Dosentti Petri Paavilaisen Tieteen replikaatiokriisi tarttuu ajankohtaiseen ongelmaan. Monilla tieteenaloilla havahduttiin erityisesti 2010-luvun alussa siihen, että huomattava osa arvostetuissa tiedelehdissä julkaistuista tutkimuksista osoittautui vaikeasti toistettaviksi eli replikoitaviksi. Tulosten toistettavuutta pidetään luonnontieteissä ja monilla kokeellisilla tutkimusaloilla tieteellisen tiedon luotettavuuden takeena.

Paavilainen tarkastelee teoksessa runsaasti oman tutkimusalansa eli kognitiivisen neurotieteen ja kokeellisen psykologian kysymyksiä mutta jättää klassisten fysiikan kaltaisten luonnontieteiden ongelmakohdat vähemmälle huomiolle. Valinta on siinä mielessä perusteltu, että replikaatiokriisin on havaittu lähteneen liikkeelle juuri psykologian alan tutkimuksista ja levinneen sieltä vähitellen biolääketieteen, aivotutkimuksen, genetiikan ja lopulta myös yhteiskuntatieteiden aloille.

Optimaalisessa tilanteessa tiede toimii siten, että jo alkuaan oikeansuuntainen tutkimustulos vahvistetaan lisäkokein. Virheellinen tulos puolestaan oikaistaan myöhemmin perusteellisilla testauksilla. Näin tieteen voidaan ajatella sisältävän selvän itsensäkorjaavuuden periaatteen. Monilla aloilla replikointia ei kuitenkaan suoriteta käytännössä juuri ollenkaan.

Replikoimattomien virheellisten tulosten esiin pääsyyn tieteen kentällä vaikuttaa ennen kaikkea se, että tieteelliset lehdet, media, rahoittajat ja suuri yleisö ovat kiinnostuneet uusista jännittävistä ja yllättävistä tutkimustuloksista. Lisäksi tutkijoilla on usein kiinnostusta saada tuloksilleen näkyvyyttä mediassa.

Hyviä esimerkkejä heikosti replikoiduista tutkimuksista riittää, mutta on syytä huomata, etteivät näistä kaikki ole johtaneet tulosten hylkäämiseen. Paavilaisen mukaan replikoimaton tulos voidaan hyväksyä hypoteesina, jos se pystyy tarjoamaan uskottavan selityksen tutkittavalle ilmiölle.

Esimerkiksi australialaiset tutkijat Barry Marshall ja Robin Warren (1937–2024) esittivät vuonna 1983, että mahalaukun limakalvon tulehdus sekä mahalaukun ja pohjukkaissuolen haava johtuvat siitä, että potilaiden mahalaukun ja suoliston limakalvoille on pesiytynyt helikobakteeri. Selitys poikkesi aiemmasta, ja löydös johti menestystarinaan. Tutkijat palkittiin lääketieteen Nobelilla vuonna 2005.

Aivan yhtä hyvin ei käynyt englantilaisen Martin Fleischmannin (1927–2012) ja yhdysvaltalaisen Stanley Ponsin suorittamille kylmäfuusiokokeille vuonna 1989. Tutkijat kertoivat onnistuneensa tuottamaan fuusioreaktion huoneenlämmössä, vaikka yleensä se vaatii käynnistyäkseen valtavan lämpötilan ja energiamäärän. Mikäli tulos olisi pitänyt paikkansa, se olisi avannut merkittäviä näkymiä muun muassa halvan ja ympäristöystävällisen energian tuotannolle.

Keskeisen kysymyksen replikaatio-ongelmien ratkaisemisessa muodostaa se, millainen replikoitavan tutkimuksen tulisi olla, jotta se täyttäisi toistettavuudelta vaadittavat laadulliset kriteerit. 

Paavilainen tekee alan kansainvälisten esikuvien mukaisesti jaottelun tarkkoihin ja käsitteellisiin replikaatioihin. Ensin mainituilla tarkoitetaan yleensä kokeen tai tutkimuksen toistamista mahdollisimman identtisesti alkuperäistutkimuksen kanssa. Jälkimmäisessä taas samaa ilmiötä tutkitaan joiltain osin toisistaan eroavissa tutkimusasetelmissa. 

Erottelut johtavat pohtimaan tarkemmin luonnontieteiden ja ihmistieteiden keskuudessa tapahtuvia replikaatioita. Niin sanottujen eksaktien tieteiden piirissä törmätään usein pulmiin, kuten otantavirheet ja tutkimuslaitteiden kontrolli. 

Ihmistieteissä esille tulevat aineiston monipuolisuuden ja menetelmällisen triangulaation kaltaiset kysymykset. Ne viittaavat siihen, kuinka yhtenäisesti jokin tulos voidaan tuottaa uudelleen erilaisilla, toisistaan riippumattomilla välineillä. Kullakin menetelmällä on omat heikkoutensa ja vahvuutensa, mutta kokonaisuutena ne täydentävät toisiaan sikäli kuin niillä saadut tulokset ovat samansuuntaisia.

Näiden ongelmien korjaamiseksi Tieteen replikaatiokriisi esittää ensisijaisena keinona replikaatiotutkimusten määrän lisäämistä. Monet tulosten virheellisyyksiin perustuvat ongelmat johtuvat yksinkertaisesti siitä, ettei tulosta ole maltettu toistaa riittävän monta kertaa, vaan se on hyväksytty tieteelliseksi totuudeksi liian vähin kokeellisin perustein.

Toisen keskeisen ongelman muodostavat tilastollisen tutkimuksen sudenkuopat. Tilastolliset testit perustuvat tiettyihin tutkimusaineistosta laskettaviin tunnuslukuihin, kuten vertailtavan otoksen keskiarvoon, keskihajontaan ja otoskokoon. Ongelmana on se, että kvantitatiiviseen tutkimukseen sisältyy aina esimerkiksi mittausvirheitä ja otantavirheitä. Nämä ovat perusasioita tilastotieteen ammattilaisille, mutta Tieteen replikaatiokriisi osoittaa niiden tuottavan huomattavan laaja-alaisia virheitä tutkimusten replikoitavuuden osalta.

Teos kuuluu lähinnä tieteenfilosofian alaan, mutta se ei pyri tarkastelemaan tieteen perinteisiä menetelmällisiä ja tietoteoreettisia kysymyksiä kovin laajasti, vaan pitäytyy asianmukaisesti replikaation peruskysymyksissä. Replikaatiokriisistä käydyssä kansainvälisessä keskustelussa on teoksessa nostettu esiin monenlaisia menetelmällisiä, teoreettisia ja tilastotieteellisiä kysymyksiä, mutta niistä esitetään vain keskeisimmät seikat.

Asiaa on tästä huolimatta huomattavan paljon. Tekijän tavoitteena on ollut laatia yleistajuinen helposti lähestyttävä teos, mutta yksityiskohtien runsaus ja tiivis esitystapa tekevät työstä paikoin turhan raskaanoloisen. Paikoin vaikuttaa siltä, ettei tekijä ole saanut mahdutettua reiluun kolmeensataan sivuun aivan kaikkea haluamaansa.

Teos sisältää neljä laajahkoa päälukua. Näistä erityisesti kolmas luku, joka käsittelee tieteellisiä huijauksia, tuloksia vääristäviä vinoumia ja tieteen institutionaalisia ongelmia, on huomattavan laaja ja paikoin raskas. Tosin saman tien on myönnettävä, että myös merkittävät korjausehdotukset sisältyvät tähän lukuun.

Monissa tieteellisissä tutkimuksissa ongelmaksi muodostuvat muun muassa hypoteesien korjailu jälkiviisauden voimalla, kyseenalaiset tutkimuskäytännöt sekä niin sanottu vahvistusvinouma tuloksista raportoitaessa. Viimeksi mainittu tarkoittaa sitä, että tutkija on taipuvainen etsimään ja suosimaan todisteita, jotka ovat sopusoinnussa hänen omien uskomustensa ja arvojensa kanssa. Teos syventyy näihin perusteellisella painolla.

Tieteen replikaatiokriisi on aito tieteellinen tutkimus, sen ongelmanasettelu selvästi muotoiltu ja keskeiset käsitteet määritelty täsmällisesti. Argumentaatio on tarkkaa ja perusteellista. Lukijalle ei pitäisi jäädä epäselväksi se, mitä replikaatiokriisi tarkoittaa ja miten se on eri tieteenaloilla ja erilaisissa lähihistorian tilanteissa tullut esiin.

Koska aihe on polttava, teoksen tulisi olla pakollista luettavaa kaikille tieteen parissa työskenteleville opiskelijoista ja tutkijoista tiedehallinnon toimijoihin saakka.

•   

Lue myös:   

Kaikkeus kiehtoo ymmärrettävyydellään – arviossa Maailmankaikkeudesta

Karl Popper ja tieteen rationaalisuus

Robert K. Merton ja nykyaikaisen tieteensosiologian nousu