为何研究中的重复如此重要?

AJE将在本文讨论的重复是科学哲学中不可或缺的理性概念,也是验证科学方法连续循环的过程。通过考虑伦理和实践意义,我们可以更好地理解为什么重复在研究中非常重要。

更新于2023年8月11日

为何研究中的重复如此重要?

重复往往被视为科学的基石,因为它建立起人们对研究结果科学价值的信心。哲学家Karl Popper认为,“在得到重复和检验之前,我们甚至不会认真对待自己的观察结果,更不会将其视为科学观察结果”。

因此,可重复性是研究人员的共同目标。学术手稿的方法部分对这一过程至关重要,因为它详细说明了研究是如何进行的。根据这些信息,其他研究人员可以重复研究并评估其质量。

本文讨论的重复是科学哲学中不可或缺的理性概念,也是验证科学方法连续循环的过程。通过考虑伦理和实践意义,我们可以更好地理解为什么重复在研究中非常重要。

什么是研究中的重复?

作为建立对研究结果价值的信心的基本工具,重复具有强大的力量。有人会说,它有能力决定一个科学主张的成败,而实际上,它只是科学过程的一部分,没有好坏之分。

Nosek 和 Errington 提出,重复是一项研究,其任何结果都将被视为对先前研究中某一主张的诊断性证据时,他们的主张恢复了重复的中立性。因此,重复的真正目的是通过引入新证据,拓宽当前对特定问题的理解,从而推动科学发现和理论的发展。

为什么重复在研究中很重要?

伟大的哲学家和科学家亚里士多德断言,只有存在可知的对象,科学才是现实的。例如,不可能有关于独角兽的科学,因为独角兽并不存在。因此,关于独角兽的“科学”缺乏可知对象,不是一门“科学”。

科学的这一哲学基础完美地诠释了重复在研究中的重要性。从根本上说,当一项成果不可重复时,它就不可知,也不存在。这意味着,每当一项研究或一项成果可以重复时,其可信度和有效性就会提高。

缺乏可重复性对科学发展同样至关重要。它将研究人员推向新的创造性方向,迫使他们继续提出问题,永不自满。重复与提出假设或进行观察一样,都是科学方法的一部分。

重复类型

从历史上看,重复被分为两大类:

1. 直接重复:按照以前研究的原始方法进行新的研究,然后比较结果。虽然直接重复遵循的是原始研究的方案,但样本和条件、时间或年份、实验室环境、研究团队等必然不同。因此,直接重复是利用经验测试来反映关于产生特定发现所需条件的普遍看法。

2. 概念重复:采用不同的方法开展研究,以检验与现有研究相同的假设。通过采用不同的操作和测量方法,概念重复旨在将研究的基本理论变量操作化。通过这种方式,概念重复促进了合作研究和非基于单一方法的解释。

尽管这些一般性划分为开展和理解重复研究提供了一个很好的起点,但它们并不是对立的两极。其中的细微差别产生了无数的子类别,例如:

• 内部重复:同一研究小组进行相同的研究,同时考虑阴性和阳性因素

• 微型重复:对其他研究小组的研究成果进行部分重复

• 建设性重复:操作和测量方法都有区别

• 参与者重复:只改变参与者

许多研究人员认为,这些标签应仅限于研究设计,作为研究团队的方向,而不是一种先入为主的观念。事实上,Nosek 和 Errington 得出结论认为,“直接”和“概念”之间的区别至少与理解重复及其在推动知识进步方面的作用无关,甚至可能适得其反。

研究人员如何重复一项研究?

与所有研究一样,重复研究也需要精心策划。开放科学框架(OSF)提供了一份实用指南,详细说明了以下步骤:

• 根据研究小组可用的时间、专业知识和资源,确定一项可以重复的研究。

• 确定并获取原始研究中使用的材料。

• 制定一项计划,详细说明打算进行的重复研究类型和研究设计。

• 概述并实施研究的最佳做法。

• 开展重复研究、分析数据并分享结果。

Brown和Wood在他们的文章“哪些测试不是猎巫:进行重复研究的诊断方法”中对这些广泛的指导原则进行了扩展。Brown将他们的研究成果进一步浓缩成一篇博客,概述了四个主要的程式类别:

1. 假设:确定原始研究和研究团队的背景假设

2. 数据转换:利用研究数据回答有关原始团队选择数据转换的问题

3. 估算:确定原始研究中是否使用了最合适的估算方法,以及重复是否能采用其他更好的方法

4. 异质结果:确定原始研究的数据是否适合探讨单独的异质结果

在电子期刊《经济学》同行评审人员的建议下,Brown详细讨论了在进行重复研究时不应该做的事情,其中包括:

• 不要将对原始研究设计的批评作为重复研究结果的依据。

• 在完成直接重复研究之前,不要进行显著性检验。

• 在重复前、重复中和重复后,都不要忽略与原作者的沟通。

• 不要仅凭重复中的不同结果就将原始研究结果说成是错误的。

同样,重复研究是全面的、合法的研究工作,对科学知识有重大贡献。与其他任何研究一样,它们也需要同样多的规划和投入。

重复失败会怎样?

有一些明显的、公认的背景因素会导致重复研究的失败,如

• 检测未知效应

• 系统中的不一致之处

• 复杂变量的固有性质

• 不合标准的研究实践

• 纯属偶然

虽然这些变量会影响所有研究,但它们对重复的影响尤为明显,因为问题的结论并不新颖,而是预先确定的。

环境和变量的不断变化使得评估可重复性、确定成败变得非常棘手。美国国家科学院的一份出版物指出,可重复性是指:旨在回答同一科学问题的各项研究中获得一致而非相同的结果。他们还提供了适用于所有学科的八项核心原则。

虽然没有现成的标准来判定重复是失败还是成功,但美国国家科学图书馆和开放科学合作组织建议通过提一些关键问题来考量,如

• 重复是否产生了与已有研究相同方向的具有统计学意义的效果?

• 重复的效应大小是否与原始数据的效应大小相似?

• 原始效应大小是否在重复的置信区间或预测区间内?

• 将原始实验和重复实验的结果结合起来进行元分析,是否会产生具有统计学意义的效果?

• 原始实验和重复实验的结果是否一致?

显然许多人对重复失败的原因和方式有自己的看法,往好了说只是一种空洞的说法,往坏了说是一种不公平的指责。它没有抓住重点,回避了重复作为一种机制的作用,即通过为现有问题提供新证据来促进科学研究。

重复过程能否改进?

为了应对重复危机,我们需要重新调整重复的定义,以考虑到科学领域的差异,并在比较原始数据时意识到潜在结果的程度。

重复危机被认为是学术界自己制造的灾难,但它也促使重复过程中的其他改进。最广泛地说,它促使元科学(metascience)重新崛起并得到扩展。元科学源于哲学和科学,被广泛称为“研究中的研究”和“科学中的科学”。元科学是科学方法的一面镜子,它不仅阐明了重复的目的,还就其技术的严谨性提供指导。

从更新研究实践和研究设计,到修订出版实践和监督组织,整个行业都在进一步努力改进重复工作:

• 要求研究中使用的材料和方法完全透明

• 推动统计改革,包括重新定义 p 值的重要性

• 使用预注册报告,介绍研究方法和数据分析计划

• 采用“屏蔽结果式”同行评审,允许期刊根据研究的方法设计和理由而不是结果来接受研究报告

• 创建 EQUATOR 网络等组织,促进透明和准确的报告工作

总结

在科学研究领域,重复是一种制衡。无论是研究发现的概率还是科学家的知名度,都不能使一项研究免受这一过程的影响。

而且,虽然一次重复并不能证实或否定原始研究的结果,但从多次重复中积累的证据确实提高了其主张的可信度。最起码,这些研究结果为其他研究人员提供了见解,增强了科学知识的储备。

在探索了重复背后的哲学和机制之后,我们可以清楚地看到,重复过程并非完美,而是在不断的发展。其价值在于它在科学方法中扮演着不可替代的角色。重复并不比其他部分更重要或更不重要,它只是延续科学发现无限循环的必要条件。

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实验重复研究重复学术重复科学重复科学研究
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