为什么科学实验必须具有可重复性?
几个月前,国内一个三流大学的副教授韩春雨,在国际顶尖的科学期刊(《自然·生物技术》)发表了一篇论文,声称发明了一种新的基因编辑技术,名字叫NgAgo-gDNA。这种技术比现有的主流基因编辑技术有一定优势,一时引起国际国内的巨大关注,受到国内媒体的热捧,甚至说有望得诺贝尔奖。
一石激起千层浪,事情远没有媒体吹捧的那么简单。基因编辑技术是目前生物学研究的热门领域,大批的顶尖科学家和实验室都在关注,可谓牛人云集,竞争极其激烈。可想而知,此论文一经发表,立刻引起广泛关注,世界各地的科学家和实验室很快便着手进行重复实验。然而,令人尴尬的是,居然没有一家实验室能够完全重现韩春雨的实验结果。
质疑纷至沓来,画风急转直下。一时间,多方传来实验无法被重复的消息。问题来了,为什么实验必须能被别人重复呢?我就是不告诉别人实验技巧,做不出来算别人笨不行么?
当然不行!实验科学里,一个新的发现能否被认可,关键在于能否被其他科学家按照相同方法重复。如果实验没有得到其他科学家重复性实验的验证,无论发现多么惊人,都是没有价值的“偶然事件”,要么是数据造假,要么存在未被排除的干扰因素,反正肯定哪里出了问题。
这样的例子,科学史上数不胜数,如20世纪初著名的布朗洛“N射线”,20世纪60年代苏联化学家Boris Derjaguin的“聚合水”,美国物理学家韦伯的“引力波”,20世纪八九十年代的“冷聚变”实验,以及几年前的日本科学家小保方晴子的“万能细胞STAP”,皆因无法被其他科学家重复实验而逐渐消声匿迹。有的是故意造假,而很多却是不经意间的疏漏,比如“聚合水”,一开始科学家们以为发现了一种新的物质,还引起了全世界的大量研究,延续近10年,最后发现,那只不过是被汗水和油脂污染了的水而已。由此可见,实验的可重复性是何等重要。
可重复性是自然科学研究的基本原则,它基于自然科学的一个基本假设,即表面事实下存在普遍的规律,万事万物皆在普遍规律的支配下运行,不因时因地因人而异。科学家通过排除了主观因素的可控实验发现因果事实,进而推导出普遍规律。所以,理论上任何成功的科学实验都应该可以在不同的研究主体间重复检验,这就是科学的客观性。
K.Popper 在《科学发现的逻辑》里论述道:
“ 只有当某些事件能按照定律或规律性重复发生时,像在可重复的实验里的情况那样,我们的观察在原则上才可能被任何人所检验。只有根据这些重复,我们才确信我们处理的并不仅是一个孤立的“巧合”,而是原则上可以在主体间相互检验的事件,因为它们有规律性和可重复性。”
的确,科学不关心个别现象,科学关心的是适用于所有时空所有人的普遍规律,它重复出现从不消失也不因人而异。也正因此,科学规律才具有客观性与预测性。另一方面,为了保证客观性,科学发现必须是公开的,以便使之能够置于所有人的监视之下,任何人按照公开的程序和方法都能对实验进行重复性检验。科学不承认“神秘现象”,也不认可秘而不宣,公开发表了论文,就有责任公布实验程序和数据。
关于是否确有在原则上不可重复,独一无二的事件,正如波普尔说言,科学是不能判定的,这是一个形而上学问题。