
两周前,当赫尔辛基大学的宇宙学家Till Sawala首次听到一篇声称颠覆我们对宇宙理解的同行评审论文时,他立刻察觉到可能存在问题。然而,这篇论文发表在《自然》(Nature)杂志上,这可是全球最具权威和影响力的科学期刊之一。
Sawala回忆道:“我当时想,‘这要么是过去十年宇宙学领域最重要的发现之一,要么就是错误的。’而我的直觉告诉我,它是错的。”根据他的经验,一项主张越是与专家共识相悖,它就越难以经受住严格的专家审查。在这篇《自然》论文中,作者们提出,在数十亿光年的尺度上,宇宙的物质分布并非像科学家们普遍认为的那样均匀。如果这一论断属实,将彻底推翻数十年来根深蒂固的宇宙学教条。
Sawala表示:“如果如此重大的错误被忽视了,那将是整个科学界的巨大尴尬。因此,我认为纠正这一记录至关重要。”
这篇引发争议的《自然》论文,其核心数据来源于暗能量光谱仪(DESI)对4700万个星系和类星体的大规模观测。这些数据覆盖了宇宙138亿年历史中的超过110亿年。与此前许多研究一样,DESI数据集揭示了星系际物质聚集成一个巨大的“宇宙网”,由富含星系的丝状结构和薄片组成,环绕着巨大的、星系稀疏的空洞。然而,《自然》论文的作者们声称,DESI数据还显示这些丝状结构延伸的距离超出了所有人的预期——长达数十亿光年。最关键的是,作者们指出这些丝状结构在某些方向上比其他方向更具倾向性。如果宇宙的大尺度内容确实存在这种“优选”方向,那将直接违反被称为“宇宙学原理”的严格教条。
然而,经过Sawala的仔细检查,他发现原论文在计算DESI数据的尺度时存在问题。他指出,作者们在测量星系距离时,错误地使用了“光度距离”(luminosity distance)这一单位,而应该使用“共动距离”(comoving distance)。此外,他们还忽略了对这些距离进行尺度校正,以考虑到宇宙正在加速膨胀的事实。在纠正了这些问题之后,Sawala的独立分析表明,DESI数据与当前普遍的共识是完全一致的:宇宙中不存在神秘的超大尺度对齐结构,也未违反备受珍视的宇宙学原理。
《自然》论文的作者之一、罗马恩里科·费米研究中心的物理学家Francesco Sylos Labini指出,Sawala的分析侧重于宇宙大尺度结构的斑驳性而非其方向性。但Sawala回应称,他所发现的错误在这两种情况下都适用。
像《自然》这样的顶级期刊通过发表最具影响力的研究来维护其声望——而有什么能比具有革命性意义的研究更具影响力呢?但正如卡尔·萨根(Carl Sagan)那句名言所说:“非凡的主张需要非凡的证据。”在这样的案例中,同行评审显得尤为关键。Sawala表示:“一篇论文要想在《自然》上发表,它必须是开创性的。这篇论文无疑是开创性的,所以它通过了这一关。但事实证明,它并不正确。”
西蒙斯基金会主席、天体物理学家David Spergel(未参与任何一篇手稿)对此表示失望:“令人遗憾的是,这篇论文竟然通过了审稿人的审查。《自然》的编辑们未来需要更加谨慎。”
但Sawala也坦言,即使《自然》杂志将他指定为该论文的两名审稿人之一,他也不确定自己是否能发现这种“基本性”错误——尽管他可能会提出一些基本问题。Sawala说:“作为一名审稿人是困难的。你通常只对论文的某些部分是专家。”哈佛大学宇宙学家Daniel Eisenstein(也未参与任何一篇手稿)对此表示认同:“不幸的是,这种类型的错误很容易在代码中长时间不被察觉。在我看来,审稿人理应发现它并非显而易见。”
Sawala已经提交了他的反驳论文进行同行评审,其预印本也已在宇宙学界流传开来。然而,对轰动性主张的纠正性后续报道,很少能像最初的“爆炸性新闻”那样吸引主流媒体的关注。这种避免重提“昨日新闻”的倾向,可能会导致公众对科学的理解与实际进展产生偏差。
同行评审的这些潜在缺陷,正是物理学家们越来越依赖预印本服务器(如arXiv.org)的原因。这些平台允许整个科学界共同评审一篇论文。Sawala说:“如果只有一两位审稿人,他们碰巧发现这个错误,那纯属幸运。但如果它在arXiv上发布,肯定会有其他人发现。”值得注意的是,这篇《自然》论文在发表前并未发布到arXiv.org或其他预印本平台。
然而,当科学家们向《自然》等顶级期刊提交引人注目的研究成果时,他们通常会选择在发表前几天才向记者透露,在此之前一直保密。这种被称为“禁运”(embargo)的做法,虽然能使论文的发表成为一个更具新闻性的事件,但却牺牲了科学的开放性。Sawala总结道:“我认为这些禁运更多地服务于出版机构,而非科学本身。而我认为,科学应该永远放在首位。”