1988年，法国某实验室的资深负责人及其研究团队在享誉国际的科学期刊《自然》上发表了一篇论文，提出了一个石破天惊的观点。他们发现，将含有特定抗体的溶液高倍稀释（事实上用水稀释了10¹²⁰倍）后，得到的无限接近于纯净水的液体仍显示出与原始溶液相同的反应特性。尽管稀释后液体里的原始溶液成分几乎微不可察，但这篇研究论文得出的结论是：水分子结构似乎在某种程度上保留了此前稀释过程的记忆。

看到这篇在权威期刊上发表的关于“伟大发现”的论文，我们应当作何反应？本章的标题“科学也犯错？”或许能给你一点儿灵感：最终的结果绝不是热烈颂扬某个划时代的重大发现。然而这个故事也揭示了人们普遍面临的一个问题：不管是科学期刊发表的论文，还是媒体发布的新闻报道，上面都没有贴上任何明确的标签来帮助人们分辨哪些是振奋人心的新发现，哪些又是“科学犯错”的典型反例。这是一个十分严肃的问题，假如我们的至亲身患重病，那么一篇声称水具备分子记忆功能的文章便可能会让我们对备受推崇的“顺势疗法”怀抱期望，因为它宣称的治疗效果与上述论文作者在将原液极高倍稀释后发现的神奇效果异曲同工。如果这篇文章存在误导性（后文再探讨其缘由），那么数以百万计的人或许就会被其“谋财害命”（因为他们可能会耗费大量金钱，却忽视了真正有效的治疗方案）。

如何识别真科学与伪科学是比上述案例更复杂的命题，因为我们面对的是五花八门的复杂情况，可能遍布多个不同的科学领域。在一些情况下，科学确实无法满足人们的期望，在另一些情况下，有人还会刻意扭曲事实，将伪科学包装成真科学，并试图赋予其正当性。因此，科学的错误可能是诚实之人的无心之举，也可能是有心之人的刻意误导和故意欺诈。

在科学出错的方式里，有病态科学、伪科学和欺诈性科学。其中尤为需要提放的是病态科学。所谓病态科学，是诺贝尔化学奖得主欧文·朗缪尔（Irving Langmuir）于 1953 年在一次演讲中首次提出的概念。他举例说明了部分科学家在科研过程中犯下的一类错误：一开始致力于真正的科研，最后却因为过度“偏爱”某个出人意料的结果，开始刻意无视表明该结果不正确的种种迹象。这些已走火入魔的科学家的问题在于，他们不是无心忽略了细微的错误，而是想方设法地试图通过反驳所有质疑其研究正确性的证据，来保住自己钟爱的“成果”。这种让诚实的科学家决定“一条道走到黑”的失败模式，无疑引发了学界的严重担忧。

总览科学可能出错的各种方式，我们应该尤为关注处在“中间位置”的大多数常见问题，而非极端个案。对于优秀科研成果因随机不可控因素而出错的情况（即在95%的置信度下，仍存在1/20的出错率），我们自身能采取的措施有限，只能借助他人之力。例如他人在复现这些研究结果的过程中，可以帮助我们发现这些“真材实料”的科研中不可避免的失误。至于另一个极端的错误，相信绝大多数人都能遵循科研规范，不会不懂装懂地滥用科学术语，更不会为了偏执地证明某个观点而凭空捏造数据。然而，位于“中间地带”的病态科学（因过度投入或迷恋某个激动人心的实验结果而无视所有反面数据） 则具备了诸多可被视为陷阱的特征，而且我们很可能会（或者已经） 踩中这些陷阱。

依据朗缪尔关于病态科学的演讲，我们整理出了一份可用于鉴别可疑科学成果的衡量标准清单。他认为，具备以下特征的科研成果（本书作者稍稍调整了表述方式）很可能就属于病态科学：

1.产生效应的原因几乎检测不到，并且效应的强弱并不显著取决于其诱因的强度；

2.效应本身极难检测到，或统计显著性微乎其微；

3.出现了惊人的高精确度；

4.出现了有违经验事实的荒谬理论；

5.不能客观对待批评，总是找借口否定批评；

6.病态科学成果出现之初，支持者与反对者各半，但最终的支持率会回落到接近于零。

因此，面对一项令人存疑的科研成果，人们首先会问：“这个效应或其原因是否几乎检测不到？”当然，如果怀疑一项成果是病态科学成果，那其原因或效应往往几乎难以察觉，因为若二者显而易见，你或许根本就不会质疑。下面这个问题或许没这么直截了当：“效应的强弱是否取决于其诱因的强度？”这呼应了本书第3章在探讨希尔的因果判别准则时提到的量效关系，即随着诱因（剂量）的增加，效应也会随之增强。然而实际情况并非总是如此，例如，小剂量的抗生素可能并无疗效，但摄入剂量一旦超过某个临界值，消炎效果便会立竿见影。

然而，即便你已竭尽所能地检测到了因果关系，仍需要更多证据来确保没有自欺欺人，即自认为观察到了一个实际上并不存在的因果关系。这时候，因与果之间可重复的相关性，以及所谓的量效关系，就成了至关重要的衡量指标。当然，它显然要比单纯检测因果关系是否存在的指标更严苛，而且它同时也是一个警示，即在几乎难以发现因果因素的情况下，我们很容易从结果中“解读”出自己期望看到的东西。所以，我们需要极为严苛地审视自己提出的主张（以确保其可靠性）。

回顾上文关于病态科学的论述，在朗缪尔提出的评判标准中，似乎很多病态科学的诞生都是因为研究者深深地爱上了自己的研究成果。事实上，“爱上自己的研究成果”是一个贴切至极的比喻。当你坠入爱河，就会有那么一段“蜜月期”，对方的一举一动在你眼中都可爱至极。（你有没有过这种感觉：“天哪，他取笑我所有朋友的方式简直可爱死了。”）然而，随着爱情化学反应的消失，理性在数年后又重新占领大脑，你的想法就变成了：“我当时是不是脑子进水了？！”

在坠入爱河之人眼中，对方的一颦一笑、一举一动无一不美，同理，当科学家迷恋上某个想法或科研结果，也会形成类似的“恋爱脑”。你会认定自己窥见了世界运转的奥秘，仿佛整个世界都将因你的奇妙发现而焕发出别样光彩。满心兴奋的你开始下意识地屏蔽那些不能提供预期结果的数据，眼里只剩下那个所谓“准确无误”的结论（朗缪尔提出的第3条标准）。你开始激情满满地构建一系列看似惊人且富有创意的理论，试图为看到的结果提供理论支撑（朗缪尔提出的第 4 条标准），而根本不去考虑这些自编的理论是否与人类数千年来积累的、已得到既定事实验证的丰富科学概念与证据相吻合。正如第2 章关于“科学之筏”的隐喻所示，人类已经在科学领域构建起一个逻辑严密、相互衔接的知识体系，当科学家的“一家之言”与之不匹配时，他就应该意识到这是一个警示信号。然而，被“爱情”蒙蔽了双眼的科学家可能会选择无视。

更棘手的是，陷入痴恋的科学家可能会为所爱的它全力辩护，否定来自科学界同人的所有反对和批评。一旦有人质疑其实验或实验结果的可靠性，他就会开始找各种借口，并编造各类理由来驳斥可能的批评：“哦，是这样的，那天很不凑巧，湿度太高了，所以实验没成功，如果湿度低一些，实验结果一定会符合预期！”（朗缪尔提出的第5条标准。）

从科学界对某项研究成果的反应，我们还可以窥见另一条线索（朗缪提出的第6条标准），即其他科学家一开始会对它抱有浓厚的兴趣，因为它看似有可能以某种方式颠覆现有的认知。然而，随着时间的推移，无论是支持者还是反对者都会逐渐丧失兴趣，因为不管他们如何尝试复现这个结果，都会以失败告终。到了最后，几乎就无人再相信它了。

需要指出的是，朗缪尔关于病态科学的评判标准并不是对它的绝对或唯一定义，因为不存在绝对的病态或非病态科学等非黑即白的划分。朗缪尔列出的标准清单只是一系列警示信号的汇总，意在提醒大家：如果在阅读某些科学文献或研究论文时发现了类似的征兆，那么就要警惕了。不管你是正在进行实验研究的科学家，还是正在试图寻找因果关系以做出决策的普通人，一旦你发现自己的行为符合清单中的某个标准，就应该即刻止步并问问自己：“我当前努力的方向对吗？”（中途停下来反思的目标是让你不成为最后一个意识到自己的“颠覆性伟大事业”压根行不通的人。）

朗缪尔提供的只是关于病态科学的一系列警示信号，因此仅出现其中一种信号并不足以颠覆一项科研成果。假设某项研究兼具显著且可测量的原因和结果，两者之间还存在很强的相关性，而且任何人都能重复这项实验并得出同样的结果（原先之所以无人获得同样的结果，是因为他们从未进行过类似的测量）。待你率先完成重复性实验后，所有人都表示：“哇，原来你是对的！‘这个’增加后，‘那个’也相应增加了！”研究结果的统计显著性很强，即使准确性没有达到完美的程度。在这种情况下，即便你的研究结果与当前其他的理论相悖，也值得认真对待，而不应武断地将其视为病态科学。从某种程度上说，索尔领导的团队和另一个竞争团队在首次观测到宇宙的加速膨胀时，就碰到过类似的问题。待其他人也观察到了足够显著的证据（通过测量遥远恒星爆炸的亮度得出）后，他们便开始接受这项结果并坦言道：“或许得重新审视当前科学体系中环环相扣的理论架构了。”

然而，当你得出的结果挑战了现有科学理论体系时，其背后的科学逻辑将面临更严苛的审视与评估，这意味着你需要提供更高标准的证据支撑才能使其得到认可。用第2章“科学之筏”的比喻来说，这个颠覆性的结果就好比一根新原木，它与现有的木筏构造无法适配，但你也不想因为它暂时用不上而弃之如敝屣，于是决定暂时搁置一旁。等你找到足够多的原木（支撑性证据），能围绕它构建一个全新的、更先进的木筏（科学理论体系）时，它就有用武之地了。这就是爱因斯坦在提出相对论时遇到的状况，相对论颠覆了人们对空间的传统认知，允许我们设想空间本身可能是弯曲的。面对一个看似离奇且 难以从常规角度解释的观点，我们也不能因难以想象其背后的作用机制就轻易放弃它。

现在，我们已经全面分析了科学出错的各种方式，并知道哪些警示信号能让我们避开病态科学，那么我们该如何审视读到的科学新闻，或看待一个信誓旦旦的专家摆出的最新证据呢？即使是科学家，在阅读、理解和正确评价从事相似子领域研究的同行发表的科学文章时，也存在极大的困难，更不用说去理解充满了晦涩的专业词语和特定实验难题的陌生领域了。然而，虽然诸多科学论点深奥难解，我们有时仍能捕捉到研究成果的基调，尤其是可以寻找那些能证明科研文章的作者已经就自己可能犯的错误或可能被误导的各种方式进行了充分筛查的证据。（无独有偶，这与我们减少认知偏差的有效策略—考虑对立事实—不谋而合。）此外，朗缪尔提出的病态科学特征，也为我们提供了几项评价一篇科研文章基调的具体指标。

冷聚变

利用核聚变产生能量一直是科学界备受瞩目的重要课题，因此我们将其视作科学新闻方面值得审慎评估的一个典型案例。每隔数年，媒体上便会涌现出大量科学报道，宣称科学家在核聚变领域的探索取得了重大突破。一旦人类能成功从储量丰富的天然资源中大规模提取可用能源（比如海水中蕴含的氘），同时只产生极少量的可处理废物，实现温室气体零排放，那么全人类的生活质量无疑将显著提升。所以，任何报道了这方面进展的科研文章总能登上新闻头条，也就不足为奇了。为了推动这一远大目标的实现，国际社会采用了两种不同的技术路径（各自都在不断迭代与进步），并在此基础上开展了两项重大的长期研究，以期最终掌握连续受控核聚变反应堆的制造技术，并将其转化为工业上切实可行的能源。然而，随着这两项耗资数十亿美元的项目缓慢但稳定地取得了一系列研究成果，不时有研究团队发布新闻声称他们已取得突破性进展，动辄耗资数十亿、耗时几十年的缓慢研发过程将成为历史。让我们先看看在1989 年一经发布便轰动全球的“冷聚变”报道。

冷聚变之所以得此名，是为了突显它与热核聚变的不同。后者的原理是利用足球场大小的高耗能设备来创造核聚变所需的极高温度条件（甚至超过太阳温度一个数量级），也是前述两种主流技术路径采用的方法。两位资深化学家斯坦利·庞斯（Stanley Pons）和马丁·弗莱施曼（Martin Fleischmann）曾于 1989 年春召开新闻发布会称，他们在实验桌上利用常规的化学装置（被称为电解池）就实现了“冷聚变”过程，但专门用到了钯和重水（富含氘的水）。这个突破性的实验理念引起了科学界及社会各界的广泛关注和兴趣。人们相信这两位资深科学家并非在宣扬伪科学，因为他们非常了解自己使用的科学术语和概念。此后，全球范围内掀起了针对这项实验的研究热潮，大家纷纷开始尝试复现和验证这一结果。

紧随其后的无数重复性实验大多以失败告终，其他科学家纷纷回过头寻找原始实验的缺陷和错误源头。例如，有物理学家质疑，若庞斯和弗莱施曼宣称的核聚变反应确实发生了，它将释放出大量强辐射（足以杀死实验室内的所有人），但该实验过程中似乎无人受伤。还有令人费解的一点是，额外的能量释放似乎在实验启动后很久才发生， 而当时输入电解池的电流并未发生变化，额外的热量是从何而来的呢？对于外界的诸多质疑，包括实验装置细节等问题，庞斯选择了三缄其口，不做任何回应。尽管弗莱施曼和庞斯仍对自己的发现深信不疑，但到 1989年年底，大多数科学家都认为，冷聚变的说法已不攻自破了。

各大新闻媒体纷纷对诸多相关问题进行了追踪报道。马尔科姆·布朗（Malcolm Browne）在《纽约时报》上写道：“庞斯博士和弗莱施曼博士……拒绝透露后续实验所需的细节。”罗伯特·L. 帕克（Robert L. Park）在大约 10 年后出版的《巫术科学》（Voodoo Science）一书中调侃道：“按照庞斯和弗莱施曼宣称的功率水平，他们的试验电解池预计会释放出致命剂量的核辐射……（倘若如此）它应该是继切尔诺贝利之后，在西方国家出现的最热辐射源。”当时《科学美国人》（Scientific American）杂志的一篇回顾文章写道：“所有冷聚变的坚定拥趸都同意的是：他们二位的实验结果无法复现。对广大科学家来说，这无疑昭示着冷聚变的实验结果不可信，但虔诚的信徒们认为，这种不可预测性反而增添了其研究趣味！”

这个案例踩中了朗缪尔提出的几条标准？首先，效应的强弱（产生的核聚变能量）似乎与其诱因的强度无关（当两位科学家宣称的核聚变能量产生时，输入的电流能量并未发生改变）。其次，人类积累的丰富的物理学经验及成熟的物理学理论体系都表明，核聚变会产生辐射等可验证的副产物。因此，若未观察到此类副产物的存在，就说明它依据的理论要么过于惊世骇俗，要么与当前公认的“科学之筏”（即科学知识体系）不符。再次，由于缺乏能再现这一结果的实证性实验，其信奉者似乎找到了诸多借口为其开脱（尽管人们并不确定这些借口是来自原始研究小组还是其支持者）。最后，随着更多信息的披露，各界对这一说法的支持率先升后降。综上所述，朗缪尔提出的四个标准在此案例中均得到了验证。尽管另外两条标准（几乎无法检测到的效应和极高的精确度）并未在此出现，但我们已经有足够的理由来质疑这项实验的有效性。所以，及至 1989 年年底，如果你是一位投资者，或许已经不会跟风投资冷聚变企业了。

需要在这里明确指出的是，寻求一种创新的、非传统且更易于应用的核聚变途径，这种想法无疑是科学探索与实践的典范。即便最终的实验结果无法复现，或实验过程存在缺陷，也不一定都是坏事。然而，我们更应致力于培养一种能够后退一步进行自我审视并主动查找错误的能力。在这个案例中，加倍付出并不是值得推崇的美德。当暗示可能存在严重错误的信号出现时，我们仍冥顽不化地拒绝接受另一种可能性，这是更需要警惕的一点。

没有记忆功能的水

让我们暂且将这个令人担忧的例子给予的启示牢记于心，再回到前文论述的关于高倍稀释后的水能保持某种分子记忆的可能性案例上来。如前所述，相较于冷聚变，这项科学论断有着更广泛、更直接的个人影响，因为它可以被视为一种支持顺势疗法的外部证据。著名科学家雅克·邦弗尼斯特（Jacques Benveniste）向《自然》杂志递交了一篇拟发表的文章，宣称将抗体溶液用水稀释10¹²⁰倍后，稀释后的溶液仍能表现出原溶液所含抗体的生物活性。《自然》杂志处理“水拥有记忆”这个故事的方式不可谓不“精彩”，其编辑约翰·马多克斯（John Maddox）更是一度陷入了十分尴尬的境地。马多克斯的本意是希望给予那些新颖的、打破常规的科学研究一定的激励，以鼓励他们超越现有的科学范式，然而这篇文章提出的主张不仅远超当前的主流观念，更是彻底颠覆了我们对科学认知的基本框架。正如马多克斯后来表示：“与其说我们的思想故步自封，不如说我们尚未做好准备去彻底改变人类对现有科学构建方式的整体看法。”

为了解决这个非同寻常的难题，马多克斯想到了一个折中之法。他表示，只要审稿人找不出这篇论文的问题（考虑到论文出自享有盛誉的实验室，显然非伪科学之作），他就答应将其发表。然而，鉴于它可能会误导广大国际受众（譬如，约半数法国民众曾接受过顺势疗法治疗），马多克斯还添加了主编特别提醒：“明智之士应有充分和特别的理由暂缓定论。”此外，马多克斯坚持要求《自然》杂志派遣专项小组前往邦弗尼斯特的实验室监督实验全过程。考虑到科学家也有可能“当局者迷”（难以看清他们是如何自欺欺人或被他人愚弄的），马多克斯选择了沃尔特·斯图尔特（Walter Stewart）和詹姆斯·兰迪（James Randi）作为特别检查组的成员，前者是美国国立卫生研究院的物理学家，在科学打假方面可谓经验丰富，后者则是一位舞台魔术师，人称“神奇的兰迪”，曾拆穿过自称“通灵者”的尤里·盖勒（Uri Geller）等人制造的超自然把戏。

新闻报道了在重现实验的初期阶段，邦弗尼斯特的实验室里发生的看起来颇为有趣的一幕：兰迪会时不时地表演一些小魔术来逗大家开心。首先，检查组遵循实验室的常规流程，多次观摩了实验过程，所有的化学试剂瓶都贴好了标签且实验人员可见。然后，按照事先约定，待检查组对试剂瓶的标签和位置进行随机遮盖和变动（盲法实验）后，相关人员又在他们的监督下重复了几次实验。在此过程中，兰迪将样品用锡箔纸裹好，并用胶带粘到了天花板上（大概是为了增强戏剧效果）。直到实验结束，所有参与者都准备就绪后，他才逐一揭开试剂瓶的外包装。然而，实验结果表明双盲实验未能取得预期的结果：只有相对未稀释的溶液呈现出了生物活性，而非先前引起轰动的高倍稀释后的溶液。这意味着实验者在没有“盲”的情况下，即知道哪瓶溶液应该产生哪种结果时，论文描述的显著结果在实验过程的某个环节中就被创造了出来。于是马多克斯、兰迪和斯图尔特在下一期的《自然》杂志上发表声明称：“我们得出结论认为，含有抗 IgE（免疫球蛋白）抗体的溶液在高度稀释（10¹²⁰ 倍稀释）下仍能保持其生物活性的观点缺乏实质性依据，水分子可‘拓印’原溶质‘记忆’的假说实属毫无意义的异想天开。”

马多克斯、兰迪和斯图尔特在这份调查报告的结尾处列出了实验过程中的一系列问题，它们都触及了朗缪尔提出的那几条警示标准。比如，实验有时候“未能检测出结果”（朗缪尔标准5），而邦弗尼斯特的研究团队亦观察到，在某一特定时段内的实验效果普遍不佳，他们猜测可能是稀释用水出了问题。此外，报告还提及了实验室内部的一些“神秘谣传”，例如稀释液从一个试管转移到另一个试管就会导致实验失效，或者如果稀释的次数是3或7的整数倍而非10的整数倍，也会导致实验失败，等等。马多克斯发布的调查报告还指出，该实验结果的测量难度极高（类似于在多种血细胞中计算特定种类血细胞的数量），但实验室的部分成员似乎尤为擅长这项工作（或许符合朗缪尔标准2：结果几乎检测不到）。最后，计数的精确度似乎过于完美（朗缪尔标准3），尤其是相同样品的两次测量结果吻合度过高，未显露出计数实验中会不可避免地出现的测量误差。

原论文得出的惊人结论显然符合朗缪尔的病态科学标准1：效应与原因完全无关，因为一次接一次被稀释的溶液仍然保持着生物活性。对曾存在于水中的无数物质，水分子能保留其中某种物质的记忆，这本身就是一种反经验的奇异理论（朗缪尔标准4）。这些都让我们强烈感觉到，这个发现或许就是病态科学的一个典型案例。正如马多克斯、兰迪和斯图尔特的报告所述：“我们认为，实验室在解读数据时产生了一种虚妄的错觉，并过于沉迷其中。”然而，论文的作者邦弗尼斯特却从未改变其立场。

如果你是顺势疗法的支持者，当年看到这篇论文后应该十分欣慰吧：在顺势疗法诞生 200多年后，终于出现了支撑它的科学证据。然而，事实必然会令你大失所望。当然，本书读者或许有兴趣了解的是，破解这些错误观点的最直接方式就是本书第3章提到的随机对照实验，它们均有力地驳斥了顺势疗法的治疗效果。事实上，此类实验有着悠久的历史，因为人们于 1835 年进行的史上首次双盲随机对照实验针对的就是顺势疗法！

扭转性精神分裂症假说

为避免让读者形成全力以赴追求突破的科学家（像美国棒球运动员贝比·鲁斯那样）实际上都在搞病态科学的错误印象，我们一起来看一个疑似病态科学陷阱的案例。西奥多·布劳（Theodore Blau）是一位德高望重的临床医生，他于1977年借着向美国心理学会发表主席演讲的机会，提出了一个异常大胆的假设：让孩子们在字母 X 周围画圆圈，就可以预测其患精神分裂症的风险！

布劳认为（并提供了相关证据），逆时针画圆圈（他称之为“扭转”）的儿童患精神分裂症的风险显著高于顺时针画圈的儿童。这个观点并非乍听起来那么疯狂。布劳认为，这个简单的测试可能揭示了“大脑半球优势混乱”的问题，即大脑左右半球之间的交流信号受到了干扰。遗憾的是，尽管这项假设在提出时引起广泛关注，但随后10 年间开展的众多研究均没能为其提供有力的支持。

为何它没有与“冷聚变”或“水有记忆能力”一样沦为病态科学？我们认为，布劳的情况之所以不同，是因为他非常坦率地承认了自身观点中的潜在错误。他明确表示：“本研究在方法论和基数层面存在显著的缺陷，若要应用于高危儿童群体的预防工作，就必须对这些问题进行深入探讨和解读。”他还指出，为了验证其观点的正确性，还应通过其他研究来取证。或许正因他秉持了这种谨慎的态度，即使在面临质疑时，其批判者也能以专业和尊重的态度做出评价（尽管有人仍忍不住使用了“转入歧途”等充满调侃意味的副标题）。

本书的大部分内容都致力于颂扬科学思维与科学方法论作为理解现实的工具所具备的强大优势，因为掌握这些工具能帮助我们做出更明智且高效的决策。但我们深知，仅是给一个观点贴上“科学制造” 的标签，还不足以构成人们必须接纳它的充分理由。我们衷心希望广大读者能充分保持警惕，以审慎的态度看待各类所谓的“科学”主张，避免不假思索地全盘接受。