Заговор пляшущих точек

Виток первый: горячая тема

Все началось с публикации препринта статьи, которая обещала сенсацию: двое индийских исследователей описали некие наноструктуры, электрическое сопротивление которых скачкообразно уменьшалось при охлаждении всего до -38 градусов Цельсия. Это фактически было объявлением о высокотемпературной сверхпроводимости: такие открытия моментально делают вас лауреатом Нобелевской премии и переворачивают мир электротехники. Передача энергии по проводам без сопротивления уже могла бы сократить потери в мировом масштабе на десять процентов, а еще есть сверхмощные магниты и разного рода квантовые устройства, которые пока требуют охлаждения хотя бы жидким азотом.

С другой стороны, оба автора не были замешаны в каких-либо сомнительных историях ранее, работают в солидном институте (Индийский научный институт, кафедра твердого тела и структурной химии), а измерения, представленные в статье, складывались в цельную картину, не противореча друг другу; данные о магнитных характеристиках образца тоже указывали на сверхпроводимость. Иными словами, на первый взгляд к качеству работы нельзя было выдвигать каких-либо претензий — это был не тот случай, когда слабое место в исследовании заметит любой добросовестный студент.

Виток второй: корреляция случайностей или подлог?

Брайан Скиннер, физик из США, поначалу тоже не смог найти в статье Дева Кумара Тапа и Аншу Пандея чего-то откровенно подозрительного. Более того, как он рассказывает, его коллеги побросали свою текущую работу и переключились на то, чтобы воспроизвести результат индийских ученых, так что нельзя сказать, что выложенный на сайте arxiv.org препринт не остался незамеченным специалистами в области.

Но когда Скиннер присмотрелся к одному из графиков, у него возникло подозрение. Кривая электрического сопротивления в верхней части рисунка была сравнительно гладкой, а вот внизу превращалась в «пляшущий» частокол точек из-за наложившихся на измерения помех (шумов, как говорят в научной среде). В принципе такое поведение могло бы быть следствием, скажем, изменения чувствительности приборов, однако при увеличении рисунка выяснилось еще кое-что странное.

В области низких значений (там, где сопротивление образца падало до нуля) две серии измерений шли на графике строго одинаковым курсом, но с небольшим сдвигом. Такого быть не могло: шум случаен и две отдельные, независимые серии измерений должны давать уникальную ломаную линию на подобном графике.

Скиннер отмечает, что на таком же поймали Яна Хедрика Шёна — физика, который прославился своими работами по полупроводникам, описал на страницах Nature (всемирно известный журнал с очень строгим рецензированием!) транзистор молекулярного масштаба… и был уличен в фальсификации. Причем попался Шён как раз на том, что два разных графика из независимых друг от друга экспериментов одинаково выглядели в той части, где должен был быть виден шум, случайные отклонения от идеально ровной кривой. Совпадение случайностей — это очень, очень неправдоподобно.

Обнаружив нечто подобное в уже нашумевшем препринте, Скиннер неделю сомневался и не предавал свою находку огласке — вместо этого ученый переговорил с рядом экспертов по сверхпроводимости и вначале попытался найти какое-то разумное объяснение совпадению кривых.

Такового найти не удалось.

Виток третий: переписка

Скиннер, обнаруживший в данных индийских физиков подозрительное совпадение случайностей, написал к их статье осторожный комментарий, в котором указал на эту деталь. Через некоторое время, рассказывает ученый, авторы ответили ему примерно следующее: спасибо, мы не заметили эту своеобразную корреляцию шумов и пока не знаем, откуда она взялась.

При этом — что сильно удивило Скиннера — его индийские коллеги не поспешили признать своей «ошибки». Впрочем, они пообещали все перепроверить и представить новые результаты.

Но на этом история не заканчивается!

11 августа Пратап Райчхаудхури, профессор из Института фундаментальных исследований Тата, предложил относительно убедительную гипотезу: графики могли получится схожими из-за наличия у образцов (состоящих из спрессованных наночастиц) своего рода «эффекта памяти» — материал немного деформировался в магнитном поле и сохранял эту деформацию при переходе к следующей серии измерений. Скиннера, впрочем, это не особо убедило, физик отметил, что эффект почему-то пропадает при нагреве выше критической температуры… но пока дискуссия не выходила за рамки обычной научной полемики.

Далее Райчхаудхури получил письмо от профессора Тируппаттура Венкатачаламурти Рамакришнана — одного из признанных экспертов в области физики конденсированного состояния. Рамакришнан просил Райчхаудхури воздержаться от какой-либо публичной критики в адрес Пандея! Раскрыв всю историю переписки, пришедшей Райсхаудхури вместе с письмом Рамакришнана, Пратап увидел переписку с Аншу Пандеем, одним из двух авторов «горячей сверхпроводимости» на наночастицах из золота и серебра. Райчхаудури написал довольно резкий ответ на попытку Рамакришнана выступить в качестве цензора… и перед нажатием на кнопку «отправить» решил добавить к адресу заслуженного ученого еще один e-mail.

«Поскольку адрес профессора Рамакришнана отличался от его обычного, я решил, что он пишет из зарубежной командировки, и на всякий случай добавил [ранее известный мне] его обычный адрес», сообщил Райчхаудхури в своем фейсбуке.

Спустя некоторое время Рамакришнан снова связался с Райчхаудури, на этот раз позвонив. Светило индийской науки поинтересовался, может ли собеседник прямо сейчас уделить ему некоторое время. Райчхаудури, бывший в этот момент за рулем, вскоре перезвонил… и узнал, что Рамакришнан не отправлял ему никаких писем!

Виток четвертый: загадочный Личер

Райчхаудури извинился перед коллегой за излишне резкие выражения и начал разбираться. Подозрительное письмо пришло с адреса wileslicher@protonmail.com. В принципе этот адрес уже должен был заставить Райчхаудури насторожиться, но текст был составлен столь убедительно, что физик поверил в то, что ему пишет именитый коллега.

Выбор почтового сервиса немаловажен. Кто-то оказался настолько мотивирован, что озадачился не просто подбором случайного почтового ящика, а воспользовался сервисом, предусматривающим шифрование переписки непосредственно в браузере: Protonmail хранит письма в зашифрованном виде и сам не имеет возможности расшифровать их без ключа, который должен быть только на компьютере пользователей.

Далее история приняла еще более интересный оборот. Скиннер, к тому моменту активно писавший про свой интерес к «горячей сверхпроводимости», получил очередной запрос на добавления в друзья в фейсбуке. Это совершенно тривиальное событие, тем не менее, привлекло внимание физика тем, что неизвестного пользователя с пустым аккаунтом звали Уилес Личер, а письмо, ранее присланное якобы от имени известного индийского ученого, пришло с адреса wileslicher. Совпадение? Скиннер так не думает.

Поначалу он подумал, что это обычный сетевой тролль, который услышал про дебаты вокруг нашумевшей статьи и решил разыграть ученых. Но затем он посмотрел на детали аккаунта «Личера» и увидел, что тот был создан за 16 дней до выхода препринта Тапа и Пандея.

Райчхаудури также считает, что присланные ему письма псевдо-Рамакришнана написаны человеком, который как минимум хорошо представляет того, за кого себя выдает, и вдобавок обладает приличным образованием. По его мнению, речь не идет о рядовом студенте с любовью к сомнительным развлечениям.

Что дальше?

На этом история (пока) заканчивается. Ряд исследователей в ближайшее время перепроверят результаты Тапа и Пандея. Скорее всего, они не воспроизведутся: высокотемпературная сверхпроводимость — это из ряда вон выходящий результат, и нам проще предположить ошибку (а учитывая весь вышеописанный контекст, и вовсе прямой подлог), чем сенсацию. Не менее интересно, найдется ли человек, скрывающийся за личиной г-на Личера.

Сообщения, скажем, о сверхсветовых нейтрино, частицах, которые двигались из Швейцарии в Италию со скоростью выше скорости света в вакууме, — сенсация 2011 года — оказались результатом технической ошибки: один из кабелей в установке был недостаточно качественно соединен с другим. И, хотя на поиск источника проблемы ушли месяцы, современная физика эту загадку раскрыла. Другой пример — история «холодного термоядерного синтеза», когда в 1989 году американские электрохимики Мартин Флейшман и Стенли Понс обнаружили якобы избыточное выделение тепла при электролизе тяжелой воды. Их сообщение прошумело на весь мир, но другие группы не смогли воспроизвести результаты, а работу ученых раскритиковали за ряд небрежностей. Можно взять 1988 год и публикацию — причем в Nature! — Жака Бенвениста, французского исследователя, который тогда сообщил об эффекте «памяти воды» — снова, как несложно догадаться, ошибочно.

Часть подобных сенсаций была результатом честолюбия исследователей (Бенвенист и Флейшман продолжили верить в реальность своих результатов), а часть (те же сверхсветовые нейтрино) стали следствием того, что сложные современные эксперименты не так-то просто спланировать, провести и проанализировать. Ученые, обнаружившие нечто из ряда вон выходящее, обычно все перепроверяют несколько раз, но иногда и это не помогает.

В новой истории на эту давно существующую проблему адекватной проверки чужого результата накладываются и новые культурные реалии. В мире, где люди общаются по электронной почте и через сообщения в социальных сетях, стало возможным разоблачать фальсификации на самых ранних подступах к «башне из слоновой кости». Так что в этом раунде, судя по всему, победные очки набирают сторонники открытой науки.