第37章 N射线的故事
《如何独立思考》章节:第37章 N射线的故事,去读读网友提供全文无弹窗免费在线阅读。!
所属部分：警世故事
引申话题：伪科学
认知偏差如何能够影响研究结果？貌似前沿的发现如何受到狂热追捧？而为何当时人们其实只要稍有怀疑，就能够揭露一切真相？最能说明这些问题的经典案例就是“N射线”的故事。
有时我们设计的实验流程并非单纯为了证明预言和假说的正确性，也可以用来证明它们是不对的。两方面结合起来才是真正的科学方法。无论你做什么，科学推理始终会助你一臂之力。只要是人就会犯错误，科学推理能让我们面对这种可能性，甚至是糟糕的事实。
——卡罗尔·塔夫里斯
普罗斯珀-勒内·布隆德洛（1849—1930）是法国一位声名赫赫的物理学家。法兰西科学院曾三度授予他大奖，表彰其在电磁学上的非凡成就。但是布隆德洛最为人所熟知的“事迹”，却是他在现代科学史上一个经典乌龙事件中所扮演的不光彩角色。
1895年，德国科学家威廉·伦琴发现了X射线。这是一种电磁辐射，波长在0.01~10纳米。这一发现不但让伦琴声名鹊起，也为整个德国物理学界赢得了巨大的声誉。
随着X射线的发现，人们也不禁期待，在不久的将来能否发现更多形式的电磁辐射。包括布隆德洛在内的许多物理学家纷纷投身于该领域的研究。1903年，布隆德洛顺理成章地宣布，他发现了来自另一种放射源的辐射现象，并随即将它命名为N射线（以纪念他的出生地法国南锡，以及他任职的南锡大学）。
仅1903—1906年的短短几年间，就有不下300篇关于N射线的论文发表在各类科研文献上。研究N射线的科学家和医学工作者总共恐怕不少于100人。其中，至少有40人宣称他们同样看到了N射线。
布隆德洛声称许多物质都可以产生N射线，无论是生命体还是非生命体（未干燥的木材以及某些经过处理的金属除外）。此外，伴随着辐射源的“精神活性”，射线强度还会进一步增加。他的实验道具包括一段铁管，里面穿了一根发热的金属丝，用来产生N射线。产生的射线经呈60度角的铝制棱镜折射后，可以让一根硫化钙线产生微弱的光芒。不过，由于产生的光芒非常暗淡，只有那些拥有极佳视力的人在黑暗中才能察觉。
其他研究人员也发现了N射线的许多性质：它可以轻易穿透金属和木材，却无法穿透水。医学专家发现肌肉和大脑也能产生N射线，于是他们寄希望于该射线也能和X射线一样，在医疗诊断中发挥应有的作用。此外，N射线也可以用金属丝来传导。
N射线俨然成了热门学科，可问题是根本就没有什么N射线！所有关于N射线的研究成果都是自欺欺人罢了。
人们逐渐发现N射线有些不对劲。首要的问题就是，英国人和德国人怎么也无法复制法国人的研究结果。物理学定律应该放之四海皆准才对。因此，相当多的人不禁开始对此提出质疑（这是理所当然的）。
可惜科学的至高荣誉和法兰西民族的自尊不允许他们这样做。法国物理学界当然希望他们自己人发现的辐射现象能够与德国人发现的X射线相媲美，因此他们纷纷自我安慰，反倒指责德国人和英国人的实验方法不对：他们的视力不行，因此看不到暗室里的那道极其微弱的光芒，而这偏偏又是N射线存在的唯一证据。
N射线还有其他一些古怪的特性，这越发让人们怀疑它是否真的存在（只有法国以外的物理学家会这么干）。布隆德洛宣称它是一种长波长的射线，就像红外线一样。它能穿透的那些物质，本该只允许波长短得多的射线穿过。N射线不会在照相底片上留下痕迹，因此能否观测到它完全依赖研究人员的主观感受（虽然在某些实验中，探测装置发光能够被拍摄下来，用以显示辐射强度）。
布隆德洛发现，哪怕辐射源被移走，他还是能够探测到所谓的N射线。由此他得出结论：某些物质（比如部分实验中使用的石英透镜）在发射N射线之前，能够先将其存储起来。他甚至“发现”人眼的玻璃体液（vitreous humor）也能够存储并发射N射线。
关于N射线的研究成果越多，布隆德洛和同行对他们的结论就越有信心。但与此同时，来自英国和德国科学界的质疑声也在不断增加。
眼看双方的争议有愈演愈烈的趋势。为了平息争论，来自美国约翰·霍普金斯大学的罗伯特·伍德受《自然》杂志的委托，前往法国亲自观察布隆德洛的实验情况。伍德此前重复过该实验，但未能观测到N射线。他希望此行能解决两边实验结果存在差异的问题。正如他后来写道：“必须承认，我是带着满腔的疑惑来到这儿的。我倒希望他能用事实真相说服我，因为我们都觉得他所说的现象很不正常。”
说到对N射线的真伪开展调查，伍德也许的确是最合适的人选。这位仁兄喜欢给别人制造小麻烦是出了名的，同时他也致力于科普工作。他毅然接下了调查任务，并最终揭穿了那个年代伪科学的真面目。
在布隆德洛及其助手的实验中，铝制棱镜被用来显示N射线的波长范围。布隆德洛坚持说他能够在漆黑一团的实验室内“看”到探测体发出的微弱光亮，而伍德却什么都没看见。
伍德在布隆德洛的实验室待了很久，参与了好几项实验，试图找到N射线确定存在的可靠证据。在最初的实验中，布隆德洛及其助手都声称他们看到了发着微光的探测线，而伍德却看不见。对此，前者解释说伍德的视力还不够敏锐。
于是伍德做了一个简单的测试。人们可以直接用手挡住N射线的传送线路，基于这个思路，当他拿手挡住N射线时，他要求法国同行注意观察探测线的发光情况，并随时通知他。问题是他们似乎不太靠得住——哪怕伍德的手并没有任何动作，他们还是声称“看到”这根线正逐渐变得黯淡无光（或者正在熠熠生辉）。
接下来，伍德仔细观察了布隆德洛他们如何试图通过改变实验设置，使探测器在底片上显示出不同等级的亮度。实际情况是，用来产生N射线的阴极会出现幅度大约为25%的自发波动——所谓N射线带来的亮度变化可能是因为光源自身的变化所致。还有一种可能性，就是实验者本身的实验技巧（底片曝光的角度和时长）也会对亮度造成影响。
最后，伍德又做了另一个最为著名的测试。在测试中，铝制棱镜被用来使N射线发生折射，并散射为电磁频谱。伍德在给《自然》杂志的最终报告中曾经对此有过详细描述：
当我前后移动棱镜时，我实在看不出磷光线有任何亮度上的变化。我随后发现，即使把棱镜拿开（实验室当时一片漆黑），经折射而偏离的射线束中，最大和最小波长的位置还是没有任何变化。
于是我提议做下列尝试：根据磷光屏的变化，我们就能够知道棱镜的折射棱是朝向右边还是左边。但是无论是实验者还是其助手，居然没有一次说对朝向（一共试了三次）。对此，他们搪塞说是因为疲劳影响了其判断。
就依靠几个简单的对照实验，伍德凭借一己之力彻底动摇了N射线学说的根基。
经验和教训
N射线是一个发人深省的经典失败案例。它揭示了什么是病态科学（pathological science）和认知偏差，并且告诉我们，即使是科学素养很高的人，有时也会陷入一厢情愿的困境。很可惜，这个故事并没有像我们所想象的那样广为流传。
法国科学界本该在理性基础上，对实验本身反映出的各种问题进行质疑，可他们偏偏选择视而不见。就科学本身而言，应该对自己更加苛求一点，质疑更多一点，这样做只有好处。也就是说，你首先得千方百计地证明你的假设可能是错的，哪怕你没有证明这一点，你也只能暂且接受假设为真。
布隆德洛所做的却恰恰相反。为了解释N射线的种种反常特性，他提出特设性理由时显得过于随意，比如只有一部分人可以看见光亮变化之类的。甚至当盲测评价失败后，他们也只是将其归咎于疲劳，而想不到另一个更加简单的解释：N射线根本不存在。
由此可知，为什么对科研工作来说，奥卡姆剃刀原理会显得如此重要。我们总是能找出各种花哨的理由，来说明某个猜想恐怕行不通。但我们绝不能忽略另一种更为简单的可能：这个猜想本身就是错的。
历史总是会重演
如果你觉得布隆德洛的故事发生在19世纪的头几年，年代过于久远，并且和现代科学关系不大，那么让我们再来看看雅克·邦弗尼斯特的例子吧。他的故事距今不远。1988年，邦弗尼斯特在《自然》杂志上发表了一篇论文，宣称水能够“记住”它曾经稀释过哪些物质——哪怕已经稀释到和纯水没什么两样。
他的研究很明显是为了给顺势疗法一个原理上的解释。有些稀奇古怪的疗法会要求用水将药剂反复稀释许多倍，直到其原来所含的物质基本消失不见（仅保留本底值）。邦弗尼斯特认为，即使药剂中的原物质都被稀释掉了，水依然能够通过自身的“构造”保留原物质的化学特性。
邦弗尼斯特的实验室主要研究能够激活嗜碱性粒细胞，并让它们释放组织胺的抗体。人们可以通过显微镜观察到组织胺的释放过程（邦弗尼斯特本人是一位免疫学专家）。邦弗尼斯特声称，如果水里面原来有抗体，那么当抗体被稀释光后，剩下的水依然能对嗜碱性粒细胞起到激活作用。
约翰·马多克斯当时是《自然》杂志社的编辑。尽管他对实验的可靠性表示怀疑，但是鉴于该论文已经通过了同行评议，邦弗尼斯特还是同意发表这一成果。不过，为了无损于这本老牌杂志的百年声誉，马多克斯还是亲自去了一趟实验室，打算一探究竟。和他同去的有美国国立卫生研究院的沃尔特·斯图尔特，这也是一位专业“打假”的科学斗士，还有著名的科学怀疑论倡导者、魔术大师詹姆斯·兰迪也一同前往。就像他们的前辈伍德所做的那样，三人随即在《自然》杂志发表了研究报告，公开了他们此行的收获。在报告中，他们详细罗列了邦弗尼斯特实验室犯下的许多错误。
在实地调查过程中，马多克斯、斯图尔特和兰迪也像伍德那样进行了实验盲测。只要盲测条件合适，重复实验就无法得出邦弗尼斯特团队声称的那种结果。调查团成员之间唯一的分歧，在于认定该理论只是一种实验偏差，还是一场骗局。他们还注意到，邦弗尼斯特的搭档（同时也是实验小组的一名关键成员）伊丽莎白·达弗纳，是团队中唯一能够持续给出阳性测试结果的人。兰迪对此曾回忆到，他看见她通过标牌来分辨该样品属于实验组，还是对照组。随后，她会重新计数，好让试验结果符合她自己的偏好。
兰迪还回忆道，达弗纳似乎是实验室里唯一对即将发布的结果不会感到紧张的人。他的意思是说，她应该很清楚，在正确的盲法条件下，人们是根本得不出那种实验结果的。不过，代表《自然》杂志社的观察员最终得出结论：先前发表的实验结果主要是由于达弗纳不知情的偏差（不算故意骗人）引起的。
和布隆德洛一样，邦弗尼斯特轻易放过了实验数据的不少异常之处，而在正常情况下，这样的数据都应该会引起怀疑。盲法实验结果出来后，邦弗尼斯特对此表示拒绝接受。相反，他对马多克斯等人的调查大为不满，称其为“对异见者的侮辱”。
以上也许是历史上最富戏剧性的真实案例，但这样的例子绝非少数。科学研究中的自欺欺人现象非常普遍，即使是主流的、广受尊崇的科学家也不能免俗，无非没有那么引人注目罢了。
我经常听到人们给临床试验的失败找各种理由：也许是剂量用得太少，也许是治疗周期不够长，也许它只对某一类患者起作用（如果能够知道是哪些人的话），也许早就应该采用一些更加先进的测量手段。
这些理由未必都毫无道理，但也有可能（甚至更有可能）是治疗本身的确没起到作用。我们之所以不太认可这些理由，是因为它们都太具有“特设性”了。
总的来说，当面对自相矛盾的数据时，我们都非常善于找各种理由力挺自己中意的观点。智商或受教育程度更高的人，未必就更具有批判性的思维。不过，这些精英在寻找借口方面，倒的确显得更具天分，也更有创造力——即使是科学家也一样。
英文为nanometer，以前译作毫微米，长度的度量单位。1纳米=10^-9米，相当于4倍原子大小。——译者注
“玻璃体液”又名“玻璃状液”。眼球里面有个最大的腔隙称为玻璃体腔，里面充满的就是玻璃体液，主要对眼球起到支撑作用，维持足够的眼压。——译者注
病态科学指在某些科学骗局中，当事的科学家其实是诚实的，没有任何弄虚作假，但由于研究手段过于一厢情愿，或者为了达到“一鸣惊人”的效果，对观察到的现象给予违背科学常理的解释，从而被引入歧途，以致其结论完全错误。——译者注
特设性理由或假说是一种不能独立检验真伪的方式。当科学推断与观察实验的结果不一致时，为了使该推断避免被证伪，人们可能会专门设计一套理论，仅仅在表面上可以解释理论与观察现象的不一致，而无法用独立的手段去真正检验它是否正确。——译者注
本底值是指在不受人为干扰和测量的情况下，天然所含有某物质的最小值（即无论怎么稀释也去不掉）。——译者注