Исследование эмпирических заблуждений в научных исследованиях

Науки о жизни — это естественная наука, основанная на экспериментах. За последнее столетие учёные экспериментально раскрыли основные законы жизни, такие как структура двойной спирали ДНК, механизмы регуляции генов, функции белков и даже клеточные сигнальные пути. Однако именно потому, что науки о жизни в значительной степени опираются на эксперименты, в исследованиях легко возникают «эмпирические ошибки» — чрезмерная опора на эмпирические данные или их неправильное использование при игнорировании необходимости теоретического конструирования, методологических ограничений и строгой аргументации. Сегодня давайте вместе рассмотрим несколько распространённых эмпирических ошибок в исследованиях в области наук о жизни:

Данные — это истина: абсолютное понимание экспериментальных результатов

В молекулярно-биологических исследованиях экспериментальные данные часто рассматриваются как «неопровержимое доказательство». Многие исследователи склонны напрямую возводить экспериментальные результаты в теоретические выводы. Однако на экспериментальные результаты часто влияют различные факторы, такие как условия эксперимента, чистота образца, чувствительность обнаружения и технические ошибки. Наиболее распространенным из них является положительное загрязнение в флуоресцентной количественной ПЦР. Из-за ограниченного пространства и условий эксперимента в большинстве исследовательских лабораторий легко вызвать аэрозольное загрязнение продуктов ПЦР. Это часто приводит к тому, что значения Ct в загрязненных образцах значительно ниже, чем фактическая ситуация в последующей флуоресцентной количественной ПЦР. Использование неверных экспериментальных результатов для анализа без разбора приведет лишь к ошибочным выводам. В начале XX века ученые экспериментально обнаружили, что ядро ​​клетки содержит большое количество белков, в то время как ДНК-компонента одиночная и, по-видимому, обладает «малоинформативным содержанием». Поэтому многие пришли к выводу, что «генетическая информация должна содержаться в белках». Это был действительно «разумный вывод», основанный на опыте того времени. Лишь в 1944 году Освальд Эвери провёл серию точных экспериментов, впервые доказав, что именно ДНК, а не белки, является истинным носителем наследственности. Это известно как отправная точка молекулярной биологии. Это также свидетельствует о том, что, хотя науки о жизни являются естественной наукой, основанной на экспериментах, конкретные эксперименты часто ограничены рядом факторов, таких как экспериментальный план и технические средства. Опора исключительно на экспериментальные результаты без логического вывода может легко увести научные исследования в сторону от истины.

Обобщение: обобщение локальных данных в универсальные закономерности

Сложность жизненных явлений обуславливает то, что единичный экспериментальный результат часто отражает ситуацию лишь в определённом контексте. Однако многие исследователи склонны опрометчиво обобщать явления, наблюдаемые в клеточной линии, модельном организме или даже в наборе образцов или экспериментов, на весь человек или другой вид. В лаборатории часто можно услышать поговорку: «В прошлый раз у меня получилось, а в этот раз не получилось». Это наиболее распространённый пример трактовки локальных данных как универсальной закономерности. При проведении повторных экспериментов с несколькими партиями образцов из разных партий такая ситуация часто возникает. Исследователи могут думать, что открыли некое «универсальное правило», но на самом деле это всего лишь иллюзия наложения различных экспериментальных условий на данные. Этот тип «технических ложноположительных результатов» был очень распространён в ранних исследованиях генных чипов, а теперь он также иногда встречается в высокопроизводительных технологиях, таких как секвенирование отдельных клеток.

Выборочная отчетность: представление только тех данных, которые соответствуют ожиданиям

Избирательное представление данных – одна из самых распространённых, но и опасных эмпирических ошибок в молекулярно-биологических исследованиях. Исследователи склонны игнорировать или преуменьшать значение данных, не соответствующих гипотезам, и сообщать только об «успешных» экспериментальных результатах, создавая тем самым логически последовательную, но противоречивую картину исследований. Это также одна из самых распространённых ошибок, допускаемых в практической научной работе. Они заранее задают ожидаемые результаты в начале эксперимента, а после его завершения сосредотачиваются только на экспериментальных результатах, соответствующих ожиданиям, и напрямую отбрасывают результаты, не соответствующие ожиданиям, как «экспериментальные ошибки» или «ошибки эксплуатации». Такая избирательная фильтрация данных приводит только к неверным теоретическим результатам. Этот процесс в основном не является преднамеренным, а является подсознательным поведением исследователей, но часто приводит к более серьёзным последствиям. Лауреат Нобелевской премии Лайнус Полинг когда-то считал, что высокие дозы витамина С могут лечить рак, и «подтвердил» эту точку зрения ранними экспериментальными данными. Однако последующие обширные клинические испытания показали, что эти результаты нестабильны и невоспроизводимы. Некоторые эксперименты даже показывают, что витамин С может мешать традиционному лечению. Однако по сей день существует большое количество независимых СМИ, цитирующих оригинальные экспериментальные данные Наса Боулинга с целью продвижения так называемой односторонней теории лечения рака с помощью венчурного капитала, что существенно влияет на обычное лечение онкологических больных.

Возвращение к духу эмпиризма и его превосходство

Суть наук о жизни — это естественная наука, основанная на экспериментах. Эксперименты должны использоваться как инструмент для теоретической проверки, а не как логическое ядро, заменяющее теоретические выводы. Возникновение эмпирических ошибок часто обусловлено слепой верой исследователей в экспериментальные данные и недостаточным осмыслением теоретического мышления и методологии.
Эксперимент – единственный критерий оценки достоверности теории, но он не может заменить теоретическое мышление. Прогресс научных исследований зависит не только от накопления данных, но и от рационального руководства и чёткой логики. В быстро развивающейся области молекулярной биологии только постоянное повышение строгости экспериментального дизайна, системного анализа и критического мышления позволяет избежать ловушки эмпиризма и приблизиться к истинному научному пониманию.