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两则科研故事

已有 2420 次阅读 2018-1-17 09:48 |系统分类:科研笔记

文/徐耀中国科学院西安光学精密机械研究所,研究员。)

避免“小错误导致大问题”

   科研中因小错误引发大问题的情况很常见,大到航天发射失败、小到发表的论文被撤回。为了避免小错误导致大问题,研究人员必须对原始数据有充足的了解,必须能够判断数据的真伪和对错,这就要求科研人员经常亲临科研第一线;即使不能做到经常亲临科研现场,也应该对数据的疑点保持警惕、追根问底。

   现在高校和科研单位的大多数科研工作实际上由研究生完成,有些研究生缺乏科研基础和科研热情,也不够认真和细心,这样的现实情况经常会导致一些研究数据不准确或者数据分析不准确。如果我们对有问题的原始数据全盘接受,就会作出错误的判断。这样包含错误的工作一步步推演、放大,就可能造成大问题。

   我和一个研究生讨论样品的热重分析结果时,发现该研究生把样品加热后的失重计算区间搞错了,以至于所得失重数值不合理。如果我当时采信了这个研究生的分析报告,就会对化学合成产生错误判断。对存疑的数据,我一般会要求研究生拿出原始曲线、照片等给我看。于是,我和这个研究生一起对着电脑屏幕计算样品的失重数值,发现了错误并及时纠正了错误。在日常科研中,类似的情况还有很多,我们必须把错误扼杀在原始数据阶段,不让错误传递下去。

   还有一种小错误是由“想当然”造成的。我们曾有一个研究生做了一项科研工作,他把二异氰酸酯和有机胺放在一起反应。当时,我们从教科书上得知这种反应很容易进行,所以想当然地认为我们设计的反应“应该”能够反应完全。可是后来我们换了一种溶剂再做这个实验,却发现反应物不能全部转化,于是我们重复之前的实验,发现反应同样不能彻底。推测原因,可能是二异氰酸酯中一个官能团反应后分子变大很多,空间位阻增加导致另一个官能团反应变慢。于是,我们调整了加料顺序,结果有所改善。这个例子就说明“想当然”容易犯错误——如果将我们原本“想当然”的这个合成反应放大,结果一定不可控。

   注意观察是实验中一个重要的环节,决定了数据的可靠性,即便高度现代化的仪器所得的检测结果也可以被合理地怀疑。我们曾用X 射线衍射研究了3种玻璃材料,发现一个样品在不同的仪器上测得的X 射线衍射图大不相同。我认为是仪器操作的问题,可能是样品放置的高度不合理。为了搞清楚是怎么回事、应该采信哪一组数据,就需要自己去仪器旁边观察、继续验证。

   上述这些似乎都是小问题,但常常被研究者忽视或者轻信。研究者原先没想到会出现错误,这一方面是缺乏经验,另一方面是不注意观察导致的。这些小错误延续下去就是大问题。很多科研工作者拿着自己的研究生做出来的初步结果到处吹嘘,甚至拿到企业去放大生产,结果企业损失大量资金,科学家损失学术声誉。因此,科研工作者必须对自己手里的数据有十足的把握,以避免小错误引发大问题。


应仔细校订论文的清样

  论文被学术刊物的编辑接收,可喜可贺。很多人以为论文被接收就万事大吉了,但这并不是结束。论文发表之前还有一个重要步骤:校订论文清样,这是对论文把关的最后机会。论文一旦出版,就成了“白纸黑字”,如果有错误,就会造成不好的影响。我就曾经因校订清样的问题而闹心。

   一个学生的两篇论文出了同样的数据问题,被我在校订清样时发现了。他使用了固体硅核磁共振数据,按照不同化学环境,硅原子的核磁化学位移分为QTDM 4 组峰,其中Q 峰又包括Q1Q2Q3Q4 4 个峰,T 峰包括T1T2T3 3 个峰,D 峰包括D1D2 2 个峰。这样,对于带有多种有机基团的硅原子,往往需要通过分峰来确定不同硅原子的含量。问题就出在这里了。在同一个表格里,学生把计算得到的单个峰面积占所有峰总面积的比值(可以认为是相对值)和依此折算的不同硅原子在样品中的百分含量(可以认为是绝对值)搞混了,而后者的计算要根据硅原子上带有不可水解基团的数量进行加权。这也是我改论文时的疏忽所致。以前我对学生论文里的数据都会认真核对,尤其是表格,但在改这两篇论文时却疏忽了。发现问题了,怎么办?一般在校订清样时,只能改正文字的疏漏、排版的问题,而不能修改数据。但也不能让错误印在纸上,于是我们还是实事求是地改正了数据错误。

   这个例子说明,在论文最终出版前,作者一定要对论文的每一个细节认真负责,千万不要让错误变成“白纸黑字”。

   有一次,我们的另一篇论文经过校订后,已经在期刊的网站上登出来了,但这时我才发现一幅图里的两个区域标记弄反了。我马上给编辑写了一封信,说明这个问题。编辑很快回信,说可以把印刷版和网页上链接的PDF 文件改正过来,而不能修改已经做成的html 网页文件。他还说感谢我们,让他们避免刊出一个正式的勘误。

   还有一次,我发现编辑在排版时把一篇论文的两个段落颠倒了位置,还有丢掉上下标、公式里大小写符号搞错等等问题。在我看来,这些情况发生的后果远比语法问题严重。

   我们知道,写论文、改论文需要精雕细琢。而校订清样,正是论文发表前的最后一道质检和微调工序。作者应该非常认真地对待清样校订,而不能轻视——这是对读者负责,对自己的学术名誉负责,也是对学术期刊负责。        

栏目主持人马臻,电子信箱:zhenma@fudan.edu.cn



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