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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