最近有一位版友, 在某一篇文章的推文提到一個很有趣的觀念,
"既然不能實驗,那自然沒有定論".
(請大家不要去查是哪一位朋友寫的, 我不是想要針對他,而是
看到這句話, 我知道這是普遍的看法, 至少我也曾經這樣想過.
所以利用這個機會來分享一些我這幾年學到的新知.)
其實, 就算是自然科學領域, 也不是永遠可以執行"可控制變因
實驗". 那歷史上的科學家們, 包含今天很多不同領域的學者們,
要如何在不能做人工可控制變因的實驗下, 製造出一些定論呢?
我想講一個科學史上一個很著名的故事, 來介紹一個觀念"自然
實驗"(Natural experiment). 我最後會附上英文維基百科的介
紹網址. 但是很可惜, 這個觀念/研究工具在中文世界中似乎不
是很多人了解,甚至連中文維基百科頁面都沒有. 所以我還是把
這個故事用我的口吻講一遍.
在1854年, 英國倫敦發生霍亂疫情, 當時的人不知道這個霍亂
疫情怎麼發生要如何控制. 有一個名叫John Snow(約翰 雪諾,
不是那個什麼都不知道的北境之王歐)的醫生, 把當時所有的霍
亂病患的地點標記在地圖上發現一個有趣的地方. 大多數的病患
都是在Broad街的水幫浦附近. 因為當時還沒有自來水, 所以民眾
要去幫浦取水. 而附近區域使用另外一個幫浦,霍亂發病者遠少
於Broad街幫浦附近的區域. 所以John Snow就猜測, 霍亂和這個
幫浦有關, 所以通知市政當局把這個在統計/地理分布上有問題的
幫浦拆掉. 而解除了疫情.
後來事後諸葛發現, 原因是因為這兩個幫浦雖然水源都是泰晤士河.
但是一個在汙染源的上游, 一個在下游, 在下游的把霍亂弧菌的
疫情帶進了倫敦市區. 事後, John Snow認為, 雖然沒有一個人刻
意地做實驗驗證了霍亂的病源可以透過水傳染, 但是自然界好像在
做一個大實驗一樣. 假設霍亂的病原汙染源是透過水傳染, 那控制
組是正常的河水, 實驗組是被汙染的河水, 實驗對象是倫敦居民.
所以這給後來科學家一個很大的啟發, 我們可以用自然實驗的概念
來建立定論.
英文維基百科對於自然實驗法的介紹頁面.
https://en.wikipedia.org/wiki/Natural_experiment
後來自然實驗這種研究法被廣泛應用在許多很難做實驗的學科上.
例如公共衛生學, 經濟學, 政治學, 生態學以及社會學上面.
其實我第一次聽到自然實驗理論是我一位政治學的博士朋友介紹
給我的, 因為這在美國的社會科學界已經逐漸成為主要的研究法.
透過地圖資訊以及統計分析, 可以用來研究很多社會科學的課題.
因為如板上朋友所說的, 因為不能做實驗,怎麼能建立定論? 過去
的研究法往往只能夠透過推倒推理歸納等方式來論述. 但是現在
可以利用自然實驗法. 甚至, 自然實驗法也被應用在歷史學上面.
例如, 有一本很有趣的歷史書"槍砲細菌與鋼鐵", 書中的作者賈
德戴蒙也應用了自然實驗法, 歐亞大陸的地理軸線和美洲大陸的
地理軸線相互對比, 然後影響歷史發展的軌跡. 而他另外一本書
大災變, 更用類似的方法討論多明尼加共和國以及海地共和國兩
國的歷史發展怎麼導致完全不一樣的現況.
最近賈德戴蒙也寫了一本書:"歷史的自然實驗"
https://www.amazon.com/Natural-Experiments-History-Jared-Diamond/dp/0674060199
我強烈推薦對歷史有興趣,又對傳統上的推論感到無法滿足，想要
嘗試接觸新的研究法的朋友一讀．
大家可以嘗試用自然實驗法來研究一些自己對於歷史發展的定見看看．
例如說，工業革命為什麼會發生？
如果有一個假說是，科學進步是直接因，工業革命是必然果．
那實驗驗證應該是這樣，如果該假說正確那因該要有以下發現（實驗結果）：
１．只有發生科學的國家發生了工業革命
２．所有發生科學的國家都發生科學革命
然後我們回頭蒐集史料來驗證看看自己的假說對不對．
那自然實驗法有沒有缺點．有，缺點是往往只能找到相關性(association).
很難找到絕對的因果，例如１９世紀的倫敦霍亂事件，雪諾醫生用自然實驗
法雖然找到了幫浦，證明幫浦和霍亂發病有關連性．但是因果未知．一直到
後來發現霍亂弧菌，發現霍亂弧菌可以透過水／攝食傳染．才完整解釋了當
時雪諾的發現．但是不管怎麼說，這比推演構築理論好多了．因為至少產生
一個雖然不能做實驗但是還是可以驗證理論的工具．而驗證是一個關鍵．因
為當驗證可行，那很多過去被認為不是科學的學門可能會在一瞬間被認為是
科學，我猜測過一段時間後，自然實驗會成為社會學科（包含歷史）的一個
重要工具．雖然目前還沒有成為主流．

你不移掉幫浦，哪永遠是推論是因為移掉幫浦解除疫情，之後的東西才成立而且充分條件跟必要條件不同你自己做科學的不會不知道這個比如說：科學是產生工業革命的條件「之一」這個「之一」你就不能單獨的用你說的方式論證

寫很好，但我也是同上面疑問。

我們在實務上解bug，也是有推論後改code但改完code，你沒有test，永遠不能說你真的解掉連因果這麼強相關的程式代碼都這樣了

推文理由同七樓，納悶理由同一樓。

我的推論是「科學」是工業革命的要素之一所以你說的「非科學因素」我認為沒錯但不能說「科學」跟工業革命無關再比如說，我認為西哲的知識論跟方法論是形成現今科學的原因「之一」你要找出反論，那就要找出一個完全不用這套知識方法論的國家，並且他發展出科學如果你要找「相關性」，哪要跑迴歸了但跑迴歸不是用一兩個數據就行而這個命題能不能有足夠的數據跑迴歸？我說的是「現今」的科學請看清楚我的推文....我相信你現在也不是用瑪雅科學那套在做研究「災異譴告說」也是一種解釋自然的方法但現在有誰信這套？ 唔，也不是沒有...總是有人會把自然災害的發生怪到某人帶屎但我相信你不會信這套是的，所以我才說這「沒有定論」你自己也知道模型始終是模型，模型會修正你可以提模型，但不要說你的模型是「定論」而社會科學跟自然科學還是有差距的因為拿「人類」來實驗產生模型在現在的倫理上是有相當難度的

？醫院在做的不算是人類實驗嗎？

醫院的人體實驗也不是毫無限制的

人體實驗的規範是非常嚴苛的 所以往往只能用其他物種或利用流行病學的統計來推論 只要故事說得好就是主流說法

有規範，但是並不是不能做啊。

既然嚴苛，就代表很多實驗是不能做的比如說複製一百個人然後用不同的方式教育在基因相同下調整各種變量，現在不能做

good

最基本的 藥品半數致死劑量 誰敢拿人來做?

我是不太了解前面整句話，什麼是產生模型？需要產生什麼模型？不是要問哪些實驗能做哪些不能做。

通常數學家或科學家為了描述一個現象或是簡化並模擬以方便研究這個現象，會選擇建立一個能被數學公式化或是基於某些假設前提而簡化以用來類比真實現象類的研究平台，這種我們稱作模型或模式（英文為model）。建立或使用model雖然可以加速研究跟拆解現象的成因，但是由於model是基於“已觀察到的現象”為根基，如果該現象有其他“隱形成因或變數”未在建立model時被納入就會因“錯誤的假設”和“錯誤的實驗設計”而得到“錯誤的結果和結論”。

模型是經由實驗產生，還是實驗是基於模型？

You know nothing. (誤

通常要先觀察到現象或是有前人研究所蒐集累積的知識背景才能建立model，在沒有累積知識的情況下建立的model很多都錯誤百出。所以為什麼哥白尼、伽利略、克浦勒等人對牛頓很重要，因為沒有這些前人觀測和研究，牛頓對自然現象建立的model有很高的機率是錯的或是會有很大的偏差。

抱歉，我是很無知……以前沒學好，只好問了

沒關係，這些都是良性討論值得鼓勵。有知識的人願意分享提升大家的見聞，可以減少很多誤解跟滿足大家對知的慾望。我自己也常在這個版學到很多東西。剛剛突然想到以牛頓當做model的例子真的是非常妙！牛頓雖然應用前人所累積的知識建立了一個不錯的model。但卻因為有許多的隱形變數不知道而未被納入，所以日後被愛因斯坦所建立的model部分摧毀。

還是不了解，用人類做實驗，與建立模型的關係是什麼。

模型是根據觀察(實驗)結果建立的一套理論假說 還需要更多實驗來驗證牛頓的運動公式就是一種模型 解釋質量與速度與力的關係經過幾百年驗證沒被攻破而被認定為公式 上個世紀才被找到它不充分之處勘誤： 公式→定律

簡化的講 因為用A做很困難 所以用簡單的B來做 然後想辦法說服別人B和A一樣

不能直接用人類做實驗是基於道德問題。所以科學家或醫生用其他實驗動物（老鼠、兔子、天竺鼠、貓、狗、豬及猿猴等）來作為模擬人類的model。用這些model來研究疾病的致病原因、藥物研究等，當然因為不是直接用人類所以實驗結果套用在人身上就會有偏差。畢竟能像731部隊那樣直接拿人做研究的事情，現代是不允許的。

最後階段還是會人體實驗的現代的道德限制要通過實驗動物確保一定程度可信賴的安全可靠性 但最後還是要靠自願簽約參加實驗的人體驗證

很多實驗是不可能被允許做人體實驗的，例如毒物學研究。

簡單來說就是例如說白老鼠等實驗，雖然說基因跟人類很類似。但中間的查差異事實上在動物上得到的實驗結果不一定能套用在人類上

哦，所以模型是一個研究平台(有限制的、簡化的，來自

然后人體試驗不一定所有東西都可以做。要說服人動物試驗結果要套用在人身上

於假設、實驗設計)，可以從中得到一些結果和理論，但是這些結果和理論是否能套用在模型外，是因為有某些理由去相信模型很接近真實。不管是隨機挑選，或者複製一百個人類，或者一個類似的哺乳動物，只要有理由相信可以接近真實，都可以是建立模型的手段。

前面就說過藥物的半數致死量不可能做人體實驗

抱歉打斷你的話731也是建立在，相信用中國平民建立的模型，可以套用在其他人類的想法上。但是也有可能結果並不相近。

所以，因為有「中間差異」，所以要說服人如何能套用前面講的半數致死量就是很好例子從動物身上得出結果要怎麼套用在人身上就是研究者要怎麼圓過去

嗯，但是可以說服，也並不代表永遠都是真的。只是目前認為可以相信這樣。

除非哪天可以讓死者復活再說惹

沒什麼圓不圓，講圓不圓也許代表你認為這些研究不可信。但對於真的從事研究的科學家和醫生來說這是現有規則下能取得的“最佳解”。

不然現在的「人體試驗」也只能作安全部份，危害生命的做下去是準備被告到脫褲子

人類的知識累積本來就是如此，在19世紀快結束時有多數科學家認為人類用科學和哲學方法已經攻克了大自然規則的主體，剩下的只是細部修正。那知X光的發現和黑體輻射研究會產生那麼巨大的破壞性創新，古典物理的崩解和現代物理對所有自然規則知識的修正，也不過發生在這短短的一百年（1900-2000）。

科學精神的重要因素之一就是願意承認過去認知有錯誤 建立模型/理論不是因為它正確 而是願意從不完美的模型理論開始逐步修正追求真實

但很不幸的探討這些寶貴成果的方法和結果對這個世界上的多數人其實不接受或不知道，舉例來說多數人會抱怨基地台散發電磁波對身體不好，但是當你跟他們說太陽光也是電磁波，能量還比較強時許多人是不能接受的。更甚者這些方法和結果被有心人作為鬥爭工具應用於兩次世界大戰（例如武器的光學瞄具和原子彈）。所以我才會說縱使我們現代人認為有了科學和哲學生活變得更好，但追根究底人類根基於本性所創造的社會還是沒有太大改變，自科學跟哲學被提倡到現在的人類歷史還是不斷循環。對多數人來說科學和哲學跟人類過往所發展的技術和工具差異並不大，多數人日常生活並不會套用科學和哲學。

多數人日常是靠"感覺"。農藥殘留超過1ppm好可怕 <->蟑螂出現了，必X住趕快噴到死