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[圖文]揭秘物理學最大作假案:科學神童屢騙權威期刊

2016年01月25日 科學探秘-長篇 暫無評論 閱讀 232 次

揭秘物理學最大作假案:科學神童屢騙權威期刊
《塑膠幻想》一書的出版再次讓捨恩造假事件成了焦點話題
揭秘物理學最大作假案:科學神童屢騙權威期刊
捨恩曾經因為顯赫的「成果」被稱為「愛因斯坦」二世(左)

  2002年,因發明晶體管而成名的貝爾實驗室因一樁醜聞倒在了自己的驕傲之石上。一名年輕的科學家通過偽造數據,用所謂的「分子晶體管」糊弄了包括權威期刊編輯在內的許多人,過於囂張的他甚至在不同的學術論文中使用一樣的數據,最終引起東窗事發,震撼了整個科學界,這一醜聞成了最臭名昭著的科學作假事件,不僅令貝爾實驗室更加陷入危機,也引發了人們對科學界一系列的思考:為什麼這麼多人輕易地相信了這個科學家?甚至還有人推薦他獲得諾貝爾獎?科學作假行為一再發生,問題到底出在哪兒?


  最近,一本名為《塑膠幻想:物理學最大作假醜聞如何震動科學世界》(Plastic Fantastic: How the Biggest Fraud in Physics Shook the Scientific World)的新書將這樁醜聞帶到了科學界之外。作者對這樁醜聞進行了極深入的調查,讓這個臭名遠揚的「前」科學明星再次進入人們的視線,同時也將現代科學界的一系列問題暴露出來。


  1 紅極一時


  「愛因斯坦二世」誕生


  德國科學家捨恩(Jan Hendrik Schon)1998年加入美國新澤西的貝爾實驗室。這個年輕人花了9年時間攻讀博士,看上去是個勤奮、積極的研究者。


  建於1925年的貝爾實驗室因為晶體管等發明蜚聲世界。它是6位諾貝爾獎獲得者的老家,是世界上最老牌的重量級實驗室。它最先是由美國電訊主力公司AT&T資助的。1996年被迫納入朗訊科技旗下後,實驗室的情況迅速惡化。在捨恩加入之時,貝爾實驗室正在多年下坡路之後進行一系列基礎研究的復興計畫。


  捨恩重拾貝爾的專長,在一個研究有機晶體(一種淨化後的塑膠)制晶體管的項目工作,這是熱門的研究方向。和傳統的硅相比,塑膠在電子設備的運用上還有很大的缺陷。如果能夠克服這些不足,就可以製造出更輕,更靈活的計算機芯片,繼而生產出更薄,可折疊的螢幕,比如「電子報紙」,或者「計算機衣服」等等產品。


  最初,在同事眼裡,捨恩是一名樂於與人合作,整天在實驗室忙碌的年輕人。從2000年開始,他就越來越傾向孤軍奮戰了。也正是從那時開始,他憑著一系列驚人的論文發表成為科學界的明星。


  捨恩先是聲稱製造出了一種振蕩電路板。在同事的幫助下,他的論文在《自然》、《科學》上刊登。捨恩的一些創新性的超導實驗讓人稱之為神奇之作,比如不帶任何損失地進行電子超導、首個「有機電子激光」、第一台「散光」晶體管,他甚至自稱用納米技術做出了只有單一分子大小的超微型電腦。


  捨恩在論文中稱,他的「納米晶體管」以碳為基礎,包含氫和硫的有機半導體分子為晶體管材料,以金原子層為電極,利用范德瓦爾斯力讓三個電極安裝在一個分子上。


  如果這些實驗是真的,意義就大了。它改變了物質的絕緣、半導和超導等屬性的傳統觀念,這意味著電學從硅時代走向有機時代,硅芯片將走向滅亡,電器會更便宜,微型電腦也將成為現實。


  通常一個科學家一年發表一兩篇重要論文已是極為多產,而捨恩在3年中發表了超過100篇論文,其中很多發表在世界權威的學術期刊如《科學》和《自然》上。光2000年,捨恩就在這兩本期刊上發佈超過8篇論文。2001年,平均每8天,他的名字就會在學術期刊上出現一次。很多人開始討論這位「愛因斯坦二世」獲得諾貝爾獎的可能性。


  2 醜聞敗露


  學位都被收回了


  《自然》、《科學》等期刊的刊文,讓捨恩的實驗成為無數科學家追捧的目標。不過,奇怪的是,竟然沒有一個人能夠複製捨恩的實驗。據說,2002年全美有超過100家實驗室在測試捨恩的實驗,數以百萬計的資金投入在了這項實驗中,但他們都失敗了。在貝爾實驗室工作的科學家霍維說,「對於捨恩,人們議論紛紛」,但沒人站出來質疑他。


  捨恩最終倒在了自己的愚蠢上———他竟在三篇毫不相關的論文中使用完全相同的圖表。這個漏洞被普林斯頓大學和康乃爾大學的物理學教授分別發現,質疑的聲音越來越大。當《自然》編輯詢問他時,他表示自己傳錯了圖表。然而,類似的數據矛盾不斷被發現。


  2002年,捨恩的名字再度成為熱門標題。這次不是因為新的發現,而是醜聞的敗露。人們發現,一切都是幻影,所有的實驗數據都是偽造的。「科學神童」成為史上最臭名昭著的作假者。


  貝爾實驗室組建了針對他實驗的獨立調查委員會,對捨恩在《科學》、《自然》、《實用物理學》等期刊上發表的論文進行調查,越來越多的數據問題被發現。在為期3個月的調查中,委員會發現捨恩至少有9篇論文存在數據問題。當委員會要捨恩提供相關物理證據時,他表示自己沒留下實驗室記錄,或說硬碟儲存不夠,刪除了原始數據,另外一些時候,他會以設備在德國,或者設備在運輸時被毀等為借口拒絕檢查。儘管如此,委員會還是得出了結論,捨恩在被指控的24處地方至少存在16處學術行為不檢。


  第二天,貝爾實驗室解雇了捨恩。捨恩事後承認自己許多論文的數據不正確。他說,作假是為了展示自己觀察到的現象。但一切都晚了,他帶著恥辱回了德國。他在德國的單位———馬普研究所也撤銷了給他的聘書。康斯坦茨大學則收回了他的博士學位,而各大期刊也將他的論文整批整批地撤銷。他的名字在學術界銷聲匿跡,除了在提及醜聞之時。


  3 責任分析


  過度信任招致謊言


  學術作假主要在和產業密切相關的學科如生物技術領域發生,比如韓國干細胞生物學家黃禹錫的作假醜聞。相比而言,物理界的學術作假極少,更何況在貝爾實驗室這個世界著名的老牌實驗室。捨恩的作假不僅成為物理學史上最大的醜聞,其規模也是其他各次學術造假事件所不能比的。


  捨恩總是先製造出一個結果,然後通過計算機偽造圖表證實這個結果,他甚至都沒有費力去為每份論文偽造單獨的數據,而是將這些數據「回收再利用」———正是這個做法導致了他的翻船。


  權威期刊則三番五次地上了捨恩的當。捨恩將同事們談論的假想結果拿來,偽造數據證實結果。他的同事面對夢想已久的結果激動萬分,給予很高的評價。有了同事的高評價、貝爾實驗室的大名以及令人激動的實驗結果,各大期刊爭先恐後地搶著發表他的論文。《科學》有一次甚至放棄了自己的原則,免去了兩位獨立同行評論的過程。這一浮躁做法,也對科學的進展造成了極大的負面影響。


  除非是極其惡劣的學術作假,一般科學界會進行低調處理。他們會將這些行為看成極為罕見的例子,在內心堅持相信科學開放、正直、嚴謹的一面。然而過度的信任會導致謊言的出現,即使有懷疑,也沒有足夠的膽量挑戰,這或許是捨恩能夠如此猖狂地將世界級權威機構、學術期刊唬得團團轉的原因,至少,《塑膠幻想》的作者瑞奇是這麼認為的。


  瑞奇寫道:「在捨恩醜聞上,科學做對了,但並不是它本身,而僅僅是幾名科學家做對了。幾十家實驗室進行複製,無數的懷疑聲音出現,但只有幾名研究者真正將懷疑心變成喝倒彩的口哨。」


  在整個作假過程中,負有責任的不僅只有捨恩。貝爾實驗室的負責人一心要把實驗室往市場推動,急於渴求轟動性的成果,學術期刊急切魯莽地接受了他的發現,他的同事毫無懷疑地讚賞了他的成就,還有無數的科學家有懷疑而不敢出聲。


  瑞奇指出,捨恩的事件顯示了科學整體糾錯能力的缺陷。捨恩雖然醜聞敗露,但直接原因還是因為他犯下愚蠢的錯誤,在不同的論文中複製了數據,如果他稍微「聰明」一點的話,不知道真相什麼時候會被揭露。


  科學作假並不是新聞,連現代物理學之父牛頓都遭到歷史學家關於他在光學計算中捏造結果的指責。謊言伴隨著科學一路走來,這是科學家必須面對的現實。沒有質問,科學也不會走到今天這一步。


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