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科學與謬誤──尋找科學研究的意義

貓心
・2015/08/31 ・2468字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 538 ・八年級

柏拉圖曾在他的《理想國》一書當中,用洞穴的比喻描述人們知識的侷限性;而要突破知識的侷限性,似乎唯有透過科學的進展才能達到。然而,現今我們採用心理學研究方法,所得出的研究結果,真能保證它們都是真理嗎?

Books HD
source:Abhi Sharma

昨天看到The News Lens關鍵評論的一篇文章,裡面引述了Science期刊上的一篇研究論文,該篇論文由270名心理學家共同合作寫成,他們重複了過去心理學經典研究中的其中100個實驗,結果發現,過去那100個實驗當中,有97個達到顯著結果,但是在重複驗證的過程當中,卻只有36個達到顯著。

這當中有許多可能的解釋,例如文中提到的出版偏誤(publication bias)──因為實驗資金分配的關係,科學家們傾向研究新的議題,而非重複驗證過去的實驗;或是科學期刊只想刊出顯著、有趣的研究,而得不到顯著結果的研究,科學期刊往往會忽略它們。除此之外,無法排除混淆變項、實驗過程不夠嚴謹都是有可能的原因;甚至是我們在發表論文的過程中,只會發表有做出成效的研究,但是一個在99%信心水準下達顯著的實驗,只要重複操作100次,期望值上就會有一次是顯著的,因此我們看到的,或許是全世界心理學家做了數千次當中,唯一顯著的那幾十次而已,這可以說是肯證偏誤(confirmation bias)的一種。

然而,本文主要並不是要探討實驗方法的部分,而是提出一些關於研究思考的方向。

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昨天在看到這篇文章之後,我把它貼在我的Facebook上,並在下面討論做實驗的意義在哪裡?我一個朋友看到之後,就在下面回說「我做研究覺得很爽就好了啊!」。這一句話乍聽之下似乎很不負責任,但這或許會是另一個關於科學研究,我們可以思考的徑路。

事實上,科學研究真的能夠帶給我們什麼嗎?攤開科學史一看,我們幾乎找不到什麼東西是確定的,其實我們難以想像,中古世紀的人為何會迷信地心說如此荒謬的說法,但是若你是一個中古世紀的人,只有當時的科學儀器,活在當時的社會背景之下,其實是無法得知地球並非宇宙中心這個事實的,即使地心說受到質疑,托勒密依然提出了本輪與均輪的說法,企圖解釋行星逆行的這個「異例」。因為我們不知道世界的真實樣貌是什麼,所以有的科學家才會秉持著自己所相信的,企圖修復舊有的理論,而非提出新的理論加以說明。

但是,隨著科學的進展,來到了現今的我們,真能確保我們所知的一切就是事實嗎?就好比中古時代的人,以當時的社會、科學背景,並無從突破當時的知識,現今的我們,同樣難以突破我們所見所聞的一切,只能活在現有的知識背景之下而已,而似乎唯有實驗方法的演進,才能讓我們得到更多的知識,而這可能會是一個永無止盡的過程。更進一步的,如果我們採取嚴格懷疑論的觀點,我們根本無從證成任何的事物,就如同笛卡兒所說的,我們唯一能證成的就是自己存在而已,而這個自己是什麼模樣我們也無從得知,因為一切都有可能是魔鬼所欺騙我們的;只要我們透過感官來觀察這個世界,那麼感官可能會受到的欺騙、幻覺、錯覺,我們就永遠都無從避免,所以也有一種可能性,一種無法被排除的可能性──我們根本就不可能對這個世界產生任何的知識。

從這樣的觀點來看,我同學所說的那一句話:「我做研究覺得很爽就好了啊!」似乎就變得很有道理了。

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或許,我們可以從另一個角度來看科學研究,我們研究的目的、追尋世界真理的目的,背後到底是什麼?社會心理學家喬治·凱利(George Kelly)曾經如此比喻人們探索世界的方式,就好像每一個人都是一個個素樸科學家(naive scientists)一般,會對這個世界提出假設、驗證假設、駁斥假設、產生新的假設。

尚·皮亞傑(Jean Piaget)也曾如此描述孩子探詢世界的方式──我們會對這個世界產生一些認識,然後把那些知識整理成基模(schema),當我們碰到和過去基模衝突的事件時,我們會試著去修改舊有的基模,或是創造出一個新的基模,來應變外在世界的變化。這兩位心理學家描述了人們探索世界的方式,而這種方式其實就是科學研究的縮影,只是我們這些素樸科學家做的實驗並沒有那麼精確而已。

而人們之所以要如此費盡心思地預測、掌控這個世界,其實就是為了一件事情──「我們在尋找可預測感、可控制感,因為這將帶來安全感。」而我們所追尋的可控制感、可預測感,其實也包含了另一個要素在裡面──我們希望它是越簡單越好的。這也是為什麼哲學理論會有一個「奧坎剃刀原則(Occam’s Razor)」──可以解釋同一事件的諸多理論當中,我們會挑選最精簡、最少假設的理論。即便比較精簡的理論並不一定比較正確,只是在沒有更多證據的情況下,我們通常會這麼做。

其實不只是科學研究,我們的日常生活中也是如此,我們之所以會對許多事情產生畏懼、害怕,正是因為不確定性,在遭受重大創傷的人會產生創傷後壓力症候群(PTSD)、在發生重大刑案之後我們會急著想要判兇手死刑、在分手了之後我們會產生厭男/厭女情節;或是我們害怕突破舒適圈、害怕探索未知的世界、害怕採取其他的選擇──即使那個選擇或許比當前我們的行為更適合面對外在困境,也都是因為我們追求安全感使然。就如同佛洛伊德在《超越快樂原則》當中所提到的一般,人們追求的並不是快樂,而是習慣,因為習慣將帶來安全感。

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也許,做科學研究真的就只是為了自己開心而已,我們有可能可以一步步更逼近真理,也有可能什麼都得不到;追求的理論被反駁修改之後,也許科學家們終其一生研究的成果都化為泡沫,就如同行為主義大師史金納(B.F. Skinner)在其年邁時,他的理論已經被批判的體無完膚了,他仍然堅持他的理論,堅持「你只能改變你的行為,不能改變你的想法(You can’t change your mind, you change your behavior)」,因為對他而言,他的研究就是他信奉終生的信仰,它生命的一大部分了。也許,我們永遠也無法走出《洞喻》當中的那個山洞,但也許,我們是否得到了真理並不是那麼重要,重要的是研究科學的歷程,以及科學帶給了人們更多的可預測感與可控制感吧!

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貓心
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心理作家。台大心理系學士、國北教心理與諮商所碩士。 寫作主題為「安全感」,藉由依附理論的實際應用,讓缺乏安全感的人,了解安全感構成的要素,進而找到具有安全感的對象,並學習建立具有安全感的對話。 對於安全感,許多人有一個想法:「安全感是自己給自己的。」但在實際上,安全感其實是透過成長過程中,從照顧者對自己敏感而支持的回應,逐漸內化而來的。 因此我認為,獲得安全感的兩個關鍵在於:找到相對而言具有安全感的伴侶,並透過能夠創造安全感的說話方式與對方互動,建立起一段具有安全感的關係。 個人專欄粉專: https://www.facebook.com/psydetective/ 個人攝影粉專: https://www.facebook.com/psyphotographer/

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不是不會髒,而是更難沾:耐污馬桶的表面科學
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/09/22 ・3364字 ・閱讀時間約 7 分鐘

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本文與 Panasonic 合作,泛科學撰文 

●以下科學研究內容作為知識分享,不直接與Panasonic A La Uno全自動洗淨馬桶產品功能連結

在做家務的痛苦排行榜上,「刷馬桶」絕對名列前茅。明明天天都在沖水,但過不了幾天,馬桶內壁邊角總會浮現黃黃的水垢、角落發黑的霉斑,甚至是那些刷掉又長出來的粉紅色污垢(黏質沙雷氏菌)。

許多市售衛浴設備常標榜「神奇抗污」或「永久不沾」,讓人誤以為安裝後便能永保潔淨。然而從材料科學的角度來看,世上並無能使污垢憑空消失的魔法。所謂「耐污」的實質機制,並非打造完全不沾染髒污的材質,而是調整表面的物理與化學屬性,使水垢和微生物難以強力附著。一旦降低了污垢與內壁之間的附著力,透過日常水流沖刷,便能輕易地將髒污帶走。

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為什麼污垢「黏不住」? 

要搞懂為什麼某些特殊表面能做到「耐污」,我們得先像偵探一樣,拆解馬桶裡的髒污究竟是怎麼「抓緊」材料表面的。馬桶內壁的污垢主要有兩大難纏的元兇:

  1. 水垢與礦物沉積*1:我們日常使用的自來水中含有鈣、鎂等金屬離子。當水滴在表面經歷反覆的濕潤與蒸發乾燥循環時,這些離子會逐漸結晶析出,變成硬度極高、緊緊「卡」在微觀縫隙裡的礦物質水垢。
  2. 生物膜與有機物*2:包含尿液中的無機鹽、油脂殘留,以及細菌入侵後分泌出像超強膠水一般的聚合物,所組成的黏滑防禦大本營。
關鍵不是沖水,而是「這些污垢如何抓住表面」

這兩大類污垢想要在材料上「落腳」,前提是它們必須能在表面找到足夠的附著點與黏合力。那麼,材料科學家是如何讓這些髒污「站不穩」的呢?答案就藏在「表面能(Surface Energy)」與「濕潤性(Wettability)」這兩個核心概念中。

當我們把水滴在某個表面上時,水滴會聚成一顆圓滾滾的水珠,還是迅速攤平開來?這取決於表面的特性:

  • 疏水路線(Hydrophobic)*1:具備低表面能的疏水表面,能顯著減少水分子或污染物與表面之間的極性作用力與氫鍵。水滴在這種表面上會因為表面張力而收縮成水珠,當水珠滾動滑落時,就能順便把表面的灰塵與礦物質顆粒帶走,這就是著名的「自清潔效應」。
  • 親水路線(Hydrophilic / Superhydrophilic)*2:相反地,極度親水的超親水表面則會強烈地吸引水分子,在材料最外層形成一層薄薄的「水化層(Hydration Layer)」。這層水化層就像是實體的液體盾牌,讓油污、蛋白質或細菌無法直接接觸到材料基底,只能漂浮在水膜上方。

如果要用攀岩來比喻:傳統粗糙的表面就像是有許多凹槽的攀岩牆,髒污就像攀岩者,需要找到落腳點並用力撐住才能攀附;而我們做的是抽掉把手點,或是在把手上塗上潤滑油,讓髒污找不到施力點,自然難以停留。

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材料科學的核心:想辦法讓污垢「抓不住」

不給細菌「握手」的機會

解決了水垢,下一個更棘手的對手是「細菌」。

馬桶內壁那些黑黑粉粉、摸起來滑滑的污垢,在微生物學中被稱為「生物膜(Biofilm)」。細菌並不是孤立生長的,當單顆細菌落在表面後,如果覺得環境舒適,它就會開始分泌胞外聚合物(EPS),這是一種天然的超強膠水。細菌們用這種膠水把自己與同伴緊緊黏在一起,並築起堅固的防禦堡壘,這時一般的沖水就很難把它們沖洗乾淨了。

根據《Nature Communications》與《Microsystems & Nanoengineering》的學術期刊研究指出,要阻止生物膜形成,除了化學上的抗菌,材料的「表面微幾何結構」扮演了至關重要的角色。

材料科學領域中有一個著名的「附著點理論(Attachment Point Theory)」:

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  1. 粗糙與微孔洞表面:如果材料表面存在許多微小的裂縫、氣孔或微米級凹洞,細菌(體積通常約 1 到 3 微米)就會興高采烈地鑽進這些小凹槽裡。這些凹槽不僅提供了極佳的機械咬合支點,還能幫細菌擋掉水流的沖刷。
  2. 極致平滑與微結構表面:相反地,如果材料表面做到極致平滑,完全沒有微米級的缺陷;或者反過來設計出尺寸遠小於細菌的奈米結構,細菌的足跡構造(如鞭毛或纖毛)就無法在表面找到穩固的「接觸附著點(Contact Points)」。

當細菌發現自己在這個表面上連「手都握不緊」、隨時會被水流吹走時,它就無法順利定殖並分泌膠水築巢。此外,現代衛浴結構在設計時,也越來越強調「一體成形」與「無接縫工藝」。消除接縫與死角,等於直接拔除了細菌與水垢最喜歡的避風港。

阻止細菌、生物膜找不到「落腳點」

當材料、結構與流體科技組隊聯防 

了解了材料化學與微觀幾何,我們就能勾勒出一座現代耐污馬桶的完整防禦體系:【材料層(低附著力)】+【結構層(無縫平滑)】+【動態流體層(泡沫與水流剪切力)】= 高效清潔!

以市面上備受矚目的 Panasonic A La Uno 全自動洗淨馬桶為例,就是將材料科學、結構工程與流體力學發揮到極致的典型代表:

1. 材料層:有機玻璃系新素材

A La Uno 全自動洗淨馬桶採新開發的「有機玻璃系新素材」(以壓克力高分子為基礎研發的衛浴專用材料,這類高分子成形技術亦被廣泛運用於大型水族館高壓觀景窗與飛機機艙罩)。這種材料表面具備極佳的疏水性與耐水垢特性,水滴不易長時間攤平停留;材質堅固、不易破裂,耐刮、不易造成細小傷痕。通過實驗測試,這種素材配合泡沫洗淨,在沖洗後能有效沖刷掉高達 99.99% 的大腸桿菌,從源頭阻斷細菌定殖。

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2. 結構層:無接縫工藝與三重防濺防護

在宏觀結構上,A La Uno 全自動洗淨馬桶採用無水箱沖水與便器、溫水洗淨便座一體成型設計,減少傳統水箱與座體之間的結構層次及接縫,並搭配可動迴轉式排水系統完成沖洗。更貼心的是其「三重防護」設計:

  • 泡沫防護:在水面上製造一層充沛的泡沫緩衝層,有效抑制男性站立小便時的尿液與污水飛濺;
  • 外圍防護:馬桶邊界特別設計了高約 3mm 的水檔,防止液體延著外壁滴落至地板;
  • 測漏防護:便座與馬桶本體採用不外露的防護設計,避免液體從縫隙飛濺滲漏。
Panasonic A La Uno 全自動洗淨馬桶

3. 動態流體層:雙效泡沫洗淨、漩渦水流與 nanoe™ X

當污垢降落在馬桶內壁時,A La Uno全自動洗淨馬桶 的動態流體科技便接手進行徹底打掃。其「雙效泡沫洗淨」會先釋放直徑約 5mm 的「毫米泡沫」包裹並帶走大塊髒污,再透過直徑約 60微米的「微米泡沫」深入微觀縫隙,徹底溶解殘餘的油脂與細微污垢。接著,配合高度清潔力的「漩渦型強力水流」,利用旋轉產生的流體剪切力,一口氣將附著力已被削弱的污垢剝離並沖走。此外,Panasonic A La Uno 全自動洗淨馬桶還搭襯了 nanoe™ X 健康科技,釋放氫氧離子有效抑制異味與髒污,維持空氣與內壁的良好衛生狀態。

科技讓生活變輕鬆,但物理法則依然誠實

從材料化學的低表面能設計,到微觀幾何的附著點控制,再到流體力學的水流沖刷,一座現代抗污馬桶的演進,縮影了人類如何運用基礎科學來解決日常生活痛點的智慧。

我們習慣將衛生清潔想像成一場與細菌髒污的硬碰硬死鬥。然而,A La Uno全自動洗淨馬桶 等現代衛浴技術的突破,展示了材料科學的另一種聰明思維:不靠強酸強鹼硬打,而是透過物理與化學邏輯,將「污垢固著」的機率降到最低。

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當材料科學與現代衛浴技術結合,刷馬桶不再是一件令人頭痛的辛苦瑣事。透過這些前沿科技的加持,我們得以從繁重的家務勞動中解放,享受更加乾淨、舒適且有品質的日常生活。

*1 參考論文:A metallic anti-biofouling surface with a hierarchical topography containing nanostructures on curved micro-riblets

*2 參考論文:Brushing up functional materials

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「科學」能有價值觀嗎?堅持「客觀」反而讓民眾失去信任?——《為何信任科學》
貓頭鷹出版社_96
・2024/05/26 ・3357字 ・閱讀時間約 6 分鐘

科學這門事業並非價值中立,個別科學家也不是。沒有任何人可以真正做到價值中立,當科學家這樣講自己,人們會覺得他們虛偽,因為那是不可能的。除非他們是白痴學者或超級天真,不然就是不誠實。然而誠實、開放和透明又被認為是科學研究的核心價值。科學家怎麼可能同時做到誠實,又說他們沒有自己的價值觀?如果科學家要堅守誠信,同時卻讓大眾誤解他們的角色(就算不是故意的),這會讓他們的事業出現根本的矛盾。

可能有人會反駁,科學家並不是說他們沒有自己的價值觀,只是不會允許這些價值觀影響到科學工作。這種論述不可能證明對或錯,但社會科學研究和一般常識都顯示這不太可能。這就把我們帶到下一個問題,不知為何長久以來都沒有人認真討論一件事,但它卻是許多美國人不信任科學的核心因素:要說科學是價值中立的,多少是在說它沒有價值,至少除了創造知識以外沒有其他價值,而這很容易就變成在說科學家沒有價值信念。當然不是這樣,但如果科學家不願意討論他們的價值觀,就會給人一種印象,認為他們的價值觀有問題,所以才需要遮遮掩掩,或認為他們根本就沒有價值信念。你會相信一個沒有價值信念的人嗎?

我在第二章提出了一個問題:忽視科學主張但最終發現它是對的,風險是什麼?相比之下,相信一個錯誤的科學主張,風險又是什麼?回答這個問題必須仰賴價值。我和康威合著的《販賣懷疑的人》提到,氣候科學所引起的爭辯,幾乎都是價值上的爭辯。很多有影響力的人物在一九八○和一九九○年代相信,政府干預市場的政治風險是如此之大,超越了氣候變遷的風險,因此他們懷疑、蔑視,甚至否認後者的科學證據。這些立場由自由主義智庫繼承,得到共和黨支持,演變成共和黨支持者很多都否認氣候變遷,只是有些積極、有些消極;然後再演變成很多質疑「大政府」的人都懷疑氣候變遷,包括商人、長者、福音派基督徒、住在美國鄉下的人。

即使氣候變遷的證據不斷累積,懷疑論者還是堅稱,就算氣候真的有在變遷,情況也不會太嚴重,或者不是「我們造成的」。因為如果事情真的很嚴重而且是我們造成的,那我們就應該採取行動,可能需要政府以某種方式管制。如此一來,否認氣候變遷逐漸變成美式生活的常態,先是否認證據,最終否認事實。這個問題非常嚴重,但是對於氣候變遷否認者秉持的價值,不能一網打盡說是錯的。

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共和黨支持者很多都否認氣候變遷。圖/giphy

我們可以討論大政府和小政府的優缺、市場管制不足或過度管制的風險,但任何這類討論都(至少在某種程度上)是從價值出發。如果要開誠布公討論這個話題,就必須討論我們的價值觀。不同的人面對同樣的風險,可能有不同的想法,不代表他們就是愚笨或腐敗。人為氣候變遷的科學證據很清楚,疫苗不會導致自閉症很清楚,使用牙線有益健康也很清楚。但價值觀導致許多人拒絕接受證據指出的事情。

回到剛才的問題:你會相信一個沒有價值信念的人嗎?答案當然是不會,這種人是反社會人格。你也不會相信那些擁抱你所厭惡的價值的人。但如果你認為,某個人的價值觀起碼部分與你相似,就算不盡相同,你可能就比較願意聽聽他的想法,接受他說法的一部分。因此,無論價值中立是否能讓一個主張在知識論上比較站得住腳,可以確定的是它在現實中沒有用,不能以此確保溝通、建立信任的連結。

科學寫作的主流寫法不只試圖隱藏作者的價值觀,也把他們的人性一同抹煞了。價值觀隱藏、情緒不得伸張、避免使用形容詞,甚至連「我」這個字都無形中禁止了,即便論文只有單一作者也一樣。理想的科學論文寫得好像作者沒有價值觀或感覺,甚至好像作者根本不是人,這都是為了表現出客觀。

圖/envato

科學家可能覺得根本沒辦法讓否認氣候變遷和相信地球年紀是 6000 年的人相信他們。或許這是真的。我曾經公開表示對於要如何跟千禧世代交流感到非常絕望,他們之中有些人聽信末世論,認為世界就要毀滅了,幹麻還擔心氣候變遷?但當我陷入絕望,隔天幾位記者就告訴我怎樣才能透過基督教價值和教導打動這些人。他們建議我從價值觀下手,社會科學研究也支持這種想法。

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結論

科學家壓抑自己的價值觀,堅持科學是價值中立的,這是一條歧路。他們認為人們如果相信科學沒有價值觀,就會相信他們,但這是錯的。

墨頓顯然這樣想,但他可能是錯的,或許反過來才是對的。原因如下:

政治與社會觀念保守的基督徒、自由主義者、共和黨人拒絕相信演化論和人為氣候變遷,大部分分析都聚焦在科學家與這些人之間的價值衝突。但我相信,驅動大多數科學家的價值觀,還是和大多數美國人的價值觀有重疊之處,包括多數的保守派和宗教信徒。近來有一些科學家開始公開聲明他們的價值觀,我認為部分原因是,他們深信這些價值觀確實得到廣泛接納,可以作為信任連結的基礎。 我認為他們是對的。

我認識的大部分科學家都想要預防疾病、促進人類健康、透過創新和發現來強化經濟、保護美國與全世界美麗的大自然。前共和黨議員殷格利斯講得很有說服力,他談到他和海洋生物學家一同造訪大堡礁,他們肩並肩站著,欣賞珊瑚礁周邊生物撼人的美麗。殷格利斯了解到一件事:他看到「創造」,科學家看到「生物多樣性」,但他們實際上看到的、在意的、珍惜的,是同一件事。

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我好喜歡這個故事,因為多數人至少都在某方面珍愛自然。不同背景的美國人都曾造訪國家公園和森林,去健行、釣魚、露營、開車、攝影、漫遊、抱怨,雖然從事不同活動,但美景與體驗帶來了共同的喜悅。儘管如此,我們對人類與自然世界的關係,確實有不一樣的想法。有些人想要在冬日的黃石公園騎雪上摩托車,有些人想要安靜休養。幾乎所有美國人都說他們相信自由,然而我們對這個詞的理解卻嚴重分歧,也很難同意該把哪一類自由看得最重要。柏林有句名言:狼的自由可能代表羊的死亡。同意「自由」這個詞意義並不大。

宗教歷史學家普羅特勞指出,猶太人、天主教徒和新教教徒都相信十誡,但是版本差距之大,令人吃驚。例如天主教放棄了不可崇拜偶像,而猶太教與新教徒堅守此道。天主教因此少了一條戒律,只剩九條很奇怪,於是他們把最後一條一分為二,變成第九條是不可貪圖鄰人之妻,第十條是不可貪圖其他東西。儘管如此,美國人中超過 70% 都信奉這三個宗教,他們都還是認同不可殺人、偷竊、通姦或做偽證,也相信我們應該崇拜唯一真神、不可妄稱神的名、守安息日、孝敬父母。伊斯蘭教也同意這些,只是比這三個宗教更加強調慈善:課(zakat),也就是施捨,是五大支柱之一。不過,看看 zakat 這個字和希伯來文中的 tzedakah 多麼相似,tzedakah 代表慈善施予,是猶太生活的道德義務。慈善也是基督教的核心價值,虔誠的摩門教徒會繳納什一奉獻。

在很多政治議題上我們意見相左,但我們的核心價值大部分都重疊。釐清這些我們都同意的部分,並解釋它們和科學研究的關聯,我們就有機會克服盛行的懷疑論與對科學的不信任,尤其是因價值受到衝擊而產生的不信任。

We have been authorized by Princeton University Press to use this conten. 該內容由普林斯頓大學出版社授權使用

——本文摘自《為何信任科學:科學的歷史、哲學、政治與社會學觀點》,2024 年 04 月,貓頭鷹出版,未經同意請勿轉載。

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貓頭鷹出版社_96
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貓頭鷹自 1992 年創立,初期以單卷式主題工具書為出版重心,逐步成為各類知識的展演舞台,尤其著力於科學科技、歷史人文與整理台灣物種等非虛構主題。以下分四項簡介:一、引介國際知名經典作品如西蒙.德.波娃《第二性》(法文譯家邱瑞鑾全文翻譯)、達爾文傳世經典《物種源始》、國際科技趨勢大師KK凱文.凱利《科技想要什麼》《必然》與《釋控》、法國史學大師巴森《從黎明到衰頹》、瑞典漢學家林西莉《漢字的故事》等。二、開發優秀中文創作品如腦科學家謝伯讓《大腦簡史》、羅一鈞《心之谷》、張隆志組織新生代未來史家撰寫《跨越世紀的信號》大系、婦運先驅顧燕翎《女性主義經典選讀》、翁佳音暨曹銘宗合著《吃的台灣史》等。三、也售出版權及翻譯稿至全世界。四、同時長期投入資源整理台灣物種,並以圖鑑形式陸續出版,如《台灣原生植物全圖鑑》計八卷九巨冊、《台灣蛇類圖鑑》、《台灣行道樹圖鑑》等,叫好又叫座。冀望讀者在愉悅中閱讀並感受知識的美好是貓頭鷹永續經營的宗旨。

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總是覺得睡不好?教你如何一夜順「睡」
異吐司想Toasty Thoughts_96
・2021/07/11 ・2638字 ・閱讀時間約 5 分鐘

「睡眠」對現代大多數人來說是個無解的大哉問。該幾點睡?要睡多久?睡前該注意什麼?怎樣才能增進睡眠品質?⋯⋯這些問題大多都反映出我們生活中遭遇到的種種困難。

過去近一世紀以來的研究,讓我們知道「睡不飽」所衍生出的身心問題有多麼嚴重。從高血壓、自體免疫系統失調、記憶力受損,到憂鬱症、解離症,甚至是幻想型妄想症等心理疾患都有影響,因此睡眠品質不良可說是現代人最大的隱形殺手也不為過。

睡眠品質影響身心問題。圖/Pexels

我們大多都聽過「一天至少要睡 6 小時」的說法,其他像是睡滿睡眠週期、不要打斷快速動眼期(REM)等理論也經常出現在日常生活中。然而最近有批學者趁著 COVID-19 疫情期間、大家都在家裡防疫的時候,做了超大規模的睡眠研究。他們發現除了「睡多久」,還有「從什麼時候開始睡」也可能對人們的心理健康產生顯著影響。

「量變導致質變」的睡眠研究

其實「睡眠」相關的研究一直是心理學、神經科學與現代醫學所注重的健康議題。然而可惜的是,雖然有不少人在此領域深耕,卻始終難以得出「理想」的結果。追根究底,還是因為「睡眠」這個行為太花時間,再加上有效追蹤的限制,對經費有限的研究團隊來說很難做到盡善盡美。

睡眠是很花時間的。圖/Giphy

有些注重「質」的睡眠研究,會需要讓受試者在規定的時間與環境中進入有效睡眠,並在專業器材的輔助下觀測他們睡眠時的生理變化。這類研究往往能產出很有價值的數據,卻都是建立在高昂的研究成本之上,規模大不起來、有效樣本數也有限。

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而重視「量」的研究大多是請受試者配合規定的睡眠方式,並在一段時間後進行追蹤。追蹤的方式可以是自陳式問卷,或透過生理檢查儀器觀測受試者生理狀態的變化。這類研究方法的優勢在於樣本數較多、分析出來的結果比較能反映現實狀況;但是相對的,因為沒辦法介入受試者的日常生活,很容易發生受試者因為偶發事件(例如:加班、私人行程等)而「掉隊」。

此外,由於精神疾病也會導致不健康的睡眠週期,讓相關研究者很難在臨床研究中辨別「精神疾病」與「睡眠」的因果關係。

為了克服「人」的不可控性,一個由美國與英國等大學聯手組成的研究團隊決定挖得更深入一些,從外部因素難以影響的「基因」層面著手。不只是研究「睡眠」,此團隊更想了解「睡眠時間」對情緒疾患「憂鬱症」的影響。

睡眠與精神疾病很難辨別因果關係。圖/Pexels

在鎖定超過 340 種的常見遺傳變異型後,哈佛大學醫學系的 Daghlas 醫師與其研究團隊直接與美國的基因檢測公司「23 與我」(23andMe)以及英國生物樣本庫(UK Biobank)合作,獲取將近 85 萬筆不記名的基因組合、精神疾病病史等資料。其中有 85,000 筆資料附帶個人穿戴式裝置測量的睡眠週期紀錄,另外則有 25 萬人曾填寫過睡眠偏好(平常幾點睡、睡多久)問卷。

如此龐大的樣本數,讓這次研究的價值產生「質變」。特別是以往在做基因變異比較時,往往會因為變異型種類太多使得樣本數被嚴重稀釋。這次集結歐美不同學校以及基因資料庫的力量,讓研究團隊突破以往統計分析遇到的限制,得出具理想外在效度的結果。

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一天一小時,憂鬱遠離我?

以結論而言:就算總睡眠時數不變,單是每天早入睡一個小時便足以降低 23% 的憂鬱風險。若是早入睡兩個小時,降低的風險更是來到驚人的 40%。值得注意的是,這項益處是針對原本就經常晚睡的夜貓子,本就早睡早起的人「更早睡」是否有相同效果還有待研究。

由於這項研究並不是實驗,我們無法明確辨別「提早入睡」與「憂鬱風險降低」的因果關係。然而若是結合過去其他研究的結果,其實能找到不同面向的解釋:

就生理層面來看,早睡早起的人會比夜貓子有更長的「日曬時間」。而接觸陽光除了帶來維生素 D,同時也可能影響我們大腦製造血清素的效率,進而影響我們的情緒穩定度。過去有歐美研究發現憂鬱症、雙向情感疾患(躁鬱症)都跟季節變化有關,推測與秋冬季的日照時間大幅減少有關。

曬太陽有利於維生素 D 的合成。圖/Giphy

從社會角度來看,由於絕大多數人的生活作息仍是跟著太陽走的,當隻夜貓子也間接代表我們很難維持充足的「實體」社交生活。人與人的連結不只是消遣,更是對心理健康來說無比重要的安全網,能夠在關鍵時刻提供我們所需的韌力與支持。

如 Daghlas 醫師在論文中提到的:「我們生活在一個以『日出而作,日落而息』為主流的社會當中,而違背此常態生活的夜貓子們很可能感受到與社會脫節的不協調感。」

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因此,當我們的生活作息與家人朋友錯開,這份「隔絕感」很可能會發酵,釀成令人心生鬱悶的「孤獨」與「失落」。

生活作息與親友錯開的隔絕感。圖/Pexels

改善睡眠,你可以這樣做

這篇研究雖然得出令人振奮的結果,但畢竟只是一篇沒有辦法推導出因果關係的研究,後續仍需要進行大量臨床實驗來釐清當中的機制。此外,本篇研究討論的重點是「提早入睡」可能帶來的好處,但是睡眠還有很多面向值得我們注意。

關於睡眠不足以及睡眠品質不佳的研究數不勝數,獲得的結果也很一致,無不在警告我們不健康作息背後的種種風險。特別是最近因為疫情的關係,失去日常上班上課來制衡的生活作息很容易亂掉,讓我們陷入越來越晚睡、越來越睡不好的負面循環。

與其糾結於「早睡一小時」,不如先想辦法讓自己「多睡一小時」或是嘗試「睡前一小時不用 3C 產品」,為生活帶來更正向的改變。

參考資料

  • Beecher, M. E., Eggett, D., Erekson, D., Rees, L. B., Bingham, J., Klundt, J., … & Boardman, R. D. (2016). Sunshine on my shoulders: weather, pollution, and emotional distress. Journal of affective disorders, 205, 234-238.
  • Daghlas I, Lane JM, Saxena R, Vetter C. Genetically Proxied Diurnal Preference, Sleep Timing, and Risk of Major Depressive Disorder. JAMA Psychiatry. Published online May 26, 2021. doi:10.1001/jamapsychiatry.2021.0959
  • University of Colorado at Boulder. (2021, May 28). Waking just one hour earlier cuts depression risk by double digits, study finds. ScienceDaily. Retrieved June 29, 2021 from www.sciencedaily.com/releases/2021/05/210528114107.htm
  • Sansone, R. A., & Sansone, L. A. (2013). Sunshine, serotonin, and skin: a partial explanation for seasonal patterns in psychopathology?. Innovations in clinical neuroscience, 10(7-8), 20.
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異吐司想Toasty Thoughts_96
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最初是想用心理學剖析日常事物,一方面「一吐思想」,另一方面借用吐司百變百搭的形象,讓心理學成為無處不在的有趣事物。基於本人雜食屬性,最後什麼都寫、什麼都分享。歡迎至臉書搜尋「異吐司想」。

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科學與謬誤──尋找科學研究的意義
貓心
・2015/08/31 ・2468字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 538 ・八年級

柏拉圖曾在他的《理想國》一書當中,用洞穴的比喻描述人們知識的侷限性;而要突破知識的侷限性,似乎唯有透過科學的進展才能達到。然而,現今我們採用心理學研究方法,所得出的研究結果,真能保證它們都是真理嗎?

Books HD
source:Abhi Sharma

昨天看到The News Lens關鍵評論的一篇文章,裡面引述了Science期刊上的一篇研究論文,該篇論文由270名心理學家共同合作寫成,他們重複了過去心理學經典研究中的其中100個實驗,結果發現,過去那100個實驗當中,有97個達到顯著結果,但是在重複驗證的過程當中,卻只有36個達到顯著。

這當中有許多可能的解釋,例如文中提到的出版偏誤(publication bias)──因為實驗資金分配的關係,科學家們傾向研究新的議題,而非重複驗證過去的實驗;或是科學期刊只想刊出顯著、有趣的研究,而得不到顯著結果的研究,科學期刊往往會忽略它們。除此之外,無法排除混淆變項、實驗過程不夠嚴謹都是有可能的原因;甚至是我們在發表論文的過程中,只會發表有做出成效的研究,但是一個在99%信心水準下達顯著的實驗,只要重複操作100次,期望值上就會有一次是顯著的,因此我們看到的,或許是全世界心理學家做了數千次當中,唯一顯著的那幾十次而已,這可以說是肯證偏誤(confirmation bias)的一種。

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然而,本文主要並不是要探討實驗方法的部分,而是提出一些關於研究思考的方向。

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昨天在看到這篇文章之後,我把它貼在我的Facebook上,並在下面討論做實驗的意義在哪裡?我一個朋友看到之後,就在下面回說「我做研究覺得很爽就好了啊!」。這一句話乍聽之下似乎很不負責任,但這或許會是另一個關於科學研究,我們可以思考的徑路。

事實上,科學研究真的能夠帶給我們什麼嗎?攤開科學史一看,我們幾乎找不到什麼東西是確定的,其實我們難以想像,中古世紀的人為何會迷信地心說如此荒謬的說法,但是若你是一個中古世紀的人,只有當時的科學儀器,活在當時的社會背景之下,其實是無法得知地球並非宇宙中心這個事實的,即使地心說受到質疑,托勒密依然提出了本輪與均輪的說法,企圖解釋行星逆行的這個「異例」。因為我們不知道世界的真實樣貌是什麼,所以有的科學家才會秉持著自己所相信的,企圖修復舊有的理論,而非提出新的理論加以說明。

但是,隨著科學的進展,來到了現今的我們,真能確保我們所知的一切就是事實嗎?就好比中古時代的人,以當時的社會、科學背景,並無從突破當時的知識,現今的我們,同樣難以突破我們所見所聞的一切,只能活在現有的知識背景之下而已,而似乎唯有實驗方法的演進,才能讓我們得到更多的知識,而這可能會是一個永無止盡的過程。更進一步的,如果我們採取嚴格懷疑論的觀點,我們根本無從證成任何的事物,就如同笛卡兒所說的,我們唯一能證成的就是自己存在而已,而這個自己是什麼模樣我們也無從得知,因為一切都有可能是魔鬼所欺騙我們的;只要我們透過感官來觀察這個世界,那麼感官可能會受到的欺騙、幻覺、錯覺,我們就永遠都無從避免,所以也有一種可能性,一種無法被排除的可能性──我們根本就不可能對這個世界產生任何的知識。

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從這樣的觀點來看,我同學所說的那一句話:「我做研究覺得很爽就好了啊!」似乎就變得很有道理了。

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或許,我們可以從另一個角度來看科學研究,我們研究的目的、追尋世界真理的目的,背後到底是什麼?社會心理學家喬治·凱利(George Kelly)曾經如此比喻人們探索世界的方式,就好像每一個人都是一個個素樸科學家(naive scientists)一般,會對這個世界提出假設、驗證假設、駁斥假設、產生新的假設。

尚·皮亞傑(Jean Piaget)也曾如此描述孩子探詢世界的方式──我們會對這個世界產生一些認識,然後把那些知識整理成基模(schema),當我們碰到和過去基模衝突的事件時,我們會試著去修改舊有的基模,或是創造出一個新的基模,來應變外在世界的變化。這兩位心理學家描述了人們探索世界的方式,而這種方式其實就是科學研究的縮影,只是我們這些素樸科學家做的實驗並沒有那麼精確而已。

而人們之所以要如此費盡心思地預測、掌控這個世界,其實就是為了一件事情──「我們在尋找可預測感、可控制感,因為這將帶來安全感。」而我們所追尋的可控制感、可預測感,其實也包含了另一個要素在裡面──我們希望它是越簡單越好的。這也是為什麼哲學理論會有一個「奧坎剃刀原則(Occam’s Razor)」──可以解釋同一事件的諸多理論當中,我們會挑選最精簡、最少假設的理論。即便比較精簡的理論並不一定比較正確,只是在沒有更多證據的情況下,我們通常會這麼做。

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其實不只是科學研究,我們的日常生活中也是如此,我們之所以會對許多事情產生畏懼、害怕,正是因為不確定性,在遭受重大創傷的人會產生創傷後壓力症候群(PTSD)、在發生重大刑案之後我們會急著想要判兇手死刑、在分手了之後我們會產生厭男/厭女情節;或是我們害怕突破舒適圈、害怕探索未知的世界、害怕採取其他的選擇──即使那個選擇或許比當前我們的行為更適合面對外在困境,也都是因為我們追求安全感使然。就如同佛洛伊德在《超越快樂原則》當中所提到的一般,人們追求的並不是快樂,而是習慣,因為習慣將帶來安全感。

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也許,做科學研究真的就只是為了自己開心而已,我們有可能可以一步步更逼近真理,也有可能什麼都得不到;追求的理論被反駁修改之後,也許科學家們終其一生研究的成果都化為泡沫,就如同行為主義大師史金納(B.F. Skinner)在其年邁時,他的理論已經被批判的體無完膚了,他仍然堅持他的理論,堅持「你只能改變你的行為,不能改變你的想法(You can’t change your mind, you change your behavior)」,因為對他而言,他的研究就是他信奉終生的信仰,它生命的一大部分了。也許,我們永遠也無法走出《洞喻》當中的那個山洞,但也許,我們是否得到了真理並不是那麼重要,重要的是研究科學的歷程,以及科學帶給了人們更多的可預測感與可控制感吧!

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文章難易度
貓心
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心理作家。台大心理系學士、國北教心理與諮商所碩士。 寫作主題為「安全感」,藉由依附理論的實際應用,讓缺乏安全感的人,了解安全感構成的要素,進而找到具有安全感的對象,並學習建立具有安全感的對話。 對於安全感,許多人有一個想法:「安全感是自己給自己的。」但在實際上,安全感其實是透過成長過程中,從照顧者對自己敏感而支持的回應,逐漸內化而來的。 因此我認為,獲得安全感的兩個關鍵在於:找到相對而言具有安全感的伴侶,並透過能夠創造安全感的說話方式與對方互動,建立起一段具有安全感的關係。 個人專欄粉專: https://www.facebook.com/psydetective/ 個人攝影粉專: https://www.facebook.com/psyphotographer/

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