《學術不端：一把鋒利的鑰匙》系列之一

開篇辭

科學是人類最崇高的事業，它為人類帶來了理解自然的歡愉和實在的生存能力的提升。職是之故，人們從來不吝嗇對科學家最真誠的讚美和敬仰，並向他們獻上真金白銀的獎賞。這讓科學的領地也變成了不折不扣的名利場，對科學的追求於不知不覺間轉化成了對金錢與權利的追逐。這個世界上有太多的對科學家的誘惑，多到讓人不由得想走歪路。科學家按理說應該是情操高尚的毛驢，可是，情操再高尚的毛驢，如果你老拿胡蘿蔔在它眼前晃悠，它也能把車拉到溝里。面對形形色色的看得見與看不見的利益，即便是素心之人也難免忘掉當初投身科學的初心，連牛頓這樣的科學巨擘也不能免俗，有段時間他老人家也弄了個皇家造幣廠的廠長當著。貪婪是資本的本性，人謂之「若有300%的利潤，它就敢冒絞首的風險」，這句話放在學術領域也一樣地那麼貼切。科學固然來不得半點虛假，但世界上從來都不缺少虛假的科學家。一些投身科學的人，一方面是為了名利，另一方面也是因為如今想做出點科學成就實在太難了（象物理學這種累積性的學科，往後只會越來越難），於是不惜發明和嘗試各種學術不端行為。從不知名的研究生，到資深教授以至諾獎得主，學術不端的群體從來都是前仆後繼、人才輩出。學術不端是一把鋒利的鑰匙，有人拿它開啟了金錢與權利的大門，換來不學無術的意氣風發；有人拿它割破了手指，落得個鮮血淋漓、身敗名裂。

如同虛空讓原子有了更真實的存在意義，虛假的科學和科學家中的騙子也更具教育意義，它們讓真正的科學和科學家顯得彌足珍貴。分析科學史上一些著名的學術不端案例，有助於提高後來者的分辨能力，也有助於一些還沒有科學傳統的地方早日建立起正確的科學發展觀。此外，認清和防止各種學術不端，不僅僅有助於避免人力、物力的浪費，更重要的是為了捍衛科學自身的價值觀。本系列擬對科學史上一系列重大學術不端案例進行深入剖析，以期引起公眾的思考，特別是希望能對未來的科學家們有所警醒，免除他們不慎割破手指的苦痛。若能於促進此地科學規範的建立有所助益，誠為作者所願也。

曹則賢

2016年秋

撰文

曹則賢（中國科學院物理研究所研究員）

1

肖恩是誰？

肖恩 (Jan Hendrik Sch?n)，德國人，1970年出生於法國凡爾登，1997年在德國康斯坦斯大學 (Universit?t Konstanz) 獲得物理學博士學位，此後受雇於美國貝爾實驗室從事凝聚態物理和材料科學方面的研究（圖1）。僅僅在獲得博士學位4年以後，肖恩就已揚名於國際發表文章快手榜，達到了平均每8天一篇研究論文的速度，且都是發表在國際頂級雜誌上。肖恩那時儼然已是一顆耀眼的國際頂級學術明星，於2001年獲得 Otto-Klung-Weberbank 物理獎和 Braunschweig 獎，2002年獲得材料協會傑出青年研究者（項目）獎(Outstanding Young Investigator Award of the Materials Research Society)。甚至有人認為，憑藉著在C60中實現了 52 K超導這一輝煌成績，肖恩獲得諾貝爾物理學獎也是指日可待的。

圖1. Jan Hendrik Sch?n

肖恩的姓 Sch?n 在德語中作為形容詞是美麗的、漂亮的意思。從肖恩發表的文章目錄來看，他的科研成績簡直漂亮得不能再漂亮了（圖2），配得上 Sch?n 這個姓。可是，德國人是從骨子裡頭就講究辯證法的，在德語中 sch?n 還是糟糕的、不妙的意思。當德國人說 「Es is sch?n, es is doch sch?n」時，你可別光理解成了 「漂亮，真蓋了帽了」，它還可以理解為「行啊，你真行啊」。耀眼到令人炫目的學術明星肖恩，似乎遭了這句話的詛咒，很快就看到了末日的來臨。如今若人們問起誰是近幾十年里最大的論文造假聖手，答案一定是「Es is Sch?n, es is doch Sch?n.（是肖恩，就是肖恩。）」

圖2. 肖恩於2003年被撤銷的7篇Nature論文

2

肖恩的學術造假

科學之讓學術造假者最不爽的特性之一是，當有人宣布了某個了不得的新進展時，它總會吸引一大撥人一擁而上來分一杯羹。當肖恩於2000年在 Nature 上連續發表了有關「單分子半導體」的研究成果而引起巨大轟動時，一些物理領域的同行就注意到了他的數據存在反常。其中，普林斯頓大學的 Lydia Sohn 指出肖恩文章中在不同溫度下的實驗結果卻有完全相同的雜訊。當 Nature 雜誌向他指出這一點時，肖恩的解釋是自己不慎將同一個張圖用了兩次。然而，很快康奈爾大學的 Paul McEuen 就在描述第三個實驗的一篇文章中發現插圖用了同樣的雜訊（圖3），其它的數據重複使用問題也陸續被指出來（圖4）（作者註：由此可見肖恩這類的著名物理學家/材料學家的數學底子很差，造這樣的一條曲線只不過用到最簡單的開關函數加隨機函數，有必要重複使用嗎？不得不說的是，造假數據也要講科學，而且不能偷懶。不同設備、不同的物理過程，其產生的雜訊之特徵是不同的。對背景雜訊的分析（求譜分布、關聯等），本身就是科學。尤其重要的是，雜訊時常是我們未關注或者未知的決定性過程造成的，在懂行的人眼中連雨打芭蕉這樣讓人安靜入眠的雜訊都是非常有規律的。這一點，造假的朋友們不可不知）。至此，肖恩學術造假的問題受到了美國學術界的關注。

圖3. 肖恩在Nature 413, 713(2001), Science 287, 1022(2000)和 Science294, 2138(2001)三篇文章中用的三張圖，其中最左邊和最右邊圖中的曲線是由同一條曲線縮放得來的，中間圖中的曲線略有改動。而且三幅圖竟然都是Fig.4欸！！！

圖4. 肖恩在2001年一篇Nature 文章中(J. H. Sch?n, Hong Meng, Zhenan Bao, Self-assembled monolayer organic field-effect transistors, Nature413, 713–6.(2001))的Fig.2(左)和Fig.3(右)。這篇文章報道的是自組裝單層有機場效應管的研製，Fig.2和Fig.3是用兩種不同有機分子實現的場效應管的特徵曲線。人們發現其中Fig.3中的三條曲線就是Fig.2中相應門電壓下的曲線，只是簡單地做了一下縮放。這說明到了2001年，在系列造假得手後，肖恩連造假圖都懶得費心了。注意，此篇文章的兩個合作者的姓名似乎大概可能碰巧都是漢語拼音。

肖恩引起學術同行的關注當然是因為他的文章目錄太引人注目了。有多引人注目呢？在肖恩學術造假被定性以後，據不完全統計，其被撤銷的論文就包括 Science 9篇，Nature 7篇(圖2)，Advanced Materials 3篇，Applied Physics Letter 11 篇，Physical Review B 6篇，Physical Review Letters 1篇。這樣的成績，實在是 too sch?n to be true（太漂亮了，不可能是真的）。

3

肖恩被揭穿後各方的反應

肖恩文章中的一些問題被舉報後，2002年5月肖恩的東家貝爾實驗室迅速成立了專門的調查委員會。委員會詢問了肖恩的主要合作者，查看了實驗記錄（肖恩竟然沒有實驗記錄本）和原始數據（肖恩說因為磁碟空間不夠刪了），於當年9月宣布認定肖恩存在嚴重的學術不端行為。委員會認定所有的不端行為是肖恩一人所為，與合作者無關。肖恩因為學術不端失去了在美國的工作，從此從學術界銷聲匿跡，其博士學位也被康斯坦斯大學在2004年吊銷（作者註：德國規定，因為非學術的不名譽行為，學位也可能會被吊銷）。康斯坦斯大學物理系羞憤地宣稱「這是過去50年里物理學界最大的醜聞」。

肖恩東窗事發後各方的反應是非常值得探討的。首先，美國學術界迅速組織起了官方的調查委員會，並在4個月後公開發布了明確的調查結論，這表明美國學術界有非常強的自我糾錯功能。其次，肖恩的三個多篇文章的主要合作者(圖5)，都是非常優秀的科學家，紛紛撇清關係，其中 Batlogg 還說出了如下名言：「If I』m a passenger in a car that drives through a red light, then it』s not my fault（我是一輛車裡的乘客，那車闖紅燈可不是我的錯）」，反映了十足的世態炎涼。當然了，調查委員會也確實宣稱不端行為與此三位主要合作者無關，但其中的女性合作者卻因為可能錯失諾貝爾獎因此迅速失去了被她的祖國高薪引進的機會，殊為可惜。更有趣的是 Nature 和 Science 兩家雜誌與幾位知名諾獎得主的反應。Science 雜誌時任主編 Donald Kennedy 辯稱： 「There is little journals can do about detecting research misconduct（鮮有雜誌能辨識研究不端行為）」，而 Nature 雜誌負責物理學科的編輯 Karl Ziemelis 則乾脆大呼冤枉: 「Nature was an obvious scapegoat.（Nature 顯然是替罪羊。）」 不過，那些文章老是被 Nature 和 Science 拒稿的諾貝爾物理學獎得主，如 Laughlin（1998年度）和 Anderson（1977年度），可不會錯過這個聲討的機會。Anderson乾脆寫道：「These two industry-leading publications……decide for themselves what is good science — or good-selling science.（這兩家出版巨頭……它們自己決定了什麼是好的科學——或者說是好賣的科學。）」

圖5. 得意時刻的肖恩與他的三位主要合作者

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肖恩造假成功的奧秘

肖恩在短短的 4～5 年時間內在頂級雜誌上發表了那麼多的虛假結果，一定有其過人之處。筆者覺得，抓住了學科追逐的關鍵詞和依託具有極高學術信譽的研究機構是肖恩成功的兩大秘訣。瀏覽肖恩的文章，會發現其關鍵詞為超導、有機材料（塑料)、場效應管和單分子，都是時髦的且是暗合時代潮流的關鍵詞。超導1972年就獲得了諾獎，獲得更高超導溫度和意想不到的超導新材料一直是超導研究的兩大方向，也一直是冒險家的樂園（注意近期的發現室溫超導體的報道)；有機材料（塑料）的應用是對固體物理的反動，若能做成電子學器件必能降低成本（那時導電高分子剛獲得2000年諾貝爾化學獎）；場效應管是迎合信息時代高存儲密度的需求；而單分子則把這個對高存儲密度的迎合提到了物理極限。這幾個關鍵詞放到一起，就構成了物理兼及材料科學部分前沿的忽悠集大成。

肖恩成功的另一個重要因素是其依託單位極高的學術信譽。貝爾實驗室在凝聚態物理方面有輝煌的歷史，超導機理、三極體和電荷轉移器件都是出自這個實驗室。因此，當來自頂級雜誌編輯部、由貝爾實驗室那裡的科學家投遞的稿件擺在眼前時，一般審稿人會允其通過，也是情理之中的事情。畢竟，審稿人和雜誌沒有判斷投稿人是否故意造假的義務和意願。

肖恩的故事，成就了學術不端歷史上十分輝煌的一頁。然而，肖恩的作為既不是前無古人，也未必會後無來者。科學不端行為因為是科學家欺騙科學家的行為，其精彩程度常常在我們意料之外，自是其應有之義。Es is sch?n, es is doch sch?n （好看，確實好看）！

——待續

作者友情提示：

有心人切不可把此系列中的內容看作是教您造假的教程。 須知懂得如何學術造假和如何分辨學術造假是一個硬幣的兩面，有魔就有道。肖恩給我們的教訓是，當一顆造假明星璀璨得光芒萬丈（比如接近諾貝爾獎甚或得了諾貝爾獎以後）時，他文章中「曲線的雜訊」就真的會發聲了。

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