مترجم: احمد رازیانی
منبع:راسخون
منبع:راسخون
علم فعالیتی است انسانی. به همین دلیل، اشتباهات غیرعمدی و اندک مواردی از اشتباهات عمدی ممکن است در آن اتفاق بیفتد. علم پیشگان در آموزشهایی که میبینند، روشهایی یاد میگیرند که برای جلوگیری از خطا و بررسی خطا طراحی شدهاند. نکتهی مهمتر این است که آنها با اصول و اخلاقی علمی پرورش مییابند، که در آن خطاها را باید انتظار داشت و در عین حال باید آنها را جستجو و تصحیح کرد. تقلب و فریب کاری در علم عملی منفور است، زیرا علم بر پایهی اعتماد استوار است و فریبکاری هرگونه اعتمادی را نابود میکند. برای پی بردن به عمق مسئله و ارزیابی راه حلها، چند مورد از تاریخچهی فریبکاری و نتایج نادرست را در اینجا میآوریم. ایروینگ لانگمویر در سال 1953 این مطلب را آسیب شناسی علم تلقی کرد، و فهرستی از شش نشانهی بیماری را به شرح زیر برشمرد:
1. اثر تولید شده همیشه، و حتی هنگامی که چشمهی مولد آن تغییر میکند، کوچک است.
2. اثر اندازه گیری شده همیشه در آستانهی آشکار پذیری است.
3. دقت عجیب و غریبی برای آن ادعا میشود.
4. نظریههای عجیب و غریب و خلاف تجربهای مطرح میشوند.
5. نقدها با بهانههای خاصی که خلق الساعه هستند پاسخ گفته میشوند.
6. نسبت هواداران به منتقدان به 50 درصد میرسد و سپس اندک اندک رو به کاهش میرود و فراموش میشود.
یادآوری این نکته مهم است که صرف وجود یکی از این نشانهها لزوما به معنی نادرست بودن ادعا نیست زیرا – برای نمونه – کشفهای بزرگ اغلب نشانهی شمارهی 4 را دارند. در ادعایی که با چندتا از این نشانهها و نه فقط با یک نشانه، همراه باشد میتوان تردید کرد. از زمان لانگمویر تا کنون با ظهور نمونههای دیگری از نتایج نادرست – از جمله نمونهی همجوشی سرد – شمار این نشانهها افزایش یافته است.
تاریخچهای از نتایج نادرست
پرتوهای N. هانری بلوندلو، اهل نانسی فرانسه، در سال 1902 مدعی شد که پرتوهایN را کشف کرده است. او ابتدا این پرتوها را در لامپ پرتو کاتدی، و سپس آنها را در مشعل گازی درون یک محفظهی فولادی که پنجرهای از آلومینیم نازک داشت تولید کرد. گفته میشد که پرتوهای N با تابیده شدن روی پردهی کلسیم سولفید آن را روشن میکنند. این پرتوها با منشور کوارتزی پاشیده میشدند و ضریب شکست آنها با دقت زیاد قابل اندازه گیری بود. بنابر یافتههای بلوندلو، پرتوهای N از برگهی آلومینیومی، کاغذ سیاه، و چوب عبور میکردند. برای این پرتوها چشمههای متعددی مانند خورشید و لامپ روشنایی، و چشمههای ثانویهای مانند عدسی کوارتزی و فلزات پیدا شده بود. پرتوهای N در آب متوقف میشدند، ولی در آب نمک متوقف نمیشدند. این پرتوها خاصیت موجی داشتند و با استفاده از آنها میشد نقشهای پراش و حلقههای نیوتون را تشکیل داد. طولی نکشید که حدود 300 مقاله توسط بیش از 100 محقق و مؤلف در این باره چاپ و منتشر شد.اثرهای دینامیکی اهمیت داشتند – آدمها و سگها به ویژه مغز و عضلات و اعصاب آنها، منشأ گسیل پرتوهای N بودند، اما موادی مانند کوچوله این اثرها را نابود میکردند. گیاهان میتوانستند از خود پرتوهای N گسیل کنند، اما با افزوده شدن کلروفورم به آنها دیگر هیچ پرتوی از آنها گسیل نمیشد – که این نکته هم با مفهوم فرایند دینامیک حیات سازگاری داشت. اما اگر یک جسم فلزی میتوانست از خود پرتوهای N گسیل کند، آیا این ادعا میتوانست معقول باشد که افزوده شدن کلروفورم به فلز بتواند پرتوهای N را نابود کند؟ طبع مردم چنین است که هرگاه به یک معجزه اعتقاد پیدا کنند، آن گاه معجزههای دیگر را هم بدون نقد و بررسی میپذیرند. یکی از دانشمندان آمریکا، به نام وود، مأمور بررسی ادعاهای مربوط به پرتوهای N شد. بلوندلو با خاطر جمعی و به گرمی او را پذیرفته بود تا آزمایش عبور پرتوهای N از دو شکاف، و پاشیده شدن پرتوها توسط منشور منشور و آشکار سازی آن ها را روی پردهی کلسیم سولفید نشانش بدهد. بلوندلو، با این آزمایش، پرتوهای N را با دقت زیادی اندازهگیری میکرد. چون تمام این عملیات در تاریکی انجام میشد وود در حالی که تقاضای تکرار اندازه گیریها را کرده بود، بی آنکه بلوندلو متوجه شود، توانست منشور پاشندهی پرتوها را بردارد و از دستگاه آزمایش دور کند. با وجود اینکه دیگر منشوری برای پاشیدگی پرتوها در کار نبود، بلوندلو به عملی ناممکن دست زد و با تکرار اندازه گیری به همان نتایج دقیق قبلی رسید. این رویداد ناگوار منجر به این شد که وود شرح ماجرا را در دو مجله به چاپ برساند و طومار ادعاهای مربوط به پرتوهای N را در هم بپیچد. به رغم این نمایش سرنوشت ساز، که بیشتر کارهای پژوهشی دربارهی پرتوهای N را متوقف کرد، خود بلوندلو دو سال بعد از این تاریخ کتابی منتشر کرد که عمدتاً شامل مقالات منتشر شدهاش بود و در آن نه ادعاهایش را پس گرفت و نه عذر و بهانهای آورد.
آب بسپاره. گروه پژوهشی دریاژین در اتحاد شوروی در سال 1962 گزارش داد که آب در لولههای شیشهای مویین از خود خواصی غیر عادی نشان میدهد. این پدیده ارتباط تنگاتنگی با مویینگی داشت، اما وقتی که شکل میگرفت به همان وضع باقی میماند – به همین دلیل، پیشنهادهایی دربارهی ساختار آن مطرح شده بود. در سال 1969 گرایش فوق العادهای نسبت به این مسئله پیدا شد، که یک دلیل آن کمکهای دولتی ایالات متحد امریکا و دلیل دیگر آن حمایت جانانهی یک استاد برجستهی شیمی، به نام لیپنکات، بود. این خواص غیر عادی و فکر اینکه از نتایج زیست شناختی آن شاید بتوان در لولههای مویین ظریف اندامهای زنده بهرهگیری کرد، در رسانههای گروهی جلب توجه زیادی کرده بود. لیپنکات، با به دست آوردن طیفهایی متفاوت با آنچه در مورد آب وجود داشت، مدعی شد که آب به صورت بسپاره (پلیمر) در میآید. این آب بسپاره همیشه به مقادیر کم تولید میشد. نظریه پردازان زیادی این گزارشهای تجربی را واقعی گرفتند، و برای توجیه و توضیح آن نظریههایی مطرح کردند که اغلب هم نظریههای پیچیدهای بود – اما این نظریه پردازان مقالاتی را که حاکی از نیافتن آب بسپاره بود نادیده میگرفتند. در طی سال 1970 گزارشهایی منتشر شد از آزمایشهایی که نشان میدادند آلودگی آب به مواد آلی (مثلاً تعریقی) همان اثرهای ادعایی آب بسپاره را تولید میکند. لیپنکات در این هنگام به نتیجهی سرنوشت سازی به شرح زیر رسید:
با استفاده از مایع آلوده میتوان همان طیف قبلی را باز تولید کرد، اما وقتی که آلودگی زدوده میشود دیگر آن طیف قابل دسترسی نیست با وجود این، عدهی زیادی نظرشان را تغییر ندادند. بسیاری از سازمانهای نظامی به این مسئله علاقهمند بودند و به ادامهی پژوهش در این زمینه کمک کردند. در سالهای 1971 و 1972، در حالی که دریاژین تردید کنندگان را سرزنش میکرد، نظرات مخالف آب بسپاره به اوج خود رسید. سرانجام، در 1973 دریاژین حرفش را پس گرفت و اعلام داشت که اثرهای مربوط به آب بسپاره را باید ناشی از ناخالصیها دانست.
نوترینوی سنگین 17 کیلو الکترون ولتی. در سال 1975 جان سیمسون ادعا کرد که در طیف انرژی الکترونهای حاصل از واپاشی تریتیم واپیچیدگی کوچکی دیده است که حاکی از وجود نوترینوی سنگین به جرم 17KeV است. دلایلی که علیه نوترینویی سنگین مطرح میشد وجود آن را رد میکرد، اما سیمسون این دلایل را مخدوش میدانست و با استناد به واپاشیهای دیگر شواهدی در تأیید ادعایش فراهم آورد. در اوایل سال 1991 دو آزمایشگاه معتبر شواهدی از وجود نوترینوی سنگین ارائه دادند، و در هر دو مورد هم جرم آن را 17KeV اعلام داشتند. این نتیجه، به رغم تناقضی که با مباحثات اختر فیزیکی داشت، جدی گرفته شد و برای تأیید آن آزمایشهای بسیار دقیقی طراحی شدند. هنگامی که اثری از نوترینوی سنگین در این آزمایشهای نسل دوم دیده نشد، چند تن از دست اندرکاران با مرور و بررسی مجدد آزمایشهای پیشین، خطاهای در نظر گرفته نشدهای در آنها یافتند و از ادعاهای قبلی شان دست کشیدند. این زنجیرهی رویدادها نمونهی خوبی است که قابلیت و کارایی روش علمی را نشان میدهد.
نیروی پنجم. در سال 1986 افرایم فیشباخ اعلام کرد که با شواهدی از نیروی پنجم، که خیلی ضعیفتر از گرانش است، روبه رو شده است. نخستین آزمایشهای انجام شده نتایج آمیختهای به دست داد که با وجود تناقضی که با همدیگر داشتند دلیلی بر وجود نیروی پنجم تلقی شدند. در آزمایشهای دقیق و فراگیر نسل دوم هیچ نشانهای از وجود نیروی پنجم پیدا نشد، و در نتیجه فیشباخ ادعای خود را پس گرفت. این هم نمونهی دیگری از کارایی روش علمی است که چنانکه انتظار داریم، سرانجام هر پنداره و نظر نادرستی را تصحیح میکند.
همجوشی سرد. از دهه 1920 به بعد معلوم شده است که انرژی خورشید از تبدیل هیدروژن به هلیم (یعنی از واکنش همجوشی یا گداخت) تأمین میشود. برای جامعه علمی، از آن زمان تا به امروز، الگو گیری و گرته برداری از چنین فرایندی در سطح زمین و با دمای کمتر رؤیای جذابی بوده است. در واقع دانشمندان بزرگی، که جان کاککرافت هم یکی از آنها بود، در این زمینه ادعای موفقیت کردند، اما بعدها نادرستی نتایج کارشان به اثبات رسید و یافتهشان علناً تکذیب شد. در 23 مارس 1989، مارتین فلایشمن و استانلی پانز در دانشگاه یوتا (در ایالات متحد امریکا) اعلام داشتند که در یک ظرف کوچک الکتروشیمیایی مجهز به کاتد پالادیم و با استفاده از آب سنگین (D2O)، به همجوشی سرد دست یافتهاند. ادعای آنها این بود که گرمای اضافی و محصولات واکنش هستهای را که عبارت از 40000 نوترون در ثانیه و همین تعداد تریتون در ثانیه بود و حکایت از همجوشی داشت، مشاهده کردهاند. اعلام این مطلب در یک کنفرانس رسانهای پر سروصدا صورت گرفت، و ادعاهای فزایندهی بعدی هم توجه رسانههای گروهی را به خود جلب کرد. در تأیید این ادعاها نیز مطالبی در رسانهها پخش شد، که نخستین مورد آن از جانب استیون جونز از دانشگاه بریگام یانگ بود. جان کلام جونز که در سال 1986 مطرح شد، این بود که چون پالادیم با اعمال فشار زیاد – مثلاً از طریق الکترولیز – میتواند مقدار زیادی هیدروژن را به خود جذب کند، سد کولنی قابل شکستن است و همجوشی قابل تحقیق اما این پیشگامان به ظاهر به این نکتهی تناقض آمیز توجه نداشتند که وقتی دوتریم به طرف پالادیم رانده میشود، هستههای دوتریم بیش از پیش از یکدیگر فاصله میگیرند و احتمال وقوع همجوشی فوق العاده کم میشود. برای تکرار این آزمایش سادهی روی میزی، به سرعت هزاران آزمایش راه اندازی شد. بسیاری از این آزمایشها هیچ گرمای اضافیی و هیچ ذرهای که حاکی از وقوع واکنش هستهای باشد نیافتند، ولی تعداد کمی از این آزمایشها شواهد مثبتی پیدا کردند و این اثرها با وجود آنکه متقابلاً با یکدیگر در تضاد بودند مؤید ادعا تلقی شدند. آزمایشهای دقیق نسل دومی هم به مرحلهی اجرا در آمدند که هیچ نشانهای از وقوع همجوشی در آنها به دست نیامد. به این ترتیب، بسیاری از دانشمندان به این نتیجه رسیدند که هیچ دلیل معقولی وجود ندارد که حاکی از وقوع همجوشی سرد باشد، و جونز هم یکی از آنهایی بود که ادعایش را پس گرفت. اما گروه کوچک مصممی که به همجوشی سرد اعتقاد دارد، این مطلب را همچنان پیگیری میکند. آنها اجلاسهایی تشکیل میدهند که عمدتاً پیروان همین فرقه در آن شرکت میکنند و در رسانههای گروهی نیز فعالانه حضور دارند. در این مورد هم، مانند پرتوهای N، ادعاهای درخور توجهی مطرح میشوند که سایر اعضای فرقه به آنها انتقادی ندارند. نمونههایی از این ادعاها عبارتاند از: تشکیل سیاهچاله، تراجهش هستهای، و بالاتر از همه، همجوشی سرد با استفاده از آب معمولی و نه آب سنگین وقوع همجوشی سرد با آب معمولی حتی با ادعاهای فلایشمن، پانز و دیگران، که گرمای اضافی ناشی از آب سنگین و نه آب معمولی را دلیل وقوع همجوشی میدانستند، تناقض دارد. در این قضیهی همجوشی سرد، نشانههای آسیب شناختی جدیدی پدید آمد که یکی از آنها تهدید وکلای دعاوی علیه کسانی بود که نتایج ناخواستهای به دست بیاورند. یکی دیگر از ویژگیهایی که در این مورد دیده شد این بود که در بعضی از نقاط دنیا نتایج مثبت، و در نقاط دیگر نتایج منفی به دست میآمد. منطقهای شدن نتایج آزمایش نیز با این باور که قوانین علمی جهانشمول هستند، در تضاد است. به علاوه، اینکه هر آزمایشی باز تولید پذیر است یک ویژگی علمی است، اما تقریباً همهی معتقدان به این نتیجه میرسند که همجوشی سرد بازتولید پذیر نیست. اینها علائم جدیدی هستند که باید آنها را به نشانههای شش گانهی لانگمویر افزود.
علم و قوانین حقوقی
به طور کلی، علم با قوانین حقوقی سازگاری ندارد. در یک مسئلهی حقوقی، هر وکیلی از طرف دعوای خودش دفاع میکنند و سعی میکند طرف مقابل را بی اعتبار کند. این رهیافت با روش علمی که در آن همهی دانشمندان میکوشند تا همهی جوانب و شواهد را بررسی کنند و بر اساس کلیت قضیه داوری کنند، فرق بسیار دارد. اما امروزه در ایالات متحد امریکا، به ویژه در قضایای مربوط به سوء استفاده فریبکارانه از منابع مالی و حل و فصل ادعاهای خسارت، علم به طور فزایندهای درگیر دعاوی حقوقی شده است. این مسائل منجر به آن شده است که کمسیون کارنگی پیشنهاد کند که قضات در هر ادعای علمی، به جای مقررات قدیمی فرای، از آزمون سه مرحلهای زیر استفاده کنند:1. آیا مسئله آزمون پذیر است؟
2. آیا به طور تجربی آزموده شده است؟
3. آیا اجرای آزمون بر اساس روش شناسی علمی انجام شده است؟
پاسخ منفی در هر یک از این سه مرحله، شواهد مورد ادعا را بی اعتبار خواهد کرد. این سه معیار، مبنای خوب و سادهای است و برای نمونههای پیشگفته هم کارایی خوبی دارد. این معیارها برای هر دو دستهی مسائل نظری و تجربی قابل استفادهاند.
علم پاسخگو
در گزارشی که فرهنگستان ملی علوم، فرهنگستان ملی مهندسی، و مؤسسهی پزشکی ایالات متحد امریکا دربارهی علم پاسخگو تهیه کرده اند آمده است که واژهی تقلب (یا فریبکاری) از لحاظ حقوقی متضمن قصد است که اثبات آن کاری دشوار است. بنابراین، آنها ترجیح دادهاند که عبارت سوء مدیریت در علم (یا کجروی در علم) را به کار ببرند. بنا به تعریف آنها، این کجروی یا سوء مدیریت بر سه نوع است: جعل، دستکاری، و سرقت در طراحی، اجرا، و معرفی کار تحقیقاتی منظور از جعل، از خود درآوردن اطلاعات یا نتایج است، منظور از دستکاری، تغییر دادن اطلاعات یا نتایج است، و منظور از سرقت، استفاده از کلمات و نظرات شخص دیگر بدون ارجاع دهی مناسب است. این گزارش بین کجروی و کارهای پژوهشی مشکوک کاملاً فرق میگذارد. کارهای پژوهشی مشکوک شامل موارد زیر است:(الف) جلوگیری از دسترسی معقول داوران به مواد منحصر به فرد تحقیقاتی یا اطلاعاتی که پشتوانهی اثر منتشر شده است.
(ب) ایجاد سوءتفاهم با ارائهی تصورات به جای واقعیات یا انتشار نتایج اولیهی تحقیقات، به ویژه در رسانههای گروهی، بدون تأمین اطلاعات کافی، به طوری که داوران قادر به تأیید اعتبار نتایج یا بازتولید آزمایش نیستند.
فراوانی خطا و تقلب
بروز خطا در فرایند پژوهش امری گریزناپذیر است. افت و خیزهای ناخجستهی آماری اتفاق میافتند. خطای تشخیص، ناشناخته بودن عوامل با اهمیت و مشکلات مانند اینها اموری عادی هستند. همان طور که در گزارش مربوط به علم پاسخگو آمده است، بخش جدایی ناپذیری از فرایند دستیابی به شناخت علمی را خطا تشکیل میدهد. از آنجا که برای اصلاحات خطا و تقلب توافق فراگیری وجود ندارد، براورد دقیق میزان فراوانی آنها کار دشواری است. نخستین براوردی که در یک آزمایشگاه بزرگ به دست آمد، رقم نتایج نادرست در آثار منتشر شده را در حدود چند در هزار نشان میدهد که، با توجه به افت و خیزهای آماری و اثرات پیشبینی نشدهی حتمی، معقول به نظر میرسد. به طور کلی، عواملی که ممکن است در تولید این نتایج نادرست دخالت داشته باشند عبارتاند از: فقدان انتقاد از خود، عدم تمایل به امتحان و اثبات نادرستی نتیجهی کار شخصی ( که مثلاً با انجام آزمایشهای انتقادی قابل حصول است)، تمایل به پذیرفتن غیر انتقادی و بدون کنترل نتایجی که دستیاران و همکاران به دست میآورند، اشتیاق به پذیرفتن نتایج و نظرات تأیید کننده و نپذیرفتن انتقاد و نتایج منفی. به گفتهی ریچارد فاینمن: آسانترین کسی که آدم میتواند بفریبد خود اوست.به نظر میرسد که تقلب یا کجروی در علم خیلی نادر باشد، ولی اتفاق میافتد. براوردی که برای دورهی ده ساله از 1980 تا 1990 در ایالات متحد امریکا به دست آمد، در گسترهی 40 تا 100 مورد قرار دارد. وارسی نتایج پژوهشی توسط داوران با صلاحیت، یکی از مبانی فرایند علمی است. به طور کلی این روش کارایی خوبی دارد، ولی در مواردی (که درصد آن زیاد نیست) روابط دوستانه و سایر ملاحظات در کار داوری تأثیر میگذارد. از این رو، این واقعیت که مقالهی علمی پس از وارسی داور منتشر میشود، صحت نتایج آن را تضمین نمیکند. بلکه مقاله همچنان باید با توجه به همهی شناختهای علمی دیگر ارزیابی شود. بنابراین، وارسی داور بدترین ارزیابی ممکن است، اما ارزیابی بهتری هم وجود ندارد.
براورد خطاها
اندازه گیری علمی اگر با براورد خطا همراه نباشد، ارزش چندانی ندارد. دو نوع خطا در اندازه گیریهای علمی دیده میشوند که معمولاً آنها را خطای آماری و خطای سیستماتیک میگویند، اما با عناوین تفصیلیتر میتوان آنها را مجموعهی خطاهای تجربی شناخته شده و مجموعهی عدم قطعیتهای نظری نامید.خطای آماری خطاهایی مانند خطای ناشی از محدودیت آماری، خطای تفکیک سنجش افزارها، و کل سیستم را شامل میشود. معمولاً توزیع هر یک از خطاها را گاؤسی میگیرند و آنها را به صورت مربعی با هم جمع میزنند. براورد خطاهای سیستماتیک اغلب کار دشواری است، زیرا به ندرت میتوان آنها را به طور دقیق شناسایی کرد. در حالتی که چند خطای سیستماتیک وجود داشته باشد، اغلب آنها را به شکل گاؤسی در نظر میگیرند و به صورت مربعی با هم جمع میکنند. اما این نوع خطاها ممکن است نامتقارن باشند یا دنبالههای طولانی داشته باشند. به همین دلیل، دانشمندان محتاطتر آنها را اغلب به صورت خطی با هم جمع میزنند تا مقدارشان برای اطمینان بیشتر بزرگتر شود. کاملترین روش این است که هر دو با هم نشان داده شوند. اگر آزمایشی به همان صورت تکرار شود، چون تعداد و شمارش افزایش مییابد، خطای آماری کاهش پیدا میکند ولی خطای سیستماتیک تغییر نخواهد کرد. در سالهای اخیر در بسیاری از زمینهها چنین متداول شده است که هر دو خطای آماری و سیستماتیک را در مقالات علمی منتشر میکنند. گاهی اتفاق میافتد که خطاهایی که یک پژوهشگر گزارش میکند به طور غیر طبیعی کوچکاند. در این صورت، به نظر میرسد که این آزمایش از آزمایشهای دیگر بهتر باشد، یا اینکه اختلاف بین نظریه و آزمایش با معنی تر باشد. سفارش این است که به نحوهی محاسبهی خطاها در عمل توجه شود.
نتیجهگیری
خطاها به طور طبیعی از فرایند پژوهش جدایی ناپذیرند، و معمولاً با آزمون فرضیهی کار از طریق تکرار یا گسترش آزمایش قابل تصحیحاند. کارهای پژوهشی مشکوک، مسائلی به وجود میآورند که سرانجام با اقداماتی میتوان آنها را برطرف کرد. بهترین اقدام عملی برای این نوع کارها، باوجود اینکه بی نقص نیست، استفاده از روش وارسی داوران است. تقلب یا کجروی در علم خیلی نادراست. اما باید پذیرفت که چنین چیزی اتفاق میافتد. هنگامی که با تناقضهای بزرگ روبهرو میشویم، ممکن است با یک تقلب یا عملیات پژوهشی مشکوک و اشتباه آمیز، یا یک توضیح علمی جدید سروکار پیدا کرده باشیم. راه حل این نوع مسائل را میتوان در آگاهی و آموزش مداوم صداقت و اخلاق علمی، به ویژه با ارائهی نمونههای انسانی، جستجو کرد./ج