Thăng trầm của một kẻ gian lận trong khoa học

Mùa xuân năm 2002, Jan Hendrik Schön 31 tuổi, là nhà vật lý nổi tiếng ở Phòng thí nghiệm Bell, bang New Jersey, Mỹ. Chỉ tính riêng trên trên tạp chí Nature và Science, Jan Hendrik Schön đã có tới 8 bài báo. Uy tín của anh phất lên với tốc độ chóng mặt, trở thành một vì sao mới của các lĩnh vực vật lý, khoa học vật liệu, và công nghệ nano. Nhưng vào tháng 9 năm 2002, các nhà quản lý của Phòng thí nghiệm Bell công bố một bản báo cáo được thực thi bởi một hội đồng các nhà khoa học từ bên ngoài (chủ tọa là nhà vật lý Malcolm Beasley từ Đại học Stanford), chứng minh rõ ràng rằng đa số các dữ liệu của Schön là giả tạo. Những khám phá của anh ta là dối trá.

Sự gian lận này ở quy mô lớn chưa từng có và rất nhiều nhà khoa học đã bị lừa dối hoặc làm cho ngộ nhận. Schön đã khiến những nhà khoa học ở ít nhất hàng tá các phòng thí nghiệm khác lãng phí thời gian và tiền của để đuổi theo bong bóng. Đồng thời, nhiều triệu USD từ Chính phủ đã bị tiêu phí để tiến hành các nghiên cứu kế thừa từ những kết quả gian lận.
Trong những cuộc phỏng vấn tại thời điểm đó, các nhà khoa học yêu cầu làm rõ tại sao sự việc có thể được đẩy đi quá xa một cách trót lọt như thế. Làm cách nào mà một cá nhân – những cuộc điều tra cho thấy không một ai khác có biểu hiện gian lận – có thể thành công trong việc thuyết phục các nhà quản lý ở một viện nghiên cứu hàng đầu của Mỹ hỗ trợ và thúc đẩy cho những nghiên cứu giả tạo ở quy mô lớn như vậy? Tại sao những tạp chí vốn được tin tưởng trong việc cung cấp thông tin khoa học lại công bố những bài báo gian lận? Và tại sao tính chính xác, công minh, vốn được tôn vinh ở khoa học, đã không giúp đem những gian lận này ra ánh sáng sớm hơn? Trong ngày bản báo cáo được công bố, Schön bị sa thải và rời bỏ nước Mỹ đến một nơi không rõ. Lời giải đáp cho những câu hỏi này dường như cùng với anh ta tan vào không khí.

Những kỳ vọng lớn
Schön bắt đầu làm postdoc tại Phòng nghiên cứu Bell ở Murray Hill năm 1998 dưới sự quản lý và hướng dẫn postdoc của Bertram Batlogg, sau này là Trưởng Phòng Vật lý Vật liệu. Trước đó, với vai trò là nghiên cứu sinh tại Đại học Konstanz ở Đức, Schön đã từng bắt đầu làm dữ liệu giả. Nhưng trong năm đầu tiên làm postdoc, với những tham vọng lớn và trong điều kiện tương đối tự do ở Phòng thí nghiệm Bell, sự gian lận của anh ta bắt đầu leo thang đáng kể. Schön giữ những mối quan hệ với phòng thí nghiệm ở Konstanz, nơi anh tốt nghiệp PhD, và vào tháng 9 năm 1999, sau khi quay lại nơi này anh ta khẳng định đã tạo được transitơ trường ứng (field – effect transitor) từ những tinh thể bán dẫn hữu cơ pentacene – một hợp chất hydrocarbon có năm vòng benzen – cấy tạo bởi nhà hóa học Christian Kloc ở Phòng thí nghiệm Bell.
Để có những dữ liệu này một cách chính tắc, Schön sẽ phải dùng tới vài phát kiến công nghệ. Thứ nhất, anh ta phải tạo được các transitơ trường ứng bằng một thiết bị để thổi hoặc làm lắng lớp nhôm oxit trên bề mặt các tinh thể pentacene. Thứ hai, anh ta phải tạo ra một điện áp trên các điện cực gắn với lớp màng này, qua đó chuyển hóa pentacene giữa hai trạng thái: cách điện và truyền điện. Mặc dù pentacene thường là một vật liệu loại p (điện tích dương), Schön nói rằng anh ta đã chuyển được chất liệu này tùy ý thành loại p hay n (điện tích âm), bằng cách thay đổi điện áp trên cổng điện cực từ âm sang dương. Kết quả này, gọi là ambipolarity, có thể làm cho dễ dàng hơn trong việc nối các transitơ với các máy đổi điện. Thứ ba, Schön phải nối các máy đổi điện để tạo ra một mạng điện xoay chiều phức tạp. Như vậy là anh ta không chỉ nghiên cứu các tính chất của vật liệu sinh học, mà rõ ràng còn đi tiên phong trong việc tạo ra điện từ tinh thể sinh học.
Ba năm sau, 2002, Schön đã thú nhận trước các nhà điều tra tiến trình thực sự mà anh ta thực hiện. Anh ta làm khoa học theo cách lộn đuôi lên đầu. Bắt đầu từ kết luận mà anh ta muốn có, để rồi thiết kế các dữ liệu chứng minh cho nó. Tuy Schön có tạo ra vài tinh thể pentacene kết nối trong phòng thí nghiệm ở Murray Hill và Konstanz, những ghi chép cho thấy thực ra mạch suy luận đa phần dựa vào đánh giá của anh ta đối với các kỳ vọng mà các nhà khoa học ước đoán.
Sau khi giả tạo ra các transitơ trường ứng mà giới khoa học tưởng là hoạt động được, Schön bắt đầu đưa ra các khẳng định ở tầm xa hơn, và luôn dựa trên ước đoán và kỳ vọng. Khi các đồng nghiệp đề xuất rằng có thể chuyển các tinh thể vào trạng thái siêu dẫn, Schön đồng ý, và lại sản xuất ra dữ liệu. 
Các biểu đồ kết quả dữ liệu của Schön không hề giống loại kết quả dữ liệu từ những thí nghiệm vụng về. Chúng biểu lộ sự chuẩn mực siêu việt, với khả năng dập tắt mọi ngờ vực. Sau này, anh ta khai với các nhà điều tra rằng tự mình đã tạo ra một phương trình để tính toán, cho ra các dữ liệu gần như hoàn toàn trơn tru, nhằm tránh sự ngờ vực mà anh ta đã lường trước.
Nhưng không phải lúc nào mọi việc cũng trơn tru như vậy. Trong một trường hợp, Schön hiểu sai một số dự đoán lý thuyết. Anh ta khớp một số dữ liệu vào lý thuyết chuyển điện trên vật liệu hữu cơ, lý thuyết được dự đoán theo nhà vật lý Theodore Holstein vào khoảng giữa thế kỷ 20, vốn xuất hiện trong cuốn sách giáo khoa mà Schön từng sử dụng. Tuy nhiên, trong các trường hợp khác, Schön đã từng khớp dữ liệu gần hơn với dự đoán dựa trên các phát kiến vận dụng vào một số loại vật liệu thông thường, chẳng hạn như silicon. Như vậy là qua việc dựa theo hai lý thuyết – một cái có tính giả tưởng, một cái có tính thông dụng – Schön bắt đầu tạo ra sự mâu thuẫn trong cốt lõi dữ liệu của mình, và điều này chẳng bao lâu đã bị các nhà vật lý lý thuyết lưu ý tới.
Trước sự việc rắc rối trên, Schön đã tiếp tục lừa đối bằng cách tạo ra dữ liệu để thuyết phục các nhà lý thuyết. Anh ta bắt đầu dựa dẫm nhiều hơn vào các dữ liệu đã từng được chấp nhận trước đây, trích dẫn lại nhiều bài báo có tính cách mạng của mình với những sơ đồ mô tả nhiều loại vật liệu và thí nghiệm, nhưng thực chất cái này là bản sao của cái kia.

Ngõ cụt cho các nhà khoa học
Những năm đầu thế kỷ 21, khi tin tức về những transitơ kỳ diệu của Phòng thí nghiệm Bell được lan truyền, các nhà nghiên cứu bắt đầu tìm cách tái hiện lại các thí nghiệm. Trong đó có nhóm nghiên cứu dẫn dắt bởi nhà kỹ nghệ hóa học Dan Frisbie và nhà vật lý Allen Goldman của Đại học Minnesota. Tới khoảng giữa hoặc cuối năm 2000, các phòng thí nghiệm của Frisbie và Goldman đã sẵn sàng cho cái mà Anand Bhattacharya gọi là nỗ lực kép nhằm trở thành nhóm đầu tiên tái hiện thành công, thậm chí vượt mặt Phòng thí nghiệm Bell.
Frisbe quyết định để nghiên cứu sinh Reid Chesterfield, tái hiện một số thí nghiệm của Schön. Bước đầu tiên là tạo ra transitơ trường ứng (FET). Dựa theo bài báo của Kloc, Chesterfield tạo ra thiết bị nuôi tinh thể hữu cơ trong phòng thí nghiệm của Frisbie và tự dạy mình cách nuôi tinh thể hữu cơ. Anh ta cũng học được cách gắn điểm đấu kim loại với các tinh thể, và tiến hành một số đo lường căn bản về khả năng truyền điện qua chúng. Anh nhận thấy mỗi tinh thể cho một kết quả đo lường khác biệt, và khả năng truyền điện qua các tinh thể chưa bao giờ quá một phần mười con số mà Schön công bố, ngoại trừ trên một số mẫu tetracene – một loại hydrocarbon chứa 4 vòng benzene nối với nhau – một số lần anh ta cảm thấy sự nhảy vọt của cường độ dòng điện, dấu hiệu cho sự truyền điện thông thoáng mà Schön từng công bố hồi cuối năm 1998.
Các phòng thí nghiệm làm việc theo một sự phân công tuần tự. Chesterfield nuôi tinh thể và gắn điểm đấu kim loại trên chúng. Các mẫu được đưa cho Bhattacharya để thổi nhôm ôxit lên chúng. Nếu tiến trình diễn ra êm đẹp, Chesterfield cho chạy dòng điện và đo lường trường ứng. Nhưng họ chẳng bao giờ đi xa hơn được thế.
Sau khoảng 6 tháng tới một năm thất bại, Bhattacharya quyết định trực tiếp viết cho Schön. Schön tỏ ra khá nhiệt tình, thân thiện, và đầy khích lệ. Anh ta kêu gọi nhóm nghiên cứu từ Minnesota không bỏ cuộc. Schön hứa hẹn rằng chỉ cần họ kiên nhẫn thì sẽ thành công trong việc tái thử nghiệm lại kết quả của anh ta. Và hứa hẹn sẽ trả lời bất cứ câu hỏi nào họ đặt ra.
Nhóm nghiên cứu đã hỏi Schön rất nhiều và đã thực thi chính xác điều này tại Minnesota. Nhưng tất cả đều không đem lại thành công. Cuối cùng, Frisbe và Chesterfield quyết định bỏ cuộc và khởi động một kế hoạch khác không liên quan gì tới công nghệ của Schön. Họ nhanh chóng gặt hái kết quả.
Cho đến khi tin tức về sự gian lận của Schön lan truyền, Chesterfield hầu như không để tâm. Phải tới khi gặp gỡ các đồng nghiệp trong một hội nghị vào 2003, Chesterfield về nhà, lấy ra một mẫu tinh thể cũ, và đo lường thêm một lần cuối. “Tôi kết luận đúng là Schön đã lừa dối”, anh nói.
Cùng thời gian đó, Bhattacharya gạt nghiên cứu của mình sang một bên sau năm năm làm postdoc. Anh nói rằng đã học được rất nhiều về cách làm khoa học, về việc đi theo con đường của mình thay vì chạy theo cuộc rượt đuổi truy tìm báu vật. Sau khi làm việc chung với ba nhà nghiên cứu khác trong nhóm của Goldman, Bhattacharya đã làm được transitơ trường ứng bằng vận dụng loại cách điện mà anh ta tạo ra khi cố gắng tái hiện kết quả của Schön. Loại vật liệu mà nhóm nghiên cứu thí nghiệm thành công là bitmut chứ không phải là tinh thể hữu cơ. “Tôi sẽ chẳng bao giờ được trải nghiệm sự thỏa mãn nhiều hơn thế trong cuộc đời”, Bhattacharya nói.  
Nhưng việc một số nhà nghiên cứu gặt hái vài thành quả tốt không đủ bù đắp thời gian lãng phí của họ. Chẳng hạn như Jochen Ulrich, một nghiên cứu sinh của Đại học Columbia. Đáng tiếc cho anh, sau nhiều tháng trời cố gắng tái tạo các transitơ trường ứng của Schön, anh chẳng bao giờ được khám phá hiệu ứng lượng tử trên các tinh thể hữu cơ như dự định.
“Tôi rất buồn”, anh nói, “không tới mức là tôi nói rằng mình rời bỏ khoa học vì chuyện này, nhưng nó thay đổi cách tôi nghĩ về khoa học. Tôi từng có cách nhìn tươi sáng: Các nhà khoa học đi tìm kiếm chân lý. Nhưng không phải lúc nào cũng vậy”. 
Những người điều tra về sự gian dối trong các kết luận của Schön đã thành công nhờ vào sự linh động của mình. Họ dựa nhiều vào kinh nghiệm thực tế của mình trong phòng thí nghiệm chứ không bị mờ mắt bởi uy tín của các viện nghiên cứu danh tiếng. Như vậy, quá trình tự sửa sai trong khoa học đã có diễn ra, nhưng giống như một cuộc chiến tranh du kích đầy ngẫu nhiên và thiếu tính hệ thống với rất nhiều sự phân vân nghi vấn. Nó tương phản với những gì người ta thường hình dung, trong đó các nhà khoa học giống như một đội quân chỉnh tề, luôn sửa sai một cách có hệ thống để tiến đến chân lý.

Những dấu vết hé lộ

Năm 2001, khi kinh tế bắt đầu đi xuống, các ngân quỹ dành cho khoa học cũng bị ảnh hưởng, và các nhà khoa học chịu sức ép phải cho ra những thành quả đẳng cấp quốc tế. Một cách ngoan ngoãn, Schön tự động chuyển từ các tinh thể hữu cơ sang công nghệ nano. Anh ta khẳng định đã kiểm soát được vật liệu hữu cơ ở quy mô phân tử, tạo ra được transitơ từ các lớp phân tử, và cuối cùng đã làm được ở quy mô từng phân tử riêng biệt. Một số nhà khoa học và nhà quản lý bắt đầu đặt ra những câu hỏi nghiêm túc về thiết bị dùng cho lý thuyết này.
Tháng 11, 2001, khoảng sáu tháng trước khi Schön chính thức bị kết tội gian dối, hai lãnh đạo của Phòng thí nghiệm Lab, một người là Federico Capasso, Phó Giám đốc Phòng Thí nghiệm Vật lý, và John Rogers, Giám đốc Phòng nghiên cứu Công nghệ Nano, đã lưu tâm đến một số cáo buộc về việc Schön cố tình bóp méo dữ liệu. Schön bị đặt các câu hỏi, nhưng thay vì bị điều tra toàn diện, anh ta được cho phép có thời gian để phản hồi. Các cáo buộc tạm thời dừng lại, nhưng vẫn tiếp diễn cuộc tranh luận trong giới khoa học về các kết quả, và tới tháng 4/2002, đã xuất hiện các bằng chứng khởi đầu cho sự kết thúc của Schön.
Julia Hsu và Lynn Loo là hai nhà khoa học thuộc Phòng nghiên cứu của Rogers. Cả hai người vốn đều không có ý định điều tra Schön. Nhưng vào tháng 3 năm 2002, khi họ thảo luận với nhau về công trình mà Loo và Rogers đang tiến hành xung quanh vấn đề quang khắc mềm (soft lithography), một phương pháp in các mạch điện vào nhựa và một số loại vật liệu hữu cơ khác, Hsu đã đặt vấn đề liệu phương pháp quang khắc mềm có thể làm cho mềm mại và tinh tế hơn nữa, ở cấp độ phân tử hữu cơ, theo cách Schön khẳng định đã từng làm. Sau khi trở về Phòng thí nghiệm Bell, Loo và Hsu tiến hành một số thí nghiệm, và vào 19 tháng 4, họ đã sẵn sàng để đăng ký bản quyền phát kiến.
Để viết đơn đăng ký bản quyền, họ cần đối chiếu công trình của mình với các lý thuyết đã từng được biết đến. Trong số các công trình được điểm qua có các bài báo của Schön đăng trên các tờ tạp chí Nature và Science về transitơ cỡ phân tử. Tình cờ lúc lật giở các trang được in ra, Loo nhận thấy sự giống nhau nguyên xi của của một số dữ liệu. Cô đưa chúng cho Hsu xem, và cả hai cùng đồng tình rằng hai biểu đồ dữ liệu từ hai thí nghiệm quá trùng khớp nhau.
Hạ màn
Các biểu đồ được chuyển tới các nhà nghiên cứu khác. Họ chất vấn Schön và thông báo cho Rogers. Schön thừa nhận rằng một biểu đồ của anh ta đã bị in nhầm, và hứa sẽ gửi bản đính chính tới tạp chí từng đăng bài báo. Trong khi đó, Lydia Sohn, một nhà vật lý của Đại học Princeton, sau khi được thông báo về sự việc này đã tự kiểm tra lại một cách độc lập và trao đổi với một đồng nghiệp khác, Paul McEuen của Đại học Cornell. Ông này tìm ra thêm một số ví dụ khác. Sohn đã thông báo cho các tạp chí mà Schön từng công bố, còn McEuen gửi bản khuyến nghị tới các nhà quản lý Phòng thí nghiệm Bell. Những người này yêu cầu một hội đồng độc lập vào tháng 5 nhằm điều tra những cáo buộc nối tiếp nhau.
Kết quả điều tra được công bố vào 25 tháng 9, 2002. Sau đó, Schön bị sa thải, bình tĩnh rời Phòng thí nghiệm Bell với sự áp tải của hai bảo vệ. Một năm sau đó, tại Đức, Đại học Konstanz nơi Schön tốt nghiệp PhD, kết luận rằng Schön không vi phạm gì trong quá trình làm nghiên cứu sinh tại trường và bảo vệ luận án PhD, tuy nhiên vẫn quyết định thu hồi bằng PhD của anh ta. Tổ chức Nghiên cứu Đức thống nhất rằng Schön đã sai phạm và tuyên án phạt 8 năm cấm Schön tiếp nhận kinh phí nghiên cứu.

Liệu có thể tái diễn?
Tấn kịch của Schön khiến chúng ta không khỏi đặt ra câu hỏi, rằng liệu khoa học có thể tự nó phát hiện gian dối? Trong trường hợp của Schön, khoa học đã phát hiện và sửa sai, nhưng là do sự ngẫu nhiên của một số cá nhân. Quá trình sửa sai xảy ra tình cờ, phụ thuộc vào một số người cụ thể và hoàn toàn thiếu tính hệ thống nếu so với quy trình công bố dữ liệu giả của Schön.
Vấn đề là, một khi dữ liệu đã bị cố tình làm giả, chúng sẽ được tạo ra theo cách chống lại mọi quy trình kiểm duyệt tự động trong khoa học. Với phương châm này, Schön đã điều chỉnh để dữ liệu của mình vượt qua các quy trình kiểm soát, và đáp ứng các dự đoán trong giới khoa học. Sự gian dối này giúp anh ta né tránh những câu hỏi về kỹ thuật làm thí nghiệm mà lẽ ra đã phải được đặt ra. Sự kiểm duyệt của hội đồng các tạp chí lại trở thành việc chứng nhận hợp lệ hóa các kết quả gian lận, tạo điều kiện cho những lần gian dối tiếp theo. Thế nhưng người ta vẫn phải chấp nhận tin tưởng vào ý kiến của những người đánh giá. Và truyền thống này vẫn sẽ tiếp tục được bảo vệ trong khoa học. 
Đây chính là mấu chốt của hiểm họa. Ở nơi đâu đó trong giới khoa học sẽ vẫn có chỗ cho kẻ thông minh, tỉ mẩn, nhưng chẳng phải thiên tài. Tài năng của Schön đơn giản là ở khả năng đồng tình với bất cứ quan điểm nào người khác muốn nghe, mạnh dạn chiều theo nhu cầu thông tin ở bất kỳ môi trường nào, và sao chụp những kết quả có bề ngoài xác thực, hợp lý, và thân thiện, như chính chủ nhân của chúng. Vài năm nữa lệnh trừng phạt của Tổ chức Nghiên cứu Đức sẽ hết hạn, và Schön có thể sẽ tìm thấy cơ hội khác. Nếu không phải anh ta thì rất có thể là người khác. Cung cách gian lận có thể sẽ bớt liều lĩnh hơn, bớt sao chụp nguyên văn hơn, bớt ngoạn mục vô tiền khoáng hậu hơn. Nhưng có phải vì thế mà mức độ nguy hiểm sẽ giảm đi, hay thậm chí nó còn tăng lên?
Để biết ở chỗ nào một kẻ như Schön có thể sẽ xuất hiện, có lẽ cần đặt ra một số câu hỏi. Các nhà khoa học mong chờ điều gì? Kết quả khoa học nào sẽ giúp một phòng thí nghiệm tránh bị cắt kinh phí? Điều gì tác động tới tâm trí những người thẩm định? Điều gì chúng ta muốn có ngay, để “đứng trên vai người khổng lồ”, vượt qua những kỹ thuật thô sơ, chậm chạp, tới được “chân trời mới”? Chúng ta đang mong chờ điều sẽ mang đến thành công cho mình. Và đó, hắn ta xuất hiện, tóc nâu, cười nửa miệng, khẽ nhún vai, tay cầm lời giải đáp được in ra từ nơi nào không ai rõ, và hỏi trong chúng ta xem ai có thể giúp vận dụng món quà trên vào những “nghiên cứu hữu ích” tiếp theo?!
 Trần Lê
(Lược dịch từ bài The rise and fall of a physics fraudster của Eugenie Samuel Reich đăng trên physicsworld.com ngày 01/05/09)

Tìm địa điểm Trường
Gọi trực tiếp
Chat Facebook
Chat Zalo

[flipbook id="1"]