Назрява ли криза в научните изследвания

Възпроизвеждането е ключова част от валидирането на научните експерименти
(снимка: CC0 Public Domain)

Развитието на всички области на човешкия живот зависи от научните открития – като се започне от медицината и селското стопанство и се стигне до технологиите, от които се интересуваме в това издание. Откритията се раждат най-често в научни лаборатории – нови материали, нови структури, нови комбинации. Оборудване, експерименти, записки – всички те водят към появата на технологичните постижения, на които се радваме днес. Ала в света на научните постижения назрява криза: оказва се, че огромна част от учените не съумяват да възпроизведат своите експерименти.

Американската изследователка Франсис Арнолд, носителка на Нобелова награда за химия, оттегли най-новата си публикация, съобщи BBC на 3 януари. Проф. Арнолд сподели Нобеловата награда с Джордж П Смит и Грегъри Уинтър за изследванията им върху ензимите през 2018 година.

Новата й статия за ензимния синтез на бета-лактами бе публикувана в списанието Science през май 2019 г. Сега обаче статията бива оттеглена, защото резултатите, на които е базирана, не могат да бъдат възпроизведени, а авторите са открили „липсващи данни от лабораторния бележник”.

Криза на възпроизвеждането

Възпроизвеждането е ключова част от валидирането на научните експерименти. Ако експериментът е успешен, следва да се получават едни и същи резултати всеки път, когато опитът се повтори. Ако опитът не може да бъде възпроизведен, значи първоначалният успех се дължи на някаква случайност.

„С огорчение трябва да обявя, че оттегляме миналогодишната публикация за ензимния синтез на бета-лактами. Работата не е възпроизводима”, написа в своя Twitter профил проф. Арнолд. „Болезнено ми е да го призная, но е важно да го сторя. Извинявам се на всички. Бях заета, когато това [проучване] беше представено, и не си свърших добре работата”.

Какво общо има това с технологиите? Да оставим настрана факта, че проф. Арнолд е член на борда на директорите на компанията-майка на Google – Alphabet; случаят е най-новият пример за „кризата на възпроизвеждането” в науките.

Нарастваща тревога

През октомври 2018 г. сп. Nature написа онлайн, че „нараства тревогата относно научни резултати, които не могат да бъдат възпроизведени”. Днес научното издание има цял раздел, посветен на проблема с невъзможните за възпроизвеждане лабораторни опити, със стотици публикации по темата.

Единственото проучване по темата разкрива шокиращи данни: над две трети от изследователите са се опитали и не са успели да възпроизведат експериментите на друг учен. Измежду 1576 запитани над 70% са отговорили, че не са смогнали да повторят опита, описан в официална публикация на някой колега от друг институт. 52% признават, че е налице „значителна криза” по отношение възпроизвеждането на опитите.

Неуспешното възпроизвеждане на лабораторни резултати е нещо, през което всеки учен преминава, казва Маркъс Мунафо, биолого-психолог от Университета в Бристол, Великобритания, който има дългогодишен интерес към научната възпроизводимост. За своите студентски години той си спомня: „Опитвах се да повторя онова, което изглежда просто в литературата, и не успявах. Тогава преживях криза на самоувереността, но после научих, че моят случай не е рядкост”.

Откриването на невъзпроизводим експеримент е трудно. Статистически данни липсват, а в анкетата на Nature само 20% от запитаните са посочили, че с тях се е свързвал колега от друг научен институт, защото не може да възпроизведе техен експеримент. Последното е много мътна вода. За мнозина от учените положението е смущаващо.

Така де – да се обадиш на колега, за да му кажеш, че не можеш да повториш опита му в своята лаборатория, може да изглежда унизително, сякаш си некомпетентен, некадърен. Да не говорим, че предполага да разкриеш част от проектите, по които работиш.

Цената на валидирането

Но какви са причините тогава да се публикуват толкова много статии и доклади за нови проучвания, щом голям дял от експериментите не могат да бъдат възпроизведени – следователно и валидирани?

Млада изследователка в сферата на биохимията от Обединеното кралство, пожелала да остане анонимна, казва пред BBC, че усилията за възпроизвеждане на експеримент в нейната лаборатория „удвояват времето и използваните материали. Към това се допълва и времето, необходимо за отстраняване на проблеми, ако нещо се обърка и не сработи. Да, възпроизвеждането затвърждава надеждността на резултатите, но повишава цената. Затова във въпросната лаборатория се повтарят само някои от опитите.

Иракли Лоладзе, биологоматематик от Колежа по здравни науки Брайън в Линкълн, Небраска, смята, че усилията за осигуряване на възпроизводимост могат да увеличат времетраенето на един изследователски проект с 30%.

Каскаден ефект

Според неофициално проучване на една изследователка от Австралия – Хан Уаткинс, над 60% от учените имат два проблема, които водят до невъзможност за възпроизвеждане на опитите: натиск за по-бързо публикуване на резултатите и „селективно докладване”. Това обаче е само част от пейзажа, смята Джудит Кимбъл, биолог в Университета на Уисконсин – Медисън.

Според нея, конкуренцията за грантове и борбата за позиции допринасят за прибързването с публикациите. Към това следва да се пречисли и нарастващата тежест на бюрократичните процедури около изследователските проекти. Те „изяждат” времето за провеждане на опити и проектиране на изследването.

Получава се каскаден ефект, защото претоварените изследователи имат все по-малко време да обгрижват своите възпитаници – младите учени, които са все още студенти в университетите. Така младите изследователи нямат подходящи модели на работа, лишени са от менторство, и затвърждават грешния модел.