餘鵬鯤:小學生研究癌症 究竟壞在哪裏
【文/觀察者網專欄作者 餘鵬鯤】
近期昆明6年級小學生陳某某參加34屆全國青少年科技創新大賽的作品《C10orf67在結直腸癌發生發展中的功能與機制研究》引起了廣泛質疑,人們懷疑主要原因是小學生完成這樣的研究不太可能。該作品曾經獲得了雲南省小學組一等獎以及全國三等獎。
隨着進一步深挖,更多天才般的小學生湧現了出來。根據網友爆料,武漢一名三年級小學生和五年級小學生(系一對姐妹)合作完成了《茶多酚的抗腫瘤實驗研究》。隨着越來越多的類似案例被曝光出來,公眾終於開始認識到某些比賽中研究成果分量與參賽者年齡和資歷不符已是普遍現象。
面對輿情洶洶,相關方面立刻進行了回應。陳某某的父親陳勇彬認為該項目的主要實驗數據是孩子親自獲得的,但也存在一定的違規行為,主要是自己“過度參與了項目書文本材料的編撰過程”。大賽組委會也撤消該項目一等獎獎項,收回獎牌和證書。
陳勇彬的工作單位中國科學院昆明動物研究所也做了積極回應,在事情發酵之初,就勇於公佈該小學生的父母都系該所研究員。隨後還勇於自查,為廓清真相做了很大的努力。

陳勇彬進行的回應
相比之下,“茶多酚姐妹”事件中,相關方面的回應就比較豪橫了。武漢科協回應稱:“實驗腫瘤屬於皮下腫瘤,剝離實驗屬於簡單的基礎操作,在老師演示後,學生能夠獨立完成”。而且稱這些成果得到了“專家們的一致認可”。

武漢科協進行的回應
孩子的父親——武大基礎醫學院院長李紅良也稱:“對於女兒的實驗並沒有參與,整個實驗靠她們自己摸索”,並且認為“每個環節都是符合規範的”。
這些回應都認為實驗數據是由參賽小學生獲得的,不存在學術不端的問題。
面對回應,輿論呈現出兩極分化的趨勢,既有網民認為:“自古英雄出少年,及時澄清事實,好!”。也有另一批相當多的人表示:“話倒是説的好聽,還不是學術造假的結果”。
可貴的是,有一大批科普圈甚至科研圈的媒體人、公眾號(如:丁香園)站出來,冒着得罪人甚至被打擊報復的風險反駁後者,維護這麼多小學生水平如此高不正常的常識。在他們看來,出現這樣反常識現象只能説明多數此類項目存在學術不端。
公器私用疑雲籠罩 教育公平如何保證
筆者認為對於這些尚未成年,也未正式進入學術圈的“天才幼、少、青年”而言,談論是否是學術不端無疑是抓錯了重點,也不利於遏制這種現象的蔓延。很多網友之所以不滿,並不是有充足的證據説明這些成果系由學術不端而來,而是本能地懷疑這種現象是否已經影響到了教育公平。
事實上,網友們的直覺是有道理的。根據小學生陳某某的實驗記錄,他第一天還不知道什麼是基因,五天後就已經瞭解了PCR技術的原理,還能對實驗結果進行分析。而一個普通人按部就班的要瞭解到這些知識普遍需要到大二才行,還得報考相關專業。
顯然這樣的效率離不開名師指點,現在我們知道,這是其中科院研究員(正教授級)父親教育的結果。這種現象絕非個例,筆者隨機閲讀了200個該比賽的獲獎作品,其中有7個作品裏提到得到了專家(為教授、高工、名醫等)的指導,推斷均為正教授級。還有十幾個作品沒有明確提到專家指導,但通過其他圖片(如合影、國家實驗室照片)和文字能推斷出得到了正教授級別專家指導,這樣的指導者資歷絕不弱於985大學碩士導師水平。

相關比賽參賽者與國家重點實驗室的合影
更何況拋開指導力度不談,這些“天才們”是如何得到實驗室資源的也處於神秘之中。以前文提到的兩個熱點事件為例,陳同學照片中的實驗室明顯不是一個小學會有的。哪怕是武漢兩位小學生做的所謂的“簡單的基礎操作”也不是任何一個小學甚至初中實驗室的常規業務。

陳同學論文中的儀器出現在小學實驗室不合常理
原因很簡單,開展動物解剖實驗需要辦理的手續和證明是比較多的,而且還要年檢,學校要多出錢多花精力。最重要的,動物解剖真的不是小學課程要求和小學生能普遍參與的。小學教育已經相當普及了,但恐怕在小學進行過解剖實驗的學生並不多,這點可以很容易的從身邊的案例得到證明。
也許有人會説很多大學的實驗室和國家級實驗室都有開放計劃,社會人士可以憑實驗計劃進行申請,永久性實驗設備只出電費,實驗耗材也能以優惠的批發價獲得。但是計劃畢竟只是計劃,和接受高等教育的人數相比,現階段中國實驗設備總體尚處於嚴重不足階段。有的實驗設備本科生無緣接觸,各課題組有需要也要預約之後排隊做。為了充分發揮實驗設備的效益,有些設備的機時被安排得滿滿的,只要不壞不檢修就得一直開機,學生不分晝夜地輪班進行實驗。
在這種情況下,居然還有實驗室能向外單位的小學生開放,其中還包括屬於固定資產的價格較高的設備,不得不讓人懷疑這背後的公正性。
除了實驗室工位和實驗儀器機時的分配,實驗經費是誰出的也是一大問題。陳某某用到的PCR和WesternBlot市場價一次都在千元左右,而敲低基因表達也需要數千元。
當然,市場價對於本身有這些實驗儀器的實驗室未必科學。通過諮詢專業人士,一台七萬五左右的PCR儀器,做3-4千次PCR是有保證的,算上電費每次成本只有200多元。但是這就回到上面的那個問題,這些儀器給小學生用收費嗎?周圍大學的大學生和社會成員能夠以類似的價格享受到麼?如果不能,是否其他小學生也能享受這個優待?如果只有部分小學生能享受到,那麼公正性如何保證呢?
而“茶多酚”實驗用到的人工腫瘤白鼠21只,據瞭解連帶無害化處理這樣的人工腫瘤白鼠市場價大約620元一隻,其他條件就算由小學實驗室提供,這樣的實驗耗費大約為1.3萬元。

該實驗取出的白鼠腫瘤體
如果這筆錢由公費出,那麼這相當於3-6個校級大學生創新項目、1-2個省級、0.65個國家級創新項目。而且這些項目原則上必須多個(一般五個)大學生共同申請,還要審批和公示才能獲得資金,最終也只能覆蓋不到10%的大學生,開支還有指導老師監管。如果大學生不比這些小學生基礎差,資助力度存在這麼大的差距,顯然有歧視學齡的嫌疑。如果這筆錢由小學生自費,那麼我們就應該考慮是不是所有小學生都能享受這個價格了。
此外,該類比賽還存在大量沒有公開實驗記錄、介紹簡陋的獲獎項目,公平性確實存在進一步提升的空間。
實驗要求超越小學生髮展階段 科學倫理風險是否太大
根據相關方面的回應,與實驗結論相關的實驗確由小學生親自完成。如果真是如此,我們應該感到開心,但同時這些實驗超越了小學生的生理、心理發展階段,其科學倫理風險值得關注。
比如Western Blot實驗,熟練的人員跑一套核心部分也要7-8個小時,第一次嘗試成功可能要10小時以上。即使是大學新生也會失敗很多很多次才能熟練掌握,再加上實驗名稱中有“Western”,被相關專業的學生戲稱為西天取經。對於小學生而言是相當艱苦的,不利於他們的健康。儘管小學生也有可能掌握這種技術,但在此之前產生的挫敗感對幼年孩子的心理產生的影響還是值得關注。

Western Blot實驗流程(Day 1可由實驗室管理人員準備,重點是Day2,持續時間很長)
又比如解剖實驗,從操作來説並不複雜,但對實驗人員的心理,尤其是如何看待生命、看待科學、看待科學實驗對實驗生命的剝奪是一個嚴肅的課題。“茶多酚”實驗裏有一張照片,麻醉殺死的21只實驗白鼠放在一起,很有視覺衝擊力。筆者覺得當作配圖不太合適,這裏沒有放,讓小學生完成這樣的實驗是不是也不太好?
至少這可能不合法。根據《醫學實驗動物管理實施細則》:“從事和參與醫學實驗動物工作的人員,必須掌握醫學實驗動物的基礎知識,有關法律法規及各種規章制度,並取得《醫學實驗動物技術人員崗位資格認可證書》”,換句話説就是要持證操作。而小學生進行解剖實驗並沒有公示自己取得的相關證件,很可能沒能獲得相應證件。

《醫學實驗動物管理實施細則》的相關規定
小學生研究癌症等具有相當知識門檻的課題,還存在其他科學倫理問題,也對社會如何認定創新提出了新問題。隨着社會分工的越來越細,研究人員也無法完成實驗的整個過程。比如説人工腫瘤白鼠的培養就很可能不是完成癌症課題的人親自去做的。
對於完整接受過學術訓練的人,學術界並不覺得特別不妥。因為財務上的問題,由資助的基金委員會和學者所在單位進行監督。如果全部研究內容均為外包,則資助的經費很難做到。而在學術評價上,受過完整學術訓練的人,可以正確評價實驗的外包部分和自有部分。
通俗地説,就是一般的學者能夠自主選擇外包部分,他們很清楚哪些部分要外包、為什麼要外包、價格多少是合適的、如何選擇有資質的外包機構。另一方面,外包回來的結果是否可靠也要靠學者的經驗做出判斷,學者同樣要保證外包數據的真實性和可靠性。
對於天文、動植物分類、古化石研究等各國撥款有限的學科,研究者個人有錢有閒是一個很大的有利條件。因此在這些學科的研究者中不乏豪門望族,甚至是各國皇室。比如説日本明仁天皇(現已退位為上皇)就對魚類學有濃厚的興趣,是世界著名的蝦虎魚(魚類中重要的一個科)專家,而且貢獻很大。

皇太子時期的明仁已經對魚類研究有了興趣
但哪怕是這些領域,學術界也不會承認一個沒接受過學術訓練,只是提供資金和打雜的人為學者的。而有錢有閒的學者們,絕大多數也是在高中甚至更晚才開始嚴肅的學術研究的。對於化學、物理等各國充分資助的學科,競爭則更加公平。能提出重要學説的學者往往都要積累到博士甚至更高的階段。
因此對於小學生外包重要研究部分產生的創新,有必要進行嚴肅的討論。允許沒有接受過系統高等教育的未成年人這麼做,科學倫理風險是不是太大了一些?
選題自由度大於博士比賽規則需要改良
筆者隨機閲讀了200個該比賽的獲獎作品,發現水平很高的學術作品有不少,按照丁香園的説法就是:“研究項目的立意、後期具體的實驗設計,與碩士甚至博士研究生的科研水平一般無二”。換句話説就是有很多作品的水平處於碩士和博士之間。
這當然是不正常的現象,因為學術水平往往是正態分佈的。通俗的説就是如果一個國家的一個學科有很多學術大師,那麼出現一個愛因斯坦這樣的頂級科學家就是水到渠成的。現在青少年中有很多人能達到碩士以上、博士未滿水平,那麼肯定有研究能達到更高的水平。現在卻好像有一個透明的天花板將他們的水平限制在這個區間內,這與人才規律是違背的。

屠呦呦説自己獲諾貝爾獎是中國科學家集體的榮譽,這也符合人才出現的規律,即國家越重視,相關領域人才越多,代表性人才就更加出色。
出現這種問題很可能是比賽規則造成的,相關比賽的評審原則要求“自己選題”、“自己設計和研究”、“自己製作和撰寫”,選題必須是作者本人提出、選擇或發現;設計中的創造性貢獻必須是作者本人構思、完成,主要論點的論據必須是作者通過觀察、考察、實驗等研究手段親自獲得;作者本人必須參與作品的製作,項目研究報告必須是作者本人撰寫。
這些提法看似強調了學術倫理,但是也給予了青少年研究者連博士在讀生也不具備的學術自由。對於博士生而言,選擇的主題必須與攻讀的二級學科高度一致,具體的研究內容還受到該校傳統優勢領域、導師基金項目要求、導師意見、開題評審專家教授意見的限制。
在這麼多限制之下,學術成果就能有基本的含金量,我們做個基本的思維邏輯題也能得到相同的結論。已知比賽組織方沒有能力跟蹤隨訪,監管主要靠學生自覺,又已知選題充分自由不受限制,結果必然是八仙過海各顯神通,學生家裏從事科學研究的長輩很難不“過度參與”。
説到這,應該把結論點開了。筆者認為這些研究癌症的小學生不是天才,更多的還是資源堆積的結果。因此筆者才認為討論他們是否學術不端沒有任何意義,即使他們真的自己完成了最終出結果的實驗,無非也就是説明指導者水平高,設計的實驗流程合理。把最難的部分合理地(這裏的“合理”指在學術界比較普遍)外包了出去。

有人還會説:“參加類似的比賽已經不能加分了,既然沒有學術不端,家長指導自己孩子天經地義,如果再自己出錢不就沒問題了嗎?學區房制度帶來的問題可不比這個小”。我認為從比賽設計的角度説,還有問題。
中國目前面臨着以美國為首的西方多國的貿易戰,有很多領域被卡脖子。作為國家撥款設立的創新大賽,引導社會資源為國家戰略服務天經地義。而很多選題是浪費了社會資源,僅僅證明了學生的移民價值(目前該類比賽對參賽者的主要好處是申請國外的大學有優勢)。
比如説陳某某的選題《C10orf67在結直腸癌發生發展中的功能與機制研究》很多方面是複製了其母親承擔的國家自然項目《C10orf67在低氧適應及非小細胞肺癌發生發展中的功能與機制研究》的立意。C10orf67基因是中科院昆明動物研究所近年來從高原適應候選基因鑑定出的一個低氧通路基因,鑑定出該基因的成果發表在《National Science Review》上。
但是兩者的科學價值截然不同,從C10orf67本身的特點猜測其在肺部疾病和低氧適應方面的機制是順理成章的,而研究C10orf67與結直腸癌就有點不按套路出牌了。《茶多酚的抗腫瘤實驗研究》也存在類似的問題,中國廣泛種植的經濟作物中有數以萬計的生物化學成分,僅僅為了瞭解其中一種能否能抑制腫瘤生長就估計花費了五位數,哪怕花的是社會資本,似乎也有些浪費了。
這麼多項目存在問題,説明了類似於小學生研究癌症這樣的現象已經比較普遍。筆者不贊成採用頭痛醫頭,腳疼醫腳機械式的處理方式,不對此類比賽的選題下手,這種現象就會反覆出現。
因此我覺得如果此類比賽不願意放棄高度公平性,就應該像數學建模比賽、各學科奧林匹克競賽一樣統一命題,學生選題進行研究,在命題時應注意導向問題,避免花費過多。而如果此類競賽更強調結果的價值,也應該統一命題,就選擇那些有一定難度,但是有社會效益的題目。
有社會效益的題目其實還挺多的,比如説現代社會生產各行業都需要購置電腦,對於各個行業的場景而言,什麼是他們最優的購置策略呢?這種購置策略能否數學化和計算機化呢?供應商面對這樣的購置策略肯定會採取相應的措施,博弈的平衡點在哪裏呢?這個問題目前各單位採購時還是憑採購人經驗模糊的進行處理,如果能提供一套策略並被普遍使用,全國來看節約各行業幾億元甚至十幾億元採購經費完全不是問題。
又比如哈工大、哈工程等部分學校現在被限制使用MATLAB,而MATLAB的生態中各個學科的工具箱又是重中之重。是否把數學計算軟件國產各學科工具箱的開發也納入到比賽選題中來呢,這樣既讓學生學習了相關知識,又促進了中國數學計算軟件的生態。
總之,小學生研究癌症現象反映出的壞如:教育公平疑雲、科學倫理風險等等和目前相關比賽的選題政策緊密相關。這些比賽都是由國家經費組織辦理的,但是怎麼為國選才,甚至直接為社會經濟服務還有很大的改進空間。建議首先擴大公開度,公佈更多研究項目的內容和結論。其次建議修改選題政策,真正把創新是社會發展的動力體現出來。
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