Pristranskost v znanosti

Z znanostjo je marsikaj narobe, še najmanj to, da ima premalo denarja …

Znanstveniki nismo »nadnaravno« pametni, ko je to prikazano v Hollywoodskih filmih. Smo povsem običajni ljudje, ki se – sploh v primerjavi s stroji – motimo precej pogosteje. Poleg tega smo dodatno podvrženi različnim človeškim vplivom, kot so denimo stres, kultura, politika in denar, ki lahko povzročajo pristransko mišljenje. Ki pomeni veliko težavo tudi v znanosti.


Članek je bil orginalno objavljen v 27. številki tiskane izdaje revije Razpotja: http://www.razpotja.si/

Da bi lahko razumeli, za kakšno težavo gre, moram naprej na kratko pojasniti, kaj je znanost in na kakšen način deluje. Znanost je sistematično pridobivanje novega znanja o naravi. Prvi korak v znanosti je, da si zastavimo znanstveno hipotezo, ki jo potem z znanstvenimi eksperimenti preverjamo: da ugotovimo, ali se tisto, kar smo predvideli s hipotezo, res dogaja v naravi. Znanstvena hipoteza in izvajanje točno določenega poskusa pa je že neke vrste precedens. In pogosto se zgodi, da se preveč trudimo potrditi neko že dalj časa veljavno hipotezo.

Tako se je v znanosti že velikokrat zgodilo, da so znanstveniki med raziskovanjem ugotovili nova spoznanja in odkritja, ki so bila tako presenetljiva, da so jih dolgo obravnavali kot pomoto. Iz zadnjega obdobja je znan primer Izraelskega kemika Dana Shechtmana, ki je leta 1982 izgubil službo, ker je bilo takrat njegovo odkritje kvazikristalov tako zelo revolucionarno, da ga je njegov nadrejeni spoznal za »očitno« napako. Leta 2011 je Schechtman za isto odkritje dobil Nobelovo nagrado za kemijo, kvazikristali pa so v zadnjih letih postali pomemben del znanosti s številnimi industrijskimi aplikacijami.

Še bolj je znan primer posebne teorije relativnosti Alberta Einsteina, ki je v začetku veljala za sporno. Zato Einstein leta 1921 zanjo ni dobil Nobelove nagrade, ampak so mu jo podelili za matematični opis fotoelektričnega pojava. V obeh primerih pa novo znanje ni ovrglo pravilnosti prejšnjega znanja, temveč ga je le nadgradilo. Angleški fizik Isaac Newton je že leta 1676 zapisal, da je videl dlje, ker je stal na ramenih velikanov. S tem je hotel reči, da je lahko prišel do svojih odkritij samo zato, ker je poznal raziskovalne dosežke fizikov pred njim.

Kdaj se znanost zmoti

Znanost napreduje po majhnih korakih. Ni popolna in na nek način se ves čas moti. Toda to še ne pomeni, da »znanost ne drži«, kar trdijo kreacionisti in nekatere druge skupine, ki zlorabljajo kritiko znanosti za ideološke namene.

Znanost se resda moti. Vendar se moti na »pravi način«. Po mojem mnenju je ravno to bistvena razlika znanosti v primerjavi z religijo, ki je absolutno »nezmotljiva«. Cilj znanosti je le en – da je v vsakem koraku, malce bližje resnici, kar se preverja s poskusi. Če neke hipoteze ni mogoče preveriti s poskusom, to potem ni znanost, ampak je bodisi filozofija bodisi religija. Zato znana teza, da je Bog ustvaril Vesolje, v znanosti ne pije vode, saj je edini »dokaz«, ki ga kreacionizem ponuja, dejstvo, da te teze ni mogoče niti ovreči, saj z eksperimenti ni mogoče neposredno dokazati, da ne drži.

Naravoslovna znanost poskuša z orodjem, ki ga imenujemo matematika, čim bolj natančno opisati pojave v naravi. Einsteinova teorija relativnosti ni ovrgla Newtonove teorije gravitacije. Obe teoriji sta veljavni. Le z uporabo Einsteinove teorije je mogoče bolj natančno opisati (modelirati) nekatere pojave v naravi – denimo (gibanje teles v gravitacijskem polju. Povedano drugače: Newtonove enačbe so bile dovolj natančne, da so človeka pripeljale na Luno. Niso pa dovolj natančne za delovanje navigacijskega sistema GPS v vašem mobilnem telefonu. Vendar niti teorija relativnosti ne more pojasniti vseh pojavov v naravi, zato tudi ta pomembna teorija nujno potrebuje nadgradnjo.

Spregledani prebojniki

V zgodovini znanosti je bilo veliko primerov, kjer novo prebojno znanje dalj časa ni bilo sprejeto. Pravzaprav je to bolj pravilo kot izjema. Do tega pa tako pogosto prihaja zaradi načina, kako znanost kontrolira vpeljavo novega znanja. To se v znanosti počne izključno z objavami znanstvenih člankov v znanstvenih revijah. Preden se objavi nov znanstveni članek, mora biti le ta znanstveno recenziran (angl. peer reviewed). Recenzenti pa naj bi bili znanstveniki, ki o tej tematiki največ vedo.

Po eni strani je to nujna varovalka znotraj sistema znanosti, ki naj bi preprečila objavo pomot in z naravo neskladnih spoznanj. Po drugi strani pa omogoča recenzentom, ki so praviloma avtorji obstoječih znanstvenih paradigem, da zavrnejo novo znanje zaradi svojega lastnega prepričanja ali nepripravljenosti na novo znanje.

Dokler gre za (ne)sprejemanje nadgrajevanja znanja, to še ni usodna napaka. Bolj narobe je, če se izvajajo raziskave na podlagi popolnoma napačnih znanstvenih teorij. Najbolj znan primer je Einsteinova vpeljava kozmološke konstante v splošno teorijo relativnosti, s katero je dosegel, da se njegov model Vesolja s časom ni širil. Šele leta 1929 je Ameriški astronom Edwin Hubble odkril, da se jate galaksij med seboj razmikajo, kar je bil neposreden eksperimentalni dokaz za širjenje Vesolja. Kasneje je Einstein vpeljavo kozmološke konstante razglasil za svojo največjo zmoto, saj bi brez njene vpeljave 18 let pred eksperimentalno potrditvijo, teoretično napovedal širjenje Vesolja.

Od znanosti pričakujemo, da bi morala biti stoodstotno objektivna, rezultati povsod jasni in nedvoumni. Vendar se v praksi izkaže, da skorajda nikoli ni tako. Rezultati eksperimentov so številke in grafi, ki jih je potrebno statistično obdelati. Pogosto so rezultati le rahlo nad mersko napako in šele s statistično obdelavo podatkov je mogoče izluščiti »pravilen« rezultat. Interpretacija rezultatov pa je pogosto subjektivna, saj se nanaša na znanstvenikovo predznanje o nekem problemu.

Če si vnaprej zastavimo želeni rezultat nekega eksperimenta, je veliko večja verjetnost, da ga bomo tudi dosegli, ugotavljajo psihologi. Temu fenomenu pravijo pojav samouresničujoče se prerokbe. Vsi naši postopki med eksperimentalnim delom – pipetiranje, mikroskopiranje, interpretacija rezultatov in statistične metode – nas podzavestno vodijo v potrditev vnaprejšnjih prepričanj. Pojav je zelo podoben človeški tendenci v iskanju smisla v naključnih vzorcih, kar velja za kockanje in druge igre na srečo.

Kriza ponovitve

Kakšne so torej rešitve za ta problem? Najbolj pravilen pristop je uvajanje slepih in šifriranih vzorcev, kjer prav do konca eksperimenta nihče od udeležencev ne ve, kateri od vzorcev je slep in kateri je pravi vzorec. Marsikje to že počnejo oziroma je postala ustaljena praksa. Vendar tega ni mogoče izvesti pri vseh raziskavah. Sam delujem na področju znanosti o materialih, kjer slepih vzorcev skorajda ne poznamo. Zato bi bilo najbolje uvesti sistemsko rešitev v obliki ponavljanja eksperimentov s strani drugih znanstvenikov na drugih raziskovalnih institucijah. Ne samo zato, da bi na ta način preprečili učinek samouresničljive prerokbe, ampak bi tako izločili še ostale dejavnike, ki povzročajo napake v rezultatih, saj je že dalj časa znano, da velik delež znanstvenih člankov vsebuje neponovljive rezultate.

Študija Univerze v Virginiji iz leta 2008 je pokazala, da je znanstvenikom uspelo ponoviti eksperimente z enakimi rezultati v samo 35 znanstvenih člankih od 97 analiziranih. Temu pojavu pravimo kriza ponovljivosti v znanosti. Žal pa trenutno namenimo izredno majhen del denarja za ponavljanje znanstvenih raziskav, ki bi odkrilo takšne zmote. Zato se ta problem trenutno samo še poglablja. Povečuje jo predvsem karierni pritisk, saj je poklic znanstvenika izrazito karierno naravnan. Število in kvaliteta objavljenih znanstvenih člankov imata neposreden vpliv na nadaljnjo poklicno pot raziskovalca. Temu pritisku v znanosti pravimo »objavi ali crkni« (angl. publish or perish). Zato sploh ni presenetljivo, da se število objavljenih znanstvenih člankov že vse od leta 1950 eksponentno povečuje, njihova kvaliteta pa postaja vse bolj vprašljiva.

Obupani znanstveniki zato pogosto podležejo pritisku, kar lahko vodi v napake. Te so lahko nenamerne, o katerih sem že govoril. Možne pa so tudi namerne. V raziskavi iz leta 2009, objavljeni v znanstveni reviji PLOS One, je kar dva odstotka znanstvenikov priznalo, da je v preteklosti že prirejalo rezultate raziskav. V teh primerih je šlo najpogosteje za majhne goljufije: v znanstvenem članku je na primer raziskovalec prikazal samo slike lepšega dela vzorca in ne celotnega. Vendar je takšne goljufije brez natančnega ponavljanja eksperimentov praktično nemogoče izslediti.

Za znanost bi bilo zato pomembneje, da spremenimo njen način delovanja – in ne predvsem, da ji namenimo več denarja. Znanstveni članki so koncept, ki je v veljavi že od leta 1665. Znanost je v tem času spremenila svet. Težko pa je verjeti, da ni spremenila sebe. Obstoječ sistem znanstvenih člankov ima številne slabosti. Največja je ta, da članki niso javno dostopni, čeprav so bile raziskave, ki vodijo do njih, v veliki meri financirane iz javnih sredstev. Druga velika težava je dolgotrajen proces, saj lahko od zaključka raziskave do objave znanstvenega članka traja leto dni ali več. Torej sam način sprejemanja znanosti upočasnjuje znanost, kar v duhu vse hitrejšega razvoja ni več sprejemljivo.

Znanost zato v zadnjem času kar sama kliče po reformah. Nujno bi bilo ukiniti plačevanje znanstvenih člankov in uvesti odprte dostope do njih. Nekoč v prihodnosti pa upam, da bo prišlo do ukinitve znanstvenih člankov v obstoječi obliki. Kaj jih bo nadomestilo, je težko predvideti. Želel pa bi si, da bi bili to sodobni načini podajanja informacij, kot so podkasti, videi in infografike.

Submit a comment

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

Komentirate prijavljeni s svojim WordPress.com računom. Odjava /  Spremeni )

Google photo

Komentirate prijavljeni s svojim Google računom. Odjava /  Spremeni )

Twitter picture

Komentirate prijavljeni s svojim Twitter računom. Odjava /  Spremeni )

Facebook photo

Komentirate prijavljeni s svojim Facebook računom. Odjava /  Spremeni )

Connecting to %s

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.