Penerokaan Kesalahpahaman Empirikal dalam Penyelidikan Saintifik

Sains hayat ialah sains semula jadi berdasarkan eksperimen. Sepanjang abad yang lalu, saintis telah mendedahkan undang-undang asas kehidupan, seperti struktur heliks berganda DNA, mekanisme peraturan gen, fungsi protein, dan juga laluan isyarat selular, melalui kaedah eksperimen. Walau bagaimanapun, dengan tepat kerana sains hayat sangat bergantung pada eksperimen, ia juga mudah untuk membiak "kesilapan empirikal" dalam penyelidikan - pergantungan yang berlebihan atau penyalahgunaan data empirikal, sambil mengabaikan keperluan pembinaan teori, batasan metodologi dan penaakulan yang ketat. Hari ini, mari kita terokai beberapa kesilapan empirikal yang biasa dalam penyelidikan sains hayat bersama:

Data ialah Kebenaran: Pemahaman Mutlak Terhadap Keputusan Eksperimen

Dalam penyelidikan biologi molekul, data eksperimen sering dianggap sebagai 'bukti kuku besi'. Ramai penyelidik cenderung untuk secara langsung meningkatkan hasil eksperimen ke dalam kesimpulan teori. Walau bagaimanapun, keputusan percubaan sering dipengaruhi oleh pelbagai faktor seperti keadaan percubaan, ketulenan sampel, kepekaan pengesanan dan ralat teknikal. Yang paling biasa ialah pencemaran positif dalam PCR kuantitatif pendarfluor. Oleh kerana ruang yang terhad dan keadaan eksperimen di kebanyakan makmal penyelidikan, adalah mudah untuk menyebabkan pencemaran aerosol produk PCR. Ini selalunya membawa kepada sampel tercemar menjalankan nilai Ct jauh lebih rendah daripada keadaan sebenar semasa PCR kuantitatif pendarfluor berikutnya. Jika keputusan eksperimen yang salah digunakan untuk analisis tanpa diskriminasi, ia hanya akan membawa kepada kesimpulan yang salah. Pada awal abad ke-20, saintis menemui melalui eksperimen bahawa nukleus sel mengandungi sejumlah besar protein, manakala komponen DNA adalah tunggal dan nampaknya mempunyai "sedikit kandungan maklumat". Jadi, ramai orang membuat kesimpulan bahawa "maklumat genetik mesti wujud dalam protein." Ini sememangnya "inferens yang munasabah" berdasarkan pengalaman pada masa itu. Hanya pada tahun 1944, Oswald Avery menjalankan satu siri eksperimen yang tepat yang pertama kali dibuktikannya bahawa ia adalah DNA, bukan protein, yang merupakan pembawa warisan yang sebenar. Ini dikenali sebagai titik permulaan biologi molekul. Ini juga menunjukkan bahawa walaupun sains hayat adalah sains semula jadi berdasarkan eksperimen, eksperimen khusus selalunya dihadkan oleh beberapa siri faktor seperti reka bentuk eksperimen dan cara teknikal. Bergantung semata-mata pada keputusan eksperimen tanpa potongan logik boleh menyesatkan penyelidikan saintifik dengan mudah.

Generalisasi: generalisasi data tempatan kepada corak universal

Kerumitan fenomena kehidupan menentukan bahawa satu hasil eksperimen selalunya hanya mencerminkan situasi dalam konteks tertentu. Tetapi ramai penyelidik cenderung secara terburu-buru menyamaratakan fenomena yang diperhatikan dalam garisan sel, organisma model, atau bahkan satu set sampel atau eksperimen kepada keseluruhan manusia atau spesies lain. Pepatah yang biasa didengar di makmal ialah: 'Saya berjaya kali terakhir, tetapi saya tidak dapat melakukannya kali ini.' Ini adalah contoh yang paling biasa untuk merawat data tempatan sebagai corak universal. Apabila menjalankan eksperimen berulang dengan berbilang kelompok sampel daripada kelompok yang berbeza, keadaan ini cenderung berlaku. Penyelidik mungkin berpendapat mereka telah menemui beberapa "peraturan sejagat", tetapi pada hakikatnya, ia hanyalah ilusi keadaan eksperimen yang berbeza yang ditindih pada data. Jenis 'positif palsu teknikal' ini sangat biasa dalam penyelidikan cip gen awal, dan kini ia juga kadang-kadang berlaku dalam teknologi pemprosesan tinggi seperti penjujukan sel tunggal.

Pelaporan terpilih: mempersembahkan hanya data yang memenuhi jangkaan

Persembahan data terpilih adalah salah satu ralat empirikal yang paling biasa tetapi juga berbahaya dalam penyelidikan biologi molekul. Penyelidik cenderung untuk mengabaikan atau mengecilkan data yang tidak mematuhi hipotesis, dan hanya melaporkan hasil percubaan yang "berjaya", sekali gus mewujudkan landskap penyelidikan yang konsisten secara logik tetapi bertentangan. Ini juga merupakan salah satu kesilapan paling biasa yang dilakukan oleh orang ramai dalam kerja penyelidikan saintifik praktikal. Mereka telah menetapkan keputusan yang dijangkakan pada permulaan percubaan dan selepas percubaan selesai, mereka hanya menumpukan pada hasil percubaan yang memenuhi jangkaan dan secara langsung menghapuskan hasil yang tidak sepadan dengan jangkaan sebagai "ralat eksperimen" atau "ralat operasi". Penapisan data terpilih ini hanya akan membawa kepada keputusan teori yang salah. Proses ini kebanyakannya tidak disengajakan, tetapi tingkah laku bawah sedar penyelidik, tetapi sering membawa kepada akibat yang lebih serius. Pemenang Nobel Linus Pauling pernah percaya bahawa vitamin C dos tinggi boleh merawat kanser dan "membuktikan" pandangan ini melalui data percubaan awal. Tetapi ujian klinikal yang meluas seterusnya telah menunjukkan bahawa keputusan ini tidak stabil dan tidak boleh direplikasi. Sesetengah eksperimen juga menunjukkan bahawa vitamin C mungkin mengganggu rawatan konvensional. Tetapi sehingga hari ini, masih terdapat sebilangan besar saluran media sendiri yang memetik data eksperimen asal Nas Bowling untuk mempromosikan apa yang dipanggil teori sebelah pihak rawatan Vc untuk kanser, yang sangat menjejaskan rawatan biasa pesakit kanser.

Kembali kepada semangat empirisme dan mengatasinya

Intipati sains hayat adalah sains semula jadi berdasarkan eksperimen. Eksperimen harus digunakan sebagai alat untuk pengesahan teori, bukannya teras logik untuk menggantikan potongan teori. Kemunculan kesilapan empirikal sering berpunca daripada kepercayaan buta penyelidik terhadap data eksperimen dan refleksi yang tidak mencukupi mengenai pemikiran dan metodologi teori.
Eksperimen adalah satu-satunya kriteria untuk menilai ketulenan sesuatu teori, tetapi ia tidak boleh menggantikan pemikiran teori. Kemajuan penyelidikan saintifik bukan sahaja bergantung pada pengumpulan data, tetapi juga pada panduan rasional dan logik yang jelas. Dalam bidang biologi molekul yang berkembang pesat, hanya dengan terus meningkatkan ketelitian reka bentuk eksperimen, analisis sistematik dan pemikiran kritis kita dapat mengelak daripada terjebak dalam perangkap empirisme dan bergerak ke arah wawasan saintifik yang sebenar.