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从“特例”变为“共识”,可重复性为何成为科研标配?

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可重复性是研究可信度的基石。它支撑着创新与合作,让科学经得起时间的检验,为研究人员与专业人士(来自学术界和产业界,为研究人员提供支持)之间建立基于信任的联盟提供了坚实的基础。

该系列共分为两篇文章,围绕“可重复性、数字化实验室和可互操作工作流程”展开。我们邀请了protocols.io战略计划总监Emma Ganley和施普林格·自然数字生命科学解决方案产品总监Robin Padilla,共同探讨可重复性的各个方面,从原则和理论,到真实情境与实际应用。

在本篇文章中,Ganley和Padilla探讨了可重复性在科研中从“特例”变为“共识”所需要经历的文化转变。他们介绍了数字工具和FAIR原则(可发现、可访问、可互操作、可重复使用)的作用、分析了AI的潜力和局限性,并探讨了未来如何打造更加连通且可靠的科研生态系统。

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为什么可重复性是可信科学的基础

“可重复性是科研诚信和可靠性的指标,”Ganley说,“它表明你在做经得起时间检验的研究。”她将缺乏可重复性的研究比作一栋地基不稳的房屋:“一开始可能看起来很出色,甚至令人惊艳,但如果基础不牢,最终很有可能倒塌。”

Ganley表示,研究透明度的提升让利益相关者能够更有把握地开展合作。以医疗行业为例,“在临床转化当中,研究的可重复性从长远来看甚至关系到患者的生命。只有各个环节都能再现的研究,才能经得起时间检验。”

只有各个环节都能再现的研究,才能经得起时间检验。

数字工具助力大规模可靠研究

Padilla谈到了“科学数字化转型”和将可重复性融入新的工作流程的重要性。他表示,如今纸质笔记本和手写记录已被电子实验记录本(ELN)、实验室信息管理系统(LIMS)和自动化工作流程所取代。这些数字工具提高了科研效率,并减少了一些可能对结果产生巨大影响的错误(如抄录错误),从而改善了可重复性。“将实验流程记录在数字系统中,你就不用再为这些问题操心了。”Padilla说。

Protocols.io

protocols.io是施普林格·自然旗下的数字化实验方案管理平台,研究人员可以在平台上在线查找、创建、管理、协作、共享并发布实验方案。借助标准化的流程描述、可追踪的版本变更以及清晰的执行记录,protocols.io有助于减少实验步骤的差异并提升可重复性。平台还能与多种ELN集成,使研究人员能够在实验记录环境中直接调用或引用标准化的实验方案,从而进一步增强数据与方案的一致性。平台还内嵌了多个AI功能,助力实验更快更准。

protocols.io可免费创建和查找公开实验方案,高级功能则可满足实验室、高校和研发企业的不同需求。如果您对protocols.io感兴趣,欢迎扫码申请平台试用。

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将可重复性融入日常研发工作流程

为提高研究的可重复性,需要做出哪些改变?对此Ganley分享了她的一些观点。她认为,包括出版机构、研究人员、资助机构和政策制定者在内的利益相关者,需要在开放数据、代码和实验方案等方面围绕共同标准达成一致。“可重复性实践必须嵌入工作流程和实验方案中,成为一种标准做法,”她说,“可重复性不应该是科研中的奢侈品,也不应该是事后想起的添头。”增强可互操作性,同时减少研究人员使用的孤立平台数量,同样有助于提高可重复性。“我们希望所有要素尽可能地互联互通。”Ganley说。

可重复性实践必须嵌入工作流程和实验方案中,成为一种标准做法。

借助FAIR数据和AI为研究长久赋能

Ganley和Padilla还谈到了对未来可重复性的展望,包括AI在其中扮演的角色。Padilla比较了概率性和确定性AI系统之间的差异——前者性能强大但容易产生“幻觉”,后者更加稳定但应用范围有限,关键在于结合二者的长处。他说:“尤其在涉及可重复性的问题时,如何搭配使用不同类型的AI系统使之互为补充,是非常重要的能力。”

Ganley相信AI永远不会彻底取代科学家。然而,她认为巧妙地运用AI对于可重复性的提升非常重要。“AI就绪的数据和标准化格式将带来巨大进步,而且能帮助研究人员更快、更轻松地提高研究可重复性。”

总的来说,两位受访者都认为,要使可重复性在未来成为常态,就需要推动“文化层面的转变”。透明数据、数字工具和FAIR原则,如果运用得当,将有助于这一目标的实现——也就是Ganley所说的“将研究成果变成一种全球性资源,而不是把它们锁起来”。

科研实践中的可重复性

可重复性同时受到文化、技术与合作的影响。随着研发环境朝着数字化、分布式和互联的方向不断演变,可重复性正日益成为学术界和产业界中各大科研机构的战略关切。

在下一篇文章中,我们将继续讨论科研实践中的透明度,包括日常科研行为和记录、数字工具的作用、出版实践,以及支持可重复性的激励措施。敬请期待!

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