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驗證科學(xué)發(fā)現(xiàn)的難處和復(fù)雜性

發(fā)布時間:2016-03-31 16:26 | 來源:北京青年報 2016-02-17 第A02版 | 查看:820次

  張?zhí)锟?/span>

  2月11日,美國科學(xué)家宣布探測到引力波后,產(chǎn)生了兩種大相徑庭的評價。第一種是肯定的,也是占主流的,認為這是一個偉大的發(fā)現(xiàn),以英國著名理論物理學(xué)家斯蒂芬·霍金的評價為代表:“引力波提供了一種人們看待宇宙的全新方式。(人類)探測到引力波的這種能力,很有可能引發(fā)天文學(xué)革命?!?/span>

  另一種是懷疑甚至否定的,認為這一發(fā)現(xiàn)還要再次驗證才能確認。在近期涉及科學(xué)研究結(jié)果證明的還有寨卡病毒(ZIKV)導(dǎo)致新生兒小頭癥的結(jié)論。所有的科學(xué)研究結(jié)論、結(jié)果都需要可重復(fù)驗證,才能被公認為是一種客觀存在或真相(真理)。但是,此次的引力波似乎還沒有第二次驗證,所以有人質(zhì)疑。

  質(zhì)疑有幾點。一是首先要證明黑洞的存在,因為研究人員稱,此次的引力波是兩個黑洞合并產(chǎn)生的。但是,目前沒有其他證據(jù)來旁證這兩個具體的黑洞的存在。二是今后能不能重復(fù)性地檢測到黑洞合并產(chǎn)生的引力波。三是引力波在13億光年傳播過程中是否可能變形。13億光年是一個非常遙遠的距離,引力波在傳播過程中,遇到諸如其他黑洞、暗物質(zhì)和暗能量一類的大質(zhì)量物體時,就會造成引力波的波形變形或嚴重變形。

  對于寨卡病毒導(dǎo)致新生兒小頭癥,同樣需要重復(fù)性科學(xué)驗證。這方面,已經(jīng)有嚴格的科赫法則需要遵守。這個法則有四個要素,一是在每一個病例中都出現(xiàn)相同的微生物,且在健康者體內(nèi)不存在;二是要從宿主分離出這樣的微生物并在培養(yǎng)基中得到純培養(yǎng);三是用純培養(yǎng)的這種微生物接種健康而敏感的宿主,同樣的疾病會重復(fù)發(fā)生;四是從試驗發(fā)病的宿主中能再度分離培養(yǎng)出這種微生物來?,F(xiàn)在,正是由于不能完全符合這四個要素,醫(yī)學(xué)專業(yè)人員不能也不敢宣稱寨卡病毒引起了小頭癥。

  日前,斯洛文尼亞盧布爾雅那大學(xué)的研究人員首次從頭小畸形胎兒那里破譯了寨卡病毒的全基因組,并于2016年2月10日在線發(fā)表于《新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志》。這名胎兒是一位斯洛文尼亞女性作為一名志愿者在巴西工作時懷上的。孕婦在懷孕28周后回國,經(jīng)超聲波掃描顯示胎兒存在嚴重的腦部異常,最后孕婦選擇終止妊娠,然后研究人員對胎兒大腦進行尸檢并分析。

  結(jié)果表明,胎兒腦細胞中存在高水平的寨卡病毒核糖核酸(RNA)和病毒顆粒。胎兒除了大腦外,沒有其他器官受到損害。這提示了兩個問題,一是此前還沒有證據(jù)證明其他病原體能夠?qū)е逻@種腦部損傷;二是說明寨卡病毒可能偏好攻擊腦部。

  即便如此,研究人員也不能確定就是寨卡病毒造成了胎兒的大腦損害,因為還不能滿足科赫定律的后兩個標準。但是,這一研究又很可能是迄今為止最有說服力的證據(jù),證明懷孕期間感染寨卡病毒與腦部畸形胎兒相關(guān)。研究人員還不了解經(jīng)胎盤感染寨卡病毒多久才會發(fā)生胎兒腦部畸形。而且,不可能懷孕期間的所有寨卡病毒感染都會導(dǎo)致胎兒感染。

  另外,巴西兩名孕婦未出生的胎兒也提供了有限的旁證。這兩個胎兒經(jīng)超聲波掃描確診患上小頭畸形,在孕婦的羊水中也發(fā)現(xiàn)寨卡病毒的RNA。在其他流產(chǎn)或者出生后很快死亡的胎兒血液和組織樣本(包括腦部和胎盤)中也鑒定出了寨卡病毒,而且也在存活下來的頭小畸形嬰兒脊髓液中鑒定出這種病毒。這些發(fā)現(xiàn)已經(jīng)滿足了科赫定律的前兩項。

  顯然,學(xué)科不同,科學(xué)發(fā)現(xiàn)的驗證難度也不同。不過,對于科學(xué)結(jié)論的驗證,還有人提出了比科赫定律更嚴格的檢驗標準,即要用至少兩種性質(zhì)完全不同的科學(xué)方法對一種結(jié)果或假說進行驗證,也稱為科學(xué)驗證的兩種方法標準,簡稱“兩法標準”。

  以物理學(xué)來說,對牛頓引力公式驗證的第一種方法可以是數(shù)學(xué)推導(dǎo),也是理論驗證。但還需要第二種方式的驗證,即實際或?qū)嶒烌炞C。這是與數(shù)學(xué)推導(dǎo)完全不同的驗證方式,根據(jù)牛頓引力公式的計算結(jié)果來發(fā)射衛(wèi)星,看是否能把衛(wèi)星準確地送入預(yù)定軌道并測量衛(wèi)星的運行軌跡。事實上,科學(xué)家在實踐中已經(jīng)用這兩種方式驗證了牛頓的引力公式是正確的。

  從這些原則來看,檢驗引力波可能需要更多的時間,但驗證寨卡病毒導(dǎo)致新生兒小頭癥則可能指日可待。人們質(zhì)疑引力波的發(fā)現(xiàn)當然是有理由的,關(guān)鍵是能否有更多的證據(jù)可重復(fù)驗證引力波的存在。

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