關於奇葩問題背後的嚴肅思考

畢導：你吃過的最奇葩的食物是什麼？

今天這個問題在我的TL上出現了，讓人不由得會心一笑。奇葩問題應得眾多大V們爭論和驗證，這很知乎。為何一個問題可以引起這些人大動干戈去花時間干一些看起來奇葩的事情？因為沒有問題是奇葩的，所有奇葩後面都是蘊含著嚴肅道理的。在高手眼中，他們不會去批判，而是去理解去分析，並用自己的方法嘗試找到問題的解答。

搞笑諾貝爾獎就是專門為這些人設計的，很多研究似乎都非常滑稽，比如塗黃油的吐司掉落時，總是塗黃油的那一面朝下的概率大。在普通人眼中，這根本就是無意義的，然而，這些人眼中，沒有什麼是理所當然的，越是簡單的現象其背後的原理越是複雜。物理學家費曼的軼事就是一個例子：

在食堂吃飯同事把盤子拋向空中轉著玩，他發現盤子底部校徽轉動的速度要快於盤子轉動的速度，於是他就推導轉盤子的方程式，用力學和動力學原理來解釋這個現象。最後，費曼推算出了在什麼樣的運動情況下，盤子和盤子上的校徽才能實現1：2的速度旋轉。最終順著這個思路，建立了研究粒子振動的費曼圖法。

那麼，面對這樣的問題，我們應該如何分析，在觀看這些大V的回答的時候，我們也應該嚴肅的去分析下如何探尋問題背後的答案。

1. 科學研究的範式

一個好的研究範式就相當於一個句子的語法，只需要把相應元素往格式裡面放入就可以了。回顧現代科學發展史，不得不提的是資本主義萌芽時期的笛卡爾和牛頓的機械體系，以及培根的經驗主義體系。

1.1 在更早以前，科學沒有細分，統統被歸納在一個大的學科之中——哲學，那時候的哲學家試圖用一個理論去解釋所有的事物（Logos），畢達哥拉斯的數理派，德謨克利特的原子學說等等。而亞里士多德則是規定科學範式的那一位，在《工具論》中採用演繹的方式，從樸素的世界觀中去推演世界的規則。比如他認為重物掉落的速度快影響了上千年，直到伽利略用邏輯推理和實踐檢驗才推翻了這個科學的範式。亞里士多德發明的三段論只能作為判斷一個命題是否有效的工具，而在大前提已知的情況下，其結論是不能推理出超越前提的內涵的。

1.2 「我思故我在（Cogito ergo sum）」和「新工具」 文藝復興後期出現了啟蒙運動，其中笛卡爾的《第一哲學沉思錄》、《談談方法》、《探求真理的指導原則》以及培根的《新工具》分別確定了新的科學方法論，也就是演繹法和歸納法。對後世的科學研究做出了巨大貢獻，直到20世紀初的量子理論的出現。

1.3 計算機和熱學第二定律的完善 當人們將研究轉入微觀領域後，發現古老的機械論再也無法解釋微觀層面的問題了。甚至在牛頓時代，就有著名的「三體問題」，難以用樸素的機械論來研究。這時候，統計力學的方法論粉末登場了。《控制論》的作者維納認為統計力學的奠基人玻爾茲曼和吉布斯才是20世紀初科學新發現的功臣。

2. 歸納法

簡單回顧了下科學範式的歷史，這要展開了說每一個都是很宏大的內容，這裡開始簡單說歸納法。

2.1 我們對於事物的認識，如果只憑感覺，那通常是不可靠的，笛卡爾的《第一哲學沉思錄》直接反思到了如果自己的感覺是一個惡魔給你的假象，那什麼才是不可否認的？最後他得出唯有「思考」這件事才是不可否認的，是惡魔也迷惑不了你的。在《談談方法》中他提出了「Cogito ergo sum」 的著名論斷。這標誌著哲學由本體論向認識論的轉變。在《探求真理的指導原則》中笛卡爾寫道從一個簡單的出發點出發，逐漸推理出新的內容，特別是數學這樣前提是一定的學科，這種方式是最適合的。在《談談方法》中他繼續寫道了面對一個複雜的問題時候，可以將問題分解成許多小部分，再各個擊破，最後組裝起來，就像機械一樣，這樣問題得以解決。而培根則是經驗論的代表，在《新工具》一書中重點強調了知識的來源一定是源於實踐經驗的歸納和總結，但是在歸納前必須認識到四種假象：部族假象，洞穴假象，市場假象和劇院假象。在排除了這些假象以後，再利用歸納法：培根的方法是列表，比較，求同求異。最終得出一般的結論。然而限於當時人們的認知水平，培根在書中舉的例子很多都是錯誤的（他自己也中了那個時代的部族假象）。但是並不妨礙歸納法的應用。也就是說，這個方法本身是科學的。

說到歸納法的集大成者，是培根的老鄉，英國19世紀著名哲學家，約翰.斯圖爾特.密爾（John Stuart Mill），著有《論自由》，《功利主義》，《邏輯體系》等。其中他自己最得意的就是這部《邏輯體系》。上承接洛克，培根，下啟伯特蘭·羅素（羅素是現代邏輯的奠基人之一，Mill是羅素的教父）。並且和經濟學家大衛.李嘉圖交往甚密。

在這本《邏輯學體系》中最著名的就是「穆勒五法」（這部作品最早由晚清翻譯家嚴復翻譯，書名《穆勒名學》，後按習慣將Mill中文名稱為穆勒）。用以判斷事物的因果聯繫。

2.2 穆勒五法

契合法（The Method of Agreement）

契合法的內容是：考察幾個出現某一被研究現象的不同場合，如果各個不同場

合除一個條件相同外，其他條件都不同，那麼，這個相同條件就是某被研究現

象的原因。因這種方法是異中求同， 所以又叫做求同法。

契合法可用下列公式表示：

場合 先行情況 被研究現象

① ABC a

② ADE a

③ AFG a

…

所以 A 是 a 的原因

例如： 1960 年，英國某農場十萬隻火雞和小鴨吃了發霉的花生，在幾個月內得

癌症死了。後來，用這種花生餵羊、貓、鴿子等動物，又發生了同樣的結果。

1963 年，有人又用發了霉的花生喂大白鼠、魚和雪貂，也都紛紛得癌而死，上

述各種動物患癌症的前提條件中，對象、時間、環境都不同，唯一共同的因素

就是吃了發霉的花生。於是，人們推斷：吃了發霉的花生可能是這些動物得癌

死亡的原因。後來通過化驗證明，發霉的花生內含黃曲霉素，黃曲霉素是致癌

物質。這個推斷就是通過契合法得出的。

契合法的結論是或然性的。為了提高契合法結論的可靠性，應注意以下兩點：

① 結論的可靠性和考察的場合數量有關。考察的場合越多，結論的可靠性越

高。

②有時在被研究的各個場合中，共同的因素並不只一個，因此，在觀察中就應

當通過具體分析排除與被研究現象不相關的共同因素。

差異法(The Method of Difference)

差異法的內容是：比較某現象出現的場合和不出現的場合，如果這兩個場合除

一點不同外，其他情況都相同，那麼這個不同點就是這個現象的原因。因這種

方法是同中求異，所以又稱之為求異法。

求異法可用下列公式表示：

場合 先行情況 被研究現象

① ABC a

② －BC —

所以 A 是 a 的原因

例如：一百多年前，一艘遠洋帆船載著五個中國人和幾個外國人由中國開往歐

洲。途中，除五個中國人外，全病得奄奄一息。經診斷，都患有壞血病。同乘

一隻船，同樣是人，一樣是風餐露宿，受苦挨餓，漂洋過海，為什麼中國人和

外國人卻判若異類呢？原來這五個中國人都有喝茶的嗜好，而外國人卻沒有。

於是得出結論：喝茶是這五位中國人不得壞血病的原因。這個結論就是用差異

法得出的。

差異法是求異除同。運用差異法進行比較的兩個場合一定要只有一點不同，其

他情況都相同。這種條件在通常情況下是少見的，因而差異法常和實驗直接聯

系。運用差異法應注意以下兩點：

①運用差異法，必須注意排除除了一點外的其他一切差異因素。如果相比較的

兩個場合還有其他差異因素未被發覺，結論就會被否定或出現誤差。

②運用差異法，還應注意兩個場合唯一不同的情況是被考察現象的全部原因還

是部分原因。

契合差異並用法(The Joint Method of Agreement and Difference)

契合差異並用法又叫做求同、求異並用法。它的內容是：如果某被考究現象出

現的各個場合（正事例組）只有一個共同的因素，而這個被考察現象不出現的

各個場合（負事例組）都沒有這個共同因素，那麼，這個共同的因素就是某被

考察現象的原因。該法的步驟是兩次求同一次求異。

契合差異並用法可用下列公式表示：

場合 先行情況 被研究現象

① ABC a

② ADE a

③ AFG a

… … …

① －BC －

② －DE －

③ －FG －

… … …

所以 A 是 a 的原因

例如：某醫療隊為了了解地方病甲狀腺腫的原因，先到這種病流行的幾個地區

巡迴調查。發現這些地區地理環境、經濟水平都各不相同，有一點是共同的，

即居民常用食物和飲用水中缺碘。醫療隊又到一些不流行該病的地區去調查。

發現這些地區地理環境、經濟水平也各不相同，但有一點是共同的，即居民常

用食物和飲用水中不缺碘。醫療隊綜合上述調查情況後，認為缺碘是產生甲狀

腺腫的原因。後來對病人進行補碘治療，果然療效甚佳。這一結論就是通過契

合差異並用法而得出來的。

應用契合差異並用法應注意以下兩點：

①正反兩組事例的組成場合越多，結論的可靠程度就越高。

②所選擇的負事例組的各個場合，應與正事例組各場合在客觀類屬關係上較

近。

共變法(The Method of Concomitant Variation)

共變法的內容是：在其他條件不變的情況下，如果某一現象發生變化另一現象

也隨之發生相應變化，那麼，前一現象就是後一現象的原因。

共變法可用公式表示如下：

場合 先行情況 被研究現象

① A1BC a1

② A2BC a2

③ A3BC a3

… … …

所以 A 是 a 的原因

例如：一定壓力下的一定量氣體，溫度升高，體積增大，溫度降低，體積縮

小。氣體體積與溫度之間的共變關係，說明氣體溫度的改變是其體積改變的原

因。

應用共變法應注意以下幾點：

①不能只憑簡單觀察，來確定共變的因果關係，有時兩種現象共變，但實際並

無因果聯繫，可能二者都是另一現象引起的結果。如閃電與雷鳴。

②共變法通過兩種現象之間的共變，來確定兩者之間的因果聯繫，是以其他條

件保持不變為前提的。

③兩種現象的共變是有一定限度的，超過這一限度，兩種現象就不再有共變關

系。

剩餘法(The Method of Residues)

剩餘法的內容是：如果某一複合現象已確定是由某種複合原因引起的，把其中

已確認有因果聯繫的部分減去，那麼，剩餘部分也必有因果聯繫。

剩餘法可用公式表示如下：

ABC 是複雜現象 abc 的複雜原因，

已知 A 是 a 的原因， B 是 b 的原因，

所以 C 是 c 的原因。

例如：有一次居里夫人和她的丈夫為了弄清一批瀝青鈾礦樣品中是否含有值得

提煉的鈾，對其含鈾量進行了測定。令他們驚訝的是，有幾塊樣品的放射性甚

至比純鈾的還要大。這就意味著，在這些瀝青鈾礦中一定含有別的放射性元

素。同時，這些未知的放射性元素只能是非常少量的，因為用普通的化學分析

法不能測出它們來。量小放射性又那樣強，說明該元素的放射性要遠遠高於

鈾。 1898 年 7 月，他們終於分離出放射性比鈾強 400 倍的釙。該元素的發現，

應用的是剩餘法。

應用剩餘法應注意以下兩點：

①確知複雜現象的複雜原因及其部分對應關係，不得有誤差，否則結論就不可

靠。

②複合現象剩餘部分的原因，可能又是複雜情況，這又要進行再分析，不能輕

率地下結論

穆勒五法的地位如《邏輯學導論》（【美】歐文.M.科匹 ，卡爾.科恩 著）中說的

這些方法是科學研究的通用工具，Mill為它們起的名字仍然在使用中，因為它們是Mill對他所謂的「歸納的準則」的精確公式化。這些研究技術是永遠有用的。對於生物科學、社會科學和物理科學中的發現的當代解釋，通常都宣告其所用的方法論，是被稱為Mill』s Methology的歸納推理的這五種技術中的一種或者是另一種（亦或是某個組合）。

因此，目前傳統意義上的科學研究，包括臨床研究，流行病學研究，生命科學等研究，凡是涉及相關性，因果推論的研究均是採用穆勒五法的研究範式來進行。

2.3 穆勒五法應用的準備

Mill在《邏輯學體系》中，並不是一開始就介紹歸納準則，而是花了大量筆墨討論什麼是命名與命題（第一卷），什麼是推理（第二卷）。可以說這就是培根《新工具》中所強調的先要破除的假象，必須考察事物的具體內涵，通過推理做出假設，下一步再著手驗證假說，這時候才需要用到穆勒五法，進行實踐檢驗。Mill非常強調名稱的內涵和外延，這也是為何叫《穆勒名學》，對於本質的追問是我們一切研究的起點。相關內容這裡就不再詳細介紹了。總之，事物的本質，表象背後的內涵是極其重要的。

3. 「香蕉和紅棗同吃會有令人噁心的味道」

下面我們來試著分析這個看起來很搞笑的現現象。

（1）首先看結果：噁心的味道，這是人的主觀感覺，在這裡就要先明確什麼是「噁心」，可以認為是外界信息輸入被我們人體的感受器感受後，經中樞加工以後產生的主觀感覺，那麼輸入系統和進食相關的一般是視覺，味覺，嗅覺，咀嚼時的振動覺等。某些外界刺激通過這些途徑產生刺激信號後才能激發我們的「噁心」應答。

（2）再次看原因：經過上面的分析，我們可以認為「噁心」是一個刺激後產生的結果，那麼刺激物是什麼？根據我們現有的知識我們可以知道：

視覺途徑：視覺信號；味覺：一些化學物質和味蕾結合產生了刺激信號；嗅覺：類似於味覺，只是途徑不一樣；振動覺：機械運動的本體感覺之一。

這些因素都可以根據穆勒五法，尤其是差異法設置對照進行篩選。

（3）我們假設是由於某種化學物質產生了刺激信號，那麼接下來考察這種化學物質是如何產生的。這又涉及到了原始命題的另外兩個因素：香蕉和紅棗

最有可能的設想是：香蕉和紅棗經過咀嚼釋放了內在的某種物質，兩個的反應使得刺激信號發生了變化。這裡面可能涉及到新的物質生成。那麼新的物質可能是正面作用，也有可能是負面作用。

（a）正面作用也就是直接刺激，產生了直接導致噁心感覺的信號分子。

（b）負面作用即間接刺激，是新生成的物質中和了其他的味道，使得本來的產生噁心的信號分子能順利結合到相應的感受器上，產生噁心的感覺。

那麼接下來我們的實驗應當分析物質的反應條件這個方面。

再次考察兩個對象的本質：在這個命題中，香蕉和紅棗的最關鍵內涵是其含有的化學物質，而這和主體的性質又有著直接的關係，比如大小，重量，產地，品種，成熟程度等因素相關。這些因素是有必要考察的。

化學物質的反應也涉及到多個因素的影響，比如反應物的比例，反應的時間，催化劑的影響，溫度等，這些都是需要考察的因素。反應物的比例/時間因為是量化的變數，因此可以採取穆勒五法中的共變法來確定關係。其餘的方法可以用差異法等來進行確定。

另如果有研究已經分析過水果中含有的成分和比例，可以根據已知的結果，採用剩餘法來推測原因，但是這必須建立在其他條件的因果是明確的才行。

綜上：我們再次對整個過程進行重演：

a. 兩個水果一起吃（水果的品種，成熟度，大小，產地等變數；PS：次序也是一個變數，可以進行考察）

b.咀嚼後產生了某種新物質（反應的過程是組織混合，這裡涉及到了兩者的比例，時間，溫度，唾液的含量等影響反應過程的因素）

c.化學物質作用於感受器產生噁心的感覺（先確定感受器的位置：嗅覺/味覺；進一步再考察作用的效應：直接作用/間接作用）

這時候還有誰認為這個問題是一個簡單的問題么？ @畢導 的實驗中進行了簡單的設計。

考察的變數是

1.對象的性質：成熟程度，品種（正交設計）

2.反應條件：反應物的比例（量化變數的考察）和反應物的次序

3.噁心：自己嘗到的感覺（實際上是味覺+嗅覺），而對旁人卻是採用的哈氣（嗅覺）驗證

因此，面對大V的文章，我們仔細分析，仍然可以看到很多需要改進的地方，還有很多變數需要控制，也許繼續做下去，可以有更多的發現呢~ 科學從未如此有趣~

參考書目：

《第一哲學沉思錄》、《談談方法》、《探求真理的指導原則》【法】笛卡爾

《新工具》【英】培根

《邏輯體系》【英】密爾

《邏輯學導論》【美】歐文.M.科匹 ，卡爾.科恩