最近有一位版友, 在某一篇文章的推文提到一个很有趣的观念,
"既然不能实验,那自然没有定论".
(请大家不要去查是哪一位朋友写的, 我不是想要针对他,而是
看到这句话, 我知道这是普遍的看法, 至少我也曾经这样想过.
所以利用这个机会来分享一些我这几年学到的新知.)
其实, 就算是自然科学领域, 也不是永远可以执行"可控制变因
实验". 那历史上的科学家们, 包含今天很多不同领域的学者们,
要如何在不能做人工可控制变因的实验下, 制造出一些定论呢?
我想讲一个科学史上一个很著名的故事, 来介绍一个观念"自然
实验"(Natural experiment). 我最后会附上英文维基百科的介
绍网址. 但是很可惜, 这个观念/研究工具在中文世界中似乎不
是很多人了解,甚至连中文维基百科页面都没有. 所以我还是把
这个故事用我的口吻讲一遍.
在1854年, 英国伦敦发生霍乱疫情, 当时的人不知道这个霍乱
疫情怎么发生要如何控制. 有一个名叫John Snow(约翰 雪诺,
不是那个什么都不知道的北境之王欧)的医生, 把当时所有的霍
乱病患的地点标记在地图上发现一个有趣的地方. 大多数的病患
都是在Broad街的水帮浦附近. 因为当时还没有自来水, 所以民众
要去帮浦取水. 而附近区域使用另外一个帮浦,霍乱发病者远少
于Broad街帮浦附近的区域. 所以John Snow就猜测, 霍乱和这个
帮浦有关, 所以通知市政当局把这个在统计/地理分布上有问题的
帮浦拆掉. 而解除了疫情.
后来事后诸葛发现, 原因是因为这两个帮浦虽然水源都是泰晤士河.
但是一个在污染源的上游, 一个在下游, 在下游的把霍乱弧菌的
疫情带进了伦敦市区. 事后, John Snow认为, 虽然没有一个人刻
意地做实验验证了霍乱的病源可以透过水传染, 但是自然界好像在
做一个大实验一样. 假设霍乱的病原污染源是透过水传染, 那控制
组是正常的河水, 实验组是被污染的河水, 实验对象是伦敦居民.
所以这给后来科学家一个很大的启发, 我们可以用自然实验的概念
来建立定论.
英文维基百科对于自然实验法的介绍页面.
https://en.wikipedia.org/wiki/Natural_experiment
后来自然实验这种研究法被广泛应用在许多很难做实验的学科上.
例如公共卫生学, 经济学, 政治学, 生态学以及社会学上面.
其实我第一次听到自然实验理论是我一位政治学的博士朋友介绍
给我的, 因为这在美国的社会科学界已经逐渐成为主要的研究法.
透过地图资讯以及统计分析, 可以用来研究很多社会科学的课题.
因为如板上朋友所说的, 因为不能做实验,怎么能建立定论? 过去
的研究法往往只能够透过推倒推理归纳等方式来论述. 但是现在
可以利用自然实验法. 甚至, 自然实验法也被应用在历史学上面.
例如, 有一本很有趣的历史书"枪砲细菌与钢铁", 书中的作者贾
德戴蒙也应用了自然实验法, 欧亚大陆的地理轴线和美洲大陆的
地理轴线相互对比, 然后影响历史发展的轨迹. 而他另外一本书
大灾变, 更用类似的方法讨论多明尼加共和国以及海地共和国两
国的历史发展怎么导致完全不一样的现况.
最近贾德戴蒙也写了一本书:"历史的自然实验"
https://www.amazon.com/Natural-Experiments-History-Jared-Diamond/dp/0674060199
我强烈推荐对历史有兴趣,又对传统上的推论感到无法满足，想要
尝试接触新的研究法的朋友一读．
大家可以尝试用自然实验法来研究一些自己对于历史发展的定见看看．
例如说，工业革命为什么会发生？
如果有一个假说是，科学进步是直接因，工业革命是必然果．
那实验验证应该是这样，如果该假说正确那因该要有以下发现（实验结果）：
１．只有发生科学的国家发生了工业革命
２．所有发生科学的国家都发生科学革命
然后我们回头蒐集史料来验证看看自己的假说对不对．
那自然实验法有没有缺点．有，缺点是往往只能找到相关性(association).
很难找到绝对的因果，例如１９世纪的伦敦霍乱事件，雪诺医生用自然实验
法虽然找到了帮浦，证明帮浦和霍乱发病有关连性．但是因果未知．一直到
后来发现霍乱弧菌，发现霍乱弧菌可以透过水／摄食传染．才完整解释了当
时雪诺的发现．但是不管怎么说，这比推演构筑理论好多了．因为至少产生
一个虽然不能做实验但是还是可以验证理论的工具．而验证是一个关键．因
为当验证可行，那很多过去被认为不是科学的学门可能会在一瞬间被认为是
科学，我猜测过一段时间后，自然实验会成为社会学科（包含历史）的一个
重要工具．虽然目前还没有成为主流．

你不移掉帮浦，哪永远是推论是因为移掉帮浦解除疫情，之后的东西才成立而且充分条件跟必要条件不同你自己做科学的不会不知道这个比如说：科学是产生工业革命的条件“之一”这个“之一”你就不能单独的用你说的方式论证

写很好，但我也是同上面疑问。

我们在实务上解bug，也是有推论后改code但改完code，你没有test，永远不能说你真的解掉连因果这么强相关的程式代码都这样了

推文理由同七楼，纳闷理由同一楼。

我的推论是“科学”是工业革命的要素之一所以你说的“非科学因素”我认为没错但不能说“科学”跟工业革命无关再比如说，我认为西哲的知识论跟方法论是形成现今科学的原因“之一”你要找出反论，那就要找出一个完全不用这套知识方法论的国家，并且他发展出科学如果你要找“相关性”，哪要跑回归了但跑回归不是用一两个数据就行而这个命题能不能有足够的数据跑回归？我说的是“现今”的科学请看清楚我的推文....我相信你现在也不是用玛雅科学那套在做研究“灾异谴告说”也是一种解释自然的方法但现在有谁信这套？ 唔，也不是没有...总是有人会把自然灾害的发生怪到某人带屎但我相信你不会信这套是的，所以我才说这“没有定论”你自己也知道模型始终是模型，模型会修正你可以提模型，但不要说你的模型是“定论”而社会科学跟自然科学还是有差距的因为拿“人类”来实验产生模型在现在的伦理上是有相当难度的

？医院在做的不算是人类实验吗？

医院的人体实验也不是毫无限制的

人体实验的规范是非常严苛的 所以往往只能用其他物种或利用流行病学的统计来推论 只要故事说得好就是主流说法

有规范，但是并不是不能做啊。

既然严苛，就代表很多实验是不能做的比如说复制一百个人然后用不同的方式教育在基因相同下调整各种变量，现在不能做

good

最基本的 药品半数致死剂量 谁敢拿人来做?

我是不太了解前面整句话，什么是产生模型？需要产生什么模型？不是要问哪些实验能做哪些不能做。

通常数学家或科学家为了描述一个现象或是简化并模拟以方便研究这个现象，会选择建立一个能被数学公式化或是基于某些假设前提而简化以用来类比真实现象类的研究平台，这种我们称作模型或模式（英文为model）。建立或使用model虽然可以加速研究跟拆解现象的成因，但是由于model是基于“已观察到的现象”为根基，如果该现象有其他“隐形成因或变量”未在建立model时被纳入就会因“错误的假设”和“错误的实验设计”而得到“错误的结果和结论”。

模型是经由实验产生，还是实验是基于模型？

You know nothing. (误

通常要先观察到现象或是有前人研究所蒐集累积的知识背景才能建立model，在没有累积知识的情况下建立的model很多都错误百出。所以为什么哥白尼、伽利略、克浦勒等人对牛顿很重要，因为没有这些前人观测和研究，牛顿对自然现象建立的model有很高的机率是错的或是会有很大的偏差。

抱歉，我是很无知……以前没学好，只好问了

没关系，这些都是良性讨论值得鼓励。有知识的人愿意分享提升大家的见闻，可以减少很多误解跟满足大家对知的欲望。我自己也常在这个版学到很多东西。刚刚突然想到以牛顿当做model的例子真的是非常妙！牛顿虽然应用前人所累积的知识建立了一个不错的model。但却因为有许多的隐形变量不知道而未被纳入，所以日后被爱因斯坦所建立的model部分摧毁。

还是不了解，用人类做实验，与建立模型的关系是什么。

模型是根据观察(实验)结果建立的一套理论假说 还需要更多实验来验证牛顿的运动公式就是一种模型 解释质量与速度与力的关系经过几百年验证没被攻破而被认定为公式 上个世纪才被找到它不充分之处勘误： 公式→定律

简化的讲 因为用A做很困难 所以用简单的B来做 然后想办法说服别人B和A一样

不能直接用人类做实验是基于道德问题。所以科学家或医生用其他实验动物（老鼠、兔子、天竺鼠、猫、狗、猪及猿猴等）来作为模拟人类的model。用这些model来研究疾病的致病原因、药物研究等，当然因为不是直接用人类所以实验结果套用在人身上就会有偏差。毕竟能像731部队那样直接拿人做研究的事情，现代是不允许的。

最后阶段还是会人体实验的现代的道德限制要通过实验动物确保一定程度可信赖的安全可靠性 但最后还是要靠自愿签约参加实验的人体验证

很多实验是不可能被允许做人体实验的，例如毒物学研究。

简单来说就是例如说白老鼠等实验，虽然说基因跟人类很类似。但中间的查差异事实上在动物上得到的实验结果不一定能套用在人类上

哦，所以模型是一个研究平台(有限制的、简化的，来自

然后人体试验不一定所有东西都可以做。要说服人动物试验结果要套用在人身上

于假设、实验设计)，可以从中得到一些结果和理论，但是这些结果和理论是否能套用在模型外，是因为有某些理由去相信模型很接近真实。不管是随机挑选，或者复制一百个人类，或者一个类似的哺乳动物，只要有理由相信可以接近真实，都可以是建立模型的手段。

前面就说过药物的半数致死量不可能做人体实验

抱歉打断你的话731也是建立在，相信用中国平民建立的模型，可以套用在其他人类的想法上。但是也有可能结果并不相近。

所以，因为有“中间差异”，所以要说服人如何能套用前面讲的半数致死量就是很好例子从动物身上得出结果要怎么套用在人身上就是研究者要怎么圆过去

嗯，但是可以说服，也并不代表永远都是真的。只是目前认为可以相信这样。

除非哪天可以让死者复活再说惹

没什么圆不圆，讲圆不圆也许代表你认为这些研究不可信。但对于真的从事研究的科学家和医生来说这是现有规则下能取得的“最佳解”。

不然现在的“人体试验”也只能作安全部份，危害生命的做下去是准备被告到脱裤子

人类的知识累积本来就是如此，在19世纪快结束时有多数科学家认为人类用科学和哲学方法已经攻克了大自然规则的主体，剩下的只是细部修正。那知X光的发现和黑体辐射研究会产生那么巨大的破坏性创新，古典物理的崩解和现代物理对所有自然规则知识的修正，也不过发生在这短短的一百年（1900-2000）。

科学精神的重要因素之一就是愿意承认过去认知有错误 建立模型/理论不是因为它正确 而是愿意从不完美的模型理论开始逐步修正追求真实

但很不幸的探讨这些宝贵成果的方法和结果对这个世界上的多数人其实不接受或不知道，举例来说多数人会抱怨基地台散发电磁波对身体不好，但是当你跟他们说太阳光也是电磁波，能量还比较强时许多人是不能接受的。更甚者这些方法和结果被有心人作为斗争工具应用于两次世界大战（例如武器的光学瞄具和原子弹）。所以我才会说纵使我们现代人认为有了科学和哲学生活变得更好，但追根究底人类根基于本性所创造的社会还是没有太大改变，自科学跟哲学被提倡到现在的人类历史还是不断循环。对多数人来说科学和哲学跟人类过往所发展的技术和工具差异并不大，多数人日常生活并不会套用科学和哲学。

多数人日常是靠"感觉"。农药残留超过1ppm好可怕 <->蟑螂出现了，必X住赶快喷到死