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去年11月22日，《人民日报》12版报道了2008年诺贝尔医学生理学奖得主之一吕克·蒙塔尼（Luc Montagnier，也有人译作吕克蒙塔尼耶，见“维基百科”介绍）接受上海交大的邀请、成为该校讲席教授一事，引起不少关注，因为此前中国高校聘请诺奖获得者做全职教授的先例不多。
导读：我们为什么质疑上海交大引进吕克·蒙塔尼
去年11月22日，《人民日报》12版报道了2008年诺贝尔医学生理学奖得主之一吕克·蒙塔尼（Luc Montagnier，也有人译作吕克蒙塔尼耶，见“维基百科”介绍）接受上海交大的邀请、成为该校讲席教授一事，引起不少关注，因为此前中国高校聘请诺奖获得者做全职教授的先例不多。
但是，这个看似值得高兴的消息在国内学界和评论界却引起了不少质疑，甚至声讨，原因在于这位曾在艾滋病研究方面做出一定贡献的蒙塔尼先生近年来其实颇有剑走偏锋之势，包括他被指“试验方法非主流”的孤独症治疗临床试验（见Nature报道），也由于他对所谓分子顺势疗法的痴迷，都是在科研领域内很受争议未被认可的议题，甚至被同行指出有伪科学成分。《科学》（Science）杂志随后对蒙塔尼本人进行了专访（交大“饮水思源”亦有转载），使用的是意味深长的一个标题“法国诺奖得主逃离‘学术恐怖’去往中国继续探寻其激进想法”（French Nobelist Escapes “Intellectual Terror” to Pursue Radical Ideas in China）。显然，Science的编辑在这个并不算充分的访谈中已经抛出了若干从学术规范角度出发产生的疑点，而蒙塔尼的回答并不能提供推翻或解答这些疑点的有利证词，只是给人们留下了一个过于开放的“想象空间”。
由于所讨论的问题其实已经深入到了实验细节层面，其诺奖得主身份也对中国媒体和普通民众理解此事造成困扰，我们认为，在现有的质疑的声音之外，还需要做一个深入的“透视”，才能够对“蒙塔尼研究的是什么”以及“如何看待他的研究”提出实质性的看法。于是，科学松鼠会的几位松鼠先是私下聊天，进而形成讨论之势，通过反复阅读他最近的三篇论文得到一些新的质疑，在此基础上合力完成了《不讨论细节问题的物理就是耍流氓》和《DNA不知何处来之生物学拍案惊奇》这两篇分别从不同学科来探讨蒙塔尼实验和理论所存在漏洞的“审稿意见”，今明两天依次释放，以帮助广大读者和感兴趣的媒体来分辨此事。
不讨论细节问题的物理就是耍流氓
Sheldon（执笔，理论物理方向）猴戏（凝聚态物理方向）沐右（凝聚态物理方向）
上海交大聘请2008年诺贝尔生理学或医学奖获得者、法国著名病毒学家吕克•蒙塔尼担任全职教授一事最近惹了点风波。诺奖得主退休后，在我国发挥余热倒不是什么新鲜事，比如杨振宁帮助建立清华大学高等研究中心，崔琦帮助中科院物理所建立崔琦实验室，主要目的是借助这些科学巨匠的多年积累的科学声望和人格魅力吸引物质和智力资源，以期在相关领域迅速达到世界先进水平。而蒙塔尼的情况和上述两人稍微有些不同，起因于他近期的“科研成果”——DNA在水中发射电磁波其实并未被学界接受。
关于这项研究，我们查到了三篇文章，标题为
【1】《Electromagnetic Detection of HIV DNA in the Blood of AIDS Patients Treated by Antiretroviral Therapy》
（从接受抗逆转录病毒疗法的艾滋病人血液内检测HIV病毒DNA的电磁波）
【2】《Electromagnetic Signals Are Produced by Aqueous Nanostructures Derived from Bacterial DNA Sequences》
（细菌DNA序列诱导的水分子纳米结构产生了电磁波信号）
【3】《DNA waves and water》
（DNA波和水）
前两篇文章在2009年发表于一本名为《Interdisciplinary Sciences: Computational Life Sciences》的杂志（交叉科学：计算生命科学），这本杂志于09年创刊，主席正是蒙塔尼本人。这似乎也就不难理解为何文章【2】的审稿速度快得惊人：09年1月3号投稿，5号修改，6日被接收，全过程只有3天！
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而文献【3】发表于arXiv，arXiv.org是一个收录科学文献预印本的在线数据库，文章无需经过任何审核程序直接发布。通常研究人员会把投给正规期刊的稿件在审稿期间先行发表到arXiv上，作为同行之间科研交流的另一个途径。
想想看，如果把这三个稿件中的研究及其结论汇总成一篇科普文章投稿到了松鼠会，松鼠们会提出哪些问题呢？
——————————————好戏开始上演分割线————————————–
尊敬的蒙塔尼博士：
您好！您的稿件已被投递于《科学松鼠会》，并接受了审稿人的审阅。
根据审稿人的意见，我们遗憾的通知您，此稿件目前的状态还不适合在《科学松鼠会》发表。审稿人的意见请见此信结尾。
此致！
编辑：小庄
某年某月某日
—————————————-物理男们赶紧上分割线————————————–
审稿人猴戏：
作者文章的主要结论是从高度稀释的含有病毒或细菌DNA的水中检测到了电磁波。作者声称用钼合金罩住样品，就测不出来电磁辐射。只有给一个“入射波”（这个波频率最低可以是7赫兹），水溶液“受激辐射”后才会出他们测量到的电磁辐射。这个低频入射波可以是人体神经电信号，而自然界中，最有可能起到这个“入射波”作用的是舒曼共振（Schumann resonances）。舒曼共振是因为地球和大气电离层形成共振腔，闪电等自然现象形成的电磁波在这个共振腔里被调制放大，形成一个7.83赫兹（14.3赫兹等）的遍布全球的电磁波背景。而这个最低频率的舒曼共振正好和他们测到的入射波频率最低值（7赫兹）相当。
就检测过程而言，作者把线圈接在声卡上，电磁场变化会引起线圈电流变化，声卡用来记录这个电流信号。除了文章【3】提到的钼合金之外，在三篇文章里没有看到他在实验中进行过电磁屏蔽详细说明。
我认为此类实验为了确保有效性，有两处需要进行电磁屏蔽，一个是空间的电磁波，一个是地线（ground）的噪声。特别是这么精细的测量，信号测量装置（声卡）一定要和电脑分开接地，因为所有的生活用电设备都是污染源（dirty ground）。而就文中描述来看，看似声卡是直接插到电脑插槽里的。关于空间电磁波的屏蔽更麻烦，需要把线圈以及连到声卡的那两根导线整个包裹起来（因为那两根导线也形成一个回路），如果他们做到了，按惯例一定会在原文中说明。
除了电磁屏蔽，探测装置的敏感度也是个问题，信号强度，频率范围是什么？对于几千赫兹的低频信号，声卡看来是够用，所以，我特别想指出这个信号强度的问题，这个问题对于文章【3】里的那个物理模型十分重要。另外，文章的做图颇不规范，作者直接使用电脑截屏图，而且像素不够，让人看不清很多横纵轴上的数字。
另一个问题是，文献【2】中图2（见下图）里面的背景噪声我认为应该是白噪声，做傅立叶分析应该不会出现任何峰，可为什么他的结果里面有峰呢？未见作者对此问题进行解释。
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基于以上结论，我不建议此文在松鼠会上发表。
———————————————猴戏请息个怒分割线—————————–
审稿意见分析1：
审稿人猴戏主要对蒙塔尼实验过程中的不规范进行了质疑，这个不规范如何形容呢？以下就用一个比较通俗化的形容吧。好比一觉醒来，养殖专业户蒙大叔在羊圈里发现了一些蛋，尺寸和鸡蛋接近，而羊圈里只养了一些公羊。饿了公羊两天没喂饲料，就没有再发现更多的蛋。再恢复用混合饲料喂羊，结果又有了蛋。而且饲料一定的情况下，圈里的公羊越少，出现的蛋就越多。于是蒙大伯在自己主办的《混合饲料：信息养殖学》中撰文指出，混合饲料有可能诱导公羊下蛋！而羊圈是什么样子，有没有漏洞，附近有没有人养鸡养鸭，鸡鸭自己的饲料够不够吃，鸡鸭爱不爱吃这种公羊混合饲料，羊圈中有没有发现鸡鸭的粪便，羽毛，蒙大叔都一概没有提及。没养过羊的人可能会被他吓一跳，可对于其他养殖专业户来说，这样的实验实在无法接受。
那么除了实验之外，文章还有哪些值得商榷的地方呢？
—————————————-疑问接着来分割线————————————
审稿人沐右：
作者对该实验现象背后的物理原理作了如下解释：首先就是说，水不能单纯地看作由分子间氢键联系起来的，而应该是大范围的电磁辐射场使得水分子们聚集在一起。水分子和电磁场互相作用的结果是形成了一定大小的相干区域（coherence domain，CD），在区域的内部水分子的振动是量子相干的。
如果CD的电磁振动频率和DNA分子的振动频率吻合，那么DNA分子就可以被吸纳到CD的振动体系来，从而整个CD的振动状况发生改变。水里面的离子会在电磁波驱动（还有外磁场存在）下在CD内部做圆周运动。这里驱动用的电磁波是哈林提到的那个7.83赫兹的舒曼共振。这需要离子的回旋频率和7.83赫兹接近或者相等（或者另外的什么激发电磁波的频率）。
文章【3】里面说液态水的相干区域大小是约100nm，是按公式（1）计算的。如果文章的说法都是正确的话，考虑文中12.06电子伏的结合能，再代入共振频率7.83赫兹，地磁场50微特斯拉和基本电荷单位e的话，我得到的圆周运动的离子质量是1.62*10^(-25)千克，是质子质量的100倍。当然，不能确定以上计算是否与实际情况相符，但鉴于作者没有提供进一步详细的计算，我认为以上计算过程是合理的，而计算结果又是不合理的。除非作者能够自洽的解释，否则我不能推荐这篇文章的发表。
—————————————–唔，沐右不高兴有理分割线————————————
审稿意见分析2：
看到了没？蒙大叔不但实验有缺陷，理论解释也有很大的问题。我们知道水是由原子量为16的氧和原子量为1的氢元素所组成。水中可以存在的氢离子、氢氧根离子、水合氢离子等，质量都远远低于质子的100倍。那么按照蒙大叔提供的公式和数据，得到的原子量为100的离子又会是什么呢？
这事情真是把人雷的七窍生烟，不，是把羊雷的七窍生烟。养殖专业户蒙大叔声称公羊把混合饲料吃下去以后，其中的类雌激素刺激了前列腺形成了类似于子宫的环境，而精原细胞就被刺激分裂成了卵细胞，最后形成蛋状结构排出了体外。问题是公羊身上开窍的地方，例如毛孔，耳朵，鼻孔，尿道口和肛门都不够宽大，那么大一个蛋究竟是怎样从公羊身上钻出来的呢？蒙大叔对此事闭口不谈。
所以说，不讨论细节问题的物理理论都是耍流氓。广义相对论看起来比公羊下蛋“荒谬”的多，可是相对论不但解释了引力来自于时空的弯曲，还通过详尽的计算告诉我们，哪儿弯曲哪儿没弯曲，这样弯还是那样弯，各自弯曲了多少，预言了什么现象，测量后得到小数点后面第15位的数字应该是多少（见穆斯堡尔效应 ）？蒙大叔的文章远没有做到这一点。非但如此，进一步计算还会发现更多严重的细节问题。
—————————————–索性再将一军分割线——————————-
审稿人Sheldon：
作者的理论主要来源于文章【3】的参考文献[18,19]。其中，外界电磁场的振荡频率和圆周运动的离子频率共振时，离子从轨道上被拉开去，由于角动量守恒，此时相干区域内的准自由电子就会开始做圆周运动。由于离子质量远大于电子质量，后者的共振频率要高的多。因此输入7赫兹的电磁波，最后作者在实验中会观测到500～3000赫兹的辐射，也就是离子的有效质量应该是电子有效质量的70～430倍。我不知道准自由电子的有效质量怎么计算，尤其是在相干区域这种结构中。我们知道质子静止质量大概是电子的1836倍左右。
可以肯定的是，考虑相同量级的回旋半径，如果电子有效质量等于静止质量，使用500～3000赫兹的数据计算，那么所谓的正离子就要比质子还轻！如果按照文章【3】中的公式，使用7赫兹的激发频率计算的话，离子质量的数量级确实如沐右所说，是10^(-25)千克量级，又比质子重100倍。
作者为什么不直接把外磁场的场强增大试试看？这样更有助于确定那个离子回旋共振的模型是否合理。我觉得现在的第一步首先不该是DNA，而是先把信号究竟跟水有没有关系搞清楚。
此外由分子动理论，我们知道水分子的平均动能和温度的关系是E~kT（其中k是波尔兹曼常数），可以得到常温时水分子的平均动能是0.01电子伏的量级。而对于7赫兹的吸收峰和3000赫兹的发射峰进行计算，在作者提出的模型中，围绕相干区域做圆周运动的离子和电子的逃逸能量大概为10^（-15）～10^（-12）电子伏，这比宇宙微波背景辐射对应的温度还低……我认为，常温下热运动会完全破坏相干区域中带电粒子的圆周运动。作者的解释缺乏必要的定量分析，不能让我信服。我无法接受这篇文章的分析过程和结论，不建议发表。
—————————————–我们最实事求是了分割线——————————————-
审稿意见分析3：
不算不要紧，一计算就发现了自洽性的问题。不管公羊能不能下蛋，从哪儿把蛋下出来，咱就先说蛋形成的理论吧。前列腺变子宫，很好，精原细胞变卵子，OK，可正常情况下前列腺里也不会有精原细胞啊，它们就算真的能七十二变，也得在睾丸里变，不是吗？精原细胞是怎样从睾丸跑到前列腺里的，蒙大叔为啥不给个靠谱的解释呢？
可见，且不说蒙塔尼的“DNA在水中发射电磁波”是否会是一个科学结论，文章本身在关键细节方面都还有大量有待补充的地方。这才导致 “审稿”的松鼠们，虽然没有亲历实验过程，也没有相关问题的研究经验，更没有学术圈内的显赫声誉，仅仅本着实事求是的态度，对细节问题刨根问底，就足以将这样的文章拒之门外。我们相信，一个经过严格科学训练的，经验丰富的科研工作者，面对如此严重的文章细节问题，必须找到令绝大部分同行满意的答案来才算是做出了合格的工作。
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到此，物理松鼠们已经表示了从专业角度出发的十分无法认同，也许蒙大叔还决定守在本行上面一息尚存地挣扎两下，但我们生物松鼠们也不想放过一个摸摸老虎PP的好机会，请大家继续期待明天的生物篇《DNA不知何处来之生物学拍案惊奇》。
DNA不知何处来之生物学拍案惊奇
Seren（执笔，神经生物学方向）桔子（细胞生物学方向）Lewind（结构生物学方向）
2011年1月初的一天，科学松鼠会的群邮中出现了这么一封信：松鼠李医生从网上转来一篇点评上海交大欲聘请法国诺奖得主蒙塔尼一事的文章。其中提到蒙塔尼在研究中声称“即使把DNA稀释10的18次方倍，理论上已不存在任何DNA分子，他仍然能检测到电磁波信号。”松鼠田不野当即表态“这就是说空白对照也有信号，不知道是中国移动还是中国联通的信号”。云无心则号召松鼠深入评价这位诺奖得主的学术成就，从科学的角度扎扎实实地挖掘一下这件事。
要深入评价任何人的研究，最靠谱的方式是立足其发表在学术刊物上的原始研究文章。物理松鼠们很快挖出蒙塔尼的三篇新作，组织journal club，邀请生物松鼠围猎群邮，奇文共赏。彼时天寒地冻，好事者色人周末窝在家里无事可做，立刻响应号召，表示：“好坑，我跳了！”
色人将重点放在蒙塔尼的最新文章【1】，花了两个小时看完——不少地方需要重复阅读，某些关键段落色人读了不下十遍，只因其研究结果实在过于惊世骇俗，如不细细研究，只怕是自己看漏看错了什么。
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蒙塔尼研究小组的发现主要分为两个部分：1）经过高度稀释的DNA可以发射电磁波2）这种电磁波有着奇特的性质，可以“保存”DNA的特质。
先让我们看看在蒙塔尼的实验室里，高度稀释的DNA如何发射电磁波：他们最初并未直接使用DNA，却是发现了一个有趣的现象。他们用滤孔很小的滤纸（或其他过滤装 置）过滤含有细菌或者病毒的培养液，这种滤纸的滤孔小到细菌和病毒都不可能穿过，所以从理论上来说，所得到的滤液中不会含有细菌或者病毒。接下来，他们将所得的滤液用纯水稀释，发现稀释到到一定倍数（10^-8~10^-18）的时候，可以发出电磁波。发现这一现象之后，蒙塔尼等人不再使用滤液，直接稀释含有特定细菌或 病毒基因的DNA片段的溶液，发现也能得到这种电磁波。
进一步，蒙塔尼等人发现要的到这种电磁波，需要一些特定的条件，其中包括滤孔直径大小、特定的稀释的倍数、特定的细菌和病毒种类、以及它需要其他低频的背景电磁波（7赫兹）激发。除了频率低以外，这种电磁波还有些其他特性：它是一种all or none的现象——要么有要么没有，和最初有病毒和细菌的浓度没有关系；它对降解DNA和RNA的酶不敏感，对让蛋白质变性的药剂也不敏感，但是它对加热与冷冻敏感。
看到这里，作为一枚无法深究物理知识的生物松鼠，色人觉得尚可接受。唯一觉得奇怪的是，如果滤纸的滤孔如此之小，那在第一种情况下，没有细菌和病毒通过， 那滤液里面是否有DNA的小碎片钻过呢？在某处，蒙塔尼提到自己在滤液中检测过DNA（使用传统常见的PCR检测技术），但是没有查到任何蛛丝马迹。然而，是否有小片段DNA通过，所用PCR是否足够敏感，却没有一字提及。色人忍不住想：可如果滤液中什么都没有，那稀释的又是什么呢？后来发电磁波的又是什么呢？也许真如蒙塔尼所说，是曾经与细菌或病毒有过接触的水分子？
————————–灰常按捺不住继续跳坑分割线—————————
带着这样的疑问，色人继续探索第二个问题——电磁波能够保存DNA的特性，这一次，才发现整个心灵被毫无保留地震惊了。
在文章前半部，蒙塔尼对自己进入这一研究领域的经历徐徐道来。还在多年前研究艾滋病病毒的时候（他就是因此获得诺贝尔生理奖的），蒙塔尼就发现了一个相当奇怪的现象。某种常与艾滋病毒共存的细菌M. pirum可以感染淋巴细胞。这种细菌的直径是300纳米，当蒙塔尼等将此细菌与淋巴细胞共同培养一阵之后，他用滤孔直径仅为100纳米的滤纸（或其他过滤装 置）过滤培养液之后，因为细菌颗粒大，滤液里面没有任何细菌的DNA（通过PCR扩增证实）。然而当他把这种滤液和“干净的”（没有被该细菌感染的）淋巴细胞共同培养时，神奇的事情发生了——“这种细菌以及其各种特性总会重新出现”（“the mycoplasma with all its characteristics was regularly recovered!” ）色人把这十个单词联系上下文重复看了三遍，不由得不惊叹连连：经过小孔过滤以后，本来没有任何细菌、甚至连细菌DNA都检测不到的滤液，和淋巴细胞培养之后，突然凭空生出细菌来了？！
实在很难相信，如果这篇文章经过正常的同行审批渠道，会没有审稿人就此提出疑问：大哥，你们的滤液究竟有没有被污染啊——您戴手套了吗？打喷嚏了吗？试验台刷干净了吗？小DNA片段会不会从小滤孔里跑出来啊？那些未被感染的淋巴细胞真的是清白的吗？还有，细菌可能会生成小孢子，小孢子会不会直径小于100纳米，能通过滤孔？也许被包在小孢子里的DNA无法被检测出来，但在和淋巴细胞培养后，小孢子觉得环境变好，又重新变成细菌了？蒙塔尼博士，您怎么能排除以上这些情况呢？
文中没有一处，可以破解以上这些疑问。
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然而，最神奇的还在下面：通过电磁感应，蒙塔尼从纯水里扩增出了DNA条带！
这个实验里，蒙塔尼等人取出两管水，一管是原来含有艾滋病毒的一个基因DNA 片段、经过稀释之后能够发射电磁波的水，我们姑且叫它“信号水”。而另一管是不能发射电磁波的纯水。蒙塔尼等人将这两管水放在一起，用7赫兹的背景信号激发信号水发射电磁波，大约一天之后，纯水也能发电磁波了。然后，蒙塔尼把做PCR所用的各种原料（核苷、酶、引物，但是没有模板）放入这管纯水之中，居然扩增出了与原来DNA几乎完全一样的DNA片段！
如果读者不做生物实验，大约不知道为何这一段为何让色人如此风中凌乱。这得从什么叫PCR说起。PCR（Polymerase Chain Reaction）就是DNA扩增，需要一段DNA分子作为模板，以及很多碱基作为砖瓦，而一种叫做DNA聚合酶的蛋白质会粘在模板上，忠实地根据模板的序列，把一个一个地碱基连在一起，制造出千千万万条和模板一模一样的DNA分子来。事实上，在分子生物学家做PCR的时候，经常往没有模板的纯水里面加入其他PCR原料，作为“负对照”。只有当负对照的结果是空白时，才能说明这个实验没有被污染。而此刻，蒙塔尼用的“模板”正是纯水，不管受了怎样的电磁波刺激，它里面最初也没有DNA啊（作为纯水，它起码没有磷没有碳吧？）！而在合成DNA的化学反应中，那个酶需要粘在DNA模板上，那些引物也需要粘在DNA模板上，没有模板，怎么扩增出条带？
在这段惊人的实验之后，蒙塔尼等只轻描淡写又相当模糊地提了这么一句：“这就清楚地证明了水的纳米结构以及其电磁共振可以忠实地保存DNA的信息”（It was shown clearly that the water nanostructures and their electromagnetic resonance can faithfully perpetuate DNA information.）他甚至再次提到自己早期的细菌重现实验，认为它暗示在滤液与淋巴细胞接触之后，水分子的纳米结构在淋巴细胞的激发下被重新转录成完整的细菌DNA——这次不是一个两个基因，而是整个细菌基因组。而接下来，这个基因组能自行指导蛋白质与脂类组装成细菌，感染淋巴细胞！
———————-请给我们所有中国纳税人一个理由先分割线——————–
当然，正如前面所提到，这一切都可能只是样本污染后的假阳性结果。然而让人无法理解的是：面对连任何一个做过PCR的生物本科生都会感到惊异、进而产生怀疑的结果，为什么诺贝尔奖获得者蒙塔尼竟然未在文章中做出任何有关污染可能的解释？或者，如果蒙塔尼确实相信自己的结果是真的，那么，如此颠覆性的试验结果，对现代生物学有什么意义？要知道，在过去五十年间，DNA双螺旋结构、PCR的发明、以及中心法则都拿了诺贝尔奖。而蒙塔尼发现光靠水分子的“纳米结构”就能指导聚合酶忠实制造出新的DNA，这样的颠覆意义，绝不在以上三条诺奖之下，很可能远远超出。作为诺奖获得者，蒙塔尼会忽视这一切吗？为何文章中对此没有一句话的分析与评述？！这篇文章发表在蒙自家的杂志上，如果蒙塔尼知道自己的文章会被生物学的同行阅读、评判、质问，他是否还会选择这样行文？如此令人拍案惊奇的结果，配上作者避重就轻的讨论、语焉不详的实验过程，实在不得不让人发问，这篇文章的问题，难道真是样品污染那么简单？
1. Montagnier L, Aissa J, Ferris S, Montagnier J, Lavalleee C 2009 Electromagnetic Signals Are Produced by Aqueous Nanostructures Derived from Bacterial DNA Sequences Interdiscip Sci Comput Life Sci 1:81-90
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