你好，我是“智识前沿学者”、浙江大学教授王立铭。2020年7月6日，生命科学·巡山报告和你见面了。以后每个月的6日，我都会和你在这里见面，讨论过去的这个月全球生命科学领域发生的重大事件，看清它的来龙去脉，以及对我们可能的影响。
这次巡山，我们集中讨论一个生命科学领域刚刚发生的重大学术争端，并且从这个问题出发，讨论下科学探索的本质。
撰文 | 王立铭
你可能还记得，2019年12月份，中国学术界出过一个大新闻——中国著名的生物学家、中国工程院院士曹雪涛，被指控学术论文造假。短时间内，他实验室发表的数十篇论文被人指出，可能存在图片拼接、一图多用等问题。这个话题，我在巡山报告里也有所涉及。
“我仔细阅读了围绕这64篇论文的指控和讨论。我的看法是—— 有相当一部分指控看起来比较随意，不足以说明数据确实存在问题；但是至少有十几篇论文的图片确实存在明显的问题，比如不同的实验条件下展示的是完全一样的细胞显微图片。更重要的是，其中有几篇论文的问题看起来是相当明确的故意造假，比如一张图片经过旋转、剪切之后在另一个地方当成新图继续使用，或者本应是完整的图片却存在明确的拼接痕迹等等。在我看来，即便曹雪涛本人并未直接参与造假行为，但同一个研究组如此频繁地出现学术诚信问题，曹雪涛作为实验室负责人，当然无法逃避责任。”
在此之后，中国工程院、教育部等机构公开表态将进行调查。现在半年时间过去了，官方调查结果如何我们还不得而知。但是2020年6月26日，一个新进展出现了——国际著名的学术期刊《生物化学杂志》（JBC）公开发布了对12篇学术论文的正式关注，警告读者这些论文中的数据和结论可能存在问题，杂志社正在进一步调查。请注意，所有这12篇论文都来自曹雪涛实验室，其中相当部分在去年底已经被人指出可能存在造假问题 [1]。一本学术期刊，一次性对同一个实验室的12篇论文提出关注，这件事就算不是前所未有，也是非常稀罕，至少我没有听说过先例。当然，咱们要提醒一句，这件事本身并不能说明曹雪涛实验室的论文确实存在造假行为。要知道，造假在科学研究领域是一个异常严厉的指控，一旦坐实，当事者几乎不会再有混迹学术界的机会，甚至会被追究刑事或民事责任。因此，要证明这些论文存在伪造、歪曲、改变真实实验数据的行为，需要非常扎实的证据。在官方调查还没有进展的时候，来自学术期刊的调查，有希望推动这个过程，帮我们厘清真相、追究责任。这件事后续的进展，我也会继续为你追踪。为什么在科学研究领域，造假行为是不能被容忍和接受的，这你肯定明白。在以追求客观真相为唯一使命的事业当中，任何假的成分，都是对这项事业的一种玷污，对追求真相的同行的一种侮辱。造假当然不能容忍，但是另外一种行为——剽窃研究思路，可能黑白就不那么容易分辨了。本期巡山，我们就聊聊这个。我们从刚发生没多久的两条学术新闻说起——2020年4月30日，中国科学院上海神经所的科学家杨辉研究员，在著名学术期刊《细胞》杂志上发表论文。他们操纵老鼠体内一个名为PTB，也叫 PTBP1 的基因的活性，就能够将神经系统内主要起支持作用的胶质细胞，转变为能够起神经信号传递作用的神经细胞。我们知道，人类不少疾病都和神经细胞的大量异常死亡有关。比如，视网膜上的神经细胞大量死亡，会引起失明；大脑中的神经细胞大量死亡，会引起帕金森氏症、阿尔茨海默病等神经退行性疾病。因此，把胶质细胞变成神经细胞，就等于是人为制造出了大量全新的神经细胞，那理论上，就有可能补充死掉的神经细胞，治疗这些危险的疾病 [2]。在这篇论文里，杨辉实验室就在小鼠模型里做了这样的尝试。他们发现，操纵 PTBP1 基因确实能够在小鼠视网膜上、在小鼠大脑一个叫 “纹状体” 的区域里，人为制造出大量新的神经细胞，至少是部分恢复患病小鼠的视觉功能和运动功能。这项研究一发表，就吸引了国内外媒体和科学同行的关注。而到了2020年6月24日，美国加州大学圣迭戈分校的华人科学家付向东教授，在《自然》杂志发表了一篇学术论文。他同样证明，在小鼠大脑中操纵 PTBP1 基因能够制造大量神经细胞，恢复帕金森氏症小鼠的运动机能 [3]。在动物体内，只需要操纵一个基因就可以人为制造大量神经细胞，并且恢复神经系统的功能，这两项研究在科学概念和应用价值上当然都非常重要。已经有不少学术界同行围绕两篇论文里的技术细节展开了讨论，相信也会有很多人开始着手验证和继续深入研究了。在付向东教授的论文发表后不久，他就直接向中国科学院、科技部和国家自然科学基金委提交举报信，实名举报杨辉实验室发表的论文涉嫌剽窃和造假。造假的指控我们这里不详细展开了。我仔细读了两篇论文，也确实觉得杨辉的论文有些数据让人有点匪夷所思，比如为什么胶质细胞转化而来的神经细胞能够在短短几周内准确地将神经轴突投向特殊的大脑区域，比如为什么在大脑纹状体区域制造神经细胞也能治疗帕金森氏症（帕金森氏症模型中，大量死亡的多巴胺神经细胞本身并不在纹状体区域），等等等等。但是就像上面所说的，学术造假的讨论需要更扎实的调查和数据，更也不能说一个数据看起来不合常理就一定是错的（科学史上有大量的反例）。所以这里我们先按下不表。
这里咱们主要说剽窃的问题。在举报信里，付向东教授声称，自己实验室早在9年前就发现，操纵 PTBP1 基因能够将胶质细胞人工转化为神经细胞，在2013年也已经正式发表了这项结果 [4]。当时他们发现，PTBP1 这个基因在许多动物组织里都很活跃，偏偏在神经细胞里活性很低。根据这个发现，他们最终证明，如果人为把 PTBP1 基因的活性降低，就能强行改变细胞的命运，把很多其他种类的细胞转变成神经细胞。从那时候起，付向东实验室就开始探索这项研究发现的应用价值，历经波折后，终于在2020年6月正式发表研究成果，就是刚才我们提到的发表在《自然》杂志的结果。
而这封举报信里最重要的信息是，付向东教授说，在成果正式发表之前，他本人已经在国内外学术会议和交流活动上，多次分享这一研究项目的研究成果。特别，在2018年6月，他受邀在杨辉所在的中科院上海神经所做了学术报告，并且和杨辉深入分享了很多实验细节 [5]。因此他相信，杨辉剽窃了自己的研究思路，在此后快速重复了自己的研究工作，并且在自己之前抢先发表，涉嫌对自己研究思路的剽窃。而杨辉研究员本人也很快发布公开声明，否认了付向东教授的指控。他在声明中说，付向东实验室早在2013年就发表了 PTBP1 基因的初步研究，自己的论文其实借鉴的是付向东实验室早年公开发表的成果，和2018年付向东教授来访以及他作的学术报告无关。而且，两项研究技术路线完全不同，根本谈不上剽窃。至于付向东教授向自己分享技术细节的说法，更是毫无证据 [6]。目前，双方各执一词，真相可能尚未浮出水面。我个人认为，要得到真相也并非难事。毕竟杨辉研究员声称自己的研究思路是独立提出的，那他只需要出示一些简单的试验记录，证明自己在2018年6月付向东教授来访之前就已经开始了相关研究，就足以澄清一切剽窃研究思路的指控。但是在他的公开回应里，却对此避而不谈。请注意，刚刚发表的这两项研究，要是让外行来看，可能觉得相似的地方并不多。两个实验室的技术路线和观察指标都有不小的差别；操纵PTBP1 基因的方法更是几乎可以说完全不同—— 付向东教授用的是 RNA干扰和反义核苷酸的方法，而杨辉研究员用的是基于基因编辑的方法；同样是试图治疗帕金森氏症小鼠，两篇论文里制造神经细胞的大脑区域也不一样。但是请注意，两项研究最核心的概念—— 通过操纵 PTBP1 基因，在小鼠体内制造神经细胞、治疗神经退行性疾病，这个东西却是完全一样的。从这个角度来说，杨辉研究员的公开回应有点避重就轻，技术路线的差别无法用来证明研究思路的独立性。当然，这里要强调一句，这些都是基于当前公开信息的分析，最终结果如何，还需要更多的信息和正式调查才能最后下结论。请注意，同样是被人诟病的学术不端行为，造假和剽窃研究思路的行为，性质还真不太一样，很多人也会在这个问题上有点迷惑，觉得剽窃研究思路不算什么大事，甚至值得鼓励和支持。造假的危害我们已经说过了，科学研究的目标是客观真相，要是往里头掺假，或者故意歪曲实验数据让它看起来更合理，就是在动摇科学这项事业的根基。更有甚者，掺假的数据还会误导科学同行甚至是公众，让我们距离真相越来越远。而剽窃研究思路的危害，很多人会觉得，好像就没有那么明显了吧？这一方面是因为实验科学的特性。实验科学的研究者很喜欢说一句话，“idea is cheap, show me the data”，想法不值钱，数据才值钱。平心而论，这话不是完全没有道理。面对一个未知难题，谁都能想出不知道多少个天马行空的解释，真正难的是设计严格的实验去验证或者推翻这些想法。既然如此，我听一个学术报告，收获一个研究思路，然后赶紧动手验证，这不是挺好的吗？难道一个人提出一个思路，别人就永远不能碰了吗？所以，杨辉研究员也在公开回应里提到，“难道已经公开发表的基因就可以霸占，不允许其他人用新的技术来尝试吗？这和大佬圈地有何区别呢？”科学史上这样的公案还挺多。在生命科学领域，最著名的案例大概就是 DNA 双螺旋的发现。学术界今天基本有了共识，女科学家罗莎琳·富兰克林首先通过X射线衍射的方法研究了 DNA 分子的结构，而她的研究数据在自己不知情的情况下被分享给了两位竞争对手—— 詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克。沃森和克里克正是根据这些数据，很快提出了著名的 DNA 双螺旋模型，并因此获得诺贝尔奖，成为现代生物学的领军人物。另一方面，从法律规则上说，一个单纯的想法，如果没有正式申请专利或者变成具体的产品，又或者是明确的文字记录，比如正式发表的论文，是很难被有效保护的。毕竟，想法本身看不见摸不着，要是不需要客观证据，那谁都可以说自己曾经某年某月想过一个什么东西，然后借此要求什么利益。这岂不就乱了套了吗？既然如此，为什么我们还要在这里讨论付向东和杨辉的争议？既然研究发现基本一致，两个实验室也都发表了论文，具体是谁提出的想法、有没有剽窃研究思路，这事儿有那么重要吗？说得更赤裸裸一点，让不同实验室围绕一个研究思路开展竞争，看看鹿死谁手，岂不是还能促进竞争、提高效率吗？但是我想提醒你的是，如果你这么想，就大错特错了。剽窃研究思路的危害好像没有造假那么明确，但是我认为，这种行为对科学探索的破坏力，一点也不亚于造假。因为在人类诸多事业当中，科学探索是一种极端依赖交流、合作和分享的事业。在人类科学史上，除了极少数天才能够完全独立地做出一番成就之外，绝大多数时候，新的科学进展都离不开科学家之间密切的互动。很多时候，一个科学家的工作会建立在同行已经完成的工作的基础上，也会成为其他同行继续工作的基础；很多时候，一个科学家的工作要持续接受同行的建议和评价，帮助他持续修正自己的研究思路和方向；而在更多时候，科学家们在咖啡厅、酒吧甚至是海滩上的闲聊，会直接催生很多新鲜的甚至是革命性的研究思路。比如说，天才如牛顿，他提出的万有引力定律也建立在著名的开普勒三定律的基础上；而开普勒的发现，也离不开第谷·布拉赫几十年精确观测和记录下的行星运动轨迹。再比如说，生命科学领域最重要的技术发明之一—— 重组 DNA 技术，是两位美国科学家赫伯特·博尔和斯坦利·科恩，在1972年夏威夷的一次学术会议中，边啃三明治边构思出来的。而对研究思路，对研究想法的剽窃，是对这种交流、合作和分享的重大打击。想要说清楚这背后的道理，我们先要看看，科学家们之间到底是怎么保持密切互动，彼此分享、交流和合作的。在古代，交通和通讯不便，科学家主要依靠信件传递信息。比如，达尔文就是收到了阿尔弗莱德·华莱士从遥远的马来群岛寄来的信件，才知道这位年轻同行居然和自己一样，独立提出了物种进化的理论。这才把在柜子里锁了十几年的书稿拿了出来，和华莱士的论文一同发表。到了今天这个时代，科学界通行的交流媒介，其实就是学术论文。世界各地的科学家们会在学术期刊上发表自己的论文，也会广泛阅读别人发表的论文。论文中记录的研究思路、实验数据、分析方法，都会成为人类科学探索事业的共同基础。但是你肯定也能想到，学术论文这种方式太严肃、太正式、效率太低了。从一个模糊的研究思路到具体的实验数据，从初步的实验数据到一个完整的研究项目，从一个研究项目到一篇深思熟虑的论文，整个过程动辄需要好几年。换句话说，要是仅仅依靠论文作为交流媒介，那科学家获得一轮反馈的周期就得好几年。这个节奏，未免也太让人着急了。一个思路是改革科学出版这个行业，加快科研成果的发表速度。这个事情一直有不少科学家在呼吁和推动，这里我们暂且不提。比如，很多学术会议会鼓励科学家们分享尚未发表的研究成果；科学家们会经常访问不同的研究机构，并且在小规模的学术讲座上分享成果；再比如，科学家们经常会在学术会议期间一起喝喝酒、钓钓鱼，同时讨论研究思路…… 在中国就更不用说了，大大小小的微信群都是科学家们非正式讨论的好工具。可想而知，这样的学术交流相比论文而言，效率提升有多大。但是，效率是高了，麻烦也来了，那就是，科学家的研究思路很容易被别人拿走、占用、借鉴、甚至是剽窃。刚才咱们说过，实验科学普遍有一种轻视想法、重视数据的倾向；一个非正式场合里抛出的想法又不太可能受到严格的保护，甚至就算被人剽窃，也很难找到实锤证据去指控。而反过来看，如果一个研究思路确实非常有价值，那别人偷偷拿去快速模仿，收益又非常诱人。毕竟在探索未知世界的时候，充满了失败和意外，哪怕有人说一句 “xxx这边走机会更大”，甚至是光说一句 “xxx此路不通”，都是价值千金的。最近，芯片工业成了全球关注的焦点。我就看到有这么一个故事，说在过去二三十年时间里，韩国三星和台积电在芯片技术上斗得难解难分。2009年，台积电一位核心科学家梁孟松辞职转投三星，让三星的芯片技术突飞猛进。对于梁孟松的贡献，台积电是这么说的，“不用直接透露技术细节，只要暗示三星哪些线路是行不通的，就可以为其省下大笔时间和经费”。这句话真实地道出了前沿探索的艰辛和成功的稀缺。就拿付向东和杨辉的争议来说，甚至不需要大量具体的数据，只需要当事人一句简单的 “操纵 PTBP1 基因能够治疗帕金森氏症”，可能背后就是先行者好多年的辛苦测试，而后来者根据这句话也许就可以在短时间内重现类似的实验发现。实际上在生命科学领域，类似的事情多到我们都见怪不怪了。经常有人提到，自己的研究思路写在论文里，被负责审稿的同行悄悄拿去；或者自己的研究计划写在经费申请里，被负责评审经费的同行剽窃等等。在绝大多数时候，类似的指控基本不太可能找到证据，当事人也只好吐槽几句完事。很难避免，也很难处理，但是类似行为的破坏力是很大的。道理也很简单，如果这样的行为越来越频繁，甚至是受到了某种程度的默许和鼓励，那科学家们就越来越不敢在非正式场合分享自己的研究思路和研究进展了。在世界各地，我都看到了这样的现象。即便在各种非正式场合，科学家们仍然会小心谨慎地几乎只讨论和分享已经发表或者即将发表的研究。就在这次付向东教授和杨辉研究员的争议事件中，我就看到不少人表态，责任在付向东教授一方，谁让他在非正式场合讨论自己尚未正式发表的研究呢？这种变化是让人不安的。因为科学家们实际上是在主动或者被动的放弃高效率的非正式互动，将学术交流限制在正式学术论文发表这一种方式之下。我们已经说过，这种变化将会对科学探索的效率，带来破坏性的打击。就像我们无法想象放弃学术期刊，依靠私人信件交流学问；无法想象扔掉手机，使用电报互问平安一样；我们也无法接受一个科学家彼此缄口不言，把所有的想法和发现都藏到论文发表那一刻的世界。这就是为什么我说，剽窃想法和学术造假一样，都是不可接受的行为。当然你可能会说，即便如此又能怎么办呢？你都说了，想法看不见摸不着，任凭你设计什么制度，也很难约束不会有人剽窃想法吧？没错，想要保护看不见摸不着的想法，当然是很困难的。但是我要说的是，科学探索本来就是一个建立在荣誉之上的系统。能够保护想法的，不是具体的规章制度，而是科学家天然带有的荣誉感和贵族气质。别误会，我并不是说只有贵族或者有钱人才应该做科学。尽管中古时代的科学家，确实有不少是贵族出身或者被贵族包养，但是贫苦人家出身的科学家也多的是。数学家高斯、物理学家法拉第、化学家道尔顿、生物学家林奈，都是穷人家孩子。但是，科学家的荣誉感和贵族气质还是在的。归根结底，成为科学家，探索宇宙里的未知问题，为人类拓展认知边界，是一项相当寂寞的工作。只有那些出于纯粹的好奇心，孜孜不倦地探索，成败利钝在所不计的人，才会从中获得乐趣。尽管科学家们也会因为这些工作收获各种现实好处，比如头衔、奖励、历史地位，但是鉴于科学探索的高度不确定性和大量的失败，如果以收获这些现实好处为目标，一个科学家大概率会过得非常沮丧。到了现代社会，科学已经职业化和平民化。我这样普通人家的孩子也能探索生物学难题，并且还能靠它养家糊口。这当然是大好事，它让更多人进入科学探索的事业，大大加速了科学发展的速度。但是我想，在科学平民化的时代里，荣誉感仍然是这个特殊职业的根基和命脉。作为科学家，我们坚持做真实和正确的研究，我们也首先相信同行的研究也同样真实和正确。你肯定可以想到，如果失去了这种荣誉感的加持，如果我们看到同行的研究首先要完全重复一遍才知道真假，那科学探索的效率得低到什么程度。不得不说，在科学平民化、职业化的时代里，这种荣誉感在世界各国都有消退的迹象，层出不穷的学术不端、造假、抄袭、剽窃、互相打击和排挤就是证明。但是我觉得，当下的中国可能特别需要强调这种荣誉感。一方面，中国在历史上是一个特别缺乏科学传统的国家。现代科学进入中国也就短短一百多年，而且一进来就被赋予了包括社会进步和国家崛起的现实责任，客观来说，对于科学家荣誉感的建设一直就比较弱。另一方面，说得俗一点，哪怕仅仅是考虑怎么出更多更好的科研成果，我们也需要维护科学家群体的荣誉感。要知道，咱们中国的科学研究正在快速崛起，从追赶到领先，在可见的未来，中国科学家就要承担起引领世界科学发展方向的责任。在追赶世界先进科学的时代，也许我们可以鼓励拼搏、竞争、狼性的科研文化；但是在引领世界科学创新的时代，在未知世界中摸索的先行者尤其需要保护。如果这部分先行者的科研想法很容易被拿走和占领，我们又依靠谁去完成从0到1的原始创新呢？这其实就是为什么我会花一整期的《巡山报告》来讨论学术造假，讨论一个尚未看到结局的学术争端。对于正在听《巡山报告》的你而言，对于中国生命科学的发展而言，一次争端中谁胜谁负其实没有那么要紧。但是为了科学探索事业本身，我们需要科学家群体内部持续的交流、合作和分享，而这依赖于科学家之间高效率的非正式学术互动。这种非正式的互动不太可能被什么具体制度所保护，只能建立在科学家荣誉感的基础上。而如何建立和维护这种荣誉感，是中国科学界必须面对的重要课题。从学术造假问题上，从付向东和杨辉的这次争端上，特别是有关机构对这些问题的处理上，希望我们能够收获信心，而不是打击。说到底，想要创造中国科学的辉煌，我们至少需要保证，造假者不能堂而皇之继续享受造假的红利，剽窃研究思路的人不能堂而皇之继续享受剽窃来的名声。好了，这期《巡山报告》就到这里。下个月，我继续为你巡山。 参考资料
[1]https://www.jbc.org/site/misc/expression_of_concern/cao.xhtml
[2]https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0092867420302865?dgcid=rss_sd_all#undfig1
[3]https://www.nature.com/articles/s41586-020-2388-4?elqTrackId=725bd4eb166b45cc954dded0b739eb59
[4]https://www.cell.com/fulltext/S0092-8674(12)01433-X#secd15722706e851
[5]https://tech.sina.cn/2020-07-03/detail-iircuyvk1768127.d.html
[6]https://zhuanlan.zhihu.com/p/154497439