

巴爾科比還挑戰了普遍認為魚類缺乏智慧、無法表達情感或與環境有意義互動的看法。他相反地認為,魚類的意識和感知能力遠超我們的想象,許多魚類的行為方式與人類相似,展現出交流、文化、適應環境和追求如魚得水般快樂的能力。牠們甚至享受彼此以及人類的觸摸,《魚,什麼都知道》中甚至展示了魚享受人類撫摸的照片,令人嘆為觀止。

關於金魚只有三秒記憶力的說法其實是一種誤解,這魚目混珠式的迷思隱藏了牠們驚人的能力。《魚,什麼都知道》揭示了魚類的習性、能力和感知,打破了我們對魚類遲鈍或笨拙的刻板印象。書中描述了魚類進行複雜的求偶舞蹈、與同伴建立長期關係、策劃合作狩獵、使用工具、進行社交互動、互相欺騙,甚至懲罰行為不端的同伴。

《魚,什麼都知道》以生動的方式描繪了魚類如何建立密切的社交聯繫,例如強調金魚不應孤獨地生活在小魚缸中。巴爾科比深入介紹了魚類如何學習、玩耍、撫育後代、建立社交關係以及解決問題。這些魚展現出卓越的記憶力、靈活性、好奇心和韌性,既懂得合作又善於欺騙,令人欽佩。

舉例來說,清潔魚敢於從包括鯊魚在內的客戶口中和鰓裡清除寄生蟲。牠們能辨認超過一百個不同的客戶,記住上次為每個客戶提供服務的時間,並透過溫柔的觸摸來安撫不安的客戶。這種互動基於信任、欺騙與懲罰、挑剔、認知客戶的存在、名聲等因素,形成了長期的互動關係。

在北美、南美、地中海和北非的潮間帶生活的深鰕虎表現出了驚人的記憶力。當潮水漲起時,牠們會在潮間帶遊動,記住地形變化。當潮水退去,這些地方變成了水窪,深鰕虎依靠記憶在低潮時安全地跳躍至不同的水窪,避免落在岩石上或被困在陸地上。

此外,一些魚類表現出使用工具的行為,這曾被認為是人類獨有的能力,直到發現哺乳動物和鳥類也有此能力。邵氏豬齒魚會使用岩石來打開蛤蜊殼,吃掉裡面的肉。巴爾科比甚至提到了一些在靈長類動物進行的實驗,例如紅毛猩猩、黑猩猩和捲尾猴被給予相同的食物,但必須先從特定的盤子取食才能獲得更多食物。當這一實驗應用於裂唇魚時,牠們很快就學會了哪個盤子先取食以最大化食物攝取。當實驗對幼年期的裂唇魚進行時,牠們的表現較差,顯示這是一種學習行為。

《魚,什麼都知道》可能給人一種過度擬人化的印象,似乎把人類的情感和態度投射到非人類生物上。但正如《你不知道我們有多聰明:動物思考的時候,人類能學到什麼?》(Are We Smart Enough to Know How Smart Animals Are?)和《瑪瑪的最後擁抱:我們所不知道的動物心事》Mama’s Last Hug: Animal Emotions and What They Tell Us about Ourselves)作者靈長動物行為家法蘭斯.德瓦爾(Frans de Waal)所提到的,更大的錯誤可能是人類的自負,這種自負建立了一道隔離人類與其他動物的障礙(請參見〈我們真的知道動物有多聰明嗎?〉〈瑪瑪最後的擁抱〉)。巴爾科比認為,透過否認魚類的學習能力、創造力和情感,我們似乎為對牠們坐收漁利地剝削和虐待找到了合理的藉口。

《魚,什麼都知道》提到,每年人類捕殺的魚類數量達到一至二點七兆,這還不包括非法捕撈、娛樂性垂釣、意外捕獲、幽靈漁網,以及用作養殖飼料的魚類。瞭解了魚類的個性、智慧和社交行為後,這些數字尤其令人心痛,讓人不禁思考是否應該網開一面。尤其是底拖網漁船非選擇性捕撈造成大量副捕物種的丟棄,對海洋生物多樣性構成了嚴重威脅。底拖網漁船對海底環境的破壞可能需要數十年甚至更長時間才能恢復,這對海洋生態系統的恢復力和生物多樣性構成了持久的威脅。

底拖網漁船在海底拖曳大網,不分青紅皂白地破壞海底的珊瑚礁、海草床和其他敏感海底結構,對海洋生物多樣性造成重大影響,因為許多物種依賴這些生態系統生存。竭澤而漁的底拖網漁船作業往往導致大量捕撈,這不僅對特定魚種和其他海洋生物的存續造成威脅,還可能破壞整個海洋食物鏈的平衡。這些拖網通常缺乏選擇性,會魚龍混雜地捕獲許多非目標物種,如海星、海膽、小型魚類和無脊椎動物也遭受池魚之殃。

巴爾科比指出,人類捕殺的魚類的死亡方式極為殘忍。牠們在網中被壓迫窒息死亡,由於減壓而導致食道內翻、眼睛脫出、器官移位,甚至發生出血。儘管動物保護活動人士對雞、鴨、牛、羊、豬的工業化養殖表達了大量合理的憤怒,相比之下,我們很少聽到有關魚類在鰓部流血或在船甲板上窒息時所遭受痛苦的抗議。

巴爾科比還嚴厲批評食用魚翅的行為。魚翅行業常見的割鰭做法,即捕捉鯊魚後割下其翅膀,然後把鯊魚活體丟回海中,使鯊魚遭受極大的痛苦並最終死亡。由於高需求,許多鯊魚品種面臨著過度捕撈的壓力,這對於生長緩慢、繁殖率低的鯊魚尤其致命,導致鯊魚數量急劇下降,一些物種甚至面臨滅絕的風險。

鯊魚在海洋生態系統中擔當著關鍵角色,通常位於食物鏈的頂端。鯊魚數量的減少會破壞海洋生態系統的平衡,威脅其他生物的生存,甚至可能對整個生態系統的功能造成損害。實際上,魚翅含有高濃度的汞和其他對人體有害的物質,這對人類健康,特別是孕婦和兒童的神經系統和認知功能,構成嚴重風險。我自己就堅決反對食用魚翅這種索然無味的食材的愚昧行為!

巴爾科比還提及了「幽靈漁網」的問題,指的是漁船丟失的高達六十四萬噸漁網和其他漁具。這些幽靈漁網主要威脅到海豚、海豹、海龜和海鳥等生物。被這些漁網纏住的海洋生物可能無法逃脫,導致窒息、饑餓、受傷,甚至死亡。同時,幽靈漁網還會破壞珊瑚礁等敏感生態系統,影響牠們的自然棲息地。此外,這種漁網對海洋生物多樣性的破壞,也影響了漁業資源的永續性。

巴爾科比對於魚類養殖和水產養殖對環境造成的影響持有批判立場,特別是對那些用於商業養殖魚類飼料的小型捕撈魚類。他指出,每年全球可能捕獲高達十二億條鯡魚用作飼料,這對野生魚群產生了巨大壓力。在養殖過程中,產生的糞便、飼料殘留和化學物質(例如抗生素和消毒劑)可能會污染周邊水域。此外,過量的營養鹽(如氮和磷)可能導致藻類渾水摸魚地大量繁殖,引發藻華現象,消耗水中的氧氣,從而對水生生物構成威脅。高密度的養殖環境容易引發疾病和寄生蟲的問題,這些疾病和寄生蟲可能會傳播給野生魚類。而為了控制疾病,使用的抗生素和其他藥物可能造成抗藥性問題,這進一步加劇了環境和生態的挑戰。

我們經常僅把魚視為食物鏈上的一環,重要的食物來源,忽略了牠們可能具有的更複雜特性。 巴爾科比還指出,一些自稱素食者的阿宅仍然食用魚肉,好像魚與黃瓜在道德上沒有區別。一些宗教文化甚至不把魚肉視為肉類,例如天主教在大齋期間,教徒在特定日子(如星期五)不吃陸地動物的肉,但可以吃魚。

閱讀了《魚,什麼都知道》後,我們對家中魚缸裡的魚、水族館的魚群,甚至餐盤中的魚肉都會有全新的理解和想法,讓我們深入了解這個充滿魚水深情的水下世界吧。


本文原刊登於閱讀最前線【GENE思書軒】


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2024年5月15日 星期三

自然反撲的那一刻——未來世界的人類處境






許多科幻電影例如「銀翼殺手2049」(Blade Runner 2049)、「星際效應」(Interstellar)、「瘋狂麥斯:憤怒道」(Mad Max: Fury Road),都展現共同的主題:地球上資源枯竭、生態崩潰、污染嚴重和極端氣候肆虐。每位觀眾無疑都認為這是銀幕上的虛構劇情,而非未來真實世界。

有趣的是,人類自工業革命以來便開始想像各種科幻場景。畢竟在那之前的幾千年,人類的主要變革多半源於政治或經濟問題,至於科技則進步緩慢。在中古世紀,即使歷經好幾世代,人們的生活也鮮有巨變。現在,既然我們擁有的知識足以預見人類的未來,該如何善加利用這項能力呢?

美國生態學家和演化生物學家唐恩(Rob Dunn)在《未來自然史:生物法則所揭示的人類命運》A Nature History Of The Future: What the Laws of Biology Tell Us About the Destiny of the Human Species)中,就提醒我們應該思考地球未來生態。




現在能改善的,是未來的自然環境

環保主義常提出的口號是「拯救地球」,但從學術角度來看這個觀點是錯誤的。我們所謂的「環境破壞」對於經歷了幾十億年歷史的地球而言,不過是非常輕微的刮痕;我們真正破壞的,是原本人類在未來適合居住的自然環境。

生物學雖然與數理化科學不同,就少有明確的定律,然而有一條在生物學上無法否認的定律,就是所有的物種最終邁向滅絕。我們自認萬物之靈,能適應地球上廣泛的生態環境,但根據巨量資料(又稱大數據),唐恩指出人類過去適應的生態範圍正逐漸萎靡。曾有人煙的草原和沙漠,如今渺無生機。如果我們無法謙卑,積極了解更多生態演化的脈絡,並在爬梳出的自然法則下謹慎生活,反而是持續以「馴服」的心態對待自然,我們將自食惡果。地球的環境和其他生物則將繼續其演化之路。

唐恩提到老家發生的一場大洪水。當地居民過去試圖透過建造大壩來控制密西西比河,以取得更多可用土地。然而當大壩潰堤時,便引發了規模更大、破壞性更強的洪水。這讓我想起2015年普立茲獎非小說類得主寇伯特(Elizabeth Kolbert)在《在大滅絕來臨前:人類如何應對自然災難?》Under a White Sky)中探討的主題:人類試圖解決自己造成的環境問題,往往落入沒有希望的惡性循環。

除了本書,唐恩之前的兩本著作《我們的身體,想念野蠻的自然:人體的原始記憶與演化》The Wild Life of Our Bodies: Predators, Parasites, and Partners That Shape Who We Are Today)和《我的野蠻室友:細菌、真菌、節肢動物與人類共同居住的自然史》Never Home Alone: From Microbes to Millipedes, Camel Crickets, and Honeybees, the Natural History of Where We Live)也探討居家環境的微生物如何影響我們的健康。在過去長期的倡導和積極整治下,我們以為家已成為無菌的堡壘,但實際上,我們不僅沒有消滅微生物這個敵人,反而還培養出更新、毒性更強的變種。此外,我們忽視了無所不在的天擇法則。因此在農業上,我們濫用抗生素和各種殺菌劑來保護農作物,卻培養出具有抗藥性的超級細菌和害蟲。在醫療上,我們過度依賴化療藥物對抗癌症,進而篩選出抗藥性極強的癌細胞。

在書裡,唐恩提到美國哈佛大學科學家進行的一項名為「巨皿」(megaplate)的實驗,靈感來自電影「全境擴散」(Contagion)。他們在巨大的培養皿中(尺寸為120公分長、60公分寬、11公釐高),把大腸桿菌放置在無抗生素的兩端,而越往培養皿中央,則洋菜膠所含的抗生素濃度越高。

科學家原本預期大腸桿菌無法橫跨含有高濃度抗生素的洋菜膠而存活;然而,情況並非如此。部份大腸桿菌突變產生抗藥性,並逐漸向培養皿中央擴散。這種突變在抗生素濃度增高的區域邊緣不斷發生,最終使得大腸桿菌佔滿整個培養皿,這過程僅需12天即可完成。科學家對此結果感到震驚,實驗重複多次後的結果始終如一。

越來越精良的天敵

我們以為抗生素是必要之惡,但唐恩談到「逃脫法則」,即當生物逃離其天敵時便能獲益。當人類逃脫細菌這個天敵後,便頻繁使用化學藥劑來控制自然,導致這項法則也發生在細菌身上。舉例來說,我們對水進行氯化處理來消滅大部份細菌,卻導致浴室的蓮蓬頭被耐氯的分枝桿菌所佔據;同樣地,我們創造了溫暖而適合床蝨(臭蟲)生存的居家環境,又試圖用化學藥劑來改善,反而培育出對多種殺蟲劑產生抗藥性的床蝨。

同時,也因為我們改變氣候,原本僅在熱帶或亞熱帶地區活躍的蚊子,逐漸擴散至溫帶地區,牠們攜帶登革熱和黃熱病病毒,使過去未曾發生此類疫情的國家遭受威脅。當我在馬來西亞時,曾受過登革熱的折磨,深知如果再次感染不同型別的病毒可能會導致致命的登革出血熱。因此來台灣後,我仍然保持警惕,但過去我只在夏季時留意,近年發現秋冬季也無法掉以輕心。

然而,我們並非無計可施。唐恩概述我們如何利用生態演化的法則來阻止、減緩病菌和害蟲的繁衍。問題是,我們習慣把人類放在世界的中心,忽略了地球上眾多昆蟲、真菌、細菌、病毒等生物間密切而複雜的相生相剋關係。他的解決方案是尊重生物多樣性,意味著提升我們腸道微生物群系多樣性、農作物多樣性、森林中樹種的多樣性,以及透過科學研究物種多樣性。

連結孤立的都市島嶼,創造生物多樣性

在農田和城市中,我們通常以破壞自然的方式來劃分並安排空間,限制了動植物的遷移。唐恩指出,生態學中的島嶼生物地理學,原本是揭示島嶼大小與物種多樣性之間的關係,如今卻是保育生物學的基石。因為農田和道路所劃分的棲地,形成類似島嶼的存在,所以島嶼生物地理學的規則也可適用,例如建立野生動物廊道,重新連接碎片化的棲地,可能是解決問題的最佳途徑。唐恩曾參與建立連結美國喬治亞州兩大城市——亞特蘭大(Atlanta)和夏洛克(Charlotte)之間的「夏蘭大」(Charlanta)計畫,就是為城市間的野生動物創造廊道,促進物種的流動和多樣性。

而透過加強城市和農田中的生物多樣性,我們不僅能適應不斷變化的環境,還能增強對自然災害的抵抗力,並替未來可能出現的環境變化做準備。我們需要從生態的整體永續出發,思考我們採取的行動和政策。即使,在農業和醫學領域尊重多樣性,仍然會帶來諸多挑戰,畢竟過去我們已經習慣簡化的操作方式。然而今天,我們擁有更多執行的工具,甚至能利用人工智慧(AI)來規劃可行和不斷調整優化的解決方案。

《未來的自然史》從生物學的視角探討了我們與地球的共處之道。唐恩強調人類的行為和決策對環境有深遠影響。只有更加理解並尊重生態演化的法則,才是人類未來存續的關鍵。




【欲閱讀全文或更豐富內容,請參閱〈科學人知識庫〉2024年第264期2月號】

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2024年5月1日 星期三

科學的造假、偏見、疏忽與炒作








科學社群奉行的科學方法,讓我們能夠高效率地學習、研究、再現新穎的科學知識。然而,科學廣為流傳成為現代文明社會的顯學後,高等院校、科學期刊、產業、政府、科學家等等複雜的利益糾葛不清下,形象崩壞的事件開始在科學界中層出不窮。這些害群之馬,一再背棄社會大眾的信任,也讓偽科學和另類事實等在後真相時代有了肥沃的土壤!

2016年11月,國外網站「學界同行審論平臺」(PubPeer)爆料台灣大學教授郭明良和張正琪等人研究癌症論文實驗涉造假,後續又被發現過往多篇論文亦有造假情形,校長楊泮池院士也因共同掛名而捲入風波,但他公開否認涉及論文造假。本次事件備受矚目,在國內媒體抄得沸沸揚揚,亦於國際上引起討論。

根據媒體報導,經過教育部、科技部(現在的國科會)及台大特別調查委員會就台大醫學論文造假案經數月的獨立調查後,於各涉案人員依情節不同各有相應行政處分,教育部因此事件扣減台大106年度獎助經費5,400萬元。楊泮池院士在公布調查報告兩周後,表示為不讓台大因為學術倫理案繼續受到誤解和攻擊,任期屆滿後不續任校長,任期至2017年6月21日。後續又間接出現「卡管」、「拔管」事件,重創教育部和高等學府的威信。

這個造假事件真的讓人跌破眼鏡,很多人赫然發現他們造假的手法極為拙劣,卻能在學術界爬升到頂層,和申請到大筆研究經費。過沒多久,媒體又報導重量級的《科學》(Science)期刊網站披露,中央研究院生物化學研究所前所長、特聘研究員陳慶士,2006年到2014年發表的八篇論文造假,辭去美國俄亥俄州立大學(Ohio State University)教職。

他任教的俄亥俄州立大學發表一份長達七十五頁的報告,指出癌症科學家陳慶士八篇論文裡的十四個研究範例,被發現犯下圖資處理不當,以及蓄意篡改資料的罪名。中研院歷時一年八個月的審議後公布調查結果,追回相關獎金186萬,且十年內不得兼任中研院職務和申請合作相關資源。

今年年中,美國史丹佛大學(Stanford University)校長馬克.泰西─耶拉文尼博士(Dr. Marc Tessier-Lavigne)在調查委員發現他參與的研究論文存在「操縱研究數據」的問題後辭去史丹佛校長一職。他是一位著名的神經科學家,曾在世界頂尖期刊中發表超過兩百二十篇論文,主要研究領域為退化性腦部疾病的起因與治療方式。2023年7月,史丹佛大學成立一個科學家調查委員會,針對泰西─耶拉文尼參與或共同參與的十二篇論文進行調查。調查結果發現,其中五篇論文存在資料造假或篡改等問題,雖然沒有證據顯示他直接涉及。泰西─耶拉文尼後來辭職聲明,承認自己在研究中存在失誤,並表示辭職是為了保護史丹佛大學的聲譽。

科學研究的目的在於發現真理和擴展人類知識的邊界。缺乏誠信的研究可能導致錯誤的發現和結論,如果那些結果會影響政策制定、醫療決策和大眾的生活方式,讓公眾無法信任科學研究的誠信,則可能會懷疑那些對社會至關重要的科學建議和決策。而且,科學研究通常需要大量的經費支持,誠信的缺失可能導致資源被錯誤分配給不值得的或欺詐性的研究計畫,從而損害了其他高品質研究的機會。

基於以上理由,違背誠信是科學研究的大忌!雖然以上造假案轟動全社會,造成的傷害極大,科學懷疑主義似乎在社會許多領域呈現上升趨勢也就不足為奇了。可是這些醜聞畢竟還是屈指可數,顯然絕大多數科學家都儘可能自制地表現出誠信。不過,偏偏就是這幾顆該死的老鼠屎壞了一鍋好粥。我不知道科學敗類為何要造假,可能是為了搏取名利,倘若真是如此,那他們壓根兒不該投身科學研究,而該轉行去拍廣告或從政!幾乎所有廣告都會誇大其產品的效能或效果,政客也不是一天到晚開對不了現的支票,或者簽了協議馬上就毀約嗎?這樣搞不好還更能名利雙收呢!

學術造假可能源於近年科學界也被「發表或滅亡」的壓力困擾。在見識到基礎科學的威力後,許多發展中國家,尤其是幾個人口大國,在脫貧或成為準先進國家後,或多或少開始投資科學研究,導致近年科學論文發表的數量爆炸式增長。根據美國科學資訊研究所(Institute for Scientific Information (ISI))的資料,2022年全球發表的科學論文數量為295萬篇,比2013年的220萬篇成長了36.4%,其中美國的成長率為27.2%,中國則以129.7%的增幅領先全球。

於是,不管是國家投資也好,還是學者自身升等的需求也好,論文發表的大幅增長,也讓一些利益團體有機可趁,誕生了「掠奪性期刊」(Predatory journal)這種低品質的學術期刊,它們通常以盈利為目的,這些期刊通常缺乏清晰和一致的出版標準,而不是為了推進學術研究的品質或正當性。期刊的論文可能沒有經過適當的審查過程,這是學術出版中保證品質和信譽的關鍵步驟。為了吸引更多的投稿和收費,這些期刊可能會接受大部分投稿,並承諾快速出版。作者可能被要求支付高額的文章處理費用,而這些費用的使用和目的缺乏透明度。

甚至也對應地出現了「掠奪性會議」(Predatory conferences)這種利用學術會議的外表進行欺詐活動的現象。這些會議的主要目的是為了盈利,而不是促進真正的學術交流或進展。參加這些會議往往需要支付高額的註冊費用,而這些費用與會議提供的實際價值不成比例。這些會議可能會虛假宣稱有著名學者參與或支持,或者誤導性地表示與知名學術機構或會議有聯繫。即使會議真的舉行,其組織品質、出席者的學術水準和會議內容通常都遠低於標準學術會議的水準。這些組織有時會在同一地點和時間舉辦多個不相關的會議,這是一種量產會議的策略,以營造最大化收入。

基本上,我每天都會收到一大堆掠奪性期刊和掠奪性會議的邀稿,絕大多數都跟我的研究領域不相干。而且,我也幾乎每週都會收到掠奪性期刊審稿要求,內容往往和我的專業領域也不夠貼近,我初期好奇審了幾篇,品質良莠不齊也就算了,而且我建議把品質低劣到比高中生的報告都不如的退稿,他們也常忽視此建議而刊登,完成浪費我的寶貴時間,加上我也不可能投稿這些期刊而影響我的升等、評鑑和計畫申請,所以我後來都拒絕審稿了。

因此,相對較少數的造假事件,近年科學界面臨的一大問題就是大量濫竽充數的研究,這些低品質的研究可能導致錯誤或誤導性的結論,這會破壞整個科學界的可靠性和信譽。如果低品質的研究被媒體廣泛報導,導致公眾對某些科學問題產生誤解,這可能會對社會造成長遠的負面影響。而且,這樣的研究文化可能對年輕科學家產生負面影響,使他們誤以為追求數量而非品質是科學研究的正確道路。

在這個亂世中,這本《科學的假象:造假、偏見、疏忽與炒作,如何阻礙我們追尋事實》Science Fictions: How Fraud, Bias, Negligence, and Hype Undermine the Search for Truth)每一位科學工作者都該一讀的好書來得正是時候!作者史都華.利奇(Stuart Ritchie)是英國倫敦國王學院精神病學、心理學和神經科學研究所講師,他在書中探討了當代科學研究中存在的欺詐、偏見、無能的疏忽和過度期待導致的炒作。

首先,我必須得強調,利奇在《科學的假象》,並非要攻擊科學本身,他恨鐵不成鋼地指出,問題不在於科學方法,而是所涉及的人員:科學家。問題的根源在於人性的缺陷,而不是科學方法存在什麼致命傷。只有控制這些缺陷,我們才能讓科學變得更好。為此,他也解釋了科學研究的資助過程、資料收集、論文寫作、同儕審查、出版、引用等等。

《科學的假象》中,利奇一再談到了許多科學領域面臨無法再現研究結果而面臨的危機。「再現」是指能夠在後續研究中跨不同樣本或使用原始發表作品中的相同資料重現結論的能力。雖然他主要以他熟悉的心理學領域為例,但也指出無法複製結果不僅限於心理學,還有無機化學、演化生物學、遺傳學、癌症生物學、公共衛生、經濟學和教育學等等的案例。他也指出,像是一些醫學中的例子,無法再現研究結果會帶來更昂貴和更慘痛的後果。

利奇指出,當科學文獻充滿了不可信、不可靠、不可複製的研究,這些研究往往更多的是造成混亂而不是啟發,因此大力呼籲科學家開始修復一系列普遍存在的問題。他在書中提及大量令人跌破眼鏡的案例,試圖讓我們理解到狀況有多糟糕和危急。

《科學的假象》中探討了科學界的欺詐行為,包括偽造資料和結果。這些行為不僅損害了個別研究的可靠性,也對整個學科造成了長遠的影響。大多數正派的科學期刊都會同儕審查的機制。同儕審查的目的是尋找錯誤或誤解,但它是在假設提交的資料是真實無誤的,並且用於獲取這些資料的方法的描述,是在準確無誤的情況下進行的。

利奇甚至更進一步提出,大多數有缺陷的科學工作永遠不會被發現,因為如果這種詐欺行為都能發生在頂尖科學期刊,則表示在不太知名的學術期刊中存在更多的詐欺行為。他指出,一項文獻調查發現,在檢查的約廿萬篇論文中,約4%在圖像被不當重複利用的跡象。

除了詐欺,利奇指出,科學研究中也普遍存在的偏見問題,包括出版偏見和選擇性報告。遇有操縱統計顯著性檢定以達到研究中重要變量的顯著性和過度擬合。最著名的例子是P值操縱(p-hacking),研究人員以一種產生有利P值(P-value)的方式進行分析,這是一種經常被濫用和誤解的統計,讓我們以為顯著的結果,實際上並沒有真正的效果。

一個低P值(通常小於或等於0.05)被認為表示資料與虛無假設不一致,這可能意味著觀察到的效應(替代假設)是真實的,而不是偶然產生的。然而,P值本身不提供效應大小或實際重要性的資訊。P值常被誤解或誤用,一個常見的誤解是將P值小於0.05視為證明了替代假設(如存在效應)的強有力證據。然而,P值僅僅表明示虛無假設為真的情況下,觀察到的數據(或更極端)出現的概率。

科學研究中的偏見會導致文獻中呈現出一種扭曲的現實,影響科學理論和發現的整體準確性。另外,也有不少學者承認,因為沒能產生正面的結果,很多研究結果甚至都從未見到天日。由於這些期刊的偏見,許多潛在有益的人類知識被隱藏起來。

問題不僅僅在於欺詐和偏見,《科學的假象》中也提到了科學家在研究設計、數據分析和結果解釋上的疏忽和不嚴謹。這些問題往往會導致不可靠或不準確的科學結論。很多科學工作者都聽說過「程式碼錯誤」、「電子表單錯誤」、「資料輸入錯誤」等搞砸研究的案例子。其中許多錯誤可能永遠不會被發現,但是尋找特定問題的研究,發現數量驚人的科學論文,甚至可能有一半,至少包含一個明顯不正確的數字。

利奇還批評了過度期待造成的抄作現象。他指出媒體和科學界如何過度炒作某些研究結果的問題,這種炒作有時會誤導公眾和政策制定者,對社會產生不良影響。當複雜研究被歸結為一個簡單化的標題時,人們很容易責怪記者和媒體,但利奇卻指出,在許多情況下,炒作是從重大研究機構自身開始的。

利奇指出,學術界存在一些不當的奬勵結構,經常導致不良行為。《科學的假象》除了指出問題,他還提出了改善科學研究品質和誠信的建議,例如透過改進同儕審查過程、提高資料透明度、促進研究結果的開放共享、改進統計學訓練、鼓勵期刊更容易發表重複性研究,以及利用科技進步來減少分析中出現意外錯誤的可能性等等。

對於熱愛和信任科學的人來說,這本《科學的假象》讀起來是驚心動魄的,甚至可能灰心喪志。但別忘了,他用心寫這本好書,終極目的,是要是來讚揚科學的,而不是埋葬科學的!讓我們好好地引以為戒吧!莫忘初衷!


本文原刊登於閱讀最前線【GENE思書軒】


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