正确运用统计学是强国之道

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正确运用统计学是强国之道

科学时报 2007-2-25 A1版

我国生物医学科研及论文中，科研设计和统计分析的错误率高得惊人

正确运用统计学是强国之道

作者：胡良平 （教授，博士生导师，军事医学科学院生物医学统计学咨询中心主任，中国生物医学统计学会副会长，《中华医学杂志》等10余种杂志编委）

新闻回放：日前，《科学时报》专访了美国普林斯顿大学统计学教授、国际数理统计研究会会长范剑青博士，他对我国统计学目前不受重视、发展面临困境的现状发表了自己的观点（见《中国统计科学在创新中前行》一文，本报2007年1月30日A4版）。
范剑青说，美国每年召开统计学年会，平均约5000人参加；2006年他回国参加四年一度的中国统计年会，仅有约500人参加。另外，统计学研究人员在美国供不应求，但国内统计学人才却出现了青黄不接的现象；美国的学术统计界经常帮助政府出谋划策，而中国的学术统计界却没有那么多机会。

看了《中国统计科学在创新中前行》的报道，作为一名生物医学统计学工作者，心潮澎湃，感触很深。该报道回应着笔者多年的呐喊之声：中国该是高度重视和正确应用统计学的时候了！

在科研方面，近十年来，国人极为关注每年中国人在SCI源期刊上发表科技论文的数量。有些单位或政府部门以此类数据作为重要依据，来考核、评价和聘用科技人员，评审国家级核心或优秀期刊。至于与学术论文所对应的科研课题的设计是否正确，实施过程是否严谨，调查或实验数据是否真实可靠，数据的统计分析是否正确，推测出来的结论能否经得起时间考验，科技成果的技术含量和学术水平有多高等一系列重大问题，却很少有人去追究。以至于很多人在追求数量上累得精疲力竭，而文献调研的结果却显示：我国生物医学科研及论文中，科研设计和统计分析的错误率高得惊人！

造成这一现象的原因很多，主要有以下3点：

第一，国家对统计学在科技和经济发展中的作用认识不足、重视不够，国家级重大科研课题在科研设计和统计分析上严重缺乏强有力的统计学指导和支撑；第二，我国高等医药院校的生物医学统计学教学质量不够高，教材严重脱离科研实际，致使很多人学了多遍统计学，仍不得要领，几乎一用就错；第三，广大生物医学科研工作者、临床医生和杂志编辑在统计学方面的先天不足得不到及时且适当的弥补。

很多人都认为统计学只是处理实验数据的一个计算工具，是学术论文一件漂亮的装饰品。事实上，这些认识来源于现实世界给人们的误导：有些统计学水平不高甚至根本不懂统计学的科研人员照样能获得国家级的重大科研课题，照样能获得国家级的重大科研成果，照样能在国际上发表高影响因子的学术论文；有些惯于弄虚作假的人（如韩国的黄禹锡、美国的舍恩等）照样能在国际一流学术期刊上发表造假论文。

希腊约阿尼纳大学的Ioannidis等人曾对1990～2003年间发表在N Engl J Med、JAMA和Lancet 3大著名医学杂志上且引用次数在1000次以上的文献进行调查。结果显示，在49篇高引用率的原始文献中，45篇声称干预方法有效。而报告结果被以后的研究所否定的有7篇（占15.6%），最初报告的疗效被夸大的有7篇（占15.6%），因此接近1/3的研究结果没有经受住时间的考验。

其实那些被世人仰慕的国际一流学术期刊，缺乏一些最起码的统计学知识的指导，被一些假东西和经不起时间考验的“科研成果”蒙骗了眼睛！

通过20余年的统计教学和咨询工作，以及与实际工作者的交流和沟通，笔者认为，统计学绝对不仅仅是处理实验数据的一个计算工具。统计学实际上是将“专业知识”、“基本常识”、“数学”和“辩证法”融于一体且能透过现象看本质的一门应用学科。

下面两个摘自“中国牌”和“中华牌”医学杂志的实例足可使人相信：统计学并非高深莫测，也并非仅是计算工具。

例如，某项目论文，研究目的是研究绝经后骨质疏松症与血清IL-6及TNF-?琢浓度关系。研究方法却是选择绝经后骨质疏松患者30例，采用Elisa检测其血清中IL-6和TNF-?琢水平，并与正常青年妇女进行对照。显然，此项研究中，实验组与对照组在年龄上相差悬殊。而我们由医学常识可知，妇女处于不同的年龄段，尤其是绝经前后，雌激素分泌水平与机体是否易患骨质疏松症有关，故在此项研究中，对是否患骨质疏松症这个结果变量而言，妇女的“年龄”和“是否绝经”是两个十分重要的影响因素，对照组也应选择绝经后、但未患骨质疏松症的妇女，其年龄分布和个体的平均健康状况等各种重要的非实验因素都应尽可能与实验组妇女接近或相同，这样的对照组才有其存在的价值，才能真正提高研究结果的可信度和说服力。该研究者选择的对照组在关键要素上不合格，可以说是“形同虚设”。

又如，某眼科科研中，患者的基本情况是：22例（22只眼，男13只眼，女9只眼；年龄48～83岁，平均66.5岁）单纯性老年性白内障患者；选择的对照者为“意外死亡的健康青壮年人10只眼（男9只，女1只，年龄25～35岁）”。我们不难看出，两组受试者在年龄分布、性别构成、样本含量等方面都不具可比性，对照组中受试者选得很不恰当，严重违反实验设计的“对照和均衡原则”，研究结论当然也没有说服力。

我们再看看正面的例子。

20世纪30～40年代，医学界曾用金的化合物作为结核病的特效药，直到20世纪40～50年代，有统计学头脑的人运用随机对照的临床试验方法，才迅速否定了原先的错误结论。在第二次世界大战期间，为了检验军火的质量，人类创造出经济高效的序贯试验设计方法。

英国于1942年将正交试验设计用于农业试验，后来日本的田口玄一先生和中国的张里千教授进一步推广了正交设计在工农业生产中的应用，大大提高了生产效率……实例不胜枚举。将统计学正确运用于科研设计，不仅可以节省大量的人力、物力、财力和时间，而且可以将事物或现象的复杂内在规律如实呈现，再利用概率论和数理统计学的技术手段，将业已存在于调查和实验数据之中的统计规律性描述并刻画出来，以达到透过现象看本质的目的。

统计学思维模式概括起来为“八性”和“八思维”。具体地说，即统计学具有延展性与概括性、随机性与均衡性、系统性与代表性以及自悖性与相合性；统计学致力于指导人们从静态思维到动态思维、从正向思维到逆向思维从简单思维到复杂思维以及从横向思维到纵向思维。“八性”和“八思维”不仅在科学研究中发挥作用，还可以在各个社会领域（包括经济、文化、教育、工农业生产、心理与健康等）中产生不可估量的积极影响。正确运用统计学，可以帮助科技事业持续快速发展，促进经济健康稳步上升，也有助于大幅提升国人整体素质。

要做到正确运用统计学，笔者认为关键应落实好4点：其一，我国政府应在实际行动中高度重视科研工作的科学性和严谨性，制定和完善相应的科技政策和法规，严格遵照执行、监督检查。例如：国家级科研课题、成果和新药临床试验研究等的审批，必须经过严格的高水平的统计学论证。其二，我国高等院校的统计学教材应彻底改革，使其经得起科研和生产实践的检验。其三，所有拟在学术期刊上发表的论文，必须经过高水平的统计学专家的严格审查，阻止低劣甚至错误的学术论文发表。其四，所有从事与科研设计和统计分析有关工作的人员，必须通过相应统计学水平的上岗考试，不符合者应参加统计学知识培训，直至达到规定标准。