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研究造假與科學假說的可證偽性有關嗎?

撰文者/艾俠(自由文字工作者)

交通大學教授黃國華教授與其助理在國際期刊「Nature Nanotechnology」上發表的研究受質疑造假、歷經一年的調查卻得到作者諸多不合理的回應,這是近日國內最受矚目的科學新聞[1][2]。在針對論文作者的抨擊中,朱敬一、牟中原、孫以瀚三位學者聯名發表了「研究造假 一句『資料丟了』就卸責?」一文,以哲學家 Karl Popper 提出的科學要件「可證偽性」(falsifiability),指實驗細節交代不清的研究無法被重現,不能被稱為科學。

不過,我覺得這聽起來怪怪的——研究造假真的與科學假說的可證偽性有關嗎?在這篇文章裡,我希望能夠藉由更深入地討論可證偽性的觀念,來檢視這個問題。

《The Black Swan》,1896, by William Degouve de Nuncques

《The Black Swan》,1896, by William Degouve de Nuncques

哲學普及作家朱家安在「從學術醜聞到科學精神:科學哲學能幹嘛?」一文中補充了可證偽性的細節,並且試圖解釋它和此一事件的關係。朱家安對可證偽性(亦作「可否證性」)的解說相當地簡明易懂,在這裡我引用他的解釋,朝另一方向說明此一概念:

物理學和占星術有什麼不一樣?

對於這個問題,Popper給的答案是:科學假說具備可否證性,非科學假說則沒有。這裡的「可否證性」,並不是說科學假說都是錯的,或者都有瑕疵,而是強調:

每一則科學假說,都必須保有這樣的可能性:
當特定的證據出現,這則假說就被推翻。

科學是一種藉由比對證據來判斷假說是否可信的方法。如果有個假說不可能經由任何的比對而被判斷為是錯的,這意味著比對證據對它來說沒有科學上的意義;這樣的假說就不能被稱作是科學假說。必須強調的是科學方法並不是唯一有價值的研究方法,然而當有人試圖像科學家那樣解釋現實世界,但又不打算在任何反面證據出現時承認錯誤,我們就會說他是在做偽科學。

「可證偽性」的簡化與實用

在舉可證偽性的正面例子時,我們經常會使用一些能用一句或數句話說完的「假說」,例如「所有天鵝都是白的」、「在地表,把手放開,雞蛋總是會墜落」,其中每一句話的每一要素都是可直接觀察的(我們把這種句子叫做「觀察語句」[3];每個觀察語句都能對應到一種具體的檢驗方法)。這種「假說」展示出了一種重要性質:嚴格來說,只有能直接觀察的東西是可證偽的

當「假說」是以觀察語句一次寫出全部內容的方式書寫時,它一定是可證偽的。

然而,如果我們翻出一些實例來看,會發現幾乎沒有真正的科學假說是用這種方式板上釘釘地寫在那裡。科學既然是為了深入探究我們所不知道的東西,那麼理所當然地不會問一些顯而易見的事情。科學假說通常會討論一些不能直接看到的東西例如基因、重力、物質波;接著,我們總是會用某個核心觀念來表達整個假說,例如「真空中的光速在任何參考系下是恆定不變的」之類,然後再考慮它技術性的細節、可能用什麼方式檢驗。

這和直接用觀察語句寫成的「假說」有很大的不同嗎?在這裡,有的。這種應用上有價值的假說如何檢驗,很大程度要看相關學術社群的習慣;而當我們說某假說不可證偽時,通常就是在抱怨那些人的習慣,使它無法合理地對應到可預期的檢驗方法。這代表的有時候是例如社群主張不存在能夠檢驗的方法,有時候是例如沿用朱家安的舉例:占星師是一群很會找理由的人,被反駁了會馬上找出新的說法。可證偽性在現實狀況中,通常不面對一個已明確敘述了檢驗方式的假說,而是把相關社群的傳統看作假說的一部分。在這裡,我們也能窺見可證偽性不足以真正用來分辨科學與偽科學的原因之一:我們總是會涉入那些極具複雜性的社群問題,而難以拿出具體的檢驗方式來判斷。

「逃避責任」與「偽科學」的距離

可證偽性的介紹就到這裡,接下來回頭討論這次的造假疑案。為了了解三位學者的說法有什麼奇怪之處,我在這裡不得不接觸一些瑣碎的語言問題。

科學(science)是什麼?這應該是所有自認為是科學家的人最最基本的常識。大哲學家 Karl Popper 有以下經典的描述:科學家提出的是「可以被證明為偽的假說(falsifiable hypotheses)」。科學家之所以要做詳細的實驗室記錄、要在論文中仔細交代每一步細節,就是要讓「別人」得以檢驗重複,或是讓別人能挑戰、證明其假說中的瑕疵。

三位學者引用可證偽性來批判這次事件,並且認為發表研究就有詳細交代實驗細節的義務。我認為上面這段話的前半和後半都沒有什麼問題,但如果在這裡,「科學假說應有可證偽性」是「研究應詳細交代細節」的理由,那就很奇怪了。前面提到,我們在討論可證偽性時,一個核心概念會和相關社群的傳統共同形成假說而被檢視;僅僅是一個研究者、甚至是提出假說者的研究態度不好、實驗過程交代不清,並不足以使假說失去構築出檢驗方法的可能性(特別是,既然這篇論文被國際知名期刊接受過,代表科學社群對它的概念有一定的接受程度);我們必須能夠指出「這個概念已經不被重視證據的人認為是可研究的」,才有辦法說:它作為一種假說已失去了可證偽性。

我認為三位學者的文章,是把「假說」與「實驗過程」混淆了。文中指出,他們憂慮發生「每位當事人都只要說『資料丟了、電腦壞了、助理跑了、過程忘了』就能卸責,那麼其假說是永遠無法『被證明為偽的』」的後果;但這時不能被證明為偽的,似乎不是研究者在期刊上所發表的假說,而是實驗的真實性。誠然,我們可以重新把「這個實驗真的在此時此刻做出這個結果」當作是一個「假說」(想想前面那種用觀察語句寫的「假說」),但它應該不會是我們抱怨某人在做偽科學時想說的事情。

結語

這篇文章起於一些和 Karl Popper 相關的討論。我們在討論中同意前述文章對可證偽性的詮釋看起來怪怪的,不過朱家安覺得很難用普及的方式說清楚(見此討論)而沒有在文中碰觸,我則在這裡補完我認為在可證偽性方面需要釐清的部分。

最後,我仍然會在這個層面上同意這三位學者的指責:對實驗細節交代不清的科學家是不負責任的——即使他真的作出了那個實驗,也沒有好理由要別人相信他——而且如果在某個學術社群之中大家都這樣做,那裡很快就會成為偽科學的溫床了。這是我們應當嚴肅看待這種研究態度的原因。

參考資料

  1. 交大教授違學術倫理 科技部「書面告誡」輕放
  2. DNA sequencing using electrical conductance measurements of a DNA polymerase
  3. 觀察詞與理論詞

本文轉載自中立之丘

關於作者

活躍星系核

活躍星系核(active galactic nucleus, AGN)是一類中央核區活動性很強的河外星系。這些星系比普通星系活躍,在從無線電波到伽瑪射線的全波段裡都發出很強的電磁輻射。 本帳號發表來自各方的投稿。附有資料出處的科學好文,都歡迎你來投稿喔。