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崔永元转基因纪录片中的科学错误

本文来源于果壳网 2014年03月04日 17:06 我要评论(0
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如何进行客观严谨的调查,崔永元的转基因纪录片给我们提供了一个很好的反面教材

  【fengfeixue0219/文】崔永元在美国进行数月走访调查而成的纪录片终于发布。在这部长达一个多小时的纪录片中,崔永元一行人通过人物访谈、实地调查等方式,以自己的立场为基础,记录了美国转基因食品的现状和人们对转基因食品的观点。

  一千个人心中有一千个哈姆雷特,对于这部纪录片,持不同观点的人会看到不同的东西。对转基因支持者而言,这部纪录片算是粉碎了“美国人不吃转基因”的谎言,明确了转基因在美国并不需要强制标示,也体现了美国官方和主流学界对转基因的支持态度;而对于转基因的怀疑者和反对者,也能看到美国内部也存在强大的转基因反对声音、不少人排斥转基因食品并欢迎有机食品等。然而,作为一部纪录片,它存在太多的漏洞和偏颇,使之无法完整客观的呈现美国农业和食品工业的真实面貌。事实上,片中存在的大量漏洞甚至谣言,已经被众多科学传播界界同仁辟谣过多次。本文并不想引用太多专业论文来进行辟谣,毕竟,一来这是重复工作,二来结论性的文字是一个信者恒信,疑者恒疑的东西。本文的写作目的是与各位读者探讨应该如何进行一个科学的调查,以及如何对调查结果进行更为理性的思考。

  统计和谬误

  对统计学稍有了解的人都知道,抽样的样品越多、分散的越随机,越能反应总体的规律,反之则会陷入错误之中。纪录片中,“超市采购”案例就是典型的反面教材。我们可以注意到,采购者在一座超市中,只购买了一件玉米制品和五件大豆制品。那么,只在一家超市取样,随机性就不能保证——毕竟在美国甚至有只贩卖非转基因食品的专门超市。此外,购买的产品种类太少,且不能保证是否经受了非随机的挑选——因为即使是转基因和非转基因食品都进行贩卖的市场,非转基因食品有着明显的标识,这对于商品选择有着显著的影响。事实上,在存在影响因素的情况下,就必须采用盲法进行采样,来保证取样不受影响。例如,告诉第三方人群购买产品,而不告诉购买产品的标准,这样的调查也许会更具有说服力。

  对消费者群体的采访也存在取样偏差。与大范围的问卷调查相比,采访调查虽然互动直观,但是由于样品量太少,无法客观的显现总体消费者的态度。从片中可见采访群体大多是家庭主妇人群(尤其是那个“家庭妈妈组织”,从穿着已经能看出是一个明显的转基因反对组织),而统计上对转基因持支持态度比例较高的如大学生等知识分子群体,却很少出现。

  有了大样品量、取样随机的调查,其结论是否就一定可靠呢?非也。在很多统计中会出现具有相关性的数据。而如何从相关性推断两组数据间存在的因果关系,这是影响结论的重要因素。在片子一开始,就请出一位名叫南茜・斯万森的大学教授,展示了所谓“草甘膦使用量和疾病高相关性”的关系图。在图中,南茜・斯万森声称草甘膦使用量和一些疾病呈现显著的正相关,其相关系数可达0.96以上。片中以此暗示了草甘膦是导致这些疾病的元凶。


  那么,实事真的如此么?这里,斯万森说过的一句话其实已经点出了问题所在:“有相关关系,不代表两者一定就是因果关系”。事实上,混淆相关性和因果性的关系是在统计中经常犯到的谬误。它会造成诸如“冰淇淋销售量增加导致溺水人数增加”、“索马里海盗数量下降导致全球气温上升”等令人啼笑皆非的结论。

  读一读斯万森发表在一个类似于博客性质的网站examiner.com上的报告原文【1】,我们可以发现根据她的计算,草甘膦使用量和几乎所有疾病都有高达0.9以上的相关系数。在科学上,如果一个变量能引起几乎所有其他变量的改变,那么人们首先怀疑的是二者间的相关性计算是否存在问题。事实上,斯万森的报告的确存在的这样的问题。她使用的相关系数计算方式是经典的皮尔逊相关系数(Pearson's Coefficients),而该算法体现的是两组数据的变化幅度(如上升和下降),对趋势本身并不敏感(例如一同升高的斜率)。换句话说,如果两组数据都以接近的比率增长,那么二者计算出的相关系数都是非常高的。例如,笔者计算了2004年到2011年有机食品销售额和糖尿病发病率之间的关系【2】,其相关系数高达0.992——这是否足以说明有机食物的销售增加了糖尿病发病率呢?

图1. 美国有8年间机食品市场规模和糖尿病发病率的比较。

  事实上,对于高相关性数据,我们更需要做的是发掘其背后可能存在的联系。例如疾病发病率的增加,直接原因可能包括检测技术的进步、人口老龄化、环境中有害物质的增加等等。然后通过实验,确认另一变量(如本例中提到到的草甘膦使用量)是否能直接导致该现象的发生。如此才能确定相关变量间是否真正存在因果性。总之,相关性不代表因果性,高相关系数也不能说明因果性更强。

  科学事实的判定

  对样品进行正确的统计和分析是得出正确调查结论的重要因素,另一方面,实验得到的结果则是形成科学事实的重要部分。那么,这里就牵涉到对于科学事实的判定。一个好的科学事实,需要有设计和操作良好的实验、符合逻辑的分析,并且其结果能接受其他同行的检验和重复。

  在片中多次谈论到的核心问题,就是草甘膦和转基因作物的食品安全性问题。这是展现如何判定一个结论是否科学的窗口。目前,已经有相当多的科学结论,证明已经批准上市的转基因作物生产的食品,其安全性和常规作物相比并不会更低(这也是众多包括欧盟在内的国家和地区批准种植转基因作物和销售转基因食品的依据)。同时,也不时有一些声称发现转基因食品或草甘膦对生物体健康造成影响大的报道。那么,判断这些繁杂的信息是否科学,是否可被证实的依据,就是上面提到的“好的科学事实”所需满足的条件。

  事实上,有很多此类正是由于不能满足这些条件而被认为并非科学事实。例如,2012年轰动一时的法国转基因玉米饲喂导致大鼠肿瘤事件,由于实验设计的缺陷和统计方式的错误导致其在2013年被撤稿(这一事件可参见@贾鹤鹏 撰写的分析文章)。而片中多次提到的“MIT教授沙姆索和塞内夫发表的证明草甘膦影响肠道菌群从而影响健康”的文章,经笔者查询,系发表于一份尚不被PubMed收录,影响因子仅为1.3(这对于健康和生理领域属于相当低的水平)的期刊《Entropy》(熵)中,因此其同行评议(peer review)的质量相对较低。细读此文可以发现,其阐述中草甘膦剂量-菌群紊乱证据极少,而更多的是采用斯万森的方式,用相关性代替因果性进行论断。前述已经被撤销的法国大鼠饲喂实验证据,在此综述中被引用了5次之多。此外值得一提的是,这两位作者中,沙姆索(Anthony Samsel)自称“独立科学家”,而塞内夫(Stephanie Seneff)则出身电子工程专业,二者均没有生物学学习经历,因此也不难理解为何这篇文章中没有涉及任何作者本人获得的实验数据。

  对于普通人来说,也许并没有多少机会接触学术文献,因此很多人面对一个科学结论是依靠是否符合的个人经验来判断是否正确的。然而,虽然个人经验对于自己本身印象深刻,但在没有良好设计和统计的前提下,是无法作为科学事实的证据的。这是基于两个原因,一是个人体验会带有个人的主观因素,二是由于个人体验存在个例现象。例如,片中采访者提到的“Bt蛋白能杀死害虫,所以一定对人体有害”,其实是一种简单的联想,而没有考虑到昆虫和人体消化道内截然不同的环境和细胞表面受体。再如,片中提到的“玉米喂鸟”实验,虽然感官上看到转基因玉米剩下的更多,但是这一观察并未排除其他因素的影响——最直接的因素就是很多转基因玉米相对普通玉米籽粒脱水更快,这是一个优良农业性状,然而含水量更低的玉米籽粒相比于含水量高的籽粒对鸟类啄食的吸引力更小。再比如,片中有人声称“吃过一两个月有机食品感觉更健康”的言论,即使这一现象成立,也无法说明转基因食品“不健康”,因为注重挑选有机食品的人,会在生活方式上也更加注意,从而使得个人体验变的良好(有机食品的安全性问题请参见@阮光锋 的文章。)。而对于“个例”来说,片中一段“转基因作物如果对某些最脆弱的人群不安全,它就是不安全的”的表述是个极好的例子。因为在美国,每年就有约200人死于花生等坚果及水产引起的过敏性反应【3】,而对谷物中麸质过敏的人数据估计超过数百万【4】。而这些“脆弱”的人群并没有妨碍其他人群将坚果、水产和谷物视作“安全的”。

  科学事实的判定的底线,是尊重客观事实。如果不尊重客观事实,那么判定就成为了空中楼阁。此片很多结论虽然有不科学,但还算是有拍摄到的“证据”为基础(比如前述“斯万森报告”,虽然荒唐,但也算有个影儿),然而还有一些结论的提出则纯粹是玩弄观众。例如片中后半部分表述的“现在的玉米教材将有病害的玉米描述成正常玉米,以此掩饰草甘膦影响”中,那位种植园主描述的所谓“如同脚上的坏疽”的玉米根部,事实上是幼苗早期生长出的不定根形成的致密维管组织区。而片中开头出现的所谓“吃一个月有机食品后肿瘤消失”的言论,套用片中的话来说,那就是“如果你不信,那就来亲自看看吧”。

图2. 片中所谓的病变区域,实际上是自然的维管组织致密区。

图片来源:https://store.extension.iastate.edu


  市场的力量

  片中除了采访普通消费者外,也采访了不少从事农产品生产的农户,询问了他们对于转基因作物的看法。其中有的人表示了支持,而另一些人则表示了反对。

  为什么同是种植者,而对于转基因作物种植的态度差别如此之大呢?仔细看一下二者间的差异就能发现问题所在。支持转基因的农户,其家庭农场的面积广大,可以达到数百甚至上千英亩。那么此时除草和除虫的压力就变得非常大。如果采用传统的除草和杀虫方式,那么需要耗费的人工和精力是不可想象的。这就是为什么大型农场的农场主欢迎转基因作物的原因。因为减少的人工费用可以大为降低作物的生产成本,减少杀虫剂的使用对环境也不无裨益。

  而支持非转基因作物的种植者,则多以家庭庭院种植或小面积种植户为主。较小的耕种面积使得人们有能力来通过人工或有机方式进行生产。而生产出的作物,则由于其自身较高的售价,使得种植者获得更高的利润。

  事实上,这种差异可以回答一个显而易见、但在这部记录片中没有涉及到的问题:为何在众多反对声中,全球转基因作物的种植面积仍以每年超过10%的速度在增长?

  农作物的最终去向,仍是作为一种商品投向市场,因此其生产和销售一定符合市场规律。对于美国、巴西等国来说,由于人口较少而耕地面积广阔,因此粮食处于供过于求状态。农户为了能够获取更多利益,必然通过两个途径来实现——降低成本或提高价格。而农作物生产中,人力成本占总成本的比例可高达30%以上。对于难以有效减低的土地成本和物质成本来说,降低人力成本是增加收益的有效手段。而抗除草剂转基因作物则正是依靠其抗性的存在可以依靠大面积机械化喷洒广谱除草剂来降低人工使用。而对于抗虫作物来说,则减少了农药带来的物质成本和潜在的环境成本。方便、少人工、能在大面积种植情况下保证收益,这正是目前广泛种植的第一代转基因作物得以兴起和推广的原因。

  另一方面,人口众多,耕地面积相对较低的国家如我国,粮食的供需则较为紧张,而粮食的需求则仍在增加——增加的人口、提高的生活水平,甚至所消耗的能源,都需要越来越多的粮食进行支撑。对粮食需求的增加和供给紧张导致的直接影响就是农作物价格的上涨和对农作物的进口需求。以大豆为例,2013年我国大豆需求量超过7500万吨,而生产量则为1200万吨左右【5】。高达超过6300万吨的大豆缺口只能依靠进口弥补。而我国庞大的进口需求量又推动了世界转基因大豆种植面积的增加——毕竟,面对国内的缺口,唯一可行的选择是进口国际价格较低的转基因大豆。所以片中那位大豆种植户明确表示,中国的需求变动可以直接影响其种植品种的选择。而这种变动带来的更具深远意义的价格波动问题,却在片中被有意或无意的忽视掉了。

  那么,有机农业能解决这一问题吗?答案是否定的。有机农业的性质决定了其生产成本无法有效的降低,因为它必须依靠足够的人工管理才能够良好运转和生产。这使得有机农业在整个农业生产过程中只占到极小的比重(对于美国来说约3%)。而高成本带来的高价格,使得选择有机食品的消费者需要承担更多的开支。这也决定了有机农业只能成为小部分人的选择,在家庭庭院之外贩卖或专营店倒是可以做到,而要成为现代农业的主流则是无法实现的目标。

  所以,转基因作物的种植,其本质是市场选择的结果。就和任何一项新技术一样,新的高生产力替代旧的低生产力,这是正常的发展的趋势。如果仅仅将转基因作物的兴旺看做少数公司阴谋交易的产物,那么未免太瞧不起市场这只看不见的巨手了。

  政策:脆弱的平衡

  到这里,我们已经看到如何看待统计数据、如何判断科学事实,以及了解市场对转基因作物产业的影响。那么,还有一个最主要的问题,那就是如何看待转基因的挺反之争。

  这部纪录片所反映的一个事实,那就是美国和中国一样,对转基因作物的态度并非铁板一块,反对者大有人在。事实上,转基因作物商业化种植的近20年来,美国人并非是“放心的”吃,而是“浑浑噩噩”的吃——多数人根本不了解转基因,甚至听都没听说过。如果听到“转基因”这个概念,对于这样一个新的食品类型,处于人类的本性自然会表现出不信任的态度。只不过在两国情况还有些不同——美国民众更加信任政府权威部门的认定,且近20年来并没有明显而普遍地感到坏处。遗憾的是,类似的情况在中国并不存在。

  就目前来看,支持转基因的一方,支持的理由包括降低农产品价格、增加市场竞争力、减少高毒除草剂和杀虫剂的使用量等,而反对转基因的一方,理由则包括潜在的生态风险、信奉“天然”的心理或宗教因素,以及声称的潜在健康危害。目前主流科学界已经认为商业化种植的转基因作物并和传统作物有着无差异的营养和安全性,并且每一个新的转基因作物品种在商业化种植前都需要经过数年的审批过程来验证其食用和环境安全性。可以说,对于转基因作物的审批是最为严格的作物品种审定程序。相对应的,各国也都对转基因作物研发过程制订了严格甚至严厉的法规,转基因作物和食品的研发和推广都必须依照规章而行,任何违规违法的行为都理应且必须受到惩处。片中讲述了一个试图提交伪造实验证据的种子公司被处以刑罚的事例,这正表明了在对待转基因作物审批这件事上给与的严格管控。但尽管如此,在政策考察和制定时,反对的声音仍是需要考量的因素。事实上,作为一个理性的政策制定者,总是需要在争论的各方间寻找一个平衡点。在涉及转基因作物经营和销售中存在争议的诸多方面,如农产品补贴政策、转基因食品的标注政策、进出口检测标准制定等等,莫不都是各方相互平衡的结果。

  小结

  这部纪录片,从宣传上看是成功的,而从科学角度看则是失败的。在宣传上,神奇的个例、丰富的个人体验和对一些转基因支持者激烈的反击,让这部纪录片具有很强的煽动性。但其背后,无论从被采访者的构成、所表述的观点还是其论述的科学性上看,无不流露着被操纵和选择的痕迹。这也许与随同他一同进行调查的著名转基因反对者有密切的关系。而从科学角度来看,一个好的调查,需要对采样和采访对象进行良好的设计,并对获得的数据进行科学分析。从全片来看,由于调查取样的偏向性,使得本片所得出的结论并不客观。这样一部无法保证其自身科学性的“纪录片”,是无法让人们科学认识转基因这一涉及多方面科学内容的事物的。

  不过,从另一角度而言,这部纪录片也并非没有意义。它对美国国内的转基因反对声音及针对转基因的运动有了一个较为全面的记录。此外,在转基因话题时常能引爆热点的中国当下,类似美国这样团体化、有组织化的反对群体将很有可能出现。如何在保证产业良性发展的前提下对应这一群体的诉求,这是需要认真思考的问题。

  参考资料:

  ·《Genetically Modified Organisms and the deterioration of health in the United States》

  ·数据来源:http://www.cdc.gov/diabetes/statistics/prev/national/figpersons.htm http://www.sbdcnet.org/small-business-research-reports/retail-organic-food-industry-in-the-u-s

  ·http://www.aafa.org/display.cfm?id=9&sub=30

  ·http://digestive.niddk.nih.gov/ddiseases/pubs/celiac/

  ·http://finance.china.com.cn/roll/20130530/1513010.shtml

  本文获果壳网(Guokr.com)授权转载

【作者:fengfeixue0219 】 (编辑:寇茽)
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