科学史上著名公案——舍恩浮沉记
6 01 2009年
历史上重大的科学造假事件大多发生于生物科学领域,这与该领域的特点有关:由于生命现象极其复杂,实验结果不那么精确、不容易重复,因此造假也就不容易被觉察,即使被觉察到了也容易以失误为借口加以开脱,这导致不少人铤而走险。而物理科学是所谓精确科学,就没有这么好糊弄。但是在2002年,物理学界却一下子出现了两大造假丑闻,都发生在著名实验室:一件是劳伦斯伯克利国家实验室的维克多·尼诺夫发现新元素的实验结果被证实是伪造的(见2008年9月22日本专栏),一件是贝尔实验室的简·亨德里克·舍恩被发现有系统地大量伪造重大实验结果,其胆大妄为超过了生物学领域的任何造假案,被视为科学界的最大丑闻之一。
舍恩的研究领域是凝聚态物理和纳米技术,1997年在德国康斯坦茨大学获得博士学位,随后被美国贝尔实验室著名物理学家伯特伦·巴特罗格招到其实验室做博士后研究。在舍恩等待去美国的签证期间,贝尔实验室的研究人员把有机分子材料寄到康斯坦茨大学,由舍恩制成场效应晶体管,并测定其物理性质。舍恩很快就获得了惊人的结果:他能把有机分子变成具有高温超导的特性,还能把单个有机分子变成晶体管,这些结果如果是真的,足以获得诺贝尔奖——贝尔实验室迄今已获得六次诺贝尔奖,舍恩似乎将要延续这一传奇。
和舍恩的重大发现同样惊人的是他发表论文的速度,在大约三年间,他共参与发表了90多篇论文,特别是在2001年这一年,平均每8天就有一篇有他署名的论文发表。这些论文多数发表在顶级学术刊物上,例如:2000年,他在美国《科学》发表5篇论文,在英国《自然》发表3篇论文,全部是论文的第一作者;2001年,他又在《科学》发表4篇论文,在《自然》发表4篇论文,也全部是第一作者。《科学》和《自然》似乎争着发表他的论文,他很可能是在短时间内在这两份科学界最著名的杂志发表论文最多的作者。舍恩立即成为物理学界耀眼的一颗明星,荣誉随之而来,在2001~2002年获得了三项奖励青年科学家的大奖。获得诺贝尔奖似乎指日可待。
但是舍恩的沦落和窜升一样的迅速。由于他的发现极为重大,全世界有上百个实验室都试图重复其结果,或在其结果的基础上做进一步研究。但是没有人能够重复出来。别人无法重复出来的重大成果就难免会让人怀疑其中有问题。2002年4月,贝尔实验室有人向普林斯顿大学教授莉迪亚·索恩透露说,舍恩2001年发表在《科学》的一篇论文和同年发表在《自然》的一篇论文的数据有问题,它们用的是不同的实验材料,实验测得的数据却完全相同。索恩和康奈尔大学教授保罗·麦求恩据此对舍恩其他论文的数据图做了核对,发现了更多的问题:同一组数据还被用于2000年《科学》的另一篇论文中,共有6篇舍恩的论文有类似的问题。索恩和麦求恩向《科学》和《自然》编辑部报告了这一发现,同时也通报给舍恩本人、其上司巴特罗格以及贝尔实验室的管理层。
舍恩答复说他在写论文时用错了数据图,并登文做了更正。但是盖子一旦被揭开,就很难再遮掩下去了。又有更多的舍恩论文被其他人怀疑有问题。贝尔实验室迅速做出反应,在当年5月成立由斯坦福大学教授马尔科姆·比斯利任主席的独立调查委员会。委员会对涉及25篇舍恩为第一作者的论文的24项造假指控做了调查。在调查过程中,他们发现舍恩没有做实验笔记的习惯;储存在计算机中的原始实验数据则已经被舍恩全部删除,据说是因为计算机硬盘空间不够;舍恩制造出来的实验样品或者已被扔掉,或者已毁坏,没法重新测量;康斯坦茨大学那台舍恩用来制造实验样品的机器则再也没法制造出所需的样品。
不过委员会还是能够根据已发表的论文和保留下来的一些数据认定造假,包括三个方面:在不同实验的结果中重复使用同一张数据图、同一条曲线;实验结果过于理想,曲线是用数学函数算出来的,而不是实际测量的结果;实验结果与仪器参数或已知的物理原理不一致。委员会在9月发布调查结果。他们认定其中的16项造假指控成立,剩下的8项指控,有2项与发表的论文无关,另6项很可疑,但是没有足够的证据。
调查结果发布的当天,贝尔实验室开除了舍恩。这是贝尔实验室历史上首次出现造假丑闻。德国普朗克研究所本来已定下让舍恩去当实验室主任,这时也不要他了。舍恩在《科学》发表的8篇论文,在《自然》发表的7篇论文,在《物理评论》发表的6篇论文都已在2003年被撤销。
舍恩承认有一些论文的数据有问题,也承认伪造了一些数据。但是他声称他是的确做了实验的,论文是根据观察到的现象写的,只不过为了让实验结果显得更让人信服,才对数据做了窜改。他声称他坚信他的实验结果是真实可靠的,在将来会被他本人或他人重复出来。不过他本人是不会有这样的机会了。不会再有哪家研究机构愿意雇佣他,甚至他的博士学位也在2004年6月被康斯坦茨大学撤销了。
舍恩的造假论文涉及到总共20名共同作者。调查委员会认定造假是舍恩一个人干的,其共同作者没有参与,也不知情。但是这些共同作者,特别是资深作者、舍恩的上司巴特罗格是否也应该对此承担一定的责任呢?合作者之间应该相互信任,不会无缘无故怀疑别人造假,这是科学界的一项传统。但是在相互信任的基础上,合作者、特别是资深作者,也应该尽可能地确保实验结果的准确无误。在舍恩事件中,其合作者的问题不在于充分信任舍恩,而在于过分信赖舍恩,没有人去参与或观摩舍恩是如何制造实验样品和进行测量的,而完全由舍恩一个人在那里自得其乐。一般的合作者这么做还可以理解,但是做为主管的巴特罗格也对重大成果的实验过程和原始数据漠不关心,只乐于在论文上署名,那就是失职了。即使他不怀疑舍恩会造假,难道就不担心舍恩会有失误,就不想见证重大成果的诞生吗?
舍恩的造假论文都是发表在顶级学术期刊上的,每篇论文在发表之前按惯例都经过了三名本行专家的评议,那么为什么还能获得发表?同行在评议论文时通常也不会怀疑数据的真实性,而只是推敲证据是否充分、论证是否严谨、结果有何价值等。不过,如果仔细审阅论文,有些明显的造假是可以发现的。但是,审阅论文的人未必都那么负责任,许多忙于行政事务的大牌教授甚至干脆把要求他们审阅的论文转给其研究生代劳。论文由同行评议后再发表是公认的好制度,但再好的制度也需要有责任感的人来实施。
舍恩的造假手法并不高明,其实很容易被发现。他也没有时间精心设计骗局:在其颠峰时期平均每8天要出一篇论文,时间都用在写、读论文稿件上了,只好偷懒把一张数据图反复用,把数学函数计算结果直接用了。在其事情败露之前,他的同行似乎也没有想过,舍恩做为一台如此高产的论文机器是否还有时间去真正做实验。但是,并不高明的造假虽然持续的时间很短,却产生了严重的后果:大量的资金、人力被浪费在试图重复舍恩的实验结果。
舍恩丑闻虽然轰动一时,却未必能让人们吸取教训。一个显而易见的事实是:舍恩的造假论文在被撤销后,还被正面引用了很多次。难道这些论文的合作者、审稿人、编辑没有一个注意到它们引用的是已被撤销的著名造假论文?
2008.12.29
(《经济观察报》2009.1.5)
(XYS20090105)