工具还是造假手段?——Photoshop时代的科学

在研究准备出版的阶段，Photoshop以及互联网是极有用工具，同时也成为潜在学术不端的手段。约翰霍普金斯大学Melissa Hendricks的文章指出了这一动向，并且也给出了对抗Photoshop作伪的实践经验。在图像处理及学术不端的模糊边界中，有着魔高一尺道高一丈的技术博弈，但或许正如文章做展示的，对于图像处理的学术不端，预防才是正途。

上世纪60年代，John Dahlberg还是微生物学研究生时，在科学期刊上发表照片的成本很高。因此，他的导师在提交图片之前，会仔细检查图片和Dahlberg附带的所有原始数据。“除非他看到了一切，否则他不想把图片寄出去”，Dahlberg说。

今天，因为有了数码照片和Photoshop等软件，科学家可以自己打印、处理和编辑图片，“这些技术既便宜又易操作，但也会导致滥用，特别是对那些焦虑和不道德的研究者来说。”Dahlberg目前是美国卫生和公众服务部研究诚信办公室（ORI）调查监督司的负责人，他说：“现在我们发现70%的学术不端案例中存在图像处理”，当一所大学开始调查学术不端案件，凡是涉及政府资助研究时，就必须通知到他们办公室。

学术不端（如篡改、伪造数据或剽窃）相关方面的调查人员说，没有证据表明此类活动有所增加。然而，Dahlberg说，“因为技术，我们已经看到了这些案例中不断变化的现象”。联邦机构以及几家科学出版社正在以技术对抗技术，使用检测软件，发现图像篡改和剽窃；与此同时，大学则训练学生在互联网世界中合理使用研究技术。

约翰霍普金斯大学在政策协调办公室下设置科研诚信处，从2005年开始，举办关于科研不端行为的讲习班，任何需要此类培训的院系和项目组都可以申请。2011年1月美国国立卫生研究院（NIH）新指导方针生效，要求所有教师、学生和博士后在经费资助机构完成正式的科研责任培训，科研诚信处的项目也因此得以推广。

 “许多学术不端案件发生，是因为科学家对这个问题的理解模糊。”科研诚信处主任Sheila Garrity说。例如，有些科学家可能不清楚Photoshop的哪些使用是合法的，哪些是不当行为。一般来说，为了提高图像的整体清晰度，可以做一些有限的改变，比如调整对比度来突出凝胶中不同蛋白质的条带。在某些情况下，可能允许裁剪照片。但是改变图像的特定部分是不对的，比如复制一条蛋白带并粘贴到其他地方，Garrity说。

另一个问题是剽窃。研究人员可以轻松地从另一个人的研究中剪贴出一段，操作如此轻松，就使得不当行为边界变得模糊。Garrity说：“你可能会认为这是非黑既白的问题，但人们还是存在很多疑问。”例如，在系里的一个研究生发生剽窃事件后，有些人认为只要在这里或那里修改几个字，就不必引用而抄袭已发表的文章。为了纠正这种误解，Garrity团队筹办了为期一天关于剽窃的研讨会，进行案例研究和测验。

虽然技术为潜在的学术不端提供了新的“犯罪”模式，但技术也是解决办法的一部分。约翰霍普金斯大学研究诚信处聘用信息技术专家（内部员工以及外部顾问）调查有关图像篡改处理，如果涉嫌剽窃，将使用剽窃检测软件对稿件或出版物进行审查。

美国国立卫生研究院（NIH）也开始使用剽窃检测软件审查所有的资助方案，医学院研究副院长Chi Dang说，如果审查显示某项资助项目包含了与先前的资助相似的段落，即使是同一位科学家，那么该项资助就会自动被拒绝。

在ORI研究诚信办公室，Dahlberg和他的同事使用一套被称为 “droplets”的侦测软件工具，可以检测到各种类型的图像篡改，如擦除痕迹。Droplets其中一项可以检测两个黑白图像中的相似和差异性，这种技术很有用。例如，如果一个图像被怀疑是另一个图像的副本，程序对每个图像中的像素进行颜色编码，并将一个像素叠加到另一个图像上，两个图像的共同特征将显示为红色，独特的特征以黑色或白色显示。

另一种取证方法是应用所谓的对比度增强或直方图均衡化技术。这些Photoshop过滤器可以揭示，如对象周围模糊，是剪切和粘贴操作的特征。还有一些可侦测的特征显示图像的某些部分被抹去了。

部分期刊也会仔细检查对图像的处理。在《细胞生物学杂志》（Journal of Cell Biology）上，工作人员使用Photoshop中的调整功能来检查已接受手稿中的所有图像，看是否有处理迹象。

Dahlberg承认，侦测并不能掌握所有的图像处理案件。每当侦测专家开发出一种新工具时，总会有人想出一种比它聪明的方法。Dahlberg说：“可能有非常聪明的人，我们抓不到，但我们需要从某个地方开始。”

这也是Garrity如此强烈支持预防的另一个原因。她说，很少有科学家着手进行科研时就开始造假，而且更少的人会在真正理解了这个问题及其伦理含义后依旧不悔改。因此，投入时间和精力在教育环节，可以带来改变。在霍普金斯大学，对科学不端行为的指控从2007年的14起下降到2010年的5起。加里蒂说“这种趋势是令人鼓舞的。”