Фальсифікації та помилки в науці

…Бо людям, які бажають йти правильним шляхом, важливо також знати і про відхилення. (Аристотель)

Складність, розгалуженість науки, вузька спеціалізація сучасних вчених створюють благодатний грунт для наукоподібної діяльності, а в разі ослаблення Інституту наукової критики ведуть до того, що кар’єрист в науці швидко перетворюється в лжевченого. Алхімік XXI століття постає перед суспільством не в рясі або сутані, а в білосніжному халаті співробітника будь-якої наукової лабораторії, він може також рядитися в обладунки наймодніших, найрадикальніших наукових теорій, замість книг по білій і чорній магії бути озброєним комп’ютером і прекрасно володіти найскладнішою математичною софістикою.

Ці проблеми зараз гостро стоять в суспільстві, так як всілякого роду наукові проекти і дослідження є хорошою годівницею з державних коштів. Роздратований цим явищем, сенатор Проксмаєр заснував ще в 1978 році приз «Золоте руно», який присуджується за ті наукові проекти і дослідження, які «з’їли» найбільшу кількість коштів і не дали значущих результатів. У 1978 році цього призу була удостоєна робота, виконана в одному з університетів США: «дослідження соціальної ролі публічних будинків в Перу». Як тут не згадати вчених з великої Академії Лагадо. Геній Свіфта вже в XVIII столітті розгледів потоки, які несе наука, що вийшла з-під контролю суспільства і його інтересів.

Чарльз Дарвін писав, що йому відомі тільки три «навмисно спотворених висловлювання в науці». Але вже його сучасник. Чарлз Беббідж, винахідник першої універсальної обчислювальної машини, склав цілий список випадків шахрайства в науці. У своїй книзі «Занепад науки в Англії», виданій в Лондоні в 1830 році, він писав: «фальсифікатор в кращому випадку забезпечить собі тимчасову репутацію… за рахунок втрати своєї вічної слави»

Проблеми, підняті Беббіджем майже два століття тому, не зняті з порядку денного і сьогодні. Ось лише кілька прикладів, які стали відомими пресі в останні роки.

Молодий дерматолог доктор Саммерлін, який керував лабораторією в Меморіальному центрі ракових досліджень в Нью-Йорку, був спійманий на місці злочину своїм лаборантом, коли він підфарбовував ділянки пересадженої шкіри у білих мишей для того, щоб продемонструвати своєму шефу, доктору Гуду, що запропонований ним метод трансплантації дозволяє подолати імунологічний бар’єр. Проте, оскільки Центр відчував великі фінансові труднощі, його керівник вважав корисним заявити пресі до остаточної перевірки методу, що доктор Саммерлін отримав обнадійливі результати.

Інший скандал розігрався в Німеччині, коли було виявлено, що молодий біохімік Галліс не тільки захистив докторську дисертацію на основі експериментальних даних, взятих зі стелі, але і опублікував більше десяти статей про свої дослідження в таких солідних журналах, як «Нейчур» і «Біокемікел джорнел». Знадобилося затратити близько чотирьох людино-років висококваліфікованої праці вчених-біохіміків з Інституту імені Макса Планка в Мюнхені, щоб прийти до висновку, що експерименти Галліса грубо фальсифіковані. Його змусили послати «пояснювальний» лист в журнал «Нейчур» і публічно зізнатися у фальсифікації експериментальних даних. Свої дії Галліс пояснив тим, що він був так захоплений своєю гіпотезою, що вирішив придумати дані, що її підтверджують, так як вірив, що вона абсолютно вірна. Але такий спосіб підтвердження гіпотези – найтяжчий професійний злочин, про що не міг не знати молодий біохімік.

Але, можливо, найсерйозніша фальсифікація пов’язана з ім’ям найбільш відомого англійського психолога сера Сиріла Барта. Він все своє довге життя доводив на «багатому» статистичному матеріалі, що розумові здібності в першу чергу визначаються спадковими факторами. Американський психолог Леон Дж. Камін після ретельних досліджень дійшов висновку, що «цифри, залишені нам сером Сірілом Бартом, просто не варті уваги з точки зору нашої сучасної науки». До таких же висновків прийшли два психологи – професор Аман Кларк і доктор Емм Кларк. Сьогодні всі фахівці, знайомі з роботами Барта, вважають, що результати його «досліджень» не можуть бути визнані такими, що заслуговують довіри і підлягають виключенню з наукового обороту.

Які ж мотиви, які штовхають вчених на фальсифікацію даних, а то і на прямий обман?

З цього приводу цікаво навести висловлювання одного американського соціолога науки з приводу справи Саммерліна: «ми занадто наївні, вважаючи, що безчесність в дослідницькій роботі унікальна і є відхиленням від стандартів. Нагороди занадто спокусливі: престиж, звеличення власного «я», просування по службі і, як у випадку Саммерліна, оклад в 40 тисяч доларів. Прагнення до наукового успіху породжує страшне напруження сил у дослідника, який розривається між встановленими для дослідницького процесу етичними нормами і одержуваними нагородами за успіх. За таких обставин відхилення цілком можливі навіть серед серйозних вчених».

Але як би не були серйозні соціальні та моральні проблеми, пов’язані з умисною фальсифікацією, ще важливіше вникнути в суть ненавмисних, а часто і неусвідомлених наукових помилок, які призводять до «відкриття» неіснуючих феноменів.

Дослідження і класифікація пасток і помилок в науковому і, зокрема, експериментальному пізнанні тільки в останні роки стали привертати до себе пильну увагу.

Перша з пасток – так званий ефект експериментатора. Відомо, що в психологічних і соціологічних дослідженнях особисті властивості експериментатора — його стать, вік, національна приналежність, службове і соціальне становище — самим безпосереднім чином впливають на поведінку випробовуваних. Ось приклад, взятий з практики соціологічних досліджень. На одному із заводів, які страждають від плинності робочої сили, було вирішено боротися з цим злом за допомогою науки. Запросили соціолога і доручили йому досліджувати проблему. Вчений розробив анкету з двадцяти пунктів, що охоплюють можливі причини відходу робітників із заводу, і її пропонували заповнити кожному, хто приходив у відділ кадрів звільнятися. Через півроку результати були оброблені на комп’ютері, і керівництво заводу отримало таблиці і рекомендації, що на вигляд вселяють довіру. Але користі вони не принесли, тому що процедура опитування не тільки не гарантувала істинності відповідей, але прямо штовхала на брехню.

Навіщо зізнаватися у відділі кадрів, що ти незадоволений заробітком або посварився з начальством? Щоб тебе порахували рвачем і склочником і повідомили про це на нове місце роботи? Хіба не простіше звільнитися від докучливих кадровиків, вказавши в анкеті такі причини звільнення, як «за особистими обставинами» або у зв’язку з віддаленістю житла. І ніякі факторні аналізи, ніякі комп’ютери не могли перетворити хибність початкових даних в істину. Соціологи, які планували цей експеримент, не врахували особисті якості експериментатора, в даному випадку — службове становище співробітника відділу кадрів і його вплив на відповіді випробовуваних.

Наступний тип пасток – це помилки в методиці експерименту, які можуть бути наслідком неточності сценарію або протоколу експерименту. У цих випадках дослідник має загальну ідею проведення експерименту, але окремі його етапи їм не сплановані. Вчений іноді може несвідомо вибирати таку методику і процедури проведення експерименту, які б збільшували ймовірність підтвердження його гіпотези. Ось повчальний приклад, що ілюструє цей тип помилок. У 1923 році в доповідях, прочитаних в Америці та Англії, І. П. Павлов стверджував, що роботи його лабораторії доводять успадкування умовних рефлексів. Співробітник Павлова Н. П.Студенцев виробляв у білих мишей умовний рефлекс на дзвінок. У першому поколінні йому знадобилося триста разів комбінувати дзвінок з подачею їжі, у другому — сто разів, в третьому — тридцять, в четвертому — тільки десять, а в п’ятому — всього п’ять. «Я вважаю дуже ймовірним, – укладав Павлов — що через деякий час нове покоління мишей побіжить по дзвінку до місця годування без попередніх уроків».

Повідомлення І. П. Павлова викликало різкі заперечення з боку генетиків. «Як прості були б питання освіти — зауважив з цього приводу творець хромосомної теорії спадковості Т. Морган, – якби наші діти по шкільному дзвінку вивчали б уроки вдвічі швидше, ніж батьки! Ми скоро могли б очікувати при цьому настання такого дня, коли наші правнуки відразу по дзвінку познайомляться з усім досвідом попередніх поколінь». Ці помилки Студенцева помітив Микола Костянтинович Кольцов. Він запевняв Павлова, що «вчилися не миші, а експериментатор, який не мав до того досвіду в тренуванні мишей». Нові експерименти показали, що висновки помилкові, і в 1927 році в «Правді» було опубліковано лист, який може служити гідним прикладом ставлення вченого до своїх помилок: «початкові досліди зі спадковою передачею умовних рефлексів у білих мишей при поліпшенні методики і при більш строгому контролі досі не підтверджуються, так що я не повинен зараховуватися до авторів, які стоять за цю передачу. Іван Павлов»

Ще одна типова помилка експериментаторів була виявлена і досліджена на початку шістдесятих років минулого ХХ століття американським психологом Робертом Розенталем, і тому її іноді називають «ефектом Розенталя». Вчений ненавмисно може впливати на свій об’єкт дослідження так, щоб отримати бажані результати, передаючи приховану несловесну інформацію. Ось приклад. Групі експериментаторів, що складається з шести чоловік, дали щурів з проханням навчити тварин орієнтуватися в лабіринті. При цьому експериментаторам сказали, що їх щури володіють великими здібностями. Іншій групі з шести чоловік дали щурів і теж попросили навчити їх орієнтуватися в лабіринті, але при цьому сказали, що їх щури малоздібні. «Здібні» щури показали значно кращі результати, ніж «нездібні». Насправді ж щури були одного і того ж посліду. Фактично експериментатори, які очікували поганих результатів від своїх щурів, поводилися з ними так, що викликали у тварин пасивну поведінку, а експериментатори, які очікували хороших результатів, якимось чином стимулювали тварин.

«Якщо у американських психологів тварини при вирішенні завдань носяться взад і вперед, щоб продемонструвати експериментатору метод проб і помилок, — зауважує американський психолог Т. Барбер, у німецьких психологів тварини спокійно сидять і роздумують над завданням, поки «інсайт» не відвідає їх».

Ефект ненавмисних надій експериментатора може проявляти себе самим підступним чином і давати їжу помилковим науковим сенсаціям. На початку шістдесятих років в біологічному світі вибухнула сенсація. Скромний професор Д. Мак-Коннел з Мічиганського університету «довів» своїми дослідженнями на плоских хробаках – планаріях, що можливе «хімічне перенесення пам’яті» від одних організмів до інших. Сторінки популярних журналів зарясніли заголовками «Фабрики знання». «Шприц замість вчителя». Але в деяких лабораторіях ідеї хімічного перенесення пам’яті ніяк експериментально не підтверджувалися. І тоді американські психологи Істон і Кордіно провели такий дослід. Вони взяли дві групи випускників університету і запропонували їм допомогти вченим у спостереженні за поведінкою черв’яків: вони повинні були реєструвати число поворотів і скорочень тіла черв’яків.

Одній групі студентів сказали, що вони повинні побачити велику кількість поворотів і скорочень черв’яків (велика кількість поворотів і скорочень повинна була бути наслідком того, що ці черв’яки з’їли навчених черв’яків), а решті груп сказали, що вони повинні очікувати невелике число поворотів і скорочень. Результати експерименту показали, що спостерігачі записували в два рази більше поворотів голови і в три рази більше скорочень саме тоді, коли вони очікували високих швидкостей реакцій. Отже, весь галас навколо хімічного перенесення пам’яті вирішився просто: хто вірив в нього, той і спостерігав його «експериментальне підтвердження».

Ще один вид помилки – це неправильна інтерпретація експериментальних даних, викликана упередженою установкою дослідника. У цих умовах результати досліду не ведуть за собою думку вченого, а самі є проекцією його теоретичних схем. Наприклад, в XIX столітті прихильники еволюційного вчення Дарвіна вважали цілком можливим існування на Землі більш примітивних організмів, ніж відомі в той час одноклітинні організми типу амеби. І дійсно, такі організми були відкриті видатним пропагандистом еволюційного вчення Дарвіна, німецьким вченим Ернстом Геккелем: «навесні 1864 року я спостерігав у Середземному морі, біля Віллафранки, недалеко від Ніцци, плаваючі крихітні кульки слизу, величиною в діаметрі близько одного міліметра, — писав він. – Ретельне дослідження при сильному збільшенні показало, що все тіло цієї зіркоподібної істоти складається з простої білкової клітинної речовини… Маленька істота через деякий час розпалася простим поділом на дві половинки, з яких кожна продовжувала вести своє власне життя за способом першого»

Геккель запропонував для цих істот назву «монери» – організми без органів. «Все їх живе тіло в абсолютно розвиненому стані представляє тільки одну просту грудочку протоплазми, що зовсім не має ядра. Монери можуть вважатися найдавнішими прабатьками всіх інших організмів», – писав видатний німецький натураліст. Величезний інтерес, який представляли монери для розуміння природи життя, ще більше збільшився, коли знаменитий англійський зоолог Томас Гекслі, найближчий соратник Дарвіна, пропагандист і популяризатор його вчення, «відкрив» в морському мулі абсолютно новий рід монер, названий ним «батабієм», який під мікроскопом постав перед ним як «грудочки голої, вільної, безформної протоплазми».

Незабаром живого батабія побачили багато відомих зоологів того часу. Ось як вони описували його: «…Драглиста речовина (батабій) здатна до деякої міри до руху, і не може бути ні найменшого сумніву в тому, що вона представляє явище дуже простої життєвої форми». Деякі вчені навіть стали бачити ще більш примітивні організми, ніж батабій. Відомий мандрівник до Північного полюса Еміль Бессельс писав: «під час останньої американської експедиції до Північного полюса я знайшов на глибині 92 сажнів в Смітзуні безліч вільної недиференційованої, однорідної протоплазми. Зважаючи чисто спартанської простоти цього організму, що спостерігається мною в живому стані, я назвав його протобатабієм».

Але після десятирічних всебічних досліджень батабія виникли, як це не дивно, сумніви в його існуванні. Експедиція Шалінгера, що об’їхала всю земну кулю і ретельно шукала в глибинах різних океанів батабій, не могла його ніде знайти, і натуралісти висловили думку, що він є не що інше, як осад, що виникає завжди при змішуванні спирту з морською водою. У серпні 1875 року Гекслі змушений був написати наступні рядки своєму німецькому колезі Геккелю: «професор Уайвіл Темсон мені повідомляє, що всі старання натураліста Шалінгера відкрити живого батабія не вдалися і що слід вважати батабія не більше як сірчанокислим вапном, що обложилося пластівцями з морського піску внаслідок впливу спирту, в якому зберігався взятий з глибини моря мул».

Історія з монерами – це прикра помилка, обумовлена специфічними установками, поглядами і очікуваннями натуралістів другої половини XIX століття. Вражаюче, однак, що в новому образі вона повторилася в середині XX століття. О. Б. Лепешинська, по суті повторюючи хід думок Геккеля, писала: «немає сумніву, що в дуже віддалені часи життя знаходилося на тій початковій ступені розвитку, на якій ще не було клітин, а існувала лише неклітинна жива речовина, з якої протягом часу розвинулися стародавні неклітинні істоти, а потім і клітини; цей щабель повинен мати своє відображення в індивідуальному розвитку сучасних організмів. В їх індивідуальному розвитку повинна бути така стадія, на якій ще немає справжньої клітини, стадія без’ядерної монери».

Такий висновок Лепешинська робила на основі так званого біогенетичного Закону Геккеля — Мюллера, згідно з яким онтогенетичний розвиток організму має повторювати філогенетичний розвиток. Але будь-який закон, а тим більше емпіричний, справедливий тільки в певних межах, а в даному випадку настільки розширена інтерпретація біогенетичного закону була явно помилкова. Виходячи з чисто умоглядних побудов, Лепешинська «відкрила» перехід «живої речовини з неклітинного стану в клітинний і назад» і в 1951 році писала: «нашою лабораторією були вивчені явища, що відбуваються в білку пташиного яйця. Виявилося, що не тільки жовток, а й білок яйця курки, качки, гусака, голуба, горобця, фазана, папуги та інших птахів є живою речовиною, здатною розвиватися в повноцінні клітини». Згодом же з’ясувалося, що всі експериментальні факти, на які спиралися висновки Лепешинської, помилкові.

Повчальний матеріал для аналізу впливу психологічної установки на інтерпретацію експериментальних даних дають нам пошуки органічного життя на інших планетах. У 1908 році були опубліковані спектограми планет Урану і Нептуна, отримані в обсерваторії Ловелла (США). К. А. Тімірязєв негайно пише статтю, в якій говорить: «…Моє звичне око вражене присутністю в спектрах Урану і Нептуна адсорбційної смуги хлорофілу». Але «звичне око» К. А. Тімірязєва в даному випадку помилялося: згодом з’ясувалося, що смуга поглинання в спектрах Урану і Нептуна свідчила тільки про те, що в атмосферах цих планет є аміак і метан.

У тому ж ряду знаходяться праці Г. А. Тихова по так званій астроботаніці. Він вважав, що головне утруднення, яке заважає визнати наявність рослинності на Марсі, полягає в тому, що ті місця на Марсі, де може бути рослинний покрив, «не виявляють скільки-небудь значного розсіювання інфрачервоних променів». Але ось з’явилося припущення, що «марсіанські рослини шляхом тривалого пристосування до суворого клімату цієї планети загубили шкідливу для них властивість сильно розсіювати інфрачервоні промені, що приносять половину всього сонячного тепла». Як стверджував Г. А. Тихов, це «зняло одну з найважливіших труднощів для допущення існування землеподібної рослинності на Марсі». Почалися експерименти. Стали вивчати оптичні властивості поверхні планети і порівнювати їх з оптичними властивостями земних рослин в самих різних кліматичних умовах, наприклад в горах, де атмосферний тиск в деякій мірі ближче до атмосферного тиску на Марсі. І на підставі сумнівних даних запрацювала фантазія:«…Ми припускаємо, що в приполярних місцях на Марсі «живуть вічнозелені чагарники», «коричнево-шоколадний колір марсіанських рослин ранньою весною можна пояснити тим, що вони відтворюють колір далеких предків». Подальший розвиток науки і освоєння космічного простору відкинув висновки Г. А. Тихова і його учнів. В результаті досліджень поверхні Марса на близьких відстанях із супутників і міжпланетних станцій не були виявлені не тільки вічнозелені чагарники, але навіть примітивні форми життя.

Але ще більш хитрі пастки і фантоми підстерігають дослідника там, де стикаються два генетично різних способи аналізу: методологія точних наук і методологія гуманітарного, соціального знання. Такі стики наук можуть служити живильним середовищем для виникнення найскладніших патологій і аномалій наукового пізнання, що породжують міфи, моди і сліпу віру у всемогутність нових інструментів аналізу.

Найбільш важковловимі форми фальсифікації виникають, коли та чи інша наукова теорія або концепція перетворюється в щось подібне міфу, коли тим чи іншим науковим уявленням, які відображають тільки відносну істину, надається абсолютне значення.

Жартують, що міф у своєму розвитку пройшов три стадії — від зооморфізму (поклоніння тваринам) до антропоморфізму (боги Стародавньої Греції) і, нарешті, до машиноморфізму (думаючі машини, штучний інтелект і т. п.). Ось ці суперсучасні машиноморфні міфи сьогодні дійсно заважають розробці наукової стратегії автоматизації. Прикладом тому служить положення з автоматизованими системами управління – АСУ. Одна справа – інформаційна система для покупки квитків на літак або поїзд, коли інформаційні потреби можуть бути чітко визначені заздалегідь і пасажиру залишається тільки думати, якого числа і в який час йому краще їхати. Зовсім інша справа, скажімо, перспективне планування, коли плановики змушені ще до складання плану думати про те, яка інформація їм може знадобитися і де її знайти.

Отже, в цьому випадку інформаційні потреби заздалегідь не можуть бути чітко визначені і АСУ здатні бути лише допоміжним засобом, зручним інструментом, а зовсім не пристроєм, вирішальним завдання. Надія на АСУ в цих ситуаціях – просто данина моді, міфу. Часом нова інформаційна технологія і організаційні зміни, пов’язані з її впровадженням, дійсно створюють психологічний клімат, що сприяє підвищенню продуктивності праці, але виникаючий тут ефект можна назвати плацебоефектом, який добре відомий лікарям.

Складні і часом важко-вирішальні проблеми виникають у взаємодії науки і суспільства. Етичні норми в науці багато в чому суперечливі, а це неминуче породжує моральні колізії, добре відомі соціологам науки. Наприклад, вченому слід утримуватися від публікації нових ідей до їх остаточної перевірки, але він же стоїть перед необхідністю їх публікації з міркувань пріоритету. Ще одне протиріччя: вчений має право розраховувати на високу оцінку своїх відкриттів і праць суспільством та іншими вченими, з іншого боку, він повинен працювати безвідносно до оцінки інших, заради самої науки.

Але ці складнощі взаємовідносин вченого і суспільства, так само як і причини, що спонукають деяких вчених свідомо спотворювати результати своїх досліджень, визначаються соціальною системою, і в суспільстві майбутнього їм не залишиться місця. Що ж стосується всякого роду «пасток», що виникають на шляху вченого, то захистом від них може служити лише ретельно розроблена методологія експерименту і теоретичного дослідження.

Автор: Ю. Орфєєв, кандидат філософських наук.