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實驗有做,假說就能被驗證嗎?太天真了!——《「科學的思考」九堂課》

PanSci_96
・2019/02/14 ・1944字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 492 ・五年級

什麼樣的實驗和觀察能夠驗證假說?

當我們面對一個假說時,不能沒頭沒腦地做實驗和觀察。有些實驗和觀察可以恰當地驗證假說,但也有些實驗和觀察與假說的驗證關係不太大。

為了讓大家容易瞭解,我們來玩個遊戲。遊戲是這樣的:

我想好了一條排列三個自然數的規則,請你們來猜猜這條規則。

玩的時候,請隨便說出三個自然數,然後我來看看是否符合我的規則。符合的話我就說對,不符合的話我會說不對。透過這樣的問答,你們要猜對我心裡所想的排列規則。

【圖 5-1】來試著驗證看看假說吧!圖/游擊文化提供

 

先給大家一個提示:「2、4、6」符合我心裡想的排列規則。接下來,為了猜出我的規則,你們會提什麼問題呢?我想大概會像下面這樣:

——1、2、3 呢?

——對,「1、2、3」符合我想的排列規則。怎麼樣?猜出規則了嗎?

——規則是不是第一個數和第二個數加起來等於第三個數?

——這樣啊。如果要確認這個規則對不對,要拿什麼其他數列來問我?

——1、3、4。

——對,它們符合。

——那 1、4、5 呢?

——對。從這幾回問答可以準確猜出我的規則了嗎?

——嗯,不能說完全確定,但規則應該是第三個數等於第一個數加上第二個數吧?

……很可惜,照這樣下去,花幾個小時都沒辦法猜出我的規則。上面的例子都符合我心裡想的那個規則。不過,你們猜的規則並不是正確答案。為了不吊大家胃口,先公布正確答案。我想的規則是「三個不一樣的數」。我好像聽到有人在說「這什麼跟什麼嘛」!

只舉「正面例證」是猜不到的!

為什麼照剛才的方式一直問下去會得不到答案呢?提問的人聽到提示說「2、4、6」是對的,會想到 2 加 4 等於 6,而提出第一個數加第二個數等於第三個數的假說。所以後來才會一直舉像是「1、2、3」、「1、3、4」、「1、4、5」的例子。

這些例子全都符合自己提出的假說,它們稱為「正面例證」。但是只舉正面例證來問我,是無法猜到規則的。一定要舉不是正面例證的例子來問才行。

比方如果問「1、3、5」,我也會說「對」,因為這符合「三個不一樣的數」的規則。但因為 1 加 3 不等於 5,所以這個例子就反駁了提問者一開始提出的假說。

再來,提問者提出「規則應該是第一、第二、第三個數由小排到大」的新假說。要確認新假說對不對也是一樣,不能只提符合新假說的例子來問我。一定要提像「2、7、5」這種與假說不合的例子來試試看。不這樣的話,一定找不到正確答案。不符合假說的例子稱為「反面例證」。

很多人在玩這個遊戲時,會一直舉符合自己假說的例子。這說明了我們心中潛藏的一個重要傾向,稱為「確認偏誤」。

當我們想確認「應該是這樣吧」的時候,都只是找符合的例子。

當我們想確認「應該是這樣吧」的時候,都只是找符合的例子。圖/pixabay

比方有個「O 型的人穩重」的假說。當要確認這假說對不對時,找的都是穩重的 O 型的人,結果就深信血型與性格的確有關。我們必須去找血型 O 型但不穩重的人,或者去找穩重但血型不是 O 型的人。

關鍵有效的例證:驗證條件與否證條件

以上的遊戲猜的是我腦袋裡的規則。如果把我的腦袋換成自然界,那麼腦袋裡的規則就是自然定律,而提問的人就好比是找尋自然定律的科學家。科學家為了猜測自然定律,提出種種假說,而剛才遊戲裡的問答,就像是科學家從事的實驗。如果實驗只是去找符合假說的事例,就無法得知針對自然界定律的假說究竟是否正確(見圖 5-1)。

因此,如果要調查假說是不是正確,必須同時調查符合假說的例子,以及不符合假說的例子。它們分別稱為「驗證條件」和「否證條件」。

【小摘要】

.驗證條件:進行什麼樣的實驗和觀察到什麼樣的現象,可以知道假說正確的可能性增加了。

.否證條件:進行什麼樣的實驗和觀察到什麼樣的現象,可以知道假說是錯誤的。

提出假說之後首先必須做的事,是明確指出驗證條件和否證條件。用剛才的遊戲來說,如果你們提出的假說是「這三個數是偶數」,而問我「6、8、10」或「6、2、4」這些正面例證,那就是驗證條件。反過來說,如果問我「4、7、6」或「3、5、8」這些與假說不符的反面例證,就算是否證條件。

本文摘自《「科學的思考」九堂課》游擊文化, 2017 年 10 月出版。

 

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PanSci_96
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從族群耆老的死亡,看見黑猩猩的「同理心」——《我們與動物的距離》

馬可孛羅_96
・2022/01/16 ・2063字 ・閱讀時間約 4 分鐘
  • 作者:法蘭斯・德瓦爾(Frans De Waal)
  • 譯者:陳信宏

人類為何會發展出宗教,其中一個最常被提及的原因便是我們對死亡的體認。我們對生命有限的理解,經常和「人類有沒有可能是唯一擁有宗教的生物」這個問題一起提出。我對這個問題沒有明確的答案,只能說我們沒有理由假設別的靈長類動物對其他個體的死亡一無所知。

如同巴諾布猿天堂裡的巴諾布猿,其他猿類也相當熟悉死亡與失去親友的現象。有時候牠們自己就是凶手,例如有一天那群巴諾布猿打死了一條劇毒的加彭膨蝰。那條蛇令牠們深感恐懼,只要一動就嚇得所有巴諾布猿往後跳開。牠們用樹枝小心戳牠,最後瑪雅才把牠高高拋起並且重重甩在地上。值得注意的是,那條蛇死了之後,牠們的表現就完全顯示牠們並不認為牠會再起死回生。死了就是死了。幼猿開開心心地拖著沒有性命的蛇屍當成玩具,掛在脖子上,甚至撬開牠的嘴巴檢視牠巨大的毒牙。

加彭膨蝰,是一種毒性極強的噝蝰屬毒蛇,分布在非洲撒哈拉沙漠以南的熱帶雨林地區,它是世界上毒性最強的蛇類動物之一,擁有世界上最長的毒牙。圖/Wikipedia

那幕情景令我想起以前目睹過的一場黑猩猩狩獵行動。我們在坦尚尼亞的馬哈勒山脈(Mahale Mountains)跟隨一群黑猩猩,突然聽到樹上高處傳來一陣騷動。黑猩猩抓到獵物的時候會發出一種特殊的尖叫聲,單是這麼一種特殊聲響的存在,就顯示了牠們想要分一杯羹的意願。若不是這樣,保持安靜顯然才是聰明的做法。那陣尖叫聲吸引了其他許多黑猩猩聚集過來。有幾頭公黑猩猩抓到了一隻紅疣猴,這是黑猩猩難以自行捕捉的一種獵物,通常要團體合作才抓得到。

我抬頭透過枝葉的縫隙觀察,看見那幾頭黑猩猩在那隻猴子還活著的情況下就開始吃起牠的肉。由於黑猩猩不是「專業」掠食者,所以沒有演化出貓科動物那種有效的獵殺技巧,而牠們對待獵物的方式也反映了牠們的同理心有時而窮,就和人類一樣。許多黑猩猩都聚集過來形成一種進食集合,包括生殖器腫脹的母黑猩猩,她們通常享有進食的優先權。那整個場景非常吵雜混亂,但所有成員終究都分到了一塊猴肉。第二天,我注意到一頭母黑猩猩經過,背上騎著一頭幼黑猩猩。牠的女兒開開心心地高高揮舞著一根毛茸茸的東西,我才發現那個東西屬於那隻可憐的猴子所有:一頭靈長類動物的尾巴成了另一頭靈長類動物的玩具。

黑猩猩對「死亡」的體悟

某天早上,蓋扎.泰萊基(Geza Teleki)跟隨一群黑猩猩行動,聽到遠處傳來刺耳的尖叫聲。六頭公黑猩猩狂野地來回猛衝,一面發出「喇啊」的叫聲,迴盪在山谷之中。在一條小沖溝裡,只見瑞克斯(一頭公黑猩猩)的身軀一動也不動地癱倒在亂石之間。泰萊基雖然沒有看到他跌落的過程,但覺得自己目睹的乃是這頭公黑猩猩從樹上跌落而摔斷脖子所引發的最初反應。

幾頭黑猩猩停下來看了看瑞克斯的屍體,然後猛力向外衝,並且朝四面八方丟擲大石塊。在那樣的喧鬧狀況下,黑猩猩紛紛互相擁抱、交合、撫摸以及輕拍,臉上則是咧開嘴露出緊張的表情。接著,牠們又花了不少時間盯著屍體看。一頭公黑猩猩在一根樹枝上俯身看著屍體,發出嗚咽的聲音。其他黑猩猩則是觸摸或者嗅聞瑞克斯的屍身。一頭青年母黑猩猩更是一動也不動地靜靜盯著他的屍體看了整整一個小時以上。經過三個小時的擾攘之後,其中一頭年紀較大的公黑猩猩終於離開那片林中空地,朝下游走去。其他黑猩猩一一跟上,慢慢離開,同時不斷回頭望向那具屍體。

猿類面對死亡的反應已有愈來愈多的報導敘述。二○○九年,桃樂絲死後的一張照片在網路上爆紅,因為她的遺體引來保護區內黑猩猩群的圍觀,猩群們相當專注(但靜默得令人發毛)。這在蘇格蘭的布萊爾德拉蒙野生動物園(Blair Drummond Safari Park),一頭名叫潘希的年老母黑猩猩死亡了,其過程透過影片仔細分析,原來在她死前的十分鐘,其他黑猩猩為潘希理毛或者撫摸了十幾次,潘希的成年女兒也整夜陪在她身旁。潘希死後引起的反應從猩群成員觸碰她的嘴巴與四肢(也許是想要檢視她是否還在呼吸或者是否還能動)到某頭公黑猩猩猛擊她的遺體,這種行為也曾經在其他黑猩猩死亡之後被人觀察過。

這種表現看起來雖然像是麻木不仁,卻有可能是一種想要喚醒死者的行為。猿類面對死亡的反應通常綜合了兩件事,一是對死者的毫無回應感到挫折,二是繼續測試看看還有沒有辦法引起死者的回應。不過,圍聚在死者身旁的大多數個體都會默不作聲,彷彿意識到發生了什麼可怕的事情。研究人員觀察潘希臨終前的狀況之後,得出的結論指出:「黑猩猩對死亡的體認受到了低估。」

——本文摘自《我們與動物的距離:在動物身上發現無私的人性》,2021 年 12 月,馬可孛羅

 

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馬可孛羅_96
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