Конец научной картины мира. Почему современной науке нельзя доверять
В издательстве Corpus вышла книга "Наукообразная чушь. Разоблачение мошенничества, предвзятости, недобросовестности и хайпа в науке" психолога, преподавателя Института психиатрии, психологии и неврологии Королевского колледжа в Лондоне Стюарта Ричи. Приводя примеры из множества дисциплин и исследований, автор описывает системные проблемы в самом устройстве современного научного знания, что коренным образом изменит ваш взгляд на все, что вы знали о науке. "Нож" публикует фрагмент из главы, посвященной кризису воспроизводимости.
Кризис воспроизводимости направил прожектор критики также и на более ранние работы по психологии — со сходными тревожными результатами. Вероятно, самое известное исследование по психологии за всю историю — это стэнфордский тюремный эксперимент 1971 года, когда психолог Филип Зимбардо разделил группу молодых мужчин на "охранников" и "заключенных" и велел им неделю оставаться в импровизированной тюрьме в подвале факультета психологии Стэнфордского университета. Настораживающе быстро, по словам Зимбардо, "охранники" принялись наказывать "заключенных", мучая их столь садистски, что Зимбардо пришлось досрочно прекратить эксперимент. Наряду с исследованиями подчинения, проведенными в 1960‑х годах Стэнли Милгрэмом, в которых обнаружилось, что многие участники готовы воздействовать сильными электрическими разрядами на незадачливых "учеников" (удары током и ученики были ненастоящими, но участники об этом не знали), эксперимент Зимбардо приводится как одно из основных доказательств власти ситуации над человеческим поведением. Поставьте, как говорится, хорошего человека в плохую ситуацию — и дела могут очень быстро пойти очень скверно. О стэнфордском тюремном эксперименте рассказывают фактически каждому студенту на планете, изучающему психологию, и Зимбардо благодаря ему стал одним из самых известных и уважаемых современных психологов. Он использовал результаты своего эксперимента, чтобы, например, выступать в качестве свидетеля-эксперта на суде над американскими военными, служившими охранниками в иракской тюрьме Абу-Грейб. Зимбардо утверждал, что ситуация, в которой оказались охранники, и роли, которые их заставили на себя взять, — вот причины их шокирующих издевательств и пыток над заключенными.
Хотя выводы из стэнфордского тюремного эксперимента всегда были противоречивы, лишь недавно мы начали понимать, насколько низкокачественным было то исследование. В 2019 году ученый и кинорежиссер Тибо Ле Тексье опубликовал статью под названием "Разоблачение стэнфордского тюремного эксперимента". Он представил доселе неизвестную расшифровку видеозаписей, на которых Зимбардо вмешивается непосредственно в эксперимент, раздавая своим "охранникам" очень точные инструкции, как себя вести, — вплоть до того, что предлагает конкретные способы обесчеловечивания заключенных, например отказывать им в использовании туалетов. Очевидно, столь основательно срежиссированная постановка эксперимента была далека от естественного примера того, что происходит, когда обычные люди оказываются в специфических социальных ролях. Как бы то ни было, несмотря на колоссальное внимание, которое долгие годы привлекал к себе стэнфордский тюремный эксперимент, его "результаты" с научной точки зрения не имеют смысла.
Как вы, наверное, догадались, психологов напугала совокупность неудавшихся попыток повторить эксперименты (как в исследованиях прайминга) и странных результатов (вроде паранормальных открытий Бема) наряду с разоблачением ложных представлений (как в эксперименте Зимбардо) и мошенничества (поддельные данные Стапела). Скольким же исследованиям в области психологии, недоумевали они, можно доверять? Чтобы получить представление о том, насколько дела плохи, они начали объединяться в команды для проведения крупномасштабных повторов значимых исследований в разных лабораториях. Самым заметным стало крупное сообщество ученых, отобравшее сто работ из трех топовых журналов по психологии и попытавшееся их воспроизвести. Читать о результатах, опубликованных в 2015 году в Science, было горько: в конечном счете лишь 39 % работ были признаны успешно воспроизведенными. В другом подобном предприятии 2018 года ученые пытались повторить двадцать одно исследование по социальным наукам из двух самых авторитетных многопрофильных журналов в мире — Nature и Science. На сей раз воспроизвелось 62 %. В последующих масштабных повторах исследований, касающихся разнообразных психологических феноменов, воспроизвелось 77, 54 и 38 % результатов. Почти все повторы, даже успешные, продемонстрировали, что в исходных статьях эффекты были преувеличены.
В целом кризис воспроизводимости легким движением руки стер, похоже, около половины всех исследований по психологии.
Возможно, все не столь уж плохо — по двум причинам. Во-первых, следует ожидать, что некоторые результаты, на самом деле надежные, иногда не получается воспроизвести просто по невезению. Во-вторых, какие‑то повторы могли провалиться из‑за того, что их проводили с небольшими изменениями в методологии по сравнению с исходным исследованием (правда, если результат настолько нестабилен, что исчезает при малейших изменениях в постановке эксперимента, то возникает вопрос, имеет ли он вообще какой‑то смысл и применение). По этим причинам иногда трудно понять, является результат "воспроизводимым" или нет, на основании только одной-двух попыток его повторить. Кроме того, доля воспроизводимых исследований для разных областей психологии, похоже, отличается: например, в статье 2015 года, вышедшей в Science, когнитивная психология (изучение памяти, восприятия, языка и так далее) проявила себя лучше, чем социальная (к коей относятся всевозможные исследования прайминга, обсуждавшиеся выше).
Однако в целом на психологию все это подействовало опустошительно. Дело было не только в том, что разоблачались такие легковесные, эффектные исследования, как посвященные праймингу или позам силы, — огромное количество куда более "серьезных" работ по психологии (стэнфордский тюремный эксперимент и многие другие) тоже оказалось поставлено под сомнение. И проблема была не в том, что откопали какое‑то ненужное старье и наглядно показали, что оно никуда не годится, — как когда папа Стефан VI в 897 году эксгумировал труп одного из своих предшественников, папы Формоза, и отдал под суд (тот был признан виновным). Нет, на работы, воспроизвести которые не удалось, продолжали как ни в чем не бывало ссылаться как ученые, так и писатели: целые направления исследований и пользующиеся хорошим спросом научно-популярные книги строились на таком шатком фундаменте.
Слово "кризис" кажется весьма точным описанием ситуации.
Мы можем попробовать утешиться тем, что в психологии как дисциплине есть нечто уникальное, что и вызвало ее кризис воспроизводимости. У психологов незавидная работа: они пытаются разобраться в крайне изменчивых и чрезвычайно сложных человеческих существах, со всеми их разными личностями, знаниями, опытом, настроениями и особенностями. Изучаемые психологами объекты, такие как мысли, эмоции, внимание, способности, восприятие, обычно неуловимы — их трудно, если вообще возможно, зафиксировать в лабораторном эксперименте. А в социальной психологии ученым приходится изучать, как все эти хитросплетенные люди друг с другом взаимодействуют. Не могла ли невероятная сложность задачи сделать открытия в психологии особенно ненадежными по сравнению с другими науками?
В этом аргументе есть кое‑что справедливое: во многих исследованиях по психологии интересующее ученых явление едва затрагивается, тогда как другие, более "точные" науки, скажем физика, характеризуются лучше разработанными теориями и более точными и по‑настоящему объективными измерениями. Однако нельзя сказать, что только в психологии есть проблемы с воспроизводимостью: хотя ни в какой другой области науки столь систематически и детально еще не изучалась доля успешно воспроизводящихся результатов, есть намеки на однотипные проблемы в огромном количестве разных направлений.
- Экономика: в исследовании 2016 года, повторяющем восемнадцать работ по микроэкономике (когда люди приходят в лабораторию и принимают участие в экспериментах, посвященных их экономическому поведению, — что не слиш‑ком отличается от исследований по психологии), доля воспроизводимости равнялась лишь 61 %.
- Нейронауки: в исследовании 2018 года обнаружилось, что стандартные работы по функциональной нейровизуализации, когда с помощью магнитно-резонансной томографии регистрируется активность мозга, пока человек выполняет какие‑то задания (или просто лежит внутри МРТ-сканера), отличались лишь "незначительной воспроизводимостью". Еще мир функциональной нейровизуализации сотрясла статья, в которой вскрылось, что дефолтные настройки пакета программ, широко используемого для анализа данных визуализации, содержат статистическую ошибку. Это привело к громадному числу случайных нескорректированных ложноположительных результатов и скомпрометировало примерно 10 % всех статей, когда‑либо опубликованных по этой теме.
- Эволюционная биология и экология: на целый ряд классических результатов, давно попавших в учебники и вызубриваемых поколениями студентов, посыпались критические обзоры после попыток их воспроизвести. Так, выяснилось, что заявления о знаменитом "синдроме одомашнивания", когда лисицы в СССР, отбираемые по признаку дружелюбности, начинали приобретать внешний облик одомашненных видов (например, висячие уши и укороченные, широкие морды), были сильно преувеличены, причем большинство признаков "приручения" существовало еще до начала процесса селекции. И многое из того, что, как мы думали, нам известно о половом отборе у птиц, было развенчано при получении более надежных данных. Скажем, в противоположность тому, что мы якобы знали, красная повязка на лапках у самцов зебровых амадин, похоже, не делает их сверхпривлекательными для самок; самцы воробьев с более крупным пятном черных перьев на горле (так называемым нагрудником), похоже, не доминируют в стае; а доказательства, что самок обыкновенных лазоревок больше привлекают определенные цвета оперения у самцов, неубедительны.
- Биология моря: в масштабном исследовании 2020 года, повторяющем другие работы, выяснилось, что закисление океана (как и изменение климата, это одно из последствий повышения уровня диоксида углерода в атмосфере) не влияет на поведение рыб. Таким образом, не удалось воспроизвести несколько исследований предыдущего десятилетия, получивших широкую огласку, которые явно показывали, что в закисленной среде рыбы становятся дезориентированными и иногда плывут по направлению к химическим сигналам хищников, а не от них.
- Органическая химия: журнал Organic Syntheses, придерживающийся необычной политики — член редколлегии пробует повторить в собственной лаборатории результаты каждой подаваемой на рассмотрение статьи, — сообщил, что отказывает авторам 7,5 % работ из‑за провалившихся попыток воспроизвести исследование.
Есть бесчисленное множество и других примеров: почти каждый случай, что я буду описывать в этой книге, содержит научное "открытие", при ближайшем рассмотрении оказавшееся либо менее надежным, чем казалось, либо и вовсе недостоверным. Однако еще тревожнее то, что эти примеры порождены исследованиями, которые подверглись столь тщательному изучению, — получается, это лишь те примеры, о которых мы знаем. Сколько еще результатов, должны задаться мы вопросом, окажутся невоспроизводимыми, если кому‑то случится попробовать их повторить?
Одна из причин, почему мы живем в такой неопределенности, заключается в том, что, как говорилось в предисловии, почти никто не проводит исследований, повторяющих прежние работы. Хотя в нашем распоряжении для большинства областей нет количественных данных, анализ специализированной литературы для некоторых из них позволяет сделать мрачный вывод. В экономике жалкие 0,1 % всех опубликованных статей посвящены попыткам воспроизвести предыдущие исследования; в психологии этот показатель выше, но все равно весьма прискорбный — чуть больше 1 % 42.
Если все неустанно рвутся вперед к новым открытиям, не делая остановок, чтобы проверить, надежны ли уже имеющиеся знания, так ли уж удивителен приведенный выше список провалившихся попыток что‑то воспроизвести?
А вот что вызывает, пожалуй, еще большую озабоченность. Казалось бы, если вы получили точно такой же набор данных, как и в опубликованной ранее статье, вы сможете прийти к абсолютно тем же результатам, что описаны авторами. К сожалению, во многих областях исследователи сталкивались с невероятными трудностями при выполнении этой вроде бы нехитрой задачи. Иногда именно подобную проблему называют проблемой воспроизводимости, в противоположность проблеме сходимости результатов (последний термин обычно используется применительно к исследованиям, в которых ученые задаются теми же вопросами, но работают с другими данными). Как это возможно, чтобы результаты в таких условиях не воспроизвелись? Иногда причина в ошибках исходного исследования. А бывает и так, что авторы исходной работы недостаточно четко описали свой анализ, например, прибегали ко всяким выкрутасам со статистикой, о которых в статье не доложили, и поэтому их конкретные шаги независимые исследователи воссоздать не могут. Когда другие ученые как‑то по‑своему проводят статистический анализ данных, результаты выходят иные. Такие статьи — словно кулинарная книга, где полно фотографий блюд, от которых просто слюнки текут, но мало внимания уделено описанию ингредиентов и рецептам, необходимым для создания этих шедевров.
В макроэкономике (изучающей, например, налоговую политику и ее влияние на экономическое развитие стран) при повторном анализе шестидесяти семи статей ученые, используя точно такие же наборы данных, сумели воспроизвести результаты лишь двадцати двух, и последующее привлечение к работе авторов тех статей помогло несильно. В науках о Земле исследователи испытывали как минимум небольшие трудности при получении тех же результатов в случае тридцати семи из тридцати девяти изучавшихся ими статей. А когда исследователи машинного обучения проанализировали набор статей об "алгоритмах рекомендаций" (это тип компьютерных программ, которые используются сайтами вроде Amazon и Netflix, чтобы на основании того, что люди вроде вас выбирали раньше, предугадывать, какую покупку вам сейчас захотелось бы сделать или какой фильм посмотреть), то смогли воспроизвести только семь из восемнадцати работ на эту тему, незадолго до того представленных на престижных конференциях по компьютерным системам. Те статьи — воплощение классической карикатуры Сидни Харриса.
Вы вправе удивиться, почему некоторые из перечисленных выше примеров вообще имеют значение. Хоть мы и наблюдали плохую воспроизводимость в кое‑каких важных областях, например в экономической теории, каким образом наша жизнь может измениться, если кучка ученых в итоге разойдется во взглядах на то, работают ли позы силы и отличаются ли альфа-самцы воробьев более крупным пятном черных перьев? На этот вопрос есть два ответа. Первый заключается в том, что на чашу весов положен более общий принцип: наука критически важна для нашего общества, и мы не должны допускать появления низкокачественных, невоспроизводимых исследований, компрометирующих ее, ни в одной области. Если мы позволим стандартам в любой области просесть, мы рискуем испортить репутацию науки в целом.
Второй ответ связан с научным направлением, которое мы еще не рассматривали, где отсутствие воспроизводимости имеет бесспорные прямые последствия. Это, конечно же, область медицинских исследований.
Примерно в то время, когда кризис воспроизводимости назревал в психологии, ученые из биотехнологической компании Amgen попробовали повторить пятьдесят три ключевых "доклинических" исследования рака, результаты которых были опубликованы в топовых научных журналах (доклинические исследования — это те, что проводятся на первых этапах разработки лекарства, обычно на мышах или на человеческих клетках in vitro). Всего шесть из этих попыток (а это лишь 11 %) увенчались успехом. Итог сходных попыток другой фирмы, Bayer, оказался немногим лучше — около 20 %.
Подобное отсутствие строгого подкрепления результатов в области доклинических исследований — вероятно, одна из причин, по которым испытания лекарств от рака так часто разочаровывают: согласно одной оценке, только 3,4 % таких лекарств проходят весь путь от первых доклинических исследований до применения на людях. Подобные неприятные открытия заставили ученых, занимающихся раком, как и психологов, задуматься об общем состоянии их области. В 2013 году они объединились для совместной попытки повторить пятьдесят важных доклинических исследований рака в независимых лабораториях. В тех работах утверждалось, например, что конкретный вид бактерий может быть связан с ростом опухоли при колоректальном раке и что некоторые мутации при лейкемии связаны с активностью определенного фермента. Но еще до начала проведения исследований-повторений возникли трудности. В каждой без исключений исходной статье для всех до единого экспериментов авторы приводили недостаточно сведений для того, чтобы читатель мог понять, как провести точно такой же опыт. Технические детали экспериментов — например, плотность используемых клеток или особенности измерений и анализа — попросту не упоминались. Работа по повторению исследований забуксовала, поскольку потребовала обширной переписки с авторами исходных статей, которым для отыскания конкретных деталей своих экспериментов зачастую приходилось откапывать старые лабораторные журналы и связываться с бывшими коллегами. Кто‑то сотрудничать не хотел: о 45 % авторов исходных статей исследователи отозвались как о "минимально полезных" или "вообще не оказавших помощи". Возможно, они беспокоились, что ученые, повторяющие их работу, окажутся некомпетентными или что их будущие исследования не получат финансирования, если воспроизвести их прежние результаты не удастся.
Позже в более масштабном исследовании были случайным образом выбраны двести шестьдесят восемь биомедицинских статей, в том числе и из области клинических испытаний. Обнаружилось, что ни в одной из них, за единственным исключением, не содержался полный протокол исследования. А это означало опять‑таки, что даже для того, чтобы предпринять попытку повторить эксперименты, требовалось знать дополнительные детали, не описанные в статье. Другой анализ выявил, что в 54 % биомедицинских статей даже не описывалось толком, какие животные, реагенты или клетки использовались в экспериментах. Давайте на минуту задумаемся, насколько же это странно. Если в статье исследование "ся лишь в общих чертах, а необходимые детали приходится месяцами выуживать из электронной переписки с авторами (а то они и вовсе оказываются навеки утеряны), зачем вообще было ее писать? Вернувшись мысленно хотя бы в XVII век к Роберту Бойлю, вспомним, что изначальная, глубинная цель ученых состояла в том, чтобы докладывать о каждой мелочи в своих штудиях, так чтобы другие могли досконально все изучить и попробовать повторить их исследования. Упомянутые статьи провалили эту фундаментальную проверку, равно как и опубликовавшие их журналы не сумели выполнить свою базовую, важнейшую функцию.
В проекте по воспроизведению исследований рака все эти проблемы с попытками повторить эксперименты вкупе с некоторыми финансовыми затруднениями привели к тому, что ученым пришлось постепенно сократить число работ, которые они намеревались повторить, — с пятидесяти до всего лишь восемнадцати. К моменту написания этих строк отчет о повторении результатов четырнадцати из них уже опубликован, и картина получилась смешанная: для пяти исходных статей важные результаты (включая связь между лейкемией и ферментом) четко воспроизвелись, для четырех — воспроизвелись частично, для трех — совсем не воспроизвелись (в том числе связь между бактериями и колоректальным раком), а для двух результаты даже не получилось интерпретировать. Повторять, стоит отметить, непросто.