2017年你可能忽视的科学发现

2017年你可能忽视的科学发现
2017年12月30日 20:55 商业周刊

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2017年,任何关于科学或自然的故事都很容易黯然失色

“她按规则行事,取得了巨大胜利……然后,突然之间,规则改变了”

毫不夸张地说,2017年,任何关于科学或自然的故事都很容易黯然失色。当全世界还没有把注意力集中在这次横穿美国大陆的日全食时,一些科学家就已经在美国的一些大要城市搞起了游行,制造出了头条新闻。

然而,在整个2017年,仍然涌现了很多其他的重要事件、想法、趋势、问题和发现,虽然它们不那么广为人知。就拿其中的一个事来说,7月发布的一则声明强烈暗示,渡鸦具有因果推理、提前筹划和熟练进行物物交换的能力。

渡鸦

点评这篇论文的心理学家指出了一种深刻影响——在物种的进化过程中,至少有两次独立产生了智力。猿的智能行为可能与人类同源,但鸟类则处于进化树的另一个分支,在3亿年前便与人类的进化分道扬镳。

实验的规模很小,只有五只渡鸦,但结果令人吃惊。渡鸦总会拒吃小块食物,以便得到一件工具,这样就可以从盒子里弄出更大块的食物。经过训练,它们还拒吃喂给它们的小块食物,用瓶盖来换取更大块的食物。他们甚至可以在不得不等待15分钟以上的情况下做出这些选择——这是一种大多数4岁以及少数4岁以上的人都不具备的耐心。

这一切都遵循了鸟类研究的一个趋势,即渡鸦及其同属鸟类具备曾被认为是人类特有的因果推理能力,它们可以在一些智力游戏中战胜猿类。

《华盛顿邮报》(Washington Post)称这一发现是“有伤人类尊严”,或许是假设它削弱了人类发现其他生物的智能的能力。但鉴于我们仍在等待地外空间高智能生物的来访,人类就应该乐于承认,地球上还有其他高智能生命形式的存在。

水母的睡眠

另一个类似人类行为的发现来自一种与人类亲缘关系更遥远的物种。毫不引人注目的水母在夜间似乎可以睡眠。不清楚哪个情况会更让人吃惊:一种连脑子都没有的动物晚上能睡觉,或者说,它在白天可以保持清醒。

这是第一种已知的具有睡眠-清醒周期的无脑动物,但它不是第一种拥有这类周期的无脊椎动物。2017年,有三位生物学家获得了诺贝尔奖,他们研究了果蝇的睡眠,并揭示出人类和果蝇有许多相同的基因,控制着睡眠和清醒的节律周期。

加州理工学院(Caltech)的一组研究生在一个水箱中放置了仙后水母,研究它们的睡眠情况。在白天,这些水母的主要活动是悬浮在箱底附近,让铃铛形状的身体呈波浪状振动,吸收养分并排泄废物。

仙后水母

加州理工学院的研究团队使用了运动传感器,经观察发现,在晚上,这些水母的身体会以更缓慢的速度波动。当研究人员用食物唤醒这些处于平静状态的水母,或者移动它们时,它们在夜间的反应速度比白天要慢得多。不仅如此,当研究人员时不时地用喷水的办法不让这些水母睡觉的时候,它们第二天的反应会变得迟钝。但如果到第二天晚上睡了个好觉,水母们就又恢复正常了。

探求科研的动因

来自人类领域的一些消息也同样令人欣慰。2017年春,当一些科学家和民众为弘扬科学而举行大游行时,统计学家们则在不声不响地通过帮助科学家减少无效研究的方式,探求科研的动因。

并非所有科学家都同样倾向于得出易受质疑的研究成果。出这类成果的主要是社会科学和医学领域的科学家。这两个领域的研究之所以容易受到质疑,主要原因在于对已发表研究成果的评估显示,它们只有不到一半的研究具备易重复性。问题的根源似乎并不是科学家们在编造数据,而是太多人在利用统计学计算方法从他们的数据中得出结论时犯下了重大错误。

美国统计协会(ASA)一直在努力帮助这两个领域的科学家找到更有效的方法。2016年,该协会发布了一套关于如何避免最常见统计数据滥用的指导方针。在那之后,统计学家和致力于此的科学家们10月在马里兰州的贝塞斯达召开会议,开始讨论如何建立做好科研的新机制。

会议结束后的那一周,《纽约时报杂志》(New York Times Magazine)刊登了一篇题为《艾米·卡迪的革命》(When the Revolution Came for Amy Cuddy)的文章。文章的主人公艾米·卡迪是哈佛大学的年轻教授,被描述成一位受害者。文章的中心思想是,世界上那些没有权势的人,可以通过她所称的“摆出能量姿势”(power posing)的肢体语言来获得成功。这个想法催生了一本畅销书,以及史上最受欢迎的TED大会演讲。

几位独立研究人员试图复制她所谓“摆出能量姿势”的有关科学证据,但未能如愿。后来,一些掌握了丰富统计学知识的心理学家发现了她在计算和推理上的缺陷。正如《纽约时报杂志》文章的副标题所说的:“她按规则行事,取得了巨大胜利……然后,突然之间,规则改变了。”

颠覆旧规则

可是,那些旧的“规则”根本就不能称为规则,而是常见的统计错误,或是在受到质疑的领域获得认可的作弊行为,就像有时候司机明知道在某些限速25英里(约合40公里)的路段,他们仍然能以每小时40英里(约合64公里)的速度驾车。上世纪60年代,物理学家理查德·费曼(Richard Feynman)开始针对心理学实验室进行考察,他发现,一些研究人员通过夸大一种被称为“统计显著性”的指标来制造错误(或作弊),人们对这种指标知之甚少,但它却是心理学期刊发表的科研成果的主要衡量标准。2004年,心理学家格尔德·吉仁泽(Gerd Gigerenzer)在题为《盲目的统计数据》(Mindless Statistics)的论文中指出了统计学的困境。2011年,宾夕法尼亚大学心理学家尤里·西蒙松(Uri Simonsohn)和他的同事联合发表了一篇论文,称统计作弊方法的广泛应用,让评判标准变得非常宽松,以至于他们可以得出任何荒谬的结论。

理查德·费曼

《纽约时报杂志》上的文章很好地证明了艾米·卡迪就是受到不可宽恕的恃强凌弱者欺负的一位受害者,文章获得的评论基本上来自知名学术博客下面的跟帖,而且大多是匿名的。但统计方法的滥用也有其自身的受害者——若遇到这种情况,医院的患者可能得不到最好的治疗,纳税人的钱最终可能会资助那些华而不实又有缺陷的科研项目,那些讲诚信、重质量的项目常常会因经费不足而夭折。

对科学家来说,这是一个充满挑战的时代。“为科学而游行”之所以会发生,是因为在2016年的美国总统大选之后,科学家们担心他们得不到重视。特朗普没有选择一位科学顾问,当他宣布退出巴黎气候协议时,也没有询问气候学家的意见。他缩小了科研经费的资助范围,解散了一些重要的专家顾问小组,其中包括一个旨在消除刑事司法体系中法医学领域运作不畅现象的顾问小组。如果科学家们想要反击,他们就需要强化他们最薄弱的领域。让科学家们改善统计数据的使用并不容易。需要进行一些认真的规划和耐心。但如果渡鸦都能做到这一点,科学家肯定也能做到。 

(本文内容不代表彭博编辑委员会、彭博有限合伙企业、《商业周刊/中文版》及其所有者的观点。)

撰文:Faye Flam

编辑:黄琬钧

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