“科研過程竟能如此透明!”近日,一項發表于美國《國家科學院院刊》(PNAS)的研究,不僅顛覆了傳統地震模型的認知框架,為實現可靠的地震預警開辟了新路徑,而且被稱贊“以無可挑剔的嚴謹與透明,為如何負責任地分享研究樹立了典范”。
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圖片由豆包AI生成
1 讓實驗可復制
這項由美國南加州大學西爾文·巴博特(Sylvain Barbot)團隊開展的研究,通過構建創新的實驗室地震模型,首次將斷層間的“真實接觸區域”與地震動力學行為直接聯系起來,為揭開這一“數十年地震之謎”提供了破題的關鍵。
更難得的是,研究團隊嘗試以“最大誠意的透明”展現科研過程。
巴博特團隊研究的科學問題本身極為復雜:地球上的斷層并非完全接觸,而是由許多“真實接觸區域”構成。這些區域的物理特性如何控制地震的起始、傳播與停止,是理解地震能量釋放的關鍵,卻一直缺乏直接的實驗證據。
他們的創新之處,首先在于方法論的巧妙。團隊沒有選擇傳統的不透明巖石材料,而是獨具匠心地使用了透明丙烯酸作為模擬斷層圍巖的材料,從而實現了對微震破裂過程的全程、實時可視化觀測。
借助高速攝像機和高精度光學測量技術,研究團隊實現了對微震破裂過程的全程、實時可視化觀測。據媒體報道,在團隊公開的實驗視頻中看到,斷層接觸區域的應力分布如同彩色的云圖般清晰可見,破裂的傳播如同閃電在透明的介質中延伸,一目了然。
研究團隊還建立了一套完整的數據溯源系統。在論文的材料中,他們詳細記錄了從原始圖像的采集時間、相機參數設置,到后續處理步驟中使用的算法版本和參數調整。這種精細到每個像素來源的記錄方式,確保了數據的完整性和可追溯性,讓分析過程的每一步都“有據可查”。
“我們真的可以看到接觸區域的演變。”巴博特這句看似平淡的話,背后是對科學本質的深刻回歸——科學的發現必須能夠被觀察、被檢驗,過程不應是一個“黑箱”。
但這僅僅是其“透明”承諾的第一步。在論文公開發表的同時,團隊即在其GitHub主頁上宣布,已將所有模擬代碼、數據分析腳本、處理流程和參數設置文件完整上傳。任何訪問該頁面的人,都可以一鍵下載這項研究的數據,親眼審視每一個計算步驟,甚至可以嘗試用同樣的代碼跑出同樣的結果。
另外,團隊并未止步于單次成功的模擬。他們在26個不同的模擬地震場景中重復實驗,涵蓋了從簡單到復雜的多種條件。其記錄之詳盡,足以讓其他研究者根據論文描述,精確重建整個實驗。
研究團隊建立了多層次的數據共享體系。所有原始數據,包括高速攝像的原始視頻文件、光學測量的原始讀數,均配有詳細元數據說明,并上傳至公開數據庫。這種“交鑰匙”式的方案,極大降低了復現門檻。
2 讓過程更透明
有評論認為,當國際學術界因學術不端事件信譽受損時,這項發表于PNAS的地震研究,卻以全程可溯、數據共享的實踐,為學界帶來一股清新之風。
近年來,因實驗和研究過程“黑箱化”導致的造假等學術不端問題頻出。
2018年,美國哈佛大學醫學院調查發現,曾在該機構任職的干細胞領域頂尖專家皮耶羅·安韋薩有31篇學術論文存在數據造假,應予撤稿。
這一事件震驚了科學界,不僅因為安韋薩的“崇高地位”,更因為其基于虛假數據所建立的整個研究體系,在十余年間誤導了全球無數研究團隊,造成了巨額資金的誤投。
2023年,韓國科學技術信息通信部宣布,因核心論文被《科學》雜志撤稿,撤銷韓國成均館大學副教授樸昌源團隊所獲獎項韓國“國家TOP100研發成果”。此前,樸昌源團隊發表在《科學》上的突破性論文的核心結果無法被其他獨立團隊復現。
這些并非偶發事件。據“撤稿觀察”統計,全球科研論文的撤稿數量在過去十年間呈顯著上升趨勢,其中因數據造假、無法復現等學術不端行為導致的撤稿占據了相當比例。
“這些事件正在侵蝕科學的公信力。”一位要求匿名的頂尖科研機構管理者對媒體坦言,“它造成的傷害是雙重的。對外,公眾開始懷疑我們工作的價值;對內,它打擊了那些恪守規范的年輕學者的熱情,并制造了一種‘不發表就滅亡’的焦慮文化。”
正是在這樣的信任危機中,巴博特團隊的研究方法與態度顯得尤為珍貴。
3 讓細節耐推敲
學術誠信是科研的生命線。有研究者發現,巴博特團隊做法的“創造性”,體現在對科學精神的自覺踐行中。
該團隊建立了嚴格的內部審核機制。所有數據必須經獨立復核,任何異常現象都需追溯根源。對于研究初期觀察到的一些不符合預期的數據,他們沒有忽略,而是深入分析,“有時甚至帶來了新的發現”。
另外,在成果表述上,研究團隊保持了高度的審慎。他們在論文中用相當篇幅討論了研究的局限性與不確定性,并定量分析了實驗室模型與真實地震環境的差異及其影響。
面對科研壓力,該團隊堅持質量優先——他們曾因數據未達預期而多次延長實驗周期,寧愿犧牲發表速度也要確保結果的堅實可靠。
在論文的致謝部分,該團隊首先感謝了編輯和三位匿名審稿人的認真審閱,稱“這極大地幫助我們改進了本文”,并且感謝他們提供數字格式數據。同時,團隊對機構和基金會的資助進行主動公示并表示感謝。
他們主動將論文初稿置于同行嚴格的審視之下,并依據專業意見不斷完善。有評論直言:“這本身就是對學術共同體負責、追求真理而非僅僅追求發表的體現。”
在論文成果的末尾,研究團隊還明確列出了每位作者的貢獻,并鄭重聲明“不存在利益沖突”。這些看似程式化的聲明,是消除外界對研究動機和過程質疑的基礎。
媒體刊文稱,在哈佛大學教授吉諾因數據造假被撤銷終身教職、韓國學者樸昌源因無法復現的研究被撤銷國家級獎項的背景下,西爾文·巴博特團隊的實踐如同一面鏡子,映照出科研工作應有的樣子。
“他們的成功證明,真正的科學突破,不僅源于創新思想,更依賴于一套經得起任何檢驗的透明的分享與驗證機制。”中國地質大學(武漢)一位地質研究領域的學者如此評價。