Crash-Course-Scientific-Thinking(4-7)
P4 同行评审和探索真理
2010年,有新闻说地球上发现了外星生命,但这其实源于一个误会。最初的研究并没有声称发现了外星人,而是发现了一种砷基生命(arsenic-based life )。
我们已知构成生命的基本元素是碳、氢、氮、氧、硫和磷,并不包括砷。但研究团队声称,他们在加州的莫诺湖发现了一种细菌GFAJ-1,似乎可以用砷来替代磷生存。
在科学界,当一项研究想要发表时,必须先通过同行评审(peer review)。期刊会把文章发给同领域的专家,让他们检查方法是否合理、证据是否支持结论。这能过滤掉很多明显的错误。例如,如果你自称发明了一种超级防晒霜,那么你需要先找皮肤科医生进行评审。
然而,这也仅仅是开始——最激烈的同行评审其实发生在论文发表之后。
当那篇关于砷基生命的论文发表后,科学界并没有盲目接受。其他科学家试图复现这个实验,结果发现原始研究是有缺陷的。Rosie Redfield 博士等人的后续研究表明,这种细菌其实还是需要磷的,只是原来的实验环境中残留了微量的磷,刚好够它生长。
最终,这篇论文被撤稿了。
但这并不是科学的失败,反而是科学的胜利。它告诉我们:单一的研究结果并不代表既定事实,新的科学知识需要整个科学共同体验证、重复和修正。
虽然我们没找到外星人,但我们再次确认了科学探索真相的过程是多么严谨和强大,也展示了科学最大的超能力:自我修正。
P5 科学共识
当一个观点拥有强大证据支持的,并且获得科学界专家的广泛认可,我们就说这个观点就达成了科学共识。
科学共识只有在经历重重质疑后才会诞生,科学家们必须经过大量研究、相互辩论、运用不同技术反复测试并严格审查彼此的成果,直到证据充分指向某一个最可能的解释。
建立共识的过程就像在拼图。以原子理论为例,虽然我们看不见原子,但是从古希腊人最早提出,到19世纪初化学家约翰·道尔顿将其应用到化学研究中,再到19世纪末电子和原子核的发现,逐步拼成了原子理论。由于电子的行为非常怪异,无法绝对确定它的位置,1926年开始科学界将其视为“概率云”,这种明确指出我们确切知道什么以及不确定什么,反而让画面更清晰,帮助科学家们围绕原子理论达成了强有力的共识。
在食品科学领域,我们早就知道维生素C能预防坏血病,但为什么对于巧克力、咖啡或羽衣甘蓝到底防不防癌,我们总得不到一个确切的答案呢?原因在于我们在基础营养学上是有共识的,维生素D能预防佝偻病,纤维对身体有益,而摄入过多饱和脂肪、盐和糖有害健康。但要在具体细节上达成共识就非常困难,因为我们很难在伦理允许下完美控制人类的饮食、基因、运动和环境等所有变量(比如单独研究吃巧克力能不能防癌)。
科学家始终对新证据保持开放态度,但推翻或改变一个现有的科学共识需要海量的压倒性证据。科学是一个随着时间推移变得“不那么错”的过程。科学共识代表着科学家们在原子运作、基础营养学和气候变化等大问题上达成的一致结论。
随着知识的积累,我们手中的拼图正变得越来越完整详细,而科学也将永远不会停止对未知边界的推敲与探索。
