一些已經發表的和正在投稿中的論文,存在著邏輯錯誤,高影響因子刊物也不能倖免。不是說有這個毛病,論文就沒有任何價值了,但這樣的論文可能有一天成為「低水平研究時代」的證據,讓我們所處時代的科研工作者蒙羞。常見的幾種錯誤簡述如下,期望今後能減少。
1 「未見」作為「不存在」的證據
某件事沒有被觀察到,所以不存在,這種論證方式很常見。在引言裡,作者暗示本項研究前人沒有做過,理由是「未見文獻報導」,實際情況往往是作者本人不知道前人文獻,同時想當然地認為別人也不知道。還有一個例子,說全新世高海面事件(指海面高程高於目前的情況)不存在,理由是整個區域都沒有找到對應於高海面的沉積記錄,對此南京大學朱大奎老師有一句很到位的評論,他說:「在沉積記錄研究裡,有是有的證據,但沒有不是沒有的證據」。
2 「不同」作為「變化」的證據
圍墾要建造新海堤,海堤建造前後有什麼變化?這個問題,有的研究者決得很簡單,到實地找一塊地方,進行圍墾前後的某些數據採集,如潮水溝分布、潮流流速大小、波浪大小、植被生長情況等,回來後做些對比,如果相同,就是無變化,如果不同,就是有變化。但相同與否,即使不建海堤不是也照樣有?失誤在於,同一個系統可以有不同的狀態,這叫Variability(變幅),但不同系統內部趨勢性的演化結果,或者是發生系統狀態轉換之後出現的差異才是Change(變化)。所以,要確定是變幅還是變化,光看差異是否存在還不行,還要看演化趨勢和系統狀態特徵,所以不是簡單的事情。
3 相關性混同於機理解釋
相關性分析,可操作性強,經常用來建立經驗關係。但是,此類經驗關係是否成立,需要明確定義域或適用範圍。例如,在某個特定的潮間帶區域,從高潮位到低潮位的沉積物類型不同,每一種類型堆積的高程範圍不同,因此沉積物類型可以表達為高程的函數,對於這個地方,此函數是成立的。但如果把這一關係表述為:高程決定了沉積物的類型,某類沉積物一定分布於某高程,這就犯了將相關性混同於機理解釋的毛病。沉積物的堆積地點受到物源供給、水動力特徵、宏觀地形等條件的影響,並非僅僅受控於高程。因此,換個環境,沉積物堆積的格局可以大不同。
4 一元線性回歸分析:自變量和因變量互換
一元線性回歸分析被用來建立兩個變量之間的統計關係,評價兩變量之間的相關性大小,從回歸常數中獲得重要參數。但兩個變量,哪個是自變量,哪個是因變量,是不能互換的,否則會得到不同的回歸方程和回歸常數,雖然相關係數仍舊相同。這個特點是常用軟體所依據的高斯假定所帶來的。高斯在導出回歸算法時假定,自變量無觀測誤差,因變量有觀測誤差。所以要選擇沒有或較小觀測誤差的變量作為自變量。有時候,兩個變量的誤差相近,此時需要考察x軸變量和y軸變量互換帶來的影響。不幸的是,有些作者根本不考慮果這個問題。
5 「機理的過程」
有一篇論文,說要針對某種現象的機理,進行過程研究。按照定義,過程是指與某個系統有關的某種因素影響該系統的方式,而機理是過程的各種組合,其中之一與該系統的某個現象相對應。如此,「機理的過程」到底是想研究什麼,是說不清楚的。通常情況下,研究次序應是過程在先、機理在後。
6 結論和前提倒置
有一種奇特的辯論方法,說「所有的精神病患者都不承認自己是精神病患者,現在張三拒不承認得了精神病,這正好說明他有精神病」。用這個不合邏輯的說法開個玩笑是可以的,但付諸行動則會釀成災難,到街上去問問每個路過的行人,恐怕絕大多數都有精神病,要關到精神病院去。與此相對照,說「河流入海通量減小導致河口區發生侵蝕,觀測表明,現在侵蝕正在發生,這正是河流入海通量減小的效應」,是否有點問題。實際上,凡是這種情況,得出的結論最多是或然性的,能否坐實,要看能否排除掉其他的所有可能性。
7 「案例」誤為「典型代表」或「普適描述」
地學研究經常要進行現場觀測。長江口向海輸送沉積物,強度是多大?好的,選定大、中、小潮的時期各一天,再選擇一些站位,進行現場觀測。從觀測數據中,可以計算出一個數值。這個數據就是問題的答案。這個方法暗示,所進行的觀測是具有代表性的,甚至是普適的:「不信你再測?還是這個結果」。然而,我們怎麼知道真實情況的確如此?只有在了解系統行為的各種可能性及其出現的頻率,才能評價「代表性」。不少發表的論文,對所選案例在整個系統中的典型性和代表性,是迴避不談的,也就是說,無論研究了多少案例,我們還是不知道整體情況究竟怎樣。
8 「綜合分析」
什麼叫「綜合分析」?一些論文中宣稱要進行這種分析,但實際上是把所有的現象又羅列了一遍,把說過的話又重複了一遍。在操作層面上,「綜合」應該是歸納的,也就是說,要從個案中,通過變動範圍、出現頻率、典型性/代表性評價等方式,總結出一般的預測性陳述,例如對長江口沉積物輸運觀測結果進行歸納,給出「代表性輸運強度」及其計算方法。「分析」應該是演繹的,例如從長江口沉積物輸運公式中,可以得出特定情況下的輸運強度。因此,具體的操作要麼是歸納的,要麼是演繹,並沒有一種叫做「綜合分析」的動作。當然,對數據可以既做歸納,又做演繹,但這是做兩件事,不是一件事。
9 「地理環境決定論應徹底拋棄」
在人文地理學研究中,曾經產生過一種真正的科學理論,稱為「地理環境決定論」。不幸的是,人們以地理環境不是唯一決定因素為由,批判並拋棄了這個理論,致使這個有潛力的方向被迫放棄。任何科學理論,都要針對特定的系統,在這個系統之外理論是否適用,與理論本身無關。「地理環境決定論」說的是,一個地方是否重要,是受到其環境條件制約的。把地理環境當成一個系統,然後對其各個部分的重要性進行分類,然後考察各自的條件,從而得到一個總體圖景,這完全符合科學研究的流程和規範,研究中的一些缺陷,如「重要地方」、環境條件、支配程度、時間演化格局的定義,可以通過進一步研究來克服。科學理論通過明確定義域、提升預測的可靠性而得到發展,並進一步開拓出新領域。所以,人們犯下的這個錯誤對人文地理學打擊不小,歷史上這種錯誤還一犯再犯,對待馬爾薩斯的人口理論就是如此。
10 局部差異大小作為影響大小的證據
相同和不同,經常被用來作為影響大小的證據,但沒有考慮到系統演化的時間尺度問題。例如,在環境影響評估中,施工前後的環境特徵用模擬結果的差異來表徵。因為地貌演化受到水動力條件、沉積物輸運條件的影響,所以用施工前後的水動力和地貌對比被認為可以說明施工的影響。做起來也不困難,模擬一下施工前後的流程和地形,對比結果就出來了。然而,這裡有一個天大的漏洞:模擬的時間尺度遠小於地貌演化的時間尺度。有時,施工導致地貌系統的狀態轉變,從此其演化將導向另一個方向,最終變得面目全非。但在各種「環境影響評估」報告中這一點基本上是不管的。打個比方,優秀的和平庸的研究者,其差異要在後來的學術生涯中才能看出,如果只對比前一兩年,不大可能有巨大的差異吧。