Empīrisku nepareizu priekšstatu izpēte zinātniskajos pētījumos

Dzīvības zinātne ir dabaszinātne, kuras pamatā ir eksperimenti. Pēdējā gadsimta laikā zinātnieki, izmantojot eksperimentālas metodes, ir atklājuši dzīvības pamatlikumus, piemēram, DNS dubultspirāles struktūru, gēnu regulēšanas mehānismus, olbaltumvielu funkcijas un pat šūnu signalizācijas ceļus. Tomēr tieši tāpēc, ka dzīvības zinātnes lielā mērā balstās uz eksperimentiem, pētījumos ir viegli radīt arī "empīriskas kļūdas" – pārmērīgu paļaušanos uz empīriskiem datiem vai to ļaunprātīgu izmantošanu, vienlaikus ignorējot teorētiskās konstrukcijas nepieciešamību, metodoloģiskos ierobežojumus un stingru spriešanu. Šodien kopā izpētīsim vairākas izplatītas empīriskas kļūdas dzīvības zinātņu pētījumos:

Dati ir patiesība: absolūta eksperimentālo rezultātu izpratne

Molekulārās bioloģijas pētījumos eksperimentālos datus bieži uzskata par "neapstrīdamiem pierādījumiem". Daudzi pētnieki mēdz tieši paaugstināt eksperimentālos rezultātus teorētiskos secinājumos. Tomēr eksperimentālos rezultātus bieži ietekmē dažādi faktori, piemēram, eksperimentālie apstākļi, parauga tīrība, noteikšanas jutība un tehniskas kļūdas. Visizplatītākais ir pozitīvs piesārņojums fluorescences kvantitatīvajā PCR. Ierobežotās telpas un eksperimentālo apstākļu dēļ lielākajā daļā pētniecības laboratoriju ir viegli izraisīt PCR produktu aerosola piesārņojumu. Tas bieži noved pie tā, ka piesārņotiem paraugiem sekojošās fluorescences kvantitatīvās PCR laikā ir daudz zemākas Ct vērtības nekā faktiskā situācija. Ja nepareizi eksperimentālie rezultāti tiek izmantoti analīzei bez diskriminācijas, tas novedīs tikai pie kļūdainiem secinājumiem. 20. gadsimta sākumā zinātnieki ar eksperimentu palīdzību atklāja, ka šūnas kodols satur lielu daudzumu olbaltumvielu, savukārt DNS komponents ir viens un, šķiet, tam ir "maz informācijas satura". Tāpēc daudzi cilvēki secināja, ka "ģenētiskajai informācijai jābūt olbaltumvielās". Tas patiešām bija "saprātīgs secinājums", kas balstīts uz tā laika pieredzi. Tikai 1944. gadā Osvalds Everijs, veicot virkni precīzu eksperimentu, pirmo reizi pierādīja, ka tieši DNS, nevis olbaltumvielas, ir patiesais mantojuma nesējs. Tas ir pazīstams kā molekulārās bioloģijas sākumpunkts. Tas arī norāda, ka, lai gan dzīvības zinātne ir dabaszinātne, kas balstīta uz eksperimentiem, konkrētus eksperimentus bieži ierobežo virkne faktoru, piemēram, eksperimenta dizains un tehniskie līdzekļi. Paļaušanās tikai uz eksperimentāliem rezultātiem bez loģiskas dedukcijas var viegli novest zinātniskos pētījumus maldīgā ceļā.

Vispārināšana: lokālo datu vispārināšana uz universāliem modeļiem

Dzīvības parādību sarežģītība nosaka, ka viens eksperimentāls rezultāts bieži vien atspoguļo situāciju tikai konkrētā kontekstā. Taču daudzi pētnieki mēdz pārsteidzīgi vispārināt parādības, kas novērotas šūnu līnijā, modeļa organismā vai pat paraugu vai eksperimentu kopā, uz visu cilvēku vai citu sugu. Laboratorijā bieži dzirdēts teiciens ir: "Pagājušajā reizē man veicās labi, bet šoreiz man neizdevās." Šis ir visizplatītākais piemērs, kā lokālus datus uztvert kā universālu modeli. Veicot atkārtotus eksperimentus ar vairākām paraugu partijām no dažādām partijām, šāda situācija ir pakļauta riskam. Pētnieki var domāt, ka ir atklājuši kādu "universālu likumu", bet patiesībā tā ir tikai ilūzija par dažādiem eksperimentāliem apstākļiem, kas uzlikti uz datiem. Šāda veida "tehniski kļūdaini pozitīvi" rezultāti bija ļoti izplatīti agrīnajos gēnu mikroshēmu pētījumos, un tagad tie reizēm rodas arī augstas caurlaidspējas tehnoloģijās, piemēram, vienas šūnas sekvencēšanā.

Selektīva ziņošana: tikai tādu datu sniegšana, kas atbilst cerībām

Selektīva datu prezentācija ir viena no visbiežāk pieļautajām, bet arī bīstamākajām empīriskajām kļūdām molekulārās bioloģijas pētījumos. Pētnieki mēdz ignorēt vai noniecināt datus, kas neatbilst hipotēzēm, un ziņot tikai par "veiksmīgiem" eksperimentāliem rezultātiem, tādējādi radot loģiski konsekventu, bet pretrunīgu pētījumu ainavu. Tā ir arī viena no visbiežāk pieļautajām kļūdām, ko cilvēki pieļauj praktiskajā zinātniskajā pētniecībā. Viņi eksperimenta sākumā iepriekš nosaka paredzamos rezultātus, un pēc eksperimenta pabeigšanas viņi koncentrējas tikai uz eksperimentāliem rezultātiem, kas atbilst cerībām, un tieši izslēdz rezultātus, kas neatbilst cerībām, kā "eksperimentālas kļūdas" vai "operacionālas kļūdas". Šī selektīvā datu filtrēšana novedīs tikai pie nepareiziem teorētiskiem rezultātiem. Šis process lielākoties nav apzināts, bet gan pētnieku zemapziņas uzvedība, taču bieži vien noved pie nopietnākām sekām. Nobela prēmijas laureāts Linuss Paulings reiz uzskatīja, ka lielas C vitamīna devas var ārstēt vēzi, un "pierādīja" šo viedokli ar agrīniem eksperimentāliem datiem. Taču turpmākie plašie klīniskie pētījumi ir parādījuši, ka šie rezultāti ir nestabili un tos nevar atkārtot. Daži eksperimenti pat liecina, ka C vitamīns var traucēt tradicionālo ārstēšanu. Taču līdz pat šai dienai joprojām ir liels skaits pašreklāmas kanālu, kas citē Nasa Boulinga sākotnējos eksperimentālos datus, lai popularizētu tā saukto vienpusīgo Vc ārstēšanas teoriju vēža gadījumā, ievērojami ietekmējot vēža pacientu normālu ārstēšanu.

Atgriešanās pie empīrisma gara un tā pārvarēšana

Dzīvības zinātnes būtība ir dabaszinātne, kuras pamatā ir eksperimenti. Eksperimenti jāizmanto kā teorētiskas pārbaudes instruments, nevis kā loģisks kodols teorētiskās dedukcijas aizstāšanai. Empīrisku kļūdu rašanās bieži izriet no pētnieku aklas ticības eksperimentālajiem datiem un nepietiekamas pārdomu par teorētisko domāšanu un metodoloģiju.
Eksperiments ir vienīgais kritērijs teorijas autentiskuma novērtēšanai, taču tas nevar aizstāt teorētisko domāšanu. Zinātnisko pētījumu progress balstās ne tikai uz datu uzkrāšanu, bet arī uz racionālu vadību un skaidru loģiku. Strauji attīstošajā molekulārās bioloģijas jomā tikai nepārtraukti uzlabojot eksperimentālā dizaina stingrību, sistemātisku analīzi un kritisko domāšanu, mēs varam izvairīties no iekrišanas empīrisma slazdā un virzīties uz patiesu zinātnisku ieskatu.