Hvordan evolution kan ændre videnskaben til det bedre

Videnskab er samfundets bedste metode til at forstå verden. Alligevel er mange videnskabsmænd utilfredse med den måde, det fungerer på, og der er voksende bekymring for, at der er noget "brudt" i den nuværende videnskabelige praksis. Mange af de regler og procedurer, der er beregnet til at fremme innovativ forskning, er lidt mere end historiske præcedenser med ringe grund til at antage, at de tilskynder til effektive eller pålidelige opdagelser. Værre, de kan have perverse bivirkninger, der skader både videnskab og videnskabsmænd. Et velkendt eksempel er den generelle præference for positive frem for negative resultater, hvilket skaber en "publikationsbias", der giver det falske indtryk af, at der eksisterer visse effekter, hvor de afvigende beviser i virkeligheden simpelthen ikke bliver frigivet.

Arizona State University-forskerne Thomas Morgan og Minhua Yan, arbejder med ASU-kandidat Leonid Tiokhin, nu ved University of Technology Eindhoven i Holland, har udviklet en ny model, udgivet i denne uge i Naturen Menneskelig adfærd , for bedre at forstå de udfordringer, som den videnskabelige proces står over for, og hvordan vi kan gøre den bedre. De fokuserede på "prioritetsreglen":tendensen hos den første videnskabsmand til at dokumentere et fund til at blive uforholdsmæssigt belønnet med prestige, præmier og karrieremuligheder, mens dem på andenpladsen får ringe eller ingen anerkendelse.

Vinderen tager alt

Mange videnskabsmænd har søvnløse nætter og bekymrer sig om at blive "scoopet" - af frygt for, at deres arbejde ikke vil blive betragtet som "nyt" nok til de mest effektive videnskabelige tidsskrifter, fordi en anden gruppe, der arbejder med det samme emne, formår at publicere først. Prioritetsreglen har eksisteret i århundreder. I det 17. århundrede, Newton og Leibniz pruttede om, hvem der opfandt calculus. Og i det 19. århundrede, Charles Darwin skyndte sig at udgive "The Origin of Species" for at undgå at blive øset af Alfred Russel Wallace.

"Belønning af prioritet er forståeligt og har nogle fordele. det koster, " siger Tiokhin. "Belønninger for prioritet kan friste videnskabsmænd til at ofre kvaliteten af ​​deres forskning og skære hjørner."

"Idéen er, at konkurrence tilskynder videnskabsmænd til at arbejde hårdt og effektivt, sådan at opdagelser bliver gjort hurtigt. Men hvis alle arbejder hårdt, og du skal komme først for at få succes, så er der en fristelse til at skære hjørner for at maksimere dine chancer, selvom det betyder, at videnskaben lider, " sagde Morgan, en forskningsassocieret med Institute of Human Origins og lektor ved School of Human Evolution and Social Change ved Arizona State University.

Det er til dels grunden til, at nogle akademiske forlag, såsom PLOS og eLife , tilbyder nu "scoop beskyttelse, " at give forskere mulighed for at publicere resultater, der er identiske med dem, der allerede er offentliggjort inden for en vis tidsramme. Problemet er, at videnskaben og forlagene i øjeblikket ikke har en god idé om, hvorvidt disse reformer giver mening.

Modellering af prioritetsreglen

For at finde ud af, hvordan præferencen for prioritet præcist påvirker videnskaben, og om de seneste reformer tilbyder nogen løsning på de potentielle ulemper, samarbejdspartnerne udviklede en "evolutionær agent-baseret model." Denne computermodel simulerer, hvordan en gruppe videnskabsmænd undersøger eller opgiver forskningsspørgsmål, afhængigt af deres egne resultater og adfærden hos andre videnskabsmænd, de konkurrerer imod.

"Fordelen ved en evolutionær simulering er, at vi ikke på forhånd behøver at specificere, hvordan videnskabsmænd opfører sig. Vi skaber bare en verden, hvor succes belønnes, og vi lader selektion finde ud af, hvilken slags adfærd dette favoriserer, " sagde Morgan. "Vi kan så variere, hvad det betyder for succes - f.eks. om det er afgørende at komme først – og se, hvordan selektion ændrer videnskabsmænds adfærd som reaktion. Vi kan også måle fordelene for samfundet – er videnskabsmænd effektive? Er deres resultater nøjagtige? Og så videre."

Ingen vidundermiddel

Forskerne fandt ud af, at en kultur med overdreven belønning for prioritet kan have skadelige virkninger. Blandt andet, det motiverer videnskabsmænd til at udføre "hurtige og beskidte" undersøgelser, så de kan være de første til at offentliggøre. Dette reducerer kvaliteten af ​​deres arbejde og skader videnskabens pålidelighed som helhed.

Modellen foreslår også, at scoop-beskyttelse, som introduceret af PLOS og eLife , arbejder.

"Det mindsker fristelsen til at forhaste forskningen og giver forskerne mere tid til at indsamle yderligere data, sagde Tiokhin. scoop-beskyttelse er ikke noget universalmiddel."

Dette skyldes, at scoop-beskyttelse motiverer nogle videnskabsmænd til at fortsætte med en forskningslinje, selv efter flere resultater om det emne er blevet offentliggjort, hvilket reducerer det samlede antal forskningsspørgsmål, som det videnskabelige samfund kan tage stilling til.

'Fordelen' ved ineffektivitet

Skaber beskyttelsesreformer i sig selv, mens hjælpsom, er ikke tilstrækkelige til at garantere forskning af høj kvalitet eller en pålidelig publiceret litteratur. Modellen viser også, at selv med scoop-beskyttelse, scientists will be tempted to run many small studies if new studies are cheap and easy to set up and the rewards for negative results are high. This suggests that measures that force scientists to invest more heavily in each study, such as asking scientists to preregister their studies or get their research plans criticized before they begin collecting data, can help.

"We also learned that inefficiency in science is not always a bad thing. On the contrary—inefficiencies force researchers to think twice before starting a new study, " said Tiokhin.

Another option is to make large-scale data collection so straightforward that there is less incentive to skimp on data, alternativt, reviewers and journals could be more vigilant in looking out for "underpowered" studies with small sample-sizes.

Metascience

This project is an example of metascience, the use of the scientific method to study science itself.

"It was a great pleasure to be part of this project. I got to use my modeling skills not only to make specific scientific discoveries, but also to shed light on how the scientific procedure itself should be designed to increase research quality and credibility. This benefits the whole scientific community and ultimately, the whole society, " said Yan, a graduate student in the School of Human Evolution and Social Change.