论文造假圣手肖恩 | 《学术不端：一把锋利的钥匙》系列之一
科学是人类最崇高的事业，它为人类带来了理解自然的欢愉和实在的生存能力的提升。职是之故，人们从来不吝啬对科学家最真诚的赞美和敬仰，并向他们献上真金白银的奖赏。这让科学的领地也变成了不折不扣的名利场，对科学的追求于不知不觉间转化成了对金钱与权利的追逐。这个世界上有太多的对科学家的诱惑，多到让人不由得想走歪路。科学家按理说应该是情操高尚的毛驴，可是，情操再高尚的毛驴，如果你老拿胡萝卜在它眼前晃悠，它也能把车拉到沟里。面对形形色色的看得见与看不见的利益，即便是素心之人也难免忘掉当初投身科学的初心，连牛顿这样的科学巨擘也不能免俗，有段时间他老人家也弄了个皇家造币厂的厂长当着。贪婪是资本的本性，人谓之“若有300%的利润，它就敢冒绞首的风险”，这句话放在学术领域也一样地那么贴切。科学固然来不得半点虚假，但世界上从来都不缺少虚假的科学家。一些投身科学的人，一方面是为了名利，另一方面也是因为如今想做出点科学成就实在太难了（象物理学这种累积性的学科，往后只会越来越难），于是不惜发明和尝试各种学术不端行为。从不知名的研究生，到资深教授以至诺奖得主，学术不端的群体从来都是前仆后继、人才辈出。学术不端是一把锋利的钥匙，有人拿它开启了金钱与权利的大门，换来不学无术的意气风发；有人拿它割破了手指，落得个鲜血淋漓、身败名裂。
如同虚空让原子有了更真实的存在意义，虚假的科学和科学家中的骗子也更具教育意义，它们让真正的科学和科学家显得弥足珍贵。分析科学史上一些著名的学术不端案例，有助于提高后来者的分辨能力，也有助于一些还没有科学传统的地方早日建立起正确的科学发展观。此外，认清和防止各种学术不端，不仅仅有助于避免人力、物力的浪费，更重要的是为了捍卫科学自身的价值观。本系列拟对科学史上一系列重大学术不端案例进行深入剖析，以期引起公众的思考，特别是希望能对未来的科学家们有所警醒，免除他们不慎割破手指的苦痛。若能于促进此地科学规范的建立有所助益，诚为作者所愿也。
曹则贤
2016年秋
曹则贤（中国科学院物理研究所研究员）
肖恩 (Jan Hendrik Schön)，德国人，1970年出生于法国凡尔登，1997年在德国康斯坦斯大学 (Universität Konstanz) 获得物理学博士学位，此后受雇于美国贝尔实验室从事凝聚态物理和材料科学方面的研究（图1）。仅仅在获得博士学位4年以后，肖恩就已扬名于国际发表文章快手榜，达到了平均每8天一篇研究论文的速度，且都是发表在国际顶级杂志上。肖恩那时俨然已是一颗耀眼的国际顶级学术明星，于2001年获得 Otto-Klung-Weberbank 物理奖和 Braunschweig 奖，2002年获得材料协会杰出青年研究者（项目）奖(Outstanding Young Investigator Award of the Materials Research Society)。甚至有人认为，凭借着在C60 中实现了 52 K超导这一辉煌成绩，肖恩获得诺贝尔物理学奖也是指日可待的。
图1. Jan Hendrik Schön
肖恩的姓 Schön 在德语中作为形容词是美丽的、漂亮的意思。从肖恩发表的文章目录来看，他的科研成绩简直漂亮得不能再漂亮了（图2），配得上 Schön 这个姓。可是，德国人是从骨子里头就讲究辩证法的，在德语中 schön 还是糟糕的、不妙的意思。当德国人说 “Es is schön, es is doch schön”时，你可别光理解成了 “漂亮，真盖了帽了”，它还可以理解为“行啊，你真行啊”。耀眼到令人炫目的学术明星肖恩，似乎遭了这句话的诅咒，很快就看到了末日的来临。如今若人们问起谁是近几十年里最大的论文造假圣手，答案一定是“Es is Schön, es is doch Schön.（是肖恩，就是肖恩。）”
科学之让学术造假者最不爽的特性之一是，当有人宣布了某个了不得的新进展时，它总会吸引一大拨人一拥而上来分一杯羹。当肖恩于2000年在 Nature 上连续发表了有关“单分子半导体”的研究成果而引起巨大轰动时，一些物理领域的同行就注意到了他的数据存在反常。其中，普林斯顿大学的 Lydia Sohn 指出肖恩文章中在不同温度下的实验结果却有完全相同的噪声。当 Nature 杂志向他指出这一点时，肖恩的解释是自己不慎将同一个张图用了两次。然而，很快康奈尔大学的 Paul McEuen 就在描述第三个实验的一篇文章中发现插图用了同样的噪声（图3），其它的数据重复使用问题也陆续被指出来（图4） （作者注：由此可见肖恩这类的著名物理学家/材料学家的数学底子很差，造这样的一条曲线只不过用到最简单的开关函数加随机函数，有必要重复使用吗？不得不说的是，造假数据也要讲科学，而且不能偷懒。不同设备、不同的物理过程，其产生的噪声之特征是不同的。对背景噪声的分析（求谱分布、关联等），本身就是科学。尤其重要的是，噪声时常是我们未关注或者未知的决定性过程造成的，在懂行的人眼中连雨打芭蕉这样让人安静入眠的噪声都是非常有规律的。这一点，造假的朋友们不可不知）。至此，肖恩学术造假的问题受到了美国学术界的关注。
图4. 肖恩在2001年一篇Nature 文章中(J. H. Schön, Hong Meng, Zhenan Bao, Self-assembled monolayer organic field-effect transistors, Nature 413, 713–6.(2001))的Fig.2(左)和Fig.3(右)。这篇文章报道的是自组装单层有机场效应管的研制，Fig.2和Fig.3是用两种不同有机分子实现的场效应管的特征曲线。人们发现其中Fig.3中的三条曲线就是Fig.2中相应门电压下的曲线，只是简单地做了一下缩放。这说明到了2001年，在系列造假得手后，肖恩连造假图都懒得费心了。注意，此篇文章的两个合作者的姓名似乎大概可能碰巧都是汉语拼音。
肖恩引起学术同行的关注当然是因为他的文章目录太引人注目了。有多引人注目呢？在肖恩学术造假被定性以后，据不完全统计，其被撤销的论文就包括 Science 9篇，Nature 7篇(图2)，Advanced Materials 3篇，Applied Physics Letter 11 篇，Physical Review B 6篇，Physical Review Letters 1篇。这样的成绩，实在是 too schön to be true（太漂亮了，不可能是真的）。
肖恩文章中的一些问题被举报后，2002年5月肖恩的东家贝尔实验室迅速成立了专门的调查委员会。委员会询问了肖恩的主要合作者，查看了实验记录（肖恩竟然没有实验记录本）和原始数据（肖恩说因为磁盘空间不够删了），于当年9月宣布认定肖恩存在严重的学术不端行为。委员会认定所有的不端行为是肖恩一人所为，与合作者无关。肖恩因为学术不端失去了在美国的工作，从此从学术界销声匿迹，其博士学位也被康斯坦斯大学在2004年吊销（作者注：德国规定，因为非学术的不名誉行为，学位也可能会被吊销）。康斯坦斯大学物理系羞愤地宣称“这是过去50年里物理学界最大的丑闻”。
肖恩东窗事发后各方的反应是非常值得探讨的。首先，美国学术界迅速组织起了官方的调查委员会，并在4个月后公开发布了明确的调查结论，这表明美国学术界有非常强的自我纠错功能。其次，肖恩的三个多篇文章的主要合作者(图5)，都是非常优秀的科学家，纷纷撇清关系，其中 Batlogg 还说出了如下名言：“If I’m a passenger in a car that drives through a red light, then it’s not my fault（我是一辆车里的乘客，那车闯红灯可不是我的错）”，反映了十足的世态炎凉。当然了，调查委员会也确实宣称不端行为与此三位主要合作者无关，但其中的女性合作者却因为可能错失诺贝尔奖因此迅速失去了被她的祖国高薪引进的机会，殊为可惜。更有趣的是 Nature 和 Science 两家杂志与几位知名诺奖得主的反应。Science 杂志时任主编 Donald Kennedy 辩称： “There is little journals can do about detecting research misconduct（鲜有杂志能辨识研究不端行为）”，而 Nature 杂志负责物理学科的编辑 Karl Ziemelis 则干脆大呼冤枉: “Nature was an obvious scapegoat.（Nature 显然是替罪羊。）” 不过，那些文章老是被 Nature 和 Science 拒稿的诺贝尔物理学奖得主，如 Laughlin（1998年度）和 Anderson（1977年度），可不会错过这个声讨的机会。Anderson干脆写道：“These two industry-leading publications……decide for themselves what is good science — or good-selling science.（这两家出版巨头……它们自己决定了什么是好的科学——或者说是好卖的科学。）”
图5. 得意时刻的肖恩与他的三位主要合作者
肖恩在短短的 4～5 年时间内在顶级杂志上发表了那么多的虚假结果，一定有其过人之处。笔者觉得，抓住了学科追逐的关键词和依托具有极高学术信誉的研究机构是肖恩成功的两大秘诀。浏览肖恩的文章，会发现其关键词为超导、有机材料（塑料)、场效应管和单分子，都是时髦的且是暗合时代潮流的关键词。超导1972年就获得了诺奖，获得更高超导温度和意想不到的超导新材料一直是超导研究的两大方向，也一直是冒险家的乐园（注意近期的发现室温超导体的报道)；有机材料（塑料）的应用是对固体物理的反动，若能做成电子学器件必能降低成本（那时导电高分子刚获得2000年诺贝尔化学奖）；场效应管是迎合信息时代高存储密度的需求；而单分子则把这个对高存储密度的迎合提到了物理极限。这几个关键词放到一起，就构成了物理兼及材料科学部分前沿的忽悠集大成。
肖恩成功的另一个重要因素是其依托单位极高的学术信誉。贝尔实验室在凝聚态物理方面有辉煌的历史，超导机理、三极管和电荷转移器件都是出自这个实验室。因此，当来自顶级杂志编辑部、由贝尔实验室那里的科学家投递的稿件摆在眼前时，一般审稿人会允其通过，也是情理之中的事情。毕竟，审稿人和杂志没有判断投稿人是否故意造假的义务和意愿。
肖恩的故事，成就了学术不端历史上十分辉煌的一页。然而，肖恩的作为既不是前无古人，也未必会后无来者。科学不端行为因为是科学家欺骗科学家的行为，其精彩程度常常在我们意料之外，自是其应有之义。Es is schön, es is doch schön （好看，确实好看）！
——待续
作者友情提示：
有心人切不可把此系列中的内容看作是教您造假的教程。 须知懂得如何学术造假和如何分辨学术造假是一个硬币的两面，有魔就有道。肖恩给我们的教训是，当一颗造假明星璀璨得光芒万丈（比如接近诺贝尔奖甚或得了诺贝尔奖以后）时，他文章中“曲线的噪声”就真的会发声了。
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赛先生由百人传媒投资和创办，文小刚、刘克峰、颜宁三位国际著名科学家担任主编，告诉你正在发生的科学。上帝忘了给我们翅膀，于是，科学家带领我们飞翔。
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