Даследаванне эмпірычных памылковых уяўленняў у навуковых даследаваннях

Навука аб жыцці — гэта прыродазнаўчая навука, заснаваная на эксперыментах. За апошняе стагоддзе навукоўцы з дапамогай эксперыментальных метадаў раскрылі асноўныя законы жыцця, такія як структура падвойнай спіралі ДНК, механізмы рэгуляцыі генаў, функцыі бялкоў і нават клетачныя сігнальныя шляхі. Аднак менавіта таму, што навукі аб жыцці ў значнай ступені абапіраюцца на эксперыменты, у даследаваннях лёгка спараджаць «эмпірычныя памылкі» — празмерную залежнасць ад эмпірычных дадзеных або іх няправільнае выкарыстанне, ігнаруючы неабходнасць тэарэтычнай пабудовы, метадалагічныя абмежаванні і строгае мысленне. Сёння давайце разам разгледзім некалькі распаўсюджаных эмпірычных памылак у даследаваннях навук аб жыцці:

Дадзеныя — гэта праўда: абсалютнае разуменне эксперыментальных вынікаў

У даследаваннях малекулярнай біялогіі эксперыментальныя дадзеныя часта разглядаюцца як «жалезныя доказы». Многія даследчыкі імкнуцца непасрэдна ўзводзіць эксперыментальныя вынікі ў тэарэтычныя высновы. Аднак на эксперыментальныя вынікі часта ўплываюць розныя фактары, такія як эксперыментальныя ўмовы, чысціня ўзору, адчувальнасць выяўлення і тэхнічныя памылкі. Найбольш распаўсюджаным з'яўляецца станоўчае забруджванне ў флуарэсцэнтнай колькаснай ПЦР. З-за абмежаванай прасторы і эксперыментальных умоў у большасці даследчых лабараторый лёгка выклікаць аэразольнае забруджванне прадуктаў ПЦР. Гэта часта прыводзіць да таго, што забруджаныя ўзоры маюць значна ніжэйшыя значэнні Ct, чым фактычная сітуацыя падчас наступнай флуарэсцэнтнай колькаснай ПЦР. Калі няправільныя эксперыментальныя вынікі выкарыстоўваюцца для аналізу без дыскрымінацыі, гэта прывядзе толькі да памылковых высноў. У пачатку 20-га стагоддзя навукоўцы праз эксперыменты выявілі, што ядро ​​клеткі змяшчае вялікую колькасць бялкоў, у той час як кампанент ДНК адзіны і, відаць, мае «мала інфармацыі». Такім чынам, многія людзі прыйшлі да высновы, што «генетычная інфармацыя павінна існаваць у бялках». Гэта сапраўды было «разумным высновай», заснаваным на вопыце таго часу. Толькі ў 1944 годзе Освальд Эверы правёў серыю дакладных эксперыментаў, у якіх упершыню даказаў, што сапраўдным носьбітам спадчыннасці з'яўляецца ДНК, а не бялкі. Гэта вядома як адпраўная кропка малекулярнай біялогіі. Гэта таксама сведчыць аб тым, што, хоць навука аб жыцці — гэта прыродазнаўчая навука, заснаваная на эксперыментах, канкрэтныя эксперыменты часта абмежаваныя шэрагам фактараў, такіх як эксперыментальная канструкцыя і тэхнічныя сродкі. Абапірацца выключна на эксперыментальныя вынікі без лагічнай дэдукцыі можа лёгка завесці навуковыя даследаванні ў зман.

Абагульненне: абагульненне лакальных дадзеных да ўніверсальных заканамернасцей

Складанасць жыццёвых з'яў вызначае, што адзінкавы эксперыментальны вынік часта адлюстроўвае сітуацыю толькі ў пэўным кантэксце. Але многія даследчыкі схільныя неабдумана абагульняць з'явы, якія назіраюцца ў клеткавай лініі, мадэльным арганізме або нават у наборы ўзораў або эксперыментаў, на ўвесь чалавек ці іншы від. Распаўсюджаная прымаўка, якую можна пачуць у лабараторыі: «У мінулы раз я добра справіўся, але на гэты раз не змог». Гэта найбольш распаўсюджаны прыклад таго, як лакальныя дадзеныя разглядаюцца як універсальная заканамернасць. Пры правядзенні паўторных эксперыментаў з некалькімі партыямі ўзораў з розных партый такая сітуацыя схільная да ўзнікнення. Даследчыкі могуць думаць, што яны адкрылі нейкае «ўніверсальнае правіла», але на самой справе гэта проста ілюзія розных эксперыментальных умоў, накладзеных на дадзеныя. Гэты тып «тэхнічнага ілжывага станоўчага выніку» быў вельмі распаўсюджаны ў ранніх даследаваннях генных чыпаў, і цяпер ён таксама часам сустракаецца ў высокапрадукцыйных тэхналогіях, такіх як секвенаванне адной клеткі.

Выбарачная справаздачнасць: прадстаўленне толькі тых дадзеных, якія адпавядаюць чаканням

Выбарачнае прадстаўленне дадзеных — адна з найбольш распаўсюджаных, але і небяспечных эмпірычных памылак у даследаваннях малекулярнай біялогіі. Даследчыкі схільныя ігнараваць або прымяншаць дадзеныя, якія не адпавядаюць гіпотэзам, і паведамляюць толькі пра «паспяховыя» эксперыментальныя вынікі, ствараючы тым самым лагічна паслядоўны, але супярэчлівы даследчы ландшафт. Гэта таксама адна з найбольш распаўсюджаных памылак, якія людзі робяць у практычнай навуковай даследчай працы. Яны загадзя ўстанаўліваюць чаканыя вынікі ў пачатку эксперыменту, а пасля завяршэння эксперыменту яны засяроджваюцца толькі на тых эксперыментальных выніках, якія адпавядаюць чаканням, і непасрэдна выключаюць вынікі, якія не адпавядаюць чаканням, як «эксперыментальныя памылкі» або «аперацыйныя памылкі». Такая выбарачная фільтрацыя дадзеных прывядзе толькі да няправільных тэарэтычных вынікаў. Гэты працэс у большасці выпадкаў не з'яўляецца наўмысным, а падсвядомым паводзінамі даследчыкаў, але часта прыводзіць да больш сур'ёзных наступстваў. Лаўрэат Нобелеўскай прэміі Лайнус Полінг калісьці лічыў, што высокія дозы вітаміна С могуць лячыць рак, і «даказаў» гэты пункт гледжання з дапамогай ранніх эксперыментальных дадзеных. Але наступныя шырокія клінічныя выпрабаванні паказалі, што гэтыя вынікі нестабільныя і не могуць быць паўтораныя. Некаторыя эксперыменты нават паказваюць, што вітамін С можа перашкаджаць традыцыйнаму лячэнню. Але і па сённяшні дзень існуе вялікая колькасць самастойных СМІ, якія цытуюць арыгінальныя эксперыментальныя дадзеныя Наса Боўлінга, каб прасоўваць так званую аднабаковую тэорыю лячэння раку з дапамогай ВтК, што значна ўплывае на нармальнае лячэнне анкалагічных хворых.

Вяртанне да духу эмпірызму і яго пераадоленне

Сутнасць навукі аб жыцці — гэта прыродазнаўчая навука, заснаваная на эксперыментах. Эксперыменты павінны выкарыстоўвацца як інструмент для тэарэтычнай праверкі, а не як лагічнае ядро ​​для замены тэарэтычнай дэдукцыі. Узнікненне эмпірычных памылак часта вынікае з сляпой веры даследчыкаў у эксперыментальныя дадзеныя і недастатковага абдумвання тэарэтычнага мыслення і метадалогіі.
Эксперымент — адзіны крытэрый для ацэнкі сапраўднасці тэорыі, але ён не можа замяніць тэарэтычнае мысленне. Прагрэс навуковых даследаванняў абапіраецца не толькі на назапашванне дадзеных, але і на рацыянальнае кіраўніцтва і выразную логіку. У хутка развіваючайся галіне малекулярнай біялогіі, толькі пастаянна ўдасканальваючы строгасць эксперыментальнага дызайну, сістэматычны аналіз і крытычнае мысленне, мы можам пазбегнуць траплення ў пастку эмпірызму і рухацца да сапраўднага навуковага разумення.