【方格子徵文】當科學說謊時：Unclick Chemistry

前言

今天容我說說一則故事。這故事在一般社會大眾之間是冷門新聞，卻在科學界當時算引起小騷動。

我和這故事沒有直接關係，倒是在學術研討會(seminar)見過故事主角。而我一位朋友曾在主角之前任職的化學系是博士生。當這則化學新聞發生時，我立刻從我朋友那裡得知，讓我小小驚訝了一下。

科學讓人有「只說真話沒假話」的感覺。但「通常」是，卻非「永遠」是。畢竟，科學的背後是人。那些科學定律不騙人，是大自然留給人類的真理。可是通過人的觀察和歸納，呈現出的模樣究竟離本質多近，得看那個人的本事，是否能經得起重複性(reproduciibility)的考驗。

就是有那麼一群人，用科學語言說得煞有介事，出盡風頭，事後卻被人揭露是假的。但是當論文的鋪陳看起來如此完善完美，很難引起別人的質疑。

除非有火眼金睛之人看出貓膩。或有仇家不肯放過，或有對手想扯後腿。

在真正進入我要說的科學謊言之前，請先忍受我的長篇背景鋪陳。

因為背景的部分很長且有些專業術語，您可以直接跳過背景鋪陳，點選左邊表單中「美麗的謊言」，瀏覽我提供的謊言故事。

背景：2022年諾貝爾化學獎--Click Chemistry （喀嚓化學）

背景1: 頭疼的化學合成

在千禧年左右，差不多是藥物研究領域鑽研藥物分子高峰期，需要快速大量合成各式化學分子作為研究標的。藥物合成，或是化學合成，有點像搭樂高或是組 IKEA 傢俱那樣，鍵接起來就好了。

說得簡單，做起來真是不易啊。

作為鍵接的「鍵」，有時很容易斷掉（看什麼化學環境，太酸太鹼，有水有光等等）。有些鍵合成時很麻煩，高溫高壓耗時不說，還怕水怕氧怕光，嬌貴的很。再者，別以為發表的學術文章能輕易複現 (reproducible)，很多都是他們做得出來，旁人做不出來。原因呢？自己找。

就算熬過去，合成出來，還要面臨產率（%yield) 的挑戰。不可能有100%產率，除非你是點石為金的神仙。為什麼呢？反應並非心想事成，會有不少副產物 (side products)。就算你下的料通通變成你要的產物，萃取提純就會有量的損失（比如你想法把一瓶油全倒出來，瓶子裡總會剩那一咪咪）。

如果產率有90%以上，就該感動得流淚；80%以上算可以了。40-60%很常見。問題來了。通常合成複雜的藥物需要很多步，大概十幾步起跳。如果每步產率90%，總共有十步，你的總產率將會是(0.90)¹⁰ = 0.35，大概35%產率。

因此，找出(1) 對環境不敏感（不怕水、氧、光），(2) 省能源（常溫常壓短時），(3) 產率高，(4) 容易提純的化學反應，對藥物合成是一大福音。

背景2: Click Chemistry 的神妙 

大約在 2000 年，合成大神 Barry Sharpless 提出一個概念：能否向IKEA學習，設計出「接榫」的安裝卡榫，放在一起「喀嚓 (Click!)」就成。對於成為特別的卡榫，他提出了幾項必須符合的條件，其中之一，形成的鍵必須熱力學穩定（thermodynamically stable）。也就是說，熱力學穩定的「鍵」很難被斷掉，真金不怕火煉。

他提出了末端炔 (terminal alkyne) 和疊氮 (azide) 兩個官能基 (functional groups)作為卡榫。一個分子安一個末端炔，另一個安上疊氮。兩者放一起「喀嚓」形成穩定的碳氮環鍵。

無獨有偶，就在2000-2001 這段時間，Sharpless 和 Meldal 各自獨立發現了用這兩個卡榫做反應的條件。兩人都用的亞銅離子Cu (I) 作為催化劑，常溫常壓還短時間。更甚者，Sharpless 拿常見便宜的銅離子 Cu (II) 加上維他命C 還原成亞銅離子Cu (I) ，不僅讓合成成本大大下降，反應還能在水裡進行，不怕氧，提純超級方便，沈澱去掉不要的東西，收乾液體即可。有時手殘如我，從沒在喀擦化學反應上失手過。

如此造福人類的化學反應當然被大大的利用和研究。其中，一位女教授Bertozzi 把Click Chemistry 應用在生物研究，把螢光分子喀嚓到細胞表面的醣分子，而且細胞還能繼續正常運作，提供研究細胞活動的方法。

就在2022 年，諾貝爾化學獎頒發給了Click Chemistry，由 Barry Sharpless, Morten Meldal, Carolyn Bertozzi 平分榮譽。

我念碩士時，在學術研討會上聆聽過Sharpless的演講。他的威嚴還有不好惹，令人敬畏和印象深刻。

美麗的謊言：Unclick Chemistry 

有人砌牆，就會有人拆牆。

這在科學界很常見的，就像孩子的心思。你能鍵結起來，我難道就不能嘗試拆掉破壞嗎？

大約是2011 年，德州名校ＵT的一位名叫Christopher Bielawski化學教授，在大名鼎鼎的《科學》學術期刊（Science) 發表了他的新發現。

他聲稱，藉由機械力量 (mechanical force)，比如說超聲波 (Ultrasound, 可以想像成眼鏡店裡幫你洗眼鏡的那台有水機器），可以把Click Chemistry鍵結起來的碳氮環鍵「拉斷」。他後續相關研究都與此相關，發了幾篇文章。既然Sharpless 叫自己的合成為Click Chemistry，他的發現是Unclick Chemistry （打開喀喳鍵結）。

記得我還是碩士生時，差不多就是2011年，我們學校的學術研討會 (seminar)邀請他來演講。由於我在實驗室裡做 Click Chemistry 反應做了不少，自然好奇，是什麼方法能夠拉斷這碳氮環？

那時我很菜，英文聽得並不是完全很順，只覺得「哇，超聲波震一震就能斷，真有那麼神？」當他演講完以後，坐在台下的系上大牌老教授立刻尖銳發問：「你怎麼能確定超聲波輸入的能量，強大到打斷Click reaction 的環？要知道，當初設計這反應時，是非常的熱力學穩定，放出大量的能量，所以才很穩定，被流傳使用很廣很久。」

Bielawski 在台上輕鬆地聳聳肩，一副「我就是這麼神」的模樣回答：「我知道啊！所以我們實驗室才很驚訝，竟然用超聲波就可以反轉Click reaction。」

謊言破滅時

2014 年，Bielawski 的幸運之蔭被揭了。

有位讀者發了電子郵件給《科學》，質疑Bielawski的數據。他所在的學校隨之發起地毯式調查，一一檢視那篇文章裡的所有數據和表圖，還有原始數據 (raw data)。

檢查完後，發現超過50%的表圖不可信，因為原始數據的取得和處理（data processing)有太多不確定因素。之後，這篇文章被《科學》標註有疑。

他對 C&EN （Chemical & Engineering News) 說，他的實驗室成功地重複文章中被質疑的實驗，發現結論並無改變。後來，他要求《科學》期刊撤下文章。同時，他所屬的學校在進行完保密調查後（confidential investigation)，得出這是科學不當行為 (misconduct)，卻沒有更詳細的敘述。

他也提到，「前組員」（他的學生）後來承認數據造假。但是面對週刊更多的問題，他只能說不能回答，只能由德州學校來回答。而學校當然是閉口不談。

最後的結果，他之前發的幾篇相關學術文章都撤下，而他本人也被學校化學系開除。被開除後，名譽嚴重受損的他，去了哪裡呢？去了南韓繼續當教授。

謊言無處不在，科學界也有。作為指導教授的他，實在有責任看穿學生的數據造假，尤其是當一切看起來美好得不真實。或許他也急功近利，想要趕快闖出名聲？結果賠上一輩子的名譽。

儘管是重量級的學術期刊，仍然會出毛病。我們只能靠自己，用自己的思辨邏輯能力，辨別真偽善惡。任何人事物都一樣。

參考資料將過幾天標上。