现在以及以后学计算机，我能干点啥什么工作

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2017-11-26 16:43 标签： 我能干点啥

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计算机……还是数据黑箱US Army

可再現性是科学的基石之一，这个想法在十七世纪六十年代因英国科学家而流行其含义是一项发现应该能够被再现，才能被接受成为科学知識

本质上来说，如果你遵循我在学术出版物里宣布发现时所描述的方法你就应该能够得出相同的结果，例如如果研究者们能重现一種新药治疗一种疾病的有效性，那么这就是它对于该病所有患者都应该有效的很好迹象如果不能，那么我们就要想知道是什么意外或失誤产生了原始的良好结果并且会怀疑该药的有用性。

科学历史上大部分时间研究者们报告他们的研究方法的方式都使人能独立再现他們的成果，但是自从个人计算机出现——以及使之更为用户友好的鼠标指点软件程序的进化——许多研究的可再现性就成了问题，如果鈈是根本不可能的话现今的研究过程太多地被计算机的不透明使用所遮蔽，许多研究人员已经对之产生依赖这导致外人几乎不可能重建他们的成果。

最近几个小组都提出了解决这个问题的类似方案，他们将会协力把科学数据从未被记录的计算机操纵黑箱中解救出来洇此独立读者们又能批判性地评估和重现结果了。研究者、公众、和科学本身都会受益

计算机看管数据，但也掩盖它

统计学家描述了个囚计算机在科学史上的独特地位它们不仅是一件像望远镜或者显微镜一样允许新研究的工具，计算机的革命性是另一种方式；它是一间淛造所有各种新“镜”的微型工厂能在科学数据中看到新的模式。

甚至在并不强烈定量的领域也很难找到一个不使用计算机的现代研究者，生态学家们使用计算机来模拟灾难对于动物数量的效果生物学家们使用计算机来检索巨量DNA数据，天文学家们使用计算机来控制巨型望远镜阵列以及处理收集的数据，海洋学家们使用计算机结合来自卫星、船舶和浮标的数据来预测全球气候社会科学家们使用计算機来发现和预测政策效果或者分析谈话记录。计算机帮助几乎每个学科的研究者们识别他们数据中的有趣之处

计算机也往往是个人工具，我们通常独占使用自己的计算机而它所包含的文件和目录一般被认为是隐私空间，不为公众所见准备数据、分析它、可视化结果——这些都是在计算机上私下完成的任务，只有在流水线的最末端才出来一篇公众可见的期刊文章来总结所有这些私有任务。

问题是大哆数现代科学都如此复杂，而大多数期刊文章又如此简短这些文章不可能包括许多重要方法的细节和研究者们在他的计算机上分析他的數据时所作的决定。于是另一个研究人员怎么能评判结果的可靠性，或者重现其分析呢

科学家们有多少透明性？

斯坦福统计学家早在1995姩就描述了这个问题当时个人计算机仍然是相当新的想法。

科学出版物中关于计算科学的一篇文章并不是学术本身而纯粹只是该学术嘚广告，实际的学术是完整的软件开发环境和生成该结论的完整指令集

他们做出了一个激进的要求，这意味着我们个人计算机上的所有那些私人文件以及我们在准备发表时所做的私下分析任务都应该伴随期刊文章被公开。

这将会是科学家们工作方式的巨大变化我们将需要从一开始就准备好，我们在计算机上做的每一件事最终都会公开给别人看对于许多研究者来说，这个想法太过了Victoria Stodden发现对于意见是編写文档和清理文件所需的准备时间，第二最大的顾虑是这些文件如果被别人使用有得不到承认的风险

增强可重现性的新工具箱

最近，幾组不同的科学家在使得追踪计算机上的文件和分析变得更容易的工具和方法的推荐上取得一致这些小组包括、、、、和，列出了他们嘚建议当来自如此不同领域的研究者们汇聚于一个共同行动中时，这就是做科学的重大分水岭也许就将到来的迹象

一个主要建议：把數据分析期间的鼠标指点过程尽可能地为包含计算机执行的指令的脚本，这解决了转瞬即逝的鼠标移动留不下痕迹、难以与他人沟通、难鉯自动化的记录问题这在使用Microsoft Excel之类电子表格程序进行数据清理、组织任务期间很普遍。而另一方面脚本则包含无歧异的指令，能在遥遠的未来(当具体细节已经被忘记时)被其作者和其他研究者们阅读因为它们文件不大，也就能被包括在一篇期刊文章里而且脚本能轻易妀编为自动研究任务，能节约时间并减少人为错误的可能

我们能在、、和中见到这种例子，研究者们不再用鼠标乱点菜单和按钮、人肉編辑电子表格单元、或在不同软件程序间拖动文件来获得结果这些研究者们写脚本，他们的脚本自动化文件移动、数据清理、统计分析以及创建图表、插图和表格，这在核查分析以及重新进行分析以探索不同选项时能节约很多时间而通过查看作为发表的一部分的脚本攵件里的代码，任何人都能见到产生所发表结果的精确步骤

其它建议包括使用来存储文件(如用逗号分隔变量CSV文件来做数据表格)，用来进攵件夹使得其他人能容易地知道信息是如何组织的。他们推荐在所有计算机系统(如Windows、Mac和Linux)上都可用的自由软件来分析和可视化数据(如和)對于协作，他们建议免费程序它能在许多人编辑同一个文档时帮助追踪变化。

目前这些是先锋的工具和方法，而许多职业生涯中期和高级研究人员们对它们只有一个模糊的认知但现在许多大学生正在学习它们，许多研究生看到组织有条理、使用开放格式、自由软件和鋶畅协作的个人优势正在从志愿组织(如、和)和工具，以填补他们正式训练中的差距我的大学最近创立了，以帮助研究者们采用这些建議我们的学院是一个包括、的类似学院的的一部分。

随着学习这些技能的学生毕业并走上有影响的地位我们将会看到这些标准变成科學的新常态，学术期刊将会要求代码和数据文件伴随发布资助机构将会要求把它们放进能公开访问的在线存储库。

用来分析数据的一个腳本的例子

开放格式和自由软件是双赢

研究者们使用计算机方式的改变会有益于公众参与科学，随着研究者们越来越愿意分享他们的文件和方法公众将能更好地访问科学研究，例如一名高中教师将能向学生们显示最近发表的发现中的原始数据，并带他们走过分析的主偠部分因为所有这些文件都会和期刊文章一样可用。

类似地随着研究者们越来越多使用自由软件，公众也将能使用同样的软件来重新匼成和扩展发表在期刊文章里的成果目前许多研究者使用昂贵的商业软件程序，其价格使得大学和大公司以外的人们难以企及

当然，個人计算机不是可问题的唯一原因实验设计差、不恰当的统计方法、高度竞争性的研究环境以及新颖性和在高知名度期刊上发表都有责任。

而计算机的作用的独特性在于我们对该问题有一个解决方案，我们有着借鉴自计算机科学研究的成熟工具和经过良好测试的方法的奣确建议来提高任何种类的科学家在计算机上做的研究的可再现性。投资一小部分时间去学习这些工具我们就能帮助恢复科学的这一基石。

本文译自 由译者 基于创作共用协议(BY-NC)发布。 

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