科學家對數據也會有偏見嗎？

科學實驗的意義在於檢驗事實，在對實驗數據進行複雜的分析過程中，存在著這樣一種風險：研究人員會無意中將分析結果與自己的期望值靠攏。上世紀，包括費曼在內一些物理學家開始意識到這類令人擔憂的問題：對基本物理常數的最新計算中，結果通常更接近已發表的數值，而非考慮了標準測量誤差後所預期的值。他們意識到，研究人員更傾向去「認可」過去的結果，而非反駁它們，因而不符合他們期望的結果經常被系統性的排除或修改。

為了減少或消除這種潛在的偏見，研究員們開始將「盲法分析」應用到科學研究中。最常見的盲法研究應該是在藥物臨床試驗中的使用，患者在不知情的情況下服下實際藥物或安慰劑。這種方法能幫助研究人員判斷治療的結果是源自於治療本身還是患者認為接受了治療的信念。

除此以外，盲法研究在粒子物理學和天體物理學中也運用廣泛。這個方法的價值在物理學家們試圖尋找到隱藏在背景雜訊中的微小的效應時更尤為突出，因為問題的關鍵在於找尋現有模型中沒有考慮到的新事物的存在。例如大型強子對撞機(LHC)實驗中發現的希格斯玻色子，以及升級後的LIGO探測器偵測到的引力波。

Kavli粒子天體物理學與宇宙學研究所(KIPAC)最近舉辦了一次關於盲法分析的研討會，主旨是討論如何避免研究人員的期望影響分析結果。KIPAC的博士後伊利莎白?克勞斯(Elisabeth Krause)是這次研討會的主要組織者，她探討了如何將盲法分析與下一代天文觀測結合，從而能更精確了解宇宙是由什麼構成的，以及宇宙演化是被如何推動的。她說：

科學分析是個迭代的過程，過程中我們會對理論模型進行一系列微小的調整，直到模型能準確的描述實驗數據。我們所掌握的先驗知識在每個分析步驟中都有可能引導我們進行調整的操作，而盲法分析則有助於我們做出獨立和更好的判斷。

這次研討會的其中一個結果是發現：盲法研究中不存在一個對任何實驗都完全通用的萬能方法，每個實驗盲法分析都需單獨設計。並且盲法分析不代表「全盲」，也需根據每個實驗的數據類型，留下足夠研究人員進行有效分析的信息。

一種常見的方法是將分析僅基於一部分數據，去除會被隱藏的異常部分。被排除的數據被稱作「黑箱子(black boxes)」。

就拿希格斯玻色子的搜索過程為例：通過分析LHC在2011年年底前收集的數據，研究人員發現一個異常凸起，這可能代表了一個質量約為125GeV的新粒子的存在。當他們看新數據時，故意「隔離」了這個凸起周圍所代表的質量範圍(關入小黑箱)，只分析餘下的那些能確保使用的模型足夠準確的數據。然後他們「打開箱子」，將同樣的模型應用到這些未觸動過的區域，發現那個凸起正是我們苦苦尋找的希格斯粒子。

對希格斯粒子研究者來說，「黑箱子」方法很有效。但是，研討會上一些參與到大型地下氙實驗(LUX)的科學家表示，「黑箱子」方法不適用於分析LUX實驗，因為如果故意不看的數據中有包含對了解、完備理論模型很關鍵的異常事件，那麼問題就來了。

LUX最近完成了世界上最靈敏的搜索之一 ——對暗物質的假想粒子WIPM的探測。 LUX的科學家已經做了大量的工作來確保LUX免受背景粒子的影響。他們將探測器置於無塵室中，用凈化過的液體填充探測器，將其包圍屏蔽並放置在離地面一英里的地下。儘管如此，仍有少數雜散粒子存在，因此科學家們則需要查看所有的數據來找到和排除這些粒子。

LUX研究人員選擇了不同的盲法進行分析。他們使用的不叫「黑盒子」，而是一個叫做「加鹽(salting)」的過程。他們讓沒有參與到最新的LUX數據分析的科學家在數據中認為的添加一些事件，讓這些事件看起來與真實的一樣。就像盲法藥物試驗中的患者一樣，LUX的科學家不知道他們正在分析的是真實數據還是「安慰劑」數據。一旦分析完成，那些「加鹽」的科學家再透露出哪些事件是虛假的。

LIGO的科學家就使用了類似「加鹽」的技術，這個方法最終讓他們首次探測到在時空中微不足道的漣漪——引力波。

此次KIPAC舉辦的盲法分析研討會專註於未來的太空巡天，包括對暗能量和宇宙微波背景輻射(CMB)進行前所未有的測量，這些結果將極大的幫助宇宙學家更好地理解宇宙的演化。

暗能量被認為是導致宇宙加速膨脹的神秘力量；CMB則是散布在整個天空中的非常微弱的微波，它是宇宙中最古老的光，在宇宙誕生後的約38萬年的時候出現。為了揭開暗能量的神秘屬性，暗能量科學合作(DESC)正在準備分析從大型綜合巡天望遠鏡(LSST)中得到的數據。憑藉LSST獨有的3.2千兆像素相機，數十億星系都能被觀測到，而這些星系的分布被認為受到暗能量的強烈影響。

克勞斯也同為DESC的成員，她說：

盲法將幫助我們尋找那些獨立於過去研究中眾所周知的宇宙學含義的星系的性質。

DESC的計劃是在研究人員進入分析前，扭曲星系的圖像，對成員的先前知識進行盲化。

但並不是科學界的所有人都相信盲法是必要的。盲法分析比非盲分析更為複雜，且需要花費更多的時間才能完成。因此參與盲法分析的科學家不可避免地需要花更長的時間處理假數據，這讓他們覺得是種浪費。

然而還是有許多人提倡使用盲法，KIPAC的天體物理學家阿倫?盧德曼(Aaron Roodman)在過去20年中一直使用盲法分析。他說：

盲法分析在粒子物理學中已經變得相當標準。它們對下一代宇宙學研究中去除偏見至關重要，特別是當研究成本很高時。例如，我們只會建造一個LSST這樣規格的望遠鏡來讓我們看到前所未見的景象。

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