中国科学家如何使国际“大牛”从顶级刊物撤稿?
科学最本质的精神是为求真,来不得半点虚假。科学共同体秉持的同行评议保证了这一精神在科学研究中运行无碍,科学的声誉和公信力也因此得到维护和加强。尽管科学研究的国际竞争变得日益激烈,但是,永远不应忘却踏上这一份求真事业时的初心。 
2014-12-29 11:42:34
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本文转载自赛先生

薛鹏(东南大学物理系教授)

PRL(物理评论快报,Physical Review Letters)是国际物理学顶级期刊,以非常严格的审稿和编辑著称。然而,我们课题组在今年调研文献时的一次发现,却意外地促使一篇发表在PRL上的国际论文最终撤稿。

2014年3月初,我们课题组计划开展一项新的实验,利用线性光学体统实现量子行走,并通过特定的演化过程观测量子行走中的局域化和周期性等量子特性。

当时公开发表于arXiv.org的一篇由德国和西班牙学者共同撰写的实验论文引起了我们的注意。论文称利用一种非常简单的方法,即分别沿两个轴向抛掷硬币,会导致量子行走产生拓扑结构,通过调节硬币抛掷的参数可以改变系统拓扑结构,其具体表现为当拓扑结构发生变化的时候会出现具有局域化特性的拓扑边界态。该作者同时利用线性光学体系实验验证了上述理论。

我们对这篇论文的方法做了检验。首先沿两个轴向抛掷硬币等同于对硬币实现一个SU(2)的旋转,与标准的沿一个轴向旋转硬币一样并不会引起时间或者空间的各向异性,而且各向异性是导致量子行走出现局域化分布的原因。其次,也是更重要的一点,按照文中所提的方法,我们发现通过改变抛掷硬币的参数,拓扑不变量不会发生文中所预期的改变,也就是说不存在文中所描述的拓扑结构的变化。从而我们初步得出结论,这篇论文原理上有可能出现错误,理论推测不符合物理原理,而其实验却得到了和有可能错误的理论一致的结果,这一点非常令人费解。

于是我们3月24日通过电子邮件向该论文的第一,四,五,六作者提出了我们的疑虑,其中第一作者斯图加特大学物理系教授Jrg Wrachtrup组博士后Graciana Puentes,为通信作者,后三位德国帕德博恩大学物理系教授Christine Silberhorn, 斯图加特大学物理系教授Jrg Wrachtrup ,非盈利光子科学研究所ICREA教授Maciej Lewenstein是该项目的PI,均为量子信息和量子光学领域的领军人物。

左为斯图加特大学物理系教授J?rg Wrachtrup组博士后Graciana Puentes,右为德国帕德博恩大学物理系教授Christine Silberhorn。


左为斯图加特大学物理系教授J?rg Wrachtrup ,右为非盈利光子科学研究所ICREA教授Maciej Lewenstein。

3月25日第一作者Graciana Puentes在给我们的回复中强调,论文并无问题,并要求我们把用于验证其推导过程的计算机程序发给他们以供比较。

当我们分别将使用mathematica和matlab编写的程序发过去。一天后得到的回答是,她不熟悉我们的编程语言,因此无法验证。

随即我们提出希望查看她的程序,得到回答是她并无程序,要通过其他同事的允许才能发给我们。

程序验证这条路眼看走不通,我们干脆将所有的解析解推导过程发给她,希望她能够验证。之后就再没有得到其回复。

此时这篇论文已经于3月26日正式发表于Physical Review Letters。于是我们决定写一篇comment。我当时的考虑是,我们组毕竟在相同的方向上连续做了7年的研究工作,也陆续在Physical Review Letters, Physical Review A, New Journal of Physics, Scientific Reports等学术期刊发表过一系列相关论文。作为一个PI,我希望证明自己对这个方向的把握是敏锐而且是正确的,这对我很重要。

Comment于3月28日投稿至Physical Review Letters,旋即送至原文的两个作者,5月28日我们得到了编辑的回复:

Your Comment was sent to the authors of the Letter, which is standard procedure. The authors responded by acknowledging that there is a serious error in the Letter. It has been decided that the appropriate course of action is to publish a Retraction, in which you are acknowledged. The Retraction is attached below for your information.

(我们已依照标准程序将您的评价转发给论文作者。作者在回复中承认论文中存在一个严重的错误。我们决定,正如您所知,恰当的做法是发表论文撤销声明。撤销声明见以下附件。 )

按照PRL对于comment处理的标准程序,一般编辑部会发送给原文作者,之后根据原文作者的意见作出处理。由于我们直接指出原文中理论的致命错误,并对为何实验与错误的理论相符合提出质疑,原文作者最终认同我们而放弃回应。PRL编辑部因此作出撤稿的决定,最终,撤稿的声明于7月1日公布(网址:http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.113.019901)。

这件事至此基本结束,其间原文作者以及编辑如何考量这件事我们无从揣度。这其中自然不会有类似于对文章判断出了问题而需要进一步的问责,也不会有对理论上出现错误,为何实验却也得到了相符结论的严肃思考和拷问。

但是总的来说,这样的结局并不意外。出现这样的错误其实都是可以避免的,而且有不止一次阻止这种错误发生的机会,例如:对理论的反复推敲,对于数值模拟结果的仔细检查,尤其是实验实现过程中,如果遵照实验规范秉持严谨求实的态度是不可能发现不了如此明显的错误,反而得出与错误理论预言一致的结果。

这件事已经过去几个月了,如今追述整个过程,是希望留下一些思考。无论如何,做科研还是应该秉持着严谨认真的态度,不要迷信任何领域中的“大牛”。也许并不是每个人在评价体系面前皆为平等,但是科学毕竟是客观的。

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