I Berkeley rapporterade en forskargrupp år 1999 upptäckten av grundämnet Z = 118. Detta sensationella resultat måste emellertid dementeras två år senare, eftersom det inte kunde bekräftas, vare sig av andra grupper eller av forskarna i Berkeley. En undersökning gav vid handen att analyserna av ursprungsdata var medvetet inkorrekta. Vid Bell Labs publicerades 1998-2001 ett stort antal artiklar inom den kondenserade materiens fysik, speciellt nanoteknik, rörande bl a supraledande fullerener och molekylära transistorer. Inte heller här kunde resultaten bekräftas av forskare vid andra laboratorier. En kommitté som utredde mysteriet fann att minst 16 artiklar var baserade på fabricerade data. I båda fallen blev det säkerställt att det var fråga om forskningsfusk och bedrägerier. Vi ger här en kort bakgrund till dessa händelser och försöker förklara varför sådant kunde hända. Mycket finns redan beskrivet i fysiktidskrifter men även i dags- och veckopress
Uran (Z = 92) är som bekant det tyngsta, naturligt förekommande grundämnet. I drygt 60 års tid har fysiker försökt framställa ännu tyngre grundämnen. Dessa kan produceras med kärnreaktioner (t ex bestrålning av tunga element såsom Pb med högenergetiska joner), de är radioaktiva, kortlivade och sönderfaller med utsändande av alfapartiklar eller med spontan fission. Ett 20-tal transuraner har framställts på detta sätt i laboratorier, främst vid Joint Institute for Nuclear Research, JINR (Dubna, nära Moskva), Berkeley och Gesellschaft für Schwerionenforschung, GSI (Darmstad.). Tills helt nyligen var det tyngsta upptäckta grundämnena Z = 107-112 som alla hade producerats vid GSI. Man har funnit att ju högre är kärnladdningen desto kortare är halveringstiden och därmed svårigheten att framställa ämnet. Redan på 1970-talet pekade emellertid framstående teoretiska fysiker, Sven Gösta Nilsson m fl, på den möjliga förekomsten av s k supertunga grundämnen, STG. Teorin förutsade att det skulle finnas magiska tal, Z = 114 och N = 184 för protoner och neutroner och i dessas närhet s k stabilitetsöar av STG med jämförelsevis långa halveringstider. Denna fascinerande möjlighet har varit en av orsakerna till det mångåriga experimentella arbetet för att hitta allt tyngre element [2].
I juli 1999 rapporterade en forskargrupp i Dubna [3] upptäckten av grundämnet Z=114. Dess halveringstid, 30 s, var sensationell, den var flera storleksordningar längre än värdena för Z = 110 och 112. Detta resultat kunde tolkas så, att stabilitetsön var upptäckt! Ungefär samtidigt förutsade en polsk teoretiker, V. Smolanczyk [4] att det skulle vara speciellt gynnsamt att framställa Z = 118 eftersom reaktionstvärsnittet skulle vara närmare 700 gånger högre än motsvarande värde för exempelvis Z = 112.
Glädjen var därför stor när en forskargrupp i Berkeley, under ledning av Victor Ninov (en rysk fysiker, som efter att ha arbetat 10 år vid GSI år 1997 kom till Berkeley) strax därefter [5] annonserade att man hade lyckats framställa elementet Z = 118 och följa dess alfasönderfall till Z = 116, 114, 112, 110 osv). Man bombarderade Pb med 450 MeV Kr-joner vilket enligt teorin skulle producera Z = 118. Efters 10 dagars bestrålning hade tre sådana kärnor påträffats och dessas sönderfallskedjor fastställts. Teori och experiment förefall vara i perfekt samstämmighet och Ninov kunde konstatera att det var fråga om en "rock-solid trend". En euforisk beskrivning av experimentet i Berkeley och den ljusa framtiden återfinns i Physics Today (Augusti 1999, sid. 17). Man spekulerade redan i möjligheterna att utsträcka arbetet till Z = 119 och 126.
Det är tradition att sådana experiment upprepas i andra laboratorier för att verifiera de första resultaten. Så skedde också, men såväl vid GSI som vid två andra stora laboratorier, RIKEN (Tokyo) och GANIL (Caen), där också transuraner studeras, var resultatet negativt, inte ett enda sönderfall av Z =118! Inte heller i Berkeley kunde nya experiment bekräfta de första resultaten. Ännu värre var det kanske att en förnyad analys av ursprungliga mätdata inte heller ledde till ett positivt resultat. Därför skickade Berkeleygruppen i juli 2001 en ny rapport till Phys. Rev. Lett. där upptäckten annullerades [6]. Tidskriften krävde emellertid att samtliga 15 författare till det första arbetet skulle underteckna rättelsen, men Ninov avstod. Han menade att det var för tidigt att återkalla den ursprungliga artikeln.
I Berkeley gjordes en intern utredning för att komma underfund med vad som hade hänt år 1999. Man kunde snabbt konstatera att rådata från filerna inte innehåller någon information av det slag som Ninov hävdat, samt att det är helt klart att Ninov manipulerat data. Det var ju bara han som var förtrogen med mjukvaran och analysmetodiken. Det kunde också uteslutas att någon annan kunde ha manipilerat datafilerna. Ninovs påstående "I have never fabricated data. I hold myself to the highest standards of conduct during experiments and in analysis and interpretation of experimental data" kunde därför inte fästas något avseende vid, och han avskedades från Berkeley i juni 2002.
De andra medförfattarna blev också kritiserade för att de inte hade kontrollerat Ninovs analyser: "we find it incredible that no one in the group, other than Ninov, examined the original data to confirm the purported discovery of element 118". En av medarbetarna var den berömde Al Ghiorso som har sysslat med transuraner under ett drygt halvsekel och omnämns i Guinness’ rekordbok som den som har varit med om att upptäcka det största antalet kemiska grundämnen! Han arbetade i Berkeley tillsammans med svenskättlingen Glenn Seaborg (1912-1999) som tillsammans med Edwin MacMillan (1907-1991) tilldelades 1951 års nobelpris i kemi "för deras upptäckter inom de transurana grundämnenas kemi". Många har menat att det var en stor lycka för Seaborg att han slapp uppleva nesan med Z = 118!
Det har också framkommit att Ninov som deltog i experimenten vid GSI som ledde till upptäckterna av grundämnena Z = 108, 110 och 112 även kan ha manipulerat dessa data. Man anser dock att det finns tillräckligt med material som garanterar äktheten hos dessa undersökningar. En tidigare kollega från GSI, Sigurd Hoffman, säger om Ninov " He is a very intelligent person and I see no logical reason why he should have altered the data files. He should have known that a faked result would be exposed. Maybe in time he will explain why he did it".
Och då kom katastrofen – som i en antik, grekisk tragedi. Schöns resultat kunde inte upprepas av andra grupper (jfr Z = 118!), Detta kunde eventuellt förklaras, kanske hade Schön en speciellt skicklig provtillverkare? Tidigt i år upptäckte emellertid några experter vid andra centra att kurvorna i flera av Schöns publikationer (som behandlade olika problem) var nästan identiska och detta gav upphov till en undersökning.
En kommitté [7], under ordförandeskap av Malcolm Beasley från Stanford, tillsattes för att utreda Schöns fall. Den fick ta ställning till anklagerserna för fusk i 25 publicerade arbeten i tidskrifterna Science, Nature, Appl. Phys. Lett. och Phys. Rev. Efter en grundlig genomgång av samtliga dessa artiklar var kommitténs kritik förödande. I 16 av de undersökta fallen kunde man konstatera "the preponderance of evidence indicates that Hendrik Schön committed scientific misconduct, specially data fabrication/falsification in this case". I sex fall kunde fusk inte påvisas men databehandlingen var slarvig, odokumenterad och långt under normal standard.
Ett flertal frågor kan nu ställas. Hur kunde Schön som utan tvivel är en exceptionell forskarbegåvning, ge sig in på fusk? Varför upptäckte inte hans medarbetare fusket? Hur kunde redaktörerna och peer-review systemet i tidskrifter som Nature och Science undgå att upptäcka fusk i artikel efter artikel? Varför tog det forskarsamhället så lång tid innan röster höjdes om fusk?
Då Schön arbetade inom ett högaktuellt forskningsfält måste det ha varit uppenbart för honom att fusket skulle upptäckas förr eller senare och hans karriär ta ett abrupt slut. Kände han ett oemotståndligt tryck från Bell Labs att ständigt ta fram nya och sensationella resultat? Blev han fångad i ett accelererande kretslopp som han inte kunde ta sig ut? Eller var det så att Schön i grund och botten trodde att de fabricerade resultaten representerade de verkliga fysikaliska effekerna och det bara var en tidsfråga innan han själv eller andra forskargrupper kunde reproducera resultaten. Att vara först är viktigt, inte minst i nobelsammanhang.
Beasley-kommittéen gav Schön tillfälle att kommentera slutsatserna i rapporten och han framförde bl a "Although I have made some mistakes I truly believe that the reported scientific effects are real, exciting, and worth working for". Schön hade passerat gränsen mellan dikt och verklighet, och han blev avskedad från Bell Labs den 25 september 2002 när Beasley-kommittén presenterade sin slutrapport.
Batlogg är medförfattare till flertalet av de artiklar för vilka kommittén har slagit fast att fusk föreligger. Hur kunde han som medförfattare men även som Schöns mentor och chef vid Bell Labs undvika att upptäcka fusket i den ena artiklen efter den andra under två år, när det tog kommittén bara ett par månader att fastlägga fusket (falsifiering av data, orealistisk precision i mätdata och motsägelsefulla fysikaliska effekter)? Man kunde ha väntat sig att Batlogg penetrerat de experimentella detaljerna och fattat misstanke om oegentligheter. Var det månne så att han var medveten om fusket när kritiska röster började höras på hösten 2001 men inte ville se sanningen i vitögat? Detta inte minst efter den uppmärksamhet det varit att alltid ha stått i centrum och kunnat presentera några av nanovetenskapens mest hyllade och penningbringande framsteg? Som drivkraften bakom de fysikaliska frågeställningarna för experimenten har Batlogg blivit kritiserad för sina försummelser, och detta med all rätt. Om resultaten hade varit korrekta hade de sannolikt bedömts som nobelprisvärdiga . Och om ett nobelpris hade utdelats så hade förvisso Batlogg varit på podiet i Stockholm tillsammans med Schön. Om man är beredd att dela äran så bör man också vara beredd att ta del av kritiken.
Intressant nog fritog de två kommittéerna samtliga 34 medförfattare till Ninov och Schön från misstanken om delaktighet i fusk. Men frågan om vilket ansvar man har som medförfattare är naturligtvis oerhört viktig och förhoppningsvis kommer de aktuella fallen att leda till en penetrerande diskussion inom forskarsamhället. Som medförfattare tar man på sig ett övergripande ansvar för riktigheten av det vetenskapliga innehållet, även om det intellektuella bidraget kanske begränsas till vissa delar av innehållet i artikeln.
Liksom när det gäller Z = 118 experimentet i Berkeley, har samtliga medförfattare till Schön ställt sig bakom att dra tillbaka alla artiklar som har publicerats i Science (1 nov 2002, s. 961), även de arbeten som inte misstänkts för fusk. Den tragiska situationen beskrivs bäst med slutfrasen i brevet till Science "We note that although these papers may contain some legitimate ideas and contributions we think it best to make a complete retraction".
Kritik har också riktats mot de tidskrifte, speciellt Science and Nature, där ett flertal artiklar publicerats. Redaktörerna för såväl Science (18 oktober 2002) som Nature (2 oktober 2002) har i ledare slagit fast, att peer-review-systemet inte kan läggas till last och att man inte kompromissar med de kriterier som används för att acceptera artiklar. Men det är svårt att avfärda tanken att forskningsresultat med stort nyhetsvärde och lukten av nobelpris inom ett högaktuellt forskningsområde, nanovetenskap, från ett av världens ledande laboratorier, Bell Labs, samt med en internationellt aktad forskare som medförfattare kan givits en viss särbehandling.
Det råder inget tvivel om att de två skandalerna har skadat fysiken och dess ställning i samhället. Förutom minskad tilltro till fysikforskningens resultat kan man också peka på det faktum att många doktorander och yngre forskare i olika laboratorier har förlorat värdefull tid när det försökt bekräfta och vidareutveckla fabricerade resultat. Det är dock glädjande att det var fysikerna själva som upptäckte bedrägerierna och nu utarbetar metoder för att förhindra sådana incidenser i fortsättningen.
Enrico Fermi tilldeades 1938 års nobelpris i fysik "för hans påvisande av nya radioaktiva grundämnen genom neutronbestrålning och hans i anslutning därtill gjorda upptäckt av kärnreaktioner, åstadkomna genom långsamma neutroner". Efter upptäckten av fissionen (Otto Hahn, Fritz Strassmann) år 1938, är det dock klart att Fermis "nya grundämnen" var fissionsfragment. Men i detta fall gjordes dock inget väsentligt misstag utan Fermi kunde motta priset med gott samvete. Han hade ju gjort många andra prisvärda insatser.
Vi tar oss friheten att beträda världslitteraturens örtagårdar för ett kort ögonblick. Det gäller ryssen Michail Sjolochov (1905-1984) som 1965 mottog nobelpriset "för den konstnärliga kraft och ärlighet, varmed han i sitt Donska epos har gestaltat ett historiskt skede i ryska folkets liv". Numera råder det knappast något tvivel om att boken "Stilla flyter Don" inte har författats av den ytterst partitrogne Sjolochov.
Finns det några rationella förklaringar till att fusk och bedrägerier inom forskningen kan äga rum och förbli oupptäckta under en relativt lång tid? Det har hävdats att tre faktorer är avgörande, se t ex artikel av David Goldstein (Physics World, november 2002). Den första orsaken är att forskare under karriärpress ( t ex i en så krävande miljö som Bell Labs) måste ständigt uppvisa nya och spännande resultat. Till detta kommer att forskaren tror sig veta det rätta svaret på något viktigt problem och bryr sig därför inte om att genomföra minutiöst noggranna men också tidskrävande experiment utan förlitar sig på sin intuition samt manipulerade data. I detta sammanhang är det också viktigt att tillse att de fabricerade resultaten inte kan kontrolleras på ett någorlunda enkelt och invändningsfritt sätt. Denna tredje faktor anses ha "gynnat" biologi och medicin, där det kan vara svårare att reproducera experiment under identiska betingelser. Goldstein menar att dessa faktorer i stor utsräckning också förklarar Ninovs och Schöns manipulationer med forskningsresultat.
Vi finner att forskningsfusk av här beskrivet slag har vissa likheter med dopingen inom olika idrotter. Liksom Ben Johnson, Katrin Krabbe, Johann Mühlegg m fl hade Ninov och Schön nått eliten inom sina specialområden, men de ville komma ännu högre! Avstängda idrottsmän kan ofta efter ett par års avstängning återvända till tävlingsbanan. Vad som väntar fuskande fysiker är däremot höljt i dunkel, men det finns åtminstone ett prejudikat.
Den tyske forskaren Emil Rupp (f. 1898) publicerade år 1934 fem artiklar om elektronpsridning (alla baserade på fria fantasier) i ledande tidskrifter, bl a Zeitschrift für Physik. Efter avslöjandet återtog han artiklarna och hänvisade till mental ohälsa – även läkarintyg publicerades i tidskrifterna. I tyskan använde man därefter verbet "geruppt" för fabricerade arbeten. Efter Andra världskriget arbetade Rupp inom industrin i Östtyskland [9].
Ett uppmärksammat fall om forskningsfusk – med lyckligt slut – är "The Baltimore Case" [10]. En av David Baltimores (nobelpristagare i medicin 1975) yngre medarbetare anklagades 1986 för fabricering av data. Det var en annan forskare som inte lyckades reproducera de publicerade resultaten. Fallet blåstes upp av massmedia – en berömd nobelpristagare var inblandad. Kongressen i. Washington tillsatte också en utredning - det gällde ju skattebetalarnas pengar och fusk!! Baltimore försvarade sin yngre forskare, men fick sina forskningsanslag indragna och tvingades avgå som rektor för Rockefeller University. Häxjakten var i full gång. Efter nästan 10 år av segdragna utredningar kunde det fastlås att det inte fanns någon grund för fusk, snarare slarvig behandling av forskningsresultat av en oerfaren forskare. Denna kunde, med ett skadetsånd i bagaget, återuppa sin sin forskarkarriär. Även Baltimore blev rehabiliterad, vald till rektor för California Institute of Technology 1997 och mottagare av den prestigefyllda National Medal of Science 1999. Det inträffade – som företer vissa likheter med Dreyfusaffären i Frankrike - pekar på vikten av en grundlig vetenskaplig utredning innan massmedia, domstolar och politiska instanser får fritt spelrum.
Det finns en mångfald exempel där "ärliga" misstag skapat turbulens i forskarvärlden och också skapat negativa inställningar till forskningen ute i samhället. Några exempel är kall fusion, magnetiska monopoler och polyvatten vilkas "existens" har varit kortvarig. För 40 år sedan rapporterade den ryske kemisten Boris Derjaguin om en ny form av vatten (dvs polyvatten) med fantastiska egenskaper, men det visade sig snart att de nya egenskaperna kunde härröras till föroreningar. När samme Derjaguin några år senare rapporterade om framställning av syntetiska diamanter togs hans resultat inte på allvar. Men den här gången hade Derjaguin rätt och hans forskningslaboratorium blev ledande inom fältet.
Det är viktigt att skilja mellan medvetet fusk, slarvig databehandling och olika misstag. Dessutom har vi också den verksamhet som anammar epitetet forskning men där fysikens grundläggande lagar glatt sätts åt sidan och kvacksalveriet får fritt svängrum. Robert Parks bok "Voodo Science" [11] erbjuder en både roande och skrämmande läsning och visar hur djupa rötter denna typ av "forskning" har ute i samhället.
Vi tackar professorerna Lorenzo J. Curtis och Hans Ryde för värdefulla råd.
Indrek Martinson är professor i fysik, ssk atomfysik vid Lunds universitet.
Ingolf Lindau är professor i synkrotronljusfysik vid Lunds universitet.