在科学中许多有关荣耀的和不光彩的问题并不是出于恶意的预谋而是出于自我欺骗

在1945年，美国哈佛大学的一个学物理的研究生选择了—个用分子光谱学方法来测量在地球上空1000公里以上大气温度的课题作为他的博士论文题目。那时人们对地球上空1000公里以上的大气温度一无所知。当时有人观察到氧分子的斯肯曼 - 伦杰能带（Schumann-Rwge bands）在空气中大气作用下会产生很微弱的辐射。因此可以用它作为一个热温表，这还需要在实验室里进行验证。实验室中的验证结果表明，只有当在很大压力下才会出现上述的效应。在1948年的《自然》杂志上报道了有关斯肯曼 - 伦杰能带在低压力的高频放电中会产生微弱辐射的消息。该文章的作者还在报告中分析了有关的分子常数。

那个学物理的研究生很高兴地从文献中发现这一报道，他认为他的论文课题可以很顺利地进行。这个学生开始重复《自然》杂志上报道的那个实验。经过几个月的苦干，却得不到结果，于是他开始怀疑《自然》杂志上报道的一些结果有差错，甚至他发现发表的照片根本不是斯肯曼 - 伦杰频谱图。事实上那篇报道是被人伪饰发表的，它偏离了原来的真实研究结果。无论如何，重复这个实验的研究生失去了六个月的博士论文助学金，而且，最后他不得不寻找其它方法来完成他的博士论文。

我就是那个研究生。我一直对那篇在《自然》杂志上发表论文的作者耿耿于怀，他可能是在某种可怕的压力下才这样做的。我想他也并非想伤害某人，更何况像我这样一个离他几千哩以外的无名小辈。

我相信大多数科学家不会去精心伪饰他们的工作成果，也不会去欺骗同行或剽窃他的学生们的成果。但恐怕也有不少科学家在处理他们的实验数据，掩饰他们实验结果的系统误差时会一次又一次地自己欺骗自己，或者会低估他人的贡献。这些在科学上被称作为“诚实的错误”。它同社交演讲中“撒一些无关紧要的谎”具有等同的性质。但它又不同于社交演讲。在温和的社交场合，一些无关紧要的谎言可以很轻松地得到解释。在科学领域中无法防止那些粗心的或欺骗性的文献，除非你知道或一直怀疑某个人的工作成果是不可靠的。这可是一个大难题，只有遇上一个极富天才的科学家才能辨别它。

对在科学界工作的青年人的压力是很大的，这些压力不仅来自工作单位或同级别的人，而且还来自自己内心。一个未被雇佣的年轻科学家会把他的所有情感和努力集中在某一项研究中。他选择一个研究项目，调查该研究的背景知识和前景得花一年多时间。一个成功的开头对研究的机遇来说无疑是重要的，于是，他一生的科学生涯将维系在同大自然的合作以及他自己的勤奋和智慧上。我们经常得到这样的提醒：同大自然母亲作斗争是危险的，科学家每天都冒着这种危险。一个非常自信的青年科学家可能嘲弄自然而不知后怕和苦痛。

Sigma Xi学会在科学成就评奖过程中必须处理有关科学家行为的完整之类更广泛的问题，而不仅仅只是公认的欺骗以及道德问题。除非学科学的学生们在各种谆谆教诲中明白了什么是科学中正确的纪律，否则学生们可能经不起这样的诱惑：即走容易的欺骗之路来取得表面上的成功，这样做将会毁了他们的一生。

何时一项实验才算完成？

读者可能会认为对那些很注重自己工作的完整性的人来说，这个问题是很容易解决的。可也不一定是这样。举一个已知何时实验已完成且实验结果已准备发表的例子来说明。在1953年，我成功地在实验室里第一次实现了用光子分离截面对真空管中负离子进行测量。洛彼特 · 威帝特（Rupert wildt）认为氢元素的负离子吸收光导致了太阳的光球层的不透光。太阳的温度以及人眼所敏感的光的波长也是通过这个测量给出的。当时，没有人知道这个三维体问题的量子计算是如何精确。

为了验证这个计算，史密斯（Stephen J. Smith）和我开始了一项需要非常复杂的交叉光束装置的绝对测量实验。经过几年的准备和努力，得到了实验数据。我们对系统误差的来源进行了相当勤奋的研究。实验的结果偏离量子计算约15%，这在当时对三维体问题是可以接受的。史密斯和我开始写论文并在电子仪表校正系统上作最后的测试。这一测试提醒我们好像以前的测量方法有错。我们搁下论文和实验，对原来的测量装置重复多次地进行了校正。三个月以后，我们对系统误差的限制作了大量的工作，足以定量描述它。我们在原先的截面单元上进行重复的测量，使我们惊奇的是这一次经过校正的测量装置测得的结果仍偏离计算量15%，这同以前未校正过的测量装置的测量结果相一致，显然这种—致性是偶然的。

这时我们面临一个棘手的问题，如何解决呢？实验是完成了，但我们可以认为在第一次测量中得到的结果就已完成了。如果我们喜欢这个结果我们就可能停止我们的工作。我认识到，我此后也常说，大自然不知道科学家用什么方法做什么实验。“上帝喜欢噪声，就像喜欢信号一样。”我决定再花三个月的时间去研究更多有关系统误差的来源。这三个月同上一次三个月的努力时间相同。经过这三个月的努力工作，终于使实验与理论计算一致。很幸运的是，没有任何更多的误差源，所以我们的结果可以准备发表了。

也许并不是在任何情形下都得持这种保守态度，但在一些相对测量中测绝对参数的情形下持这种保守态度是很关键的，测量大自然基本常数是国家标准局中科学家所感兴趣的主要内容。在测量大自然基本常数时，就需要相当仔细。自从1960年以来，科学家在测量原子常数时已经采纳了这种方针：在所有误差分析以及实验未彻底完成之前，绝不丢弃任何实验数据（可以用它来同其它数据比较）。

为什么对那些既诚实又正直的科学家也如此要求呢？这是因为科学家们有时为了得到更“好”的（例如：安全的或有重要意义的）结果，当他们得到那些很理想的数据结果时就不再想继续做到彻底。即使是一些优秀的科学家也可能屈服于这种诱惑。例如，在1930年，人们对宇宙常数，光在真空中的速度C进行了一系列的测量。米切尔森（Michelson）和他的同事们，利用一个旋转的多角镜对穿越美国加利福尼亚州的威森山和巴第山中的光的传播速度进行光波测量。这是早期的测量光速的方法。以后人们用更好的仪器得到了更精确的测量结果。在1941年，贝奇（Birge）对先驱者们的工作进行了总结，他给出了当时认为最精确的值，即C=299.776±4公里/秒。

以后爆发了第二次世界大战。新技术和新科学家进入科学领域。低频无线电导航系统已在军事上得到了开发利用。电气工程师们发现这些系统能够用来测量16 kHz的电磁波的传播速度，这种测量波速的方法与战前的光学方法完全不同。在短短的几年内，利用微波腔体和微波自由空间干扰仪的方法一致地测得更精准的数值。福龙米（Froome）测得光速C=299.793±0.3公里/秒。以前最早的测量误差达17公里/秒，后来逐步减小到4公里/秒，可见误差在逐渐减小。

在回顾这段历史时，柯恩（Cohen）和杜门德（Du Mond）总结到：“有两个因素，把同行中的人引向歧途。一是米切尔森作为该领域的专家；名望太高。另外是由于1937年和1941年那两次测量同米切尔森 - 皮斯 - 皮尔森（Michelson-Pease-Pearson）的结果完全符合。”贝奇在1957年写道：“任何高精度的实验测量中，起初是由于仪器的困难使测得数据离可接受的数据相差甚远，研究者据此来探索其原因和误差的来源，并继续研究直到他得到一个同可接受值相近的那个值，然后，他停止了实验……以这种方式人们往往用同理想值相近的值来代替那些大量的偏离理论计算的值：并把后者说成是大量所不期望的出错值。”柯恩和杜门德同意彼得 · 富兰肯（Peter Franken）的说法，称这种趋向为“智力锁相”。

对质量承担义务

如何做才能少犯这类“诚实的错误”，以达到有高质量的科学完整呢？这需要教师和科研人员的具体努力，需要学术委员会的促进，需要杂志编辑和审稿者的共同努力。总之，最根本的是当事的科学家们对自己的工作承担义务。

年轻的科学家应该懂得鉴别什么是骗人的对实验的观察和对数据统计结果的解释。他们应该懂得计量学并知道他们的数字信号处理中将要处理的信息的趋向。他们也应该知道他们常用的计算机中的一些算法有时会给出奇怪的结果。总之，他们在检测和控制系统误差方面应该是训练有素的。

科学界的把关人，像学术委员会、学院院长、实验室主任，他们的责任非常重大。仅凭论文发表的数量来评赏一个科学工作者的成就，这样做有损于科学的质量。发表论文虽然是让同行们知道和评价自己工作毒的常规办法，但这并不是唯一的方法。况且这是一种中还不完善的方法。

杂志的编辑和审稿人当然是科学质量的管理者，他们面临极其艰难的任务。没有一本杂志能够对作者发表的实验结论提供所有的证据。那么审稿人在没有足够的证明材料时怎么会赞同发表呢？通常这是因为作者采用某种速记形式将实验程序写下来，这些程序在其它文献中也是常用的。读者在引用这些文献时也不得不相信作者。由此可见，人们得以信任的威望，或称之为智力的完整，假如一旦是不诚实的话，就注定了他一生的科学生涯。年轻的科学家在他们进入科学研究领域的同时，是否已经意识到这一点了呢？

对科学质量的要求加重了科学家另外的负担：不仅要保证他自己的工作符合高标准，而且还要参加对相同研究内容方面的主要文献的综述以及对促使他研究工作的根源作综述。毛利斯 · 哥德哈贝（Maurice Goldhabar）在他担任Brookhaven国家实验室主任时，曾鼓励他的职员们写学术综述。他认为写综述性文献是国家实验室中科学家的特殊责任。他的座右铭是：“一个完好的综述相当于非常有益的教学。”

在过去的二十年中，在物理学中出现了许多对各个学科进行综述的文献。各科研专家小组对有关的原始文献进行评价，在当时这些综述主要是针对物质和材料研究领域的，这些综述的目的在于增多有用信息。错误的信息是毫无用处的。缺乏证据的信息，需要验证是否正确，以决定取舍。创造性研究的质量问题是由研究者负责的。各部分的责任将由各研究者承担。

要使文献值得综述，各原文作者必须为读者提供有关结果偏离理想值的定量估计并给出他们结论的科学依据。科学家必须要求别人和他们自己的工作有高超的学术成就，而不是空洞的、草率而成的文章。

对完整承担义务

本文所讨论的科学中的荣誉问题具有更广的含义，它应该有助于人们懂得这不是某一个人的问题，也不只是科学中的欺骗问题。我们大多数人并未触及一件真正的欺骗性的研究。但这个问题涉及到科学的完整，它渗透到我们从事的每一项研究，我们听到的每一次议论，我们读过的每一篇论文。人们越来越重视科学上的诚实和完整，并大力提倡这种观点，这将使我们的科学事业以及我们的社会产生巨大的进步。

首先，完整是把探索科学世界成功的喜悦告知我们每个人的基础。另外，科学中的完整影响公众对科学家们公布的研究结果的看法，因为这些研究结果往往指出大自然对人类影响的严重性，例如，酸雨对人类的影响，危险物种中的遗传物质的消失，科学能否解决人类居住在地球上的问题。我们的研究结果的采用者，那些需要我们提出忠告的决策者，往往总是强调信任我们本身要比对我们的数据还要信任，因为我们研究结果的诚实和完整为他们的工作提供了方便。科学中的走近路的压力来自于外部，来自自己，也来自团体。

我们必须帮助公众懂得在科学实验中要有严密的证据，就像法院在评判时需要有证据那样。这一努力成功的先决条件就是将严谨的作风完美地应用到我们自己的工作中和文献中。人类将来的前途在很大程度上维系在科学的完整、可靠性上。

[American Scientist，第 73卷，1985年9 ~ 10月]

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（*本文作者是美国IBM公司的副总裁、Sigma Xi举会的主席、前美国物理学会会长）