Utforskning av empiriska missuppfattningar inom vetenskaplig forskning

Livsvetenskap är en naturvetenskap baserad på experiment. Under det senaste århundradet har forskare genom experimentella metoder avslöjat livets grundläggande lagar, såsom DNA:ts dubbelhelixstruktur, genregleringsmekanismer, proteinfunktioner och till och med cellulära signalvägar. Men just för att livsvetenskaperna är starkt beroende av experiment är det också lätt att föda "empiriska fel" i forskningen – överdriven tillit till eller missbruk av empiriska data, samtidigt som man ignorerar nödvändigheten av teoretisk konstruktion, metodologiska begränsningar och rigorösa resonemang. Låt oss idag utforska flera vanliga empiriska fel inom livsvetenskaplig forskning tillsammans:

Data är sanning: Absolut förståelse av experimentella resultat

Inom molekylärbiologisk forskning betraktas experimentella data ofta som "järnklädda bevis". Många forskare tenderar att direkt höja experimentella resultat till teoretiska slutsatser. Experimentella resultat påverkas dock ofta av olika faktorer som experimentella förhållanden, provrenhet, detektionskänslighet och tekniska fel. Den vanligaste är positiv kontaminering vid fluorescenskvantitativ PCR. På grund av det begränsade utrymmet och de experimentella förhållandena i de flesta forskningslaboratorier är det lätt att orsaka aerosolkontaminering av PCR-produkter. Detta leder ofta till att kontaminerade prover får mycket lägre Ct-värden än den faktiska situationen under efterföljande fluorescenskvantitativ PCR. Om felaktiga experimentella resultat används för analys utan åtskillnad kommer det bara att leda till felaktiga slutsatser. I början av 1900-talet upptäckte forskare genom experiment att cellens kärna innehåller en stor mängd proteiner, medan DNA-komponenten är en enda och verkar ha "lite informationsinnehåll". Så många drog slutsatsen att "genetisk information måste finnas i proteiner". Detta var verkligen en "rimlig slutsats" baserad på erfarenhet vid den tiden. Det var inte förrän 1944 som Oswald Avery genomförde en serie precisa experiment som han för första gången bevisade att det var DNA, inte proteiner, som var den verkliga bäraren av arv. Detta är känt som utgångspunkten för molekylärbiologi. Detta indikerar också att även om livsvetenskap är en naturvetenskap baserad på experiment, begränsas specifika experiment ofta av en rad faktorer som experimentell design och tekniska medel. Att enbart förlita sig på experimentella resultat utan logisk deduktion kan lätt leda den vetenskapliga forskningen vilse.

Generalisering: generalisering av lokala data till universella mönster

Livsfenomenens komplexitet gör att ett enda experimentellt resultat ofta bara återspeglar situationen i ett specifikt sammanhang. Men många forskare tenderar att förhastat generalisera fenomen som observerats i en cellinje, modellorganism eller till och med en uppsättning prover eller experiment till hela människan eller annan art. Ett vanligt talesätt som hörs i laboratoriet är: "Det gick bra förra gången, men jag klarade det inte den här gången." Detta är det vanligaste exemplet på att behandla lokala data som ett universellt mönster. När man utför upprepade experiment med flera batcher av prover från olika batcher är denna situation benägen att inträffa. Forskare kanske tror att de har upptäckt någon "universell regel", men i verkligheten är det bara en illusion av olika experimentella förhållanden ovanpå data. Denna typ av "tekniskt falskt positivt" var mycket vanligt i tidig genchipforskning, och nu förekommer det även ibland i högkapacitetstekniker som encellssekvensering.

Selektiv rapportering: presenterar endast data som uppfyller förväntningarna

Selektiv datapresentation är ett av de vanligaste men också farliga empiriska felen inom molekylärbiologisk forskning. Forskare tenderar att ignorera eller tona ner data som inte överensstämmer med hypoteser och rapporterar endast "lyckade" experimentella resultat, vilket skapar ett logiskt konsekvent men motstridigt forskningslandskap. Detta är också ett av de vanligaste misstagen som människor gör i praktiskt vetenskapligt forskningsarbete. De förinställer förväntade resultat i början av experimentet, och efter att experimentet är avslutat fokuserar de endast på experimentella resultat som uppfyller förväntningarna och eliminerar direkt resultat som inte matchar förväntningarna som "experimentella fel" eller "driftsfel". Denna selektiva datafiltrering kommer bara att leda till felaktiga teoretiska resultat. Denna process är oftast inte avsiktlig, utan ett undermedvetet beteende hos forskare, men leder ofta till allvarligare konsekvenser. Nobelpristagaren Linus Pauling trodde en gång att höga doser C-vitamin kunde behandla cancer och "bevisade" denna synpunkt genom tidiga experimentella data. Men efterföljande omfattande kliniska prövningar har visat att dessa resultat är instabila och inte kan replikeras. Vissa experiment visar till och med att C-vitamin kan störa konventionell behandling. Men än idag finns det fortfarande ett stort antal egenmedier som citerar Nas Bowlings ursprungliga experimentella data för att främja den så kallade ensidiga teorin om Vc-behandling för cancer, vilket i hög grad påverkar den normala behandlingen av cancerpatienter.

Att återvända till empirismens anda och överträffa den

Kärnan i livsvetenskapen är en naturvetenskap baserad på experiment. Experiment bör användas som ett verktyg för teoretisk verifiering, snarare än en logisk kärna som ersätter teoretisk deduktion. Uppkomsten av empiriska fel härrör ofta från forskares blinda tilltro till experimentella data och otillräcklig reflektion över teoretiskt tänkande och metodologi.
Experiment är det enda kriteriet för att bedöma en teoris äkthet, men det kan inte ersätta teoretiskt tänkande. Vetenskaplig forskning bygger inte bara på ackumulering av data, utan också på rationell vägledning och tydlig logik. Inom det snabbt växande området molekylärbiologi kan vi bara genom att kontinuerligt förbättra noggrannheten i experimentell design, systematisk analys och kritiskt tänkande undvika att falla i empirismens fälla och gå mot verklig vetenskaplig insikt.