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晶体学结构数据须可重复验证 精选

已有 7202 次阅读 2010-9-20 13:12 |个人分类:未分类|系统分类:观点评述

科学的特征之一是其数据和结果必得经受重复验证,晶体学结构数据也不例外。不论是天然的还是合成的同一物质,不论是在中国还是在世界其它地方测定的,只要实验条件相同其测定的结果必定都能重复。纵有实验误差和判断失误,经过校正终归得到的一致的结论。对于严肃的科学家而言实验数据既是可爱又令人敬畏,如篡改数据终有一天让你身败名裂。

 

晶体结构数据库的建立正是基于数据的可重复性。它的建立不仅有可能而且非常之必要, 因属于基础研究范畴的数据存库从此变成可与同行分享的社会财富,一般没必要再测定了。但这只对一般不涉及具有商业开发前途和科学重大突破的数据而言,呈特异性能材料和新药开发的数据仍有所保留。当年L.Pauling如拿到富兰克琳拍摄的DNA衍射数据,历史可能就不同了。

 

剑桥晶体数据中心(CCDC)的数据库(CSD)是有国际声誉的重要晶体学数据库之一。我不怀疑其非赢利性促进科学的积极作用,她的成功可是科学无国界的一个非常好的佐证。虽说收录的数据经过中心管理人员的核对,可能基于科学诚信普世原则,审订并不很严格。因而对其收录的结构数据包括空间群的判断,金属原子及其配位数的指定等等不断在被修订。

 

CCDC按近年不断发生的新情况正在努力地改进工作,提高服务的质量,更正做科学研究难免的无意或诚实的失误,同时剔除那些故意造假或不存在的虚假结构和垃圾数据等。试问,发现失误和造假难不难?由于晶体结构测定涉及大量的强度数据的拟合,初看起来好像难度不小。特别是不可能对大量的结构一一重复验证难免让个别勇夫企图“以身试法”。就故意造假而言,眼下看来其手法大致有三个层次:

1,         拔高测定的精确度。为研究成果得以发表,在结构解析完成后对反映测定的精度指标如R值和残余电子密度等作任意的修改,企图证明测定具有较高精度,以便符合发表要求。要知道R值并不是反映精确度的唯一指标。而实际上由于难以培养合适大小和品质优良的单晶,对一个有特殊活性或新奇结构的晶体,得到R值偏高的结果仍是受欢迎的,但不包括像Acta Cryst.单纯发表晶体结构的杂志。

 

2,         强调测定的首创性。为此,将对参考文献作选择性的引用,结构类型相似的工作也视而不见”。甚至于任意篡改键长和温度因子等参数,以期证明测定前无古人。值得注意的是,这类不端行径多事发于金属有机化合物,有趣的是至今未见诸于单纯的有机物,这是我们和国外同行所得到的一致结论。这一类的问题通过对中心金属原子进行“键价计算”立即可作出最终裁决,在这方面我们做过不少工作。

 

3,         动用原始衍射强度数据炮制虚幻的结构。这是近年国内外出现的可怕的深度造假,此时前述的方法无法作出判断了。例如利用一套(!)实验强度数据,仅对单胞参数做些微调,即可进行结构最小二乘精修轻易得到自然界根本不存在的虚假结构。不断微调单胞参数等就可不断炮制结构!这就是国际晶体学会(IUCr)现主席S. Larson教授在今年“ IUCr通讯 ”首期上再次提出投稿要求提交强度数据的原因。

 

   在此揭示结构测定的学术不端行径,目的是要杜绝不端行为的继续发生,而不是其它。我国在小分子晶体结构研究领域曾有很高的国际声誉,是我们的一个强项,实应倍加珍惜。现从事有关研究的队伍浩浩荡荡,其中不乏像搞化学合成和理论计算等非晶体学的科学家。因此,出现无意的失误不足为奇也不可怕,因结构经修订还是有用并仍将保留在数据库中。相反地,有意篡改数据将会无法挽救,唯一的办法是将其删除以保证数据库的纯洁和权威。

 

众所周知,数据库是极其宝贵的战略储备,有待于我们去开发利用,这是目前我们难以预计的一个广阔平台,不知道将来会产生什么样的成果,比如仅单纯理论分析也就可能引出新药物或特殊材料。的确,看起来你完全可不用亲自再做实验,只因有人已经为你代劳了。但这是基于数据库所存数据不被污染,也就是为什么总有一批人在做数据修订的“笨科研”。诚实地对待每一个实验数据吧,千万不要随心所欲任意篡改,它们是要经受反复地验证的!

 

晶体学检测程序的开发最早可追溯到上世纪60年代末期,晶体结构测定高度自动化仪器出现之后。仪器性能提高了,基础知识勿视了。不仅如此,依靠仪器大量出成果的欲望提升,有问题的结构报告也越来越多了,相应的,检测程序越来越好。当前最权威的检测程序要推PLATON, 今年7月A.L.Spek荣获美国晶体学会 Trueblood奖真是名下无虚。但是任何程序并非万能,不然井岗山大学70个虚假晶体结构的论文怎会前后三年相继出现在 Acta Cryst. E 版上?

 

因此,还要大声呼唤科学道德的重建和优良学风的回归,还学术以神圣,还科学家以尊严!在强调诚信的同时我们还要呼吁重视提高学术水平, 尽量避免不必要的甚至于是很基本的失误。希望年内我们能提出有关的第一批修订新成果, 与同行进行交流共同提高。



学术不端
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