לכבוד אחד באפריל:
תרמיות מדעיות

מדע הוא מפעל אנושי, והעוסקים בו הם בני אדם – על כל חולשותיהם. הרצון לזכות בכסף ובתהילה הוביל אנשים רבים, מכל התחומים, לסטות מדרך הישר ולהציג זיופים ושקרים כאמת. הנטייה הזאת לא פסחה גם על המדע. לכבוד אחד באפריל בחרנו לסקור ארבעה סיפורים של תרמיות מדעיות: השרלטן שטען שהמציא מכונת תנועה מתמדת ובסופו של דבר נפל בפח של עצמו, המדען החובב שזייף עצמות של אדם קדום, הפיזיקאי שמאמריו על טרנזיסטורים מיקרוסקופיים נחשפו כזיוף, והביולוגית שפרסמה שיטה חדשה לייצור תאי גזע מושרים, אך זו לא הצליחה לייצר אפילו תא גזע אחד.

המכונה ש(לא) עובדת לנצח

החיפוש אחר מקורות אנרגיה אינו חדש. כבר מאות שנים לפני המהפכה התעשייתית ניסו ממציאים להגיע אל "הגביע הקדוש" של התחום: מכונה שפועלת לנצח בלי לצרוך אנרגיה, שקרויה גם "פרפטום מובילה" (תנועה מתמדת). מכונה כזאת נוכל לרתום לשורה של עבודות, משאיבת מים ועד ייצור חשמל, בלי צורך להזיע בהזזת גלגלים ומנופים, לשרוף נפט או לנצל את כוחם של הרוח, המים או השמש. בהנף גלגל (או לחיצת מקש) היא תשים קץ לכל בעיות האנרגיה של העולם.

זה חלום יפה, אך למרבה הצער אין לו אחיזה במציאות. מכונת תנועה מתמדת נוגדת את החוק השני של התרמודינמיקה, שלפיו האנרגיה הכוללת בכל מערכת יכולה רק לקטון או להישאר קבועה, ולא לגדול – כלומר, אי אפשר ליצור אנרגיה יש מאין. החוק נוסח באמצע המאה ה-19, ועדיין כל כמה שנים מגיע מישהו שסבור שהצליח לעקוף אותו וליצור בכל זאת את המכונה המופלאה שתעבוד לעד. רק מעטים בימינו מתייחסים ברצינות לטענות האלו, וגם בעבר מדענים נטו להתייחס אליהן עליהן בחשדנות. אך כמה מכונות בכל זאת הצליחו להתפרסם, לצבור מאמינים ותומכים ולהיראות – ולו רק לרגע, כאילו הן עומדות לשנות את העולם. אחד הסיפורים הידועים ביותר הוא זה של הממציא האמריקאי צ'רלס רדהפר (Redheffer).

בשנת-1812 בישר רדהפר לתושבי פילדלפיה שבנה מכונה שעובדת לעד. הוא התקין את המכונה הגדולה, שהורכבה משורה של משקולות, גלגלי שיניים ומנופים, בבית בפאתי העיר, וגבה דמי כניסה מכל מי שרצה לחזות בה פועלת. כמעט מיד התגלעה מחלוקת בין מי שהאמינו ברדהפר ובמכונה שלו, לבין אלה שטענו שהוא שרלטן ותו לא. ביולי 1813 פרסם המהנדס צ'רלס גוברט (Gobert), שכנראה שיתף פעולה עם רדהפר, מודעה בעיתון שבה הכריז שהוא מוכן להתערב עם כל מי שירצה על כך שהמכונה אכן אמיתית, כפי שייקבע על ידי צוות מומחים.

בשלב זה התערבו הרשויות בפנסילבניה ומינו ועדה של מהנדסים בכירים לבדוק את המכונה. אך כשהוועדה הגיעה לבית היא מצאה אותו נעול. דרך החלון הם יכלו לראות את המכונה, ממשיכה כמובן לדחוף ולמשוך ללא הפסק מוט שאפשר היה לחבר למכונה אחרת ולהפעיל אותה באמצעותו. הם בחנו את המתקן ממרחק ולא מצאו שום סימן לרמאות או למקור אנרגיה חיצוני כלשהו.

אחד מחברי הוועדה, נתן סלרס (Sellers), הביא איתו את בנו הצעיר קולמן, שנחשב כבר אז לגאון טכנולוגי. היה זה קולמן שהבחין במה שהמבוגרים החמיצו: גלגל השיניים שחיבר את המוט למכונה היה שחוק במקצת, וחשוב מכך, הוא היה שחוק בצד הלא נכון. לפי סימני השחיקה אפשר לדעת מהו גלגל השיניים המניע, ומהו הגלגל שמסתובב בתגובה להגלגל המניע. הסימנים במכונה של רדהפר הראו בברור שהמוט הוא שמניע את המכונה, ולא להפך.

מה הניע את המוט? איננו יודעים בוודאות, אך מכונה כמעט זהה לזו של רדהפר הוצגה בניו יורק בהמשך אותה שנה, ושם, כך נחשף, המוט היה מחובר לחוט ארוך, שהגיע עד עליית הגג – שבה ישב אדם זקן וסובב ידית של מנואלה. סביר להניח שמנגנון דומה פעל גם בפילדלפיה.

קולמן חלק את התובנה שלו עם אביו, שהלך ובנה מכונה דומה לזו של רדהפר, שבה המוט הופעל על ידי קפיץ חבוי. רדהפר הוזמן לחזות במכונה ועמד מולה נדהם. הוא ידע כמובן שהמכונה שלו הייתה תרמית – אך חשב שסלרס הצליח לעשות את זה באמת, ושלפניו הייתה מכונת תנועה מתמדת אמיתית לחלוטין. הוא הציע לקנות את סוד המכונה בסכום גדול. סלרס צחק בפניו, ופרסם את הסיפור ברבים. כך נחשף (עוד) שרלטן שטען שהמציא את המכונה המופלאה העובדת ללא אנרגיה חיצונית.

המכונה לא הניעה את המוט, הוא הניע אותה. דיאגרמה של המכונה של רדהפר | Majorly, Wikipedia

הזיוף של פילטדאון

ב-1912 קיבל חוקר המאובנים ארתור סמית' וודוורד (Woodward) מכתב מעניין במיוחד מידידו, עורך הדין ואוסף המאובנים החובב צ'רלס דוסון (Dawson). במכתב סיפר דוסון על גולגולת מאובנת, אולי-אנושית, שגילה באזור הכפר פילטדאון באנגליה. הגולגולת יכולה להתחרות, כך טען, במאובנים של הומו היידלברגנסיס שנמצאו רק חמש שנים קודם לכן בגרמניה. כך החלה אחת התרמיות המפורסמות ביותר בדברי ימי חקר המאובנים, תרמית ששיטתה בקהילה המדעית במשך ארבעה עשורים.

האזכור של הומו היידלברגנסיס במכתב של דוסון לא היה מקרי. בתחילת המאה ה-20 רוב רובה של הקהילה המדעית קיבלה את תיאוריית האבולוציה, והחוקרים חיפשו ברחבי העולם עדויות לאבולוציה של בני האדם, בדמות מינים שנמצאים על הרצף בין קוף אדם לאדם. מאובנים כאלה נמצאו באסיה, באפריקה וגם באירופה, ובמיוחד בגרמניה: שם התגלו כבר באמצע המאה ה-19 המאובנים הראשונים של אדם קדום: הניאנדרטלים. ואז, ב-1907, גילו הגרמנים עוד מין חדש. כל זה לא מצא חן בעיני החוקרים הבריטים, בעיקר בהתחשב באווירה הלאומנית ששטפה אז את אירופה. הם רצו אדם קדום משלהם, והממצא של דוסון היה בדיוק מה שחיפשו.

המאובנים שמצא דוסון כללו גולגולת שנראתה אנושית למדי אך קטנה במקצת מזו של האדם המודרני, לסת עם כמה שיניים שנראתה דומה יותר לזו של קופי אדם, עוד שיניים בודדות וכמה כלי אבן פשוטים. חפירות מאוחרות יותר העלו עוד כמה שיניים, שהיו גדולות משיני אדם אך קטנות מאלו של קופי אדם. וודוורד בנה שחזור של "אדם פילטדאון", ושיער שהוא בן כחצי מיליון שנה ומייצג את "החוליה החסרה" בין קופי האדם לאדם. ניתן לו גם שם רשמי: Eoanthropus dawsoni, או "איש השחר של דוסון".

גולגולת אנושית למדי, לסת דומה לזו של קופי אדם. שחזור של גולגולת איש פילטדאון | John Reader, SPL

חוקרים אחרים חלקו על השחזור של וודוורד, וכבר בשנים הראשונות היו מי שהעלו את האפשרות שזוהי תרמית או מתיחה. הם צדקו. ב-1953 חוקרים מאוקספורד תיארכו את העצמות בשיטות חדשות וגילו שגיליהן שונים, כך שלא ייתכן שהיו שייכות לאותו יצור. חקירה נוספת העלתה שהגולגולת נלקחה מאדם שחי בימי הביניים, והלסת היא של אורנגאוטן.

יתר על כן, לא היה מדובר בטעות תמימה: העצמות נצבעו והוכתמו בעזרת תמיסות כימיות כדי לשוות להן מראה עתיק, וחלק מהשיניים הושחזו כדי שייראו דומות יותר לשיני אדם. מישהו בבירור רצה להציג את העצמות כמאובן עתיק של אדם קדום, והתאמץ לא מעט כדי להונות את החוקרים. אבל מי?

החשדות הופנו כמובן קודם כל אל וודוורד ודוסון, אך היו גם השערות אחרות: חוקרים נוספים, מתנדבים שעבדו עם וודוורד, ואפילו שמו של ארתור קונן דויל, "אביו" של שרלוק הולמס, עלה כמועמד להיות מתכנן התרמית. ב-2016 בחנו חוקרים את העצמות בצורה מדוקדקת, וגילו שמי שעבד על "הכנתן" ציפה חלקים מהם בחומר מילוי, שאיתו סתם סדקים וגם השתמש בו כדי לתחוב אבני חצץ לתוך חללים בעצם במטרה להכביד את משקלה. מסקנת החוקרים הייתה שכל העבודה הזו נעשתה בידי אדם אחד בלבד – אילו היה מדובר בשני אנשים או יותר, היינו מבחינים בהבדלים בצורה שבה כל אחד מהם מרח את החומר על העצמות.

האדם הזה, סבורים החוקרים, היה דוסון. מדוע עשה זאת? דוסון מת עוד לפני חשיפת התרמית ב-1953, כך שלעולם לא נדע את הסיבה בוודאות. ההשערה היא שכמדען חובב הוא רצה נואשות לזכות באישור הקהילה המדעית למחקריו. הוא שלח כמה וכמה מכתבים לאגודה המלכותית למדעים בבקשה להצטרף אליה, ונדחה שוב ושוב. את הסיבה להצלחת התרמית, ולכך שרוב החוקרים האמינו לה, קל עוד יותר לנחש: דוסון נתן להם בדיוק את מה שרצו, ובדיוק את מה שציפו לו. הם היו בטוחים ששרידים של אדם קדום צריכים להימצא אי שם בבריטניה, וכשהוצגו בפניהם ראיות שתמכו בכך, טבע האדם גבר על הספקנות המדעית, והם לא שאלו את השאלות הנחוצות.

הזיוף שיטה בקהילה המדעית במשך 40 שנה. מדענים בוחנים את הגולגולת מפילטדאון. וודוורד עומד מאחור, הראשון מימין, ולצידו עומד דוסון | ציור: John Cooke

הטרנזיסטורים המיקרוסקופיים הנעלמים

המהפכה שחוללו המחשבים בחיינו לא הייתה יכולה להתרחש ללא הטרנזיסטורים, הרכיבים האלקטרוניים הבנויים ממוליכים למחצה, לרוב סיליקון (צורן), שהם ליבו של כל מחשב. חברות טכנולוגיה מתחרות ביניהן על פיתוח טרנזיסטורים קטנים יותר ויעילים יותר, והמרוץ רחוק מהכרעה. לכן לא קשה להבין את התלהבותם של מנהלי מעבדות בל (Bell) בתחילת האלף הנוכחי, כשאחד המדענים הצעירים שלהם השיג תוצאות מדהימות בעבודה על מוליכים למחצה אורגניים. במחקרים שפרסם הוא טען שהפך מבנים פחמניים למוליכי-על, ויצר טרנזיסטורים שגודלם כמה מולקולות בלבד. זה נראה טוב מכדי שיהיה נכון. וכפי שאכן התברר עד מהרה, זה באמת היה טוב מדי.

יאן הנדריק שון (Schön) נולד בגרמניה ב-1970, והחל לעבוד במעבדות בל בארצות הברית בשנת 1997. התקדמותו הייתה מטאורית. בשנת 2000 הוא פרסם שמונה מאמרים בכתבי העת המדעיים הנחשבים ביותר, Nature ו-Science, לצד מאמרים רבים נוספים בכתבי עת אחרים. בדיעבד, ההספק המרשים הזה לבדו היה אמור להדליק נורה אדומה: במשך כמה חודשים, מאמר ששון היה בין כותביו התפרסם כל שמונה ימים בממוצע. הוא זכה בפרסים ונחשב לכוכב עולה. אך במקביל מדענים שניסו לשחזר את ממצאיו נכשלו במאמציהם, ואחדים מהם החלו להטיל ספק באמינותם.

חברות טכנולוגיה מתחרות ביניהן על פיתוח טרנזיסטורים קטנים יותר ויעילים יותר. לוח אם של מחשב עם טרנזיסטורים | Christian Lagerek, SPL

בסופו של דבר מי שהפילו את שון היו דווקא מדענים שהאמינו במחקרים שלו, ולא חשדו בדבר. הם עברו על כמה ממחקריו כדי לאסוף חומר להגשת בקשת פטנט למחקר משלהם, כשנתקלו בשני גרפים – ממאמרים שונים – שנראו דומים מאוד. דומים מדי. לא רק הממצאים היו זהים, אלא גם רעשי הרקע, ההפרעות האקראיות הקטנות שיש בכל ניסוי, היו זהים בשני הגרפים. דבר כזה פשוט לא יכול לקרות. המדענים המשיכו לחפש ומצאו גרף שלישי זהה לשני קודמיו. במאי 2002 הם פנו למעבדות בל, ותוך זמן קצר הקריירה המפוארת של שון התנפצה לרסיסים.

ועדת חקירה שמינתה החברה הגיע למסקנה שהוא זייף ובדה ממצאים, עשרות מאמרים שפרסם נמשכו, והוא כמובן פוטר מעבודתו. שון לא לקח אחריות על הזיוף, והסכים רק להודות שעשה "טעויות". "מעולם לא התכוונתי להונות אף אחד או לנצל את אמונו של איש", טען. "אני מאמין שהאפקטים המדעיים שעליהם דיווחתי הם אמיתיים". עם זאת, מאז ועד היום הוא לא הצליח לספק שום ראיות לכך.

השערורייה היכתה גלים בקהילת הפיזיקאים והציפה שאלות רבות, שחלקן לא נענו עדיין. שותפים רבים היו חתומים על המאמרים שפרסם שון, וטענו שלא ידעו דבר על הזיוף. איזו אחריות, אם בכלל, מוטלת עליהם? ומה בנוגע למנהלי מעבדות בל, הבוסים של שון? האם מוטלת עליהם האחריות לוודא שהמחקרים שמתנהלים במעבדותיהם נעשים בצורה תקינה וישרה? לאנשים שונים יש תשובות שונות לשאלות הללו, והדיון עדיין נמשך.

שאלה דומה הופנתה גם אל כתבי העת המדעיים, שאמורים לבדוק היטב את המאמרים הנשלחים אליהם לפני פרסומם. העובדה שכתבי העת הנחשבים ביותר פרסמו את מאמריו של שון ולא התעורר אצלם כל חשד לגביהם מטרידה בהחלט. "נראה שמדיניות העריכה והשיפוט של Nature מושפעת מהיכולת של המחקר לעשות כותרות, יותר מאשר מאיכותו", אמר ל-Nature הפיזיקאי זוכה פרס נובל, ומדען במעבדות בל לשעבר, פיליפ אנדרסון (Anderson), שהלך לעולמו שלשום. "ונראה ש-Science לוקה באותה תסמונת".

מה האחריות של מנהלי המעבדות? מעבדות בל בניו ג'רזי | MBisanz, Wikipedia

השיטה שלא הייתה לייצור תאי גזע

תאי גזע הם תאים מיוחדים, שיש להם הפוטנציאל להתמיין ולהפוך לכל סוגי התאים בגוף, מתא שריר ועד תא כבד או תא עצב. תאי גזע מושרים הם תאים בוגרים שכבר התמיינו לתפקיד מסוים, אך הוחזרו למצב לא ממוין שממנו יוכלו להפוך לסוגי תאים אחרים בהתאם לצורך. האפשרות להפוך תאים לתאי גזע פותחת פתח לשורה של טיפולים רפואיים, שבהם מזריקים לחולים תאים שנלקחו מהגוף שלהם ועברו שינוי. טיפולים בתאי גזע מושרים נמצאים בפיתוח כבר כעת, ויש אף ניסיונות לפתח איברים להשתלה שיורכבו מתאים של החולה עצמו.

היה זה חוקר יפני, בשם שיניה ימנקה (Yamanaka), שהצליח לראשונה להפוך תאים בוגרים לתאי גזע, ואף זכה על כך בפרס נובל לפיזיולוגיה או לרפואה ב-2012. בשיטה שפיתח הוכנסו לתאים גֵנים המכילים הוראות לייצור חלבונים שמאפיינים תאי גזע. הייתה זו פריצת דרך משמעותית, אך עדיין נדרש זמן רב להפיק תאים מעטים יחסית. בנוסף, רבים מהתאים נפגעו בתהליך, והשינוי הגנטי היה עלול לגרום לחלקם להפוך לתאים סרטניים.

ואז, ב-2014, פרסמה חוקרת יפנית אחרת שיטה חדשה, מהירה ויעילה הרבה יותר ליצירת תאי גזע מושרים. למרבה הצער, לסיפור הזה היה סוף הרבה פחות טוב.

הרוקו אובוקטה (Obokata) הייתה רק בת 30 כשמונתה לעמוד בראש המעבדה לתכנות מחדש של תאים במכון המחקר ריקן בעיר קובה שביפן, ופרסמה שני מאמרים פורצי דרך בכתב העת המדעי הנחשב Nature. השיטה שלה להפיכת תאים בוגרים לתאי גזע הייתה מפתיעה בפשטותה: כל מה שצריך לעשות הוא לחשוף אותם לחומצה חלשה למשך כשעה וחצי, והם ישתנו מעצמם ויקבלו מחדש את היכולת להתמיין לכל סוג תא שהוא.

השיטה של אובוקטה פחות מוזרה מכפי שנראה במבט ראשון. "צמחים, למשל גזר, יכולים לייצר תאי גזע מתאים בוגרים בתגובה לגורם לחץ חיצוני, כמו חיתוך", הסבירה בריאיון להסכת (פודקאסט) של Nature ב-2014. "חיפשתי מנגנון דומה שישפיע כך על תאי יונקים". היא ניסתה להפעיל על התאים לחץ מכני ולהרעיב אותם, אך התוצאות הטובות ביותר, סיפרה, הושגו כשהשרתה אותם בחומצה.

התהליך היה מהיר, זול, ונטול סיכונים של יצירת תאים סרטניים וסכנות אחרות – בדיוק מה שהמדענים והרופאים ייחלו לו. אובוקטה הפכה כמעט מיד לגיבורה לאומית, והתקשורת, כצפוי, לא הצליחה (ולא ממש ניסתה) לעמוד בקסמה של הצעירה המבטיחה. דיבורים על פרס נובל נוסף כבר החלו להישמע.

אך ההתלהבות התפוגגה במהירות. תוך כמה ימים כבר החלו לצוף שאלות בבלוגים מדעיים וגם בטוויטר: חלק מהגרפים והתמונות נראו כאילו "עבדו" עליהם ושינו אותם, ונראה שפסקאות שלמות הועתקו ממאמרים אחרים. בתוך זמן קצר גם החלו להגיע דיווחים של חוקרים שניסו להשתמש בשיטה החדשה כדי לייצר בעצמם תאי גזע: איש מהם לא הצליח. השריית התאים בחומצה הניבה רק תאים מתים. מכון ריקן החל בחקירה, וב-1 באפריל 2014, פחות משלושה חודשים לאחר פרסום המאמרים, הודיע שאובוקטה אשמה בהתנהגות שאינה הולמת מדען (Scientific misconduct).

התקשורת, שכל כך פרגנה לאובוקטה, פנתה עכשיו נגדה, והיא הותקפה בשאלות והאשמות מכל סוג וצורה. בראיונות היא התנצלה שוב ושוב, טענה שמדובר ב"טעויות בתום לב" שנבעו מחוסר ניסיון, ובעיקר שלמרות הפגמים שנפלו במאמרים תאי הגזע שלה אכן קיימים והשיטה שלה פועלת. אולם כשחוקרים לקחו DNA מהתאים הללו ובחנו אותו, הם גילו שהוא אינו תואם את ה-DNA של התאים הבוגרים שמהם תאי הגזע נוצרו לכאורה. לאובוקטה לא היה הסבר לכך. לאחרים דווקא היה: תאי הגזע הללו לא היו תאים בוגרים מעולם, טענו. הם פשוט היו תאי גזע עובריים ממקור אחר, שהוכנסו למבחנה כדי ליצור מראית עין של הצלחה.

ביולי משך Nature את המאמרים באופן רשמי, ומצא את עצמו מתמודד עם שאלות קשות בקשר למדיניות הסינון שלו. התברר שכתבי עת אחרים דחו את המאמרים, והם נדחו אפילו מ-Nature עצמו בפעם הראשונה שהוגשו. אך בסופו של דבר כתב העת הסתנוור כנראה מההבטחה הגדולה והתעלם מבעיות שהיו צריכות להתגלות לפני הפרסום.

האשמות נשמעו גם נגד בכירי מכון ריקן, שלא בדקו כראוי את המחקר שמתנהל במעבדותיהם. רבות מהן כוונו אל יושיקי סאסאי (Sasai), הבוס הישיר של אובוקטה וחוקר ידוע בעצמו בתחום תאי הגזע. סאסאי אמר שהוא "כורע תחת הבושה", ובאוגוסט לא הצליח לשאת אותה יותר ושם קץ לחייו.

במכון ריקן עדיין חשבו שייתכן שהשיטה אינה זיוף גמור. הם לא פיטרו את אובוקטה מיד, אלא נתנו לה הזדמנות להוכיח שהיא מסוגלת לייצר תאי גזע מושרים. היא עבדה כמה חודשים עם צוות חוקרים, תחת עיניהם הבוחנות של מעסיקיה. אך בדצמבר הודה הצוות בכישלונו: הוא לא הצליח ליצור אף לא תא גזע אחד בשיטה החדשה. אובוקטה התפטרה מהמכון, וכך, בתוך שנה אחת, המריאה והתרסקה התקווה הגדולה לייצור תאי גזע מושרים בקלות ובמהירות.

ההבטחה לייצור תאי גזע מושרים בקלות וביעילות סינוורה את המבקרים. תא גזע מושרה במעבדה באוניברסיטת וויסקונסין-מדיסון | Science Source, SPL

מה אפשר ללמוד מארבעת הסיפורים הללו? אם יש דבר אחד המשותף להם, הרי זו הנטייה של בני אדם להאמין במה שהם רוצים שיהיה נכון. גם מדענים, שהספקנות אמורה להיות נר לרגליהם, ואפילו עורכים של כתבי עת מדעיים שתפקידם לבחון בשבע עיניים כל טענה המונחת לפניהם, נפלו שוב ושוב והאמינו בתרמיות כשהממצאים ענו על ציפיותיהם, או שהיו אלה פיתוחים והמצאות מרגשים ומבטיחים במיוחד. אם איננו רוצים ליפול בפח, עלינו לחשוד שבעתיים דווקא כשתחושת הבטן אומרת לנו שזה "חייב להיות נכון".