實驗不可重復，不一定是失敗的標志，也可能是對新想法的啟發。
實驗的重復性與不可重復性
計量學歷史為重現結果的舉措和增進人們對研究的信任兩方面提供了寶貴的經驗。在亨利·卡文迪什發明扭力天平來確定萬有引力常數兩個多世紀后，計量學家們還沒有就萬有引力常數的精確值達成一致。
圖：扭力天平。丨來源：Nature
每個人都在談論可重復性，至少是在生物醫學和社會科學等領域是這樣。而在過去的十年里，越來越多的人意識到，只有能獨立地進行復現結果，其結果才能被認為是正確的。
物理常數測量實驗帶來的啟發：跳出固有框架
在物理科學中，對重復性的關注同樣是必要的，這也是本月《自然?物理》雜志中探討的一個問題，兩位計量學家在其中提出，應該從不同的角度來看待重復性。Martin Milton和Antonio Possolo都認為，當測量科學的結果無法重現時，這應該是科學方法發揮作用的標志，也是提高公眾對研究過程認識的機會(M. J. T. Milton and A. Possolo Nature Phys. 26, 117–119; 2020)。
位于法國巴黎的國際計量局和位于馬里蘭州蓋瑟斯堡的美國國家標準與技術研究院的作者們分別利用了三個案例進行了研究，每一個案例都是為了測量一個基本的自然常數。
研究人員選擇的三個自然常數分別為：光速(c)；普朗克常數(h)：一個將光子攜帶的能量與其頻率聯系起來的常數；以及萬有引力常數(G)：一種測量兩個物體之間引力強度的常數。
對于普朗克常數和光速，不同的實驗室采用了不同的方法，最終得到了相同的數值，這是可重復性的標志。以普朗克常數為例，現在人們對它的數值有足夠的信心，因此，在去年5月它成為用于確定國際單位制-千克定義的基礎。
然而，盡管歷經三個世紀，開展了大量的試驗，萬有引力常數G仍然無法得到肯定的精確值。其中的原因沒有被完全了解：可能是由于在測量數值時未發現的錯誤；或者暗藏著新的物理科學。目前，人們正在探索的一種假設是：G可能隨著時間的推移而變化，在這種情況下，科學家可能不得不修正其為固定值的觀點。
盡管物理學家認為這是不可能的，但是如果上述假設真的成立，這將是一個科學過程制約實驗重復性的典型案例：實驗結果質疑了一個長期存在的理論，但同時也指出了另一個理論存在的可能性。
理性、科學地對待不可重復
相比之下，生物醫學和社會科學領域的問題不能如此簡單地歸結為確定一個基本的自然常數。與計量學相比，在癌癥生物學等領域，重復結果的實驗可能包含更多難以控制的可變性來源。
但計量學提醒我們，當研究人員試圖重現實驗結果時，他們通常使用一套公認的、高精度的實驗標準-在測量學領域被稱為計量溯源。作者認為，正是這方面的作用幫助研究人員在研究過程中建立了信任和信心。
從Milton 和 Possolo的評論中得到了一個更廣泛的認識是，來自不同領域的研究人員必須持續交流，分享彼此的實驗重復經驗。與此同時，我們應該謹慎地假設，當研究人員不能重現一個結果時，即使遵循了最佳商榷的標準，也會存在固有的錯誤。
因此，不可重復性不應自動被視為失敗的標志。這也表明，是時候重新思考我們最初的假設了。
參考文獻：
Nature 578, 191-192 (2020)
DOI: 10.1038/d41586-020-00380-2
https://www.nature.com/articles/d41586-020-00380-2
