方舟子

　　留美學(xué)者，生物化學(xué)博士smfang@yahoo.com

　　諾貝爾和平獎(jiǎng)、文學(xué)獎(jiǎng)的頒發(fā)經(jīng)常引起爭議，但一般認(rèn)為，科學(xué)領(lǐng)域的諾貝爾獎(jiǎng)還是比較名副其實(shí)的。其實(shí)，科學(xué)領(lǐng)域的諾貝爾獎(jiǎng)錯(cuò)過了該得的人，或錯(cuò)發(fā)給了不該得的人也屢見不鮮。即使是那些公認(rèn)該得諾貝爾獎(jiǎng)的獲獎(jiǎng)?wù)撸�其學(xué)術(shù)道德也不是無可指摘的。1923年，因油滴實(shí)驗(yàn)獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的美國物理學(xué)家密立根就是一個(gè)典型的例子。

　　文科生可能會(huì)對(duì)密立根油滴實(shí)驗(yàn)感到陌生，但是理科生在高中物理電磁學(xué)部分都學(xué)過甚至在實(shí)驗(yàn)課重復(fù)過這個(gè)實(shí)驗(yàn)。這是一個(gè)設(shè)計(jì)極為巧妙的實(shí)驗(yàn)，不僅證明了電荷的不連續(xù)性，而且測(cè)出了電子基本電荷的精確數(shù)值。

　　這個(gè)實(shí)驗(yàn)的基本原理是這樣的：用噴霧器將油滴噴入兩塊平行電極板之間，觀察油滴的運(yùn)動(dòng)情況。先不給電極板加上電壓，這時(shí)油滴在重力的作用下加速下降，下降過程中受到空氣阻力和空氣浮力的阻撓，加速度越來越小，最終，向下的重力與向上的阻力、浮力達(dá)到平衡，這時(shí)油滴將做勻速下降運(yùn)動(dòng)。然后給電極板加上電壓，油滴經(jīng)噴射后一般都帶電，在電場(chǎng)的作用下將加速上升，最終，向上的電場(chǎng)力、空氣浮力與向下的重力、空氣阻力達(dá)到平衡，油滴將做勻速上升運(yùn)動(dòng)。通過測(cè)定同一個(gè)油滴不加電場(chǎng)時(shí)的勻速下降速度和加電場(chǎng)時(shí)的勻速上升速度，就可以算出這個(gè)油滴所帶的電荷。對(duì)許多不同的油滴進(jìn)行測(cè)量的結(jié)果表明，油滴所帶的電量總是某一個(gè)最小固定值的整數(shù)倍，這個(gè)最小固定值就是電子所帶的電量即基本電荷。

　　密立根是于1907年在芝加哥大學(xué)任教時(shí)開始做測(cè)定基本電荷的實(shí)驗(yàn)的。他一開始用的是水滴。在1909年他首次報(bào)告了用水滴測(cè)定的基本電荷的數(shù)值。但是用水滴做實(shí)驗(yàn)有一個(gè)很大的問題：水滴很容易揮發(fā)，只能對(duì)它們的運(yùn)動(dòng)情況做幾秒種的觀察。

　　這時(shí)研究生哈維·弗雷徹加入了密立根實(shí)驗(yàn)室。在參與討論如何防止水滴蒸發(fā)的問題之后，弗雷徹建議改用油滴做實(shí)驗(yàn)。在一天之間，弗雷徹制作了油滴實(shí)驗(yàn)的設(shè)備，并在當(dāng)天就進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，獲得了一個(gè)比較靠譜的基本電荷數(shù)據(jù)。那一天密立根不在實(shí)驗(yàn)室。密立根在第二天回到實(shí)驗(yàn)室后，看到了弗雷徹的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，非常興奮。此后兩個(gè)人一起工作，對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行了改進(jìn)。6周后，公布了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

　　很顯然，這個(gè)實(shí)驗(yàn)的論文應(yīng)該由兩人聯(lián)合發(fā)表。但是密立根提醒弗雷徹，根據(jù)學(xué)校的要求，研究生的博士論文必須單獨(dú)署名，不能有合作者。密立根建議，弗雷徹可以在以后的某篇論文單獨(dú)署名作為其博士論文，但是作為交換條件，這第一篇論文必須只署密立根一人的名字。弗雷徹雖然感到失望，但是找不到別的辦法，就同意了這一安排。于是，在1910年密立根作為惟一作者發(fā)表了第一篇油滴實(shí)驗(yàn)的論文，并最終獲得諾貝爾獎(jiǎng)。弗雷徹則在第5篇論文中作為惟一作者。1982年，弗雷徹在死后發(fā)表的文章中才披露了這個(gè)秘密。

　　這個(gè)安排雖然是兩人協(xié)議的結(jié)果，而密立根在第一論文中也提到實(shí)驗(yàn)是由他和弗雷徹一起做的，但是不管以什么理由或交換條件，剝奪研究生在參與設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)的論文的署名權(quán)，仍然是一種不正當(dāng)?shù)男袨椤２荒苣谜撐牡氖鹈麢?quán)做交易。密立根如果大度一點(diǎn)的話，完全可以讓第一篇論文兩人共同署名，這與讓弗雷徹以后在某篇主要由他一個(gè)人完成的論文中單獨(dú)署名，一點(diǎn)也不沖突。論文的作者必須是對(duì)實(shí)驗(yàn)做出了實(shí)質(zhì)性貢獻(xiàn)的所有的人，不能多也不能少。然而，即使是在今天，實(shí)驗(yàn)室的“老板”不看對(duì)論文的實(shí)質(zhì)性貢獻(xiàn)，利用權(quán)勢(shì)決定誰是論文的共同作者，這種現(xiàn)象仍然是相當(dāng)常見的。

　　密立根的問題還不限于此。在密立根的論文發(fā)表后，其他實(shí)驗(yàn)室試圖重復(fù)其實(shí)驗(yàn)。其主要對(duì)手是維也納大學(xué)的菲里克斯·厄侖霍夫特。在1911-1913年間，厄侖霍夫特重復(fù)了油滴實(shí)驗(yàn)，但是卻未能發(fā)現(xiàn)像密立根所說的油滴所帶的電量總是某一個(gè)最小固定值的整數(shù)倍。1913年，密立根發(fā)表了一篇論文，其數(shù)據(jù)非常清楚地表明了基本電荷的存在，并算出了基本電荷的精確值，從而結(jié)束了爭論。

　　密立根油滴實(shí)驗(yàn)果真像其論文顯示的那樣清晰、精確嗎？1981年，阿蘭·富蘭克林研究了密立根的實(shí)驗(yàn)記錄本，發(fā)現(xiàn)密立根在記錄本中對(duì)其觀察結(jié)果進(jìn)行打分，從“一般”到“最好”。根據(jù)記錄本，密立根在1913年發(fā)表的論文依據(jù)的是140次觀察，然而他把其中49次觀察的數(shù)據(jù)舍棄不用，只根據(jù)91次他認(rèn)為較好的觀察結(jié)果的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。但是，在論文中，密立根卻聲稱該論文“代表了所有的油滴實(shí)驗(yàn)”。如果密立根把所有的觀察數(shù)據(jù)都包括進(jìn)去，雖然不會(huì)影響其結(jié)果，卻會(huì)加大誤差。這樣，密立根通過有選擇性地刪除數(shù)據(jù)，獲得了漂亮的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并且在論文中誤導(dǎo)讀者。像這樣對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行修飾，不論是少報(bào)還是多報(bào)實(shí)驗(yàn)次數(shù)，不論是刪除不利數(shù)據(jù)還是增添有利數(shù)據(jù)，都是一種嚴(yán)重的學(xué)術(shù)不端行為。

　　現(xiàn)在看來，密立根當(dāng)時(shí)獲得的基本電荷數(shù)值偏低，因?yàn)樗�在�?jì)算空氣阻力時(shí)使用了不準(zhǔn)確的空氣粘滯系數(shù)。1974年，美國著名物理學(xué)家費(fèi)曼在加州理工學(xué)院畢業(yè)典禮上發(fā)表的演說中提到一個(gè)有趣的現(xiàn)象：在密立根之后的物理學(xué)家測(cè)定的基本電荷數(shù)值隨著時(shí)間的推移在不斷增大，每次只增大一點(diǎn)點(diǎn)。費(fèi)曼認(rèn)為，這是由于后來的物理學(xué)家在測(cè)定基本電荷時(shí)，如果獲得的數(shù)值比密立根的數(shù)值高得多，就會(huì)想當(dāng)然地認(rèn)為自己測(cè)錯(cuò)了，回頭去找原因，舍去這些“高得離譜”的數(shù)據(jù)，只保留那些比較接近密立根數(shù)值的數(shù)據(jù)。

　　看來，干修飾數(shù)據(jù)勾當(dāng)?shù)奈锢韺W(xué)家還不在少數(shù)呢。

　　來源：經(jīng)濟(jì)觀察報(bào)網(wǎng)