Изследване на емпирични погрешни схващания в научните изследвания

Науката за живота е естествена наука, основана на експерименти. През последния век учените са разкрили основните закони на живота, като например структурата на двойната спирала на ДНК, механизмите за генна регулация, функциите на протеините и дори клетъчните сигнални пътища, чрез експериментални методи. Въпреки това, именно защото науките за живота разчитат в голяма степен на експерименти, е лесно да се породят и „емпирични грешки“ в изследванията – прекомерно разчитане или злоупотреба с емпирични данни, като същевременно се игнорира необходимостта от теоретично конструиране, методологични ограничения и строги разсъждения. Днес нека разгледаме заедно няколко често срещани емпирични грешки в изследванията в областта на науките за живота:

Данните са истина: Абсолютно разбиране на експерименталните резултати

В изследванията в областта на молекулярната биология експерименталните данни често се разглеждат като „непоколебими доказателства“. Много изследователи са склонни директно да издигнат експерименталните резултати до теоретични заключения. Експерименталните резултати обаче често са повлияни от различни фактори, като експериментални условия, чистота на пробата, чувствителност на откриване и технически грешки. Най-често срещаното е положителното замърсяване при флуоресцентна количествена PCR. Поради ограниченото пространство и експериментални условия в повечето изследователски лаборатории е лесно да се причини аерозолно замърсяване на PCR продуктите. Това често води до замърсени проби с много по-ниски Ct стойности от действителната ситуация по време на последваща флуоресцентна количествена PCR. Ако неправилните експериментални резултати се използват за анализ без дискриминация, това ще доведе само до погрешни заключения. В началото на 20-ти век учените откриват чрез експерименти, че ядрото на клетката съдържа голямо количество протеини, докато ДНК компонентът е единичен и изглежда има „малко информационно съдържание“. Така че много хора стигат до заключението, че „генетичната информация трябва да съществува в протеините“. Това наистина е било „разумно заключение“, основано на опита по онова време. Едва през 1944 г. Осуалд ​​Ейвъри провежда серия от прецизни експерименти, с които за първи път доказва, че ДНК, а не протеините, е истинският носител на наследството. Това е известно като отправна точка на молекулярната биология. Това също показва, че въпреки че науката за живота е естествена наука, основана на експерименти, специфичните експерименти често са ограничени от редица фактори, като например експериментален дизайн и технически средства. Разчитането единствено на експериментални резултати без логическо заключение може лесно да отклони научните изследвания.

Обобщение: обобщаване на локални данни до универсални модели

Сложността на жизнените явления определя, че един единствен експериментален резултат често отразява само ситуацията в специфичен контекст. Но много изследователи са склонни прибързано да обобщават явленията, наблюдавани в клетъчна линия, моделен организъм или дори набор от проби или експерименти, за целия човешки или друг вид. Често срещана поговорка в лабораторията е: „Справих се добре последния път, но този път не успях.“ Това е най-често срещаният пример за третиране на локалните данни като универсален модел. При провеждане на повтарящи се експерименти с множество партиди проби от различни партиди, тази ситуация е склонна да възникне. Изследователите може да си мислят, че са открили някакво „универсално правило“, но в действителност това е просто илюзия за различни експериментални условия, наложени върху данните. Този тип „технически фалшиво положителен резултат“ е бил много често срещан в ранните изследвания на генни чипове, а сега се среща и от време на време във високопроизводителни технологии, като например секвениране на единични клетки.

Селективно отчитане: представяне само на данни, които отговарят на очакванията

Селективното представяне на данните е една от най-често срещаните, но и опасни емпирични грешки в изследванията в молекулярната биология. Изследователите са склонни да игнорират или омаловажават данни, които не отговарят на хипотези, и да докладват само за „успешни“ експериментални резултати, създавайки по този начин логически последователен, но противоречив изследователски пейзаж. Това е и една от най-често срещаните грешки, които хората допускат в практическата научноизследователска работа. Те предварително определят очакваните резултати в началото на експеримента и след приключването му се фокусират само върху експериментални резултати, които отговарят на очакванията, и директно елиминират резултатите, които не отговарят на очакванията, като „експериментални грешки“ или „операционни грешки“. Това селективно филтриране на данните ще доведе само до неправилни теоретични резултати. Този процес най-често не е умишлен, а подсъзнателно поведение на изследователите, но често води до по-сериозни последици. Нобеловият лауреат Линус Полинг някога е вярвал, че високи дози витамин С могат да лекуват рак и е „доказал“ тази гледна точка чрез ранни експериментални данни. Но последвалите обширни клинични изпитвания показват, че тези резултати са нестабилни и не могат да бъдат повторени. Някои експерименти дори показват, че витамин С може да повлияе на конвенционалното лечение. Но и до днес все още има голям брой самостоятелни медии, които цитират оригиналните експериментални данни на Нас Боулинг, за да популяризират така наречената едностранчива теория за лечение на рак с Vc, което силно влияе на нормалното лечение на онкоболни.

Връщане към духа на емпиризма и неговото преодоляване

Същността на науката за живота е естествена наука, основана на експерименти. Експериментите трябва да се използват като инструмент за теоретична проверка, а не като логическо ядро, заместващо теоретичната дедукция. Появата на емпирични грешки често произтича от сляпата вяра на изследователите в експерименталните данни и недостатъчното им размишление върху теоретичното мислене и методологията.
Експериментът е единственият критерий за преценка на автентичността на една теория, но той не може да замести теоретичното мислене. Напредъкът на научните изследвания разчита не само на натрупването на данни, но и на рационално ръководство и ясна логика. В бързо развиващата се област на молекулярната биология, само чрез непрекъснато подобряване на строгостта на експерименталния дизайн, систематичния анализ и критичното мислене можем да избегнем попадането в капана на емпиризма и да се насочим към истинско научно прозрение.