红糖水致癌、凉茶“下火”、桃胶补胶原蛋白......博点击率、拼销售量,利益驱动使各路运营者、商家不惜站在科学的对立面,黑白颠倒。你或多或少能从家族微信群、洗脑的电视广告词发现他们的身影,新媒体的发达使伪科学呈指数级传播,缺乏甄别能力的老人、孩子深受其害。
本篇旨在写出一些理科生的基本素养,即科学结论的得出过程以及实验方法。明晰科学结论的得出过程,你就能知其所以然,自己评判一份研究的结论是否靠谱。虽然无法如科学家般专业到察觉瑕疵,但起码在人家胡扯的时候,你知道他其实在扯淡,这就够了。
一、提出问题与假设
从客观世界发现问题,是科学家的使命。如鸡叫和太阳升起时间接近。那么科学家就做出假设:鸡叫让太阳升起。做出假设是分水岭,所谓“经验知识”或“不完全归纳”就是在这一步得出来的。但这只是停留在观察阶段,没有经过实践考验的猜想,是站不住脚的,无法称之为科学。
二、科学实践的四种类型
实践是检验科学猜想的唯一途径。继发现问题和提出猜想后,我们开始第三步——实验研究。实验研究类型主要有四种:1.案例研究;2.流行病学研究;3.干预研究;4.实验室研究。
发现问题主要靠案例研究。比如某人吃什么草药好了就属于个例观察,要证明假设需要后面的三种研究形式。首先是流行病学研究,也就是统计实验,比案例研究更进一步。自家的鸡和太阳升起有关,那么别人家的呢?有多少人家的鸡叫和太阳升起有关呢?这就需要数据的统计分析才能得出结果。
案例研究和流行病学研究只能发现鸡叫和太阳升起之间的关联性,却无法说明它们的因果关系(很可能因果倒置),鸡叫可能导致太阳升起,那太阳升起也可能导致鸡叫呀。所以,两者之间的因果关系无法确定。
要证明因果必须得有干预研究和实验室研究,它们才是验证假设最为重要的两种工具。
干预实验的研究对象为人,所以实验要遵循双盲原则。(即研究对象和研究者都不了解试验分组情况,由研究设计者来安排和控制全部试验。避免研究对象和研究者的主观因素所带来的偏倚,结果会更为严谨。)而实验室研究的对象是动物,不会有安慰剂作用,而且可以采用极端的实验条件,不仅可以证明因果,还能阐明作用机理。
干预实验即对照实验。分前后对照和两组对照。1.前后对照。实验对象为同一组。比如既然太阳升起的原因可能是鸡叫,那么如果把鸡宰了呢?鸡没了太阳还会升起吗?或者喂鸡吃哑巴药,让它叫唤不出声看看太阳升不升起?这种方式就是前后对照。2.两组实验:找两个远一点的地方,各放一只鸡,一只让它叫一只不让它叫。看看两个地方会不会因,一个地方太阳能升起来,另一个地方黑漆嘛乌一直是黑夜。
三、结论与可能性
如果一个猜想通过了一系列实验,发现结果为真,接下来就到了第四个步骤:解释结果并得出结论。比如结论就是,原来的猜想是正确的,鸡叫确实有可能是太阳升起的原因。
但科学研究并没有到此结束。科学研究不会简单止步于眼前的结论。一个科学结论的得出不是验证一个假设就可以得到。只有排除掉了所有可能的其他假设,那个被验证了的假设才能被称为是一个可靠的科学结论。
比如在验证了鸡叫会导致太阳升起后继续深入。一般叫的是公鸡,那么母鸡叫能不能让太阳升起呢?那么同样都是禽类的鸭子叫能不能让太阳升起呢?如果人学鸡叫学得足够像能不能让太阳升起呢?这些都是值得研究的问题。
把研究之后通过证明的假设整合起来就可以形成理论。比如,推出一个太阳鸡理论,专门阐述鸡叫对太阳升起的影响。
但是如果我们后来又发现,鸭叫也可以让太阳升起,那么之前的太阳鸡理论就是错误或者不完整的,就应该更正为禽鸣理论,因为是禽类的叫声会让太阳升起。如此往复循环,将假设逐个验证排除,最后千锤百炼留下来的就可以被称为真理,或者近似真理。比如地球绕着太阳转就是这种。
因此一个科学结论要被称为可靠,唯一的方法就是经过缓慢艰苦的科学研究。通过无数次设计的实验,排除其它可能性后才能得到。
这个时候有人可能会说可能的假设那么多,又怎么可能全部排除呢?我们所说的排除所有可能性是指——排除了目前可以找到的所有符合逻辑的假设。同时这个问题也揭示了科学的本性。科学从来都不是刻在石头上的事实,科学就是怀疑,科学就是不断推翻之前的结论,接受修改和挑战不断完善。正是因为可能的假设几乎无限,因此任何一个所谓真理都有被质疑并被推翻的可能。当年爱因斯坦的相对论颠覆牛顿的经典力学就是如此。
当然,最后科学家并没有得出鸡叫会让太阳升起这样不靠谱的结论。因为这个假设很容易被推翻,只要强迫鸡在半夜三更叫,看看能不能把太阳召唤出来,就能轻易证伪。
懂了吗?任何真理或者科学结论的得出都是发现问题——提出假设——经过四种实验方式的验证(案例研究、流行病学研究、干预研究和实验室研究)。赶紧把这个底层逻辑代入媒体传播的各种科学结论中去验证吧。练得越多,眼睛越雪亮、心中更明了。愿科学素养深入你的骨髓,也愿你是不信谣不传谣的卫道士。
网友评论