證偽比證實更重要#
科學的精神:重過程,輕結論#
在第二十八封信中,吳軍深入探討了科學的本質。他首先引用了笛卡兒(René Descartes)的方法論,指出科學研究的精髓並不在於獲得一個正確的結論,而在於嚴謹的過程。
笛卡兒的科學研究四步驟#
- 提出質疑:不盲從權威,對一切先保持懷疑態度。
- 小心求證:透過嚴謹的邏輯與證據來驗證假設。
- 分解問題:將複雜的大問題拆解成許多簡單的小問題逐一擊破。
- 推廣與普遍化:從問題出發,透過實驗得出結果,推導出結論,最後將其推廣為普遍適用的定律。
結論可能會隨著時代變遷而被推翻(如牛頓力學被相對論修正),
但這套 「大膽假設,小心求證」 的方法論卻是科學長青的基石。
科學的特質:可證偽性#
什麼才是科學?吳軍指出,科學與非科學的分界線在於**「可證偽性」**(Falsifiability)。 也就是說,一個科學的理論必須存在「被證明是錯誤的可能性」。如果一個理論在任何情況下都永遠正確,那它就不是科學。
四種「不可證偽」的非科學範疇#
以下四種情況雖然聽起來有道理,但因無法被證偽,故不屬於科學範疇:
- 上帝的存在性: 這是宗教與信仰的問題。科學無法設計實驗來證明上帝不存在,因此這不屬於科學討論的領域。
- 永遠正確的結論(重言式): 例如「1+1=2」或是「單身漢就是未婚的男人」。這些是基於定義的邏輯真理,本身包含自我證明的閉環,無法被經驗事實推翻。
- 列舉所有可能性: 例如算命說:「明天可能下雨,也可能不下雨。」這句話涵蓋了所有狀況,永遠不可能錯,因此毫無資訊價值,也不是科學預測。
- 從錯誤前提所得結論: 若前提本身就是錯的(如「地是方的」),那麼由此推導出的任何結論(無論邏輯多嚴密)都是毫無意義的論證。
為何證偽比證實更重要?#
我們常習慣去尋找證據來支持(證實)自己的觀點,但吳軍強調,在科學精神中,證偽比證實更重要。
證實的陷阱:
因為對於任何結論,我們都很容易找到正面的例子來佐證(這稱為「確認偏誤」)。 例如,想證明「天鵝都是白的」,找到一萬隻白天鵝都不能證實它是真理;但只要找到一隻黑天鵝,就能瞬間證偽這個結論。
因此,科學的進步不是靠積累「對」的例子,而是靠不斷尋找「錯」的可能性,並透過修正錯誤來接近真理。
笛卡兒的蜂蠟例子:感知的重要性#
吳軍在信中詳細闡述**笛卡兒(René Descartes)**的方法論——他是早期總結科學方法的集大成者。儘管在你們的印象中他是一個數學家,這一點確實沒錯。但是,他作為哲學家和思想家對世界的貢獻更大,因為人們後來按照他總結的科學方法做事情,科學成果不斷涌現。
蜂蠟的感知實驗#
笛卡兒舉過這樣一個例子:
一塊蜂蠟,你能感覺到它的形狀、大小和顏色,能夠聞到它的蜜的甜味和花的香氣。你必須通過感知認識它,然後將它點燃(蜂蠟過去常被用作蠟燭)。
你能看到性質上的變化——它開始發光、融化,把這些全都聯繫起來,才能上升到對蜂蠟的抽象認識。這些抽象認識,不是靠想象中虛構的,而是靠觀察得來的。
在夢華的時候,吳軍經常帶她到世界各地旅遊,一個很重要的目的就是讓她感知這個世界。
海洛因與阿司匹林:藥物背後的認識過程#
吳軍用兩種藥物的發明歷史,說明**「我們對一件事認識的局限」**:
阿司匹林(Aspirin)的發明#
- 阿司匹林的發明者是霍夫曼(Felix Hoffmann),在 1897 年,他想為患有嚴重關節炎的父親找到一種能夠減輕疼痛的藥物。
- 當時,雖然已經知道水楊酸能鎮痛,但是副作用也很大,這就是阿司匹林所取代的。
- 當然,這樣取代後的阿司匹林雖然還有一些的刺激,因此他發明所在的公司,就是德國著名的拜耳公司,原本希望擋住有不良效果。
- 好在當時接受診所的醫生用以發現它的效果很好。再過兩年,他們反饋同匹林故意成形下來的不得了,不過 4—6 年期间,為此他已發現一种新药——海洛因(Heroin)。
- 霍夫曼發明海洛因的時候,主要用於治療心臟病——因此,這種新藥物除了具有非常高的鎮痛能力和止咳劑效果,還沒有阿司匹林那樣強烈的刺激,幾乎是阿司匹林所有好處的集大成者。
海洛因的命運#
- 在霍夫曼的名字里,真正使他出名的就是發明了一種新的鎮痛藥物,對那裡的疾病對於可以不治愈、不再吃不慢痛,最因此他獨的發明了一种——海洛因(Heroin)。
- 你可能已經發現這種藥物的英文名字是「海洛因(Heroin)」一詞與英德中「英雄(Heroic)」一詞的相似,因為為治療什麼人,吃了海洛因就能做超人英雄的感覺。
- 實際上,它還具有德中「英雄(hero)」一詞的英文「英雄(heroic)」之嫌。
- 很快,拜耳公司以海洛因為嗎啡的替代品,制造一種出處方藥出售。今後的人,對此都認為海洛因比嗎啡,才從止咳、咽喉炎和痛病等患者造成不適的藥品,可以幫助他們解除病人的不適,從而幾乎立即感到癒合。
- 當然,他們在那時上市的海洛因在動物試驗,並沒有發現上癮的動物實驗,並且根據當時的實驗結果,證實它比嗎啡的鎮痛效果強 4—8 倍。
- 也就是說,海洛因高效低毒。由於在當時出上售的幾乎所有止咳劑中都有造成近年的臨床使用,當患者的吸食效果雖然比以往更明顯,但比嗎啡明顯要好得多,實際會好上癮的吸食者。
- 當時在英國上以這種為可止咳嗽藥物銷售也很好,醫生和患者們對它的評價非常高;到了 1910 年,當時的《大英百科全書》還把它作為無害的鎮痛藥。
- 其實海洛因在早期並沒有造成嚴重的成癮事件,因為它作為口服的鎮痛藥以及止咳劑,效果很快、副作用小,服用者基本沒有;服用過量才會對身體有明顯負面影響。
海洛因的真相#
但是,後來人們發現這種狀況其實是誤解,導致海洛因終究致命的含量,於是從上開始,它已經了,導致它被人禁用了。
當初說阿司匹林有害和海洛因無害的都是科學家。
科學家犯錯的原因:利益和認識的局限#
科學家犯錯誤的原因,有主觀原因,也有客觀原因。
主觀原因除了因為自己的學識有限之外,還常常會被利益綁架——畢竟科學家也是人,他們的工作和銀行職員、公司雇員、律師,甚至商人沒有兩樣。
此外,很多時候,事情遠比想象的複雜,以至於在短時間內我們很難以有非常全面的認識。
DDT 與《寂靜的春天》#
吳軍用**蕾切爾·卡森(Rachel Carson)**的故事繼續說明這一點。
DDT 的崛起#
- 1962 年,卡森女士出版了一本改變世界環保政策的書——《寂靜的春天》(Silent Spring)。
- 在書中,她講述了 DDT(雙對氯苯基三氯乙烷)對世界環境造成的各種危害。
- DDT 是一種有效的有機殺蟲劑,它具有對全世界糧食產量的提高厥功甚偉;而且它因為能夠有效殺死蚊蟲,在很多地區消滅了瘧疾這種可怕的疾病。
- 研究 DDT 的穆勒(Paul Hermann Müller)因此獲得了 1948 年的諾貝爾生理學或醫學獎。
- 至此為止,全世界對它一片讚譽。
DDT 的毒害#
然而,後來人們發現 DDT 污染環境、危害很大,魚類、鳥類乃至人類都是它的受害者。《寂靜的春天》一書講述的便是這方面的故事,這本書導致全世界對 DDT 看法的 180 度大轉彎,世界各國逐漸開始禁止使用 DDT。到 20 世紀 80 年代,DDT 基本退出了歷史舞台。
故事並未結束#
停止使用 DDT 之後,很多貧困國家的瘧疾又開始肆虐。今天,非洲國家每年大約有一億例瘧疾新發病例,有 100 多萬人死於瘧疾,而世界上還沒有比 DDT 更有效防治瘧疾的藥品。
因此,一些學者又重新開始重視 DDT 的作用。2006 年世界衛生組織重新允許非洲一些國家使用 DDT 對抗瘧疾。
從這個過程你可以看出,科學的結論未必都正確,因為人們的認識是不斷深入的。
不要把科學當宗教#
最後,吳軍和夢華說的,千萬不要把科學當宗教。你可能會說:「它們怎麼可能被混淆呢?它們完全不同啊!」
事實上,很多半瓶子醋的科技工作者和學生對待科學的態度和教徒對待宗教沒有什麼不同。
宗教的三個特點在他們身上都能看到:
- 一是盲從,對於科學結論的盲從。
- 二是道德優越感,覺得自己是搞科學的就看不起人。
- 三是喜歡相信書本上的教條和權威人士給出的結論。
這些是教徒的習慣,但是你肯定能在一些自詡為搞科學的人身上看到,這偏離了科學的根本。
希望你不要染上這類人的習氣,做一個理性的懷疑者,一個對未知的探索者。