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科学是怎么让争论变成共识的

2012年的暑假,我在学校图书馆第一次读了《对伪心理学说不》这本书,此后,就开始持续地向同学亲友推荐它,包括我的导师。可是,尽管我热情无私地想要分享自己被启蒙的经历,但是收到的反馈却很少。我多年反思,是什么东西阻碍了两个朋友之间,在心灵层面去做更多交流。一个原因可能是这本书名字取得不好,一说到“心理”这个词,大家联想最多的都是“阴险”、“变态”这些消极词汇,而“心理”和“科学”这两个词一同出现的场景,很少见到。另外,即使朋友看了,也容易被书中的心理学术语给吓住,还没有领会到,我其实是在推荐科学方法论的本意,就放弃了。这样,大多数人就无法理解,我在利用这套方法去认识世界和处理问题的时候,是可以得到快乐和满足的。当然,让每一个朋友都去读这本书是不合适的,毕竟它不是一般意义的“科普”,它是200多页的高密度精神食粮,阅读它会占用不少的精力和时间。

由于这本书把心理学和科学融合在一起,容易让读者忽视科学这条主线,所以,我打算把书中的科学部分抽离出来,结合本土经验,用更生动的语言来介绍科学的方法。于是,带着作者是怎么分享知识这个问题,我又一次打开它。不过很快,在读完第2章可证伪性之后,我发现又错了,用一篇文章是不可能超越它的。除了剥离心理学去介绍之外,我想到的几乎所有细节它都做好了。更不用说作者在分享的时候,始终使用的温柔语气,让人感到被理解,被尊重,像一位和蔼的老师,不愿放弃班里一个学生。

总而言之,这篇文章就变成了《对伪心理学说不》的书评或推荐语,它的原名是”How to Think Straight about Psychology”。

这本书的一个主要论点是,心理学是一门科学。与传统的数学、物理、化学这些学科不一样,心理学作为一门科学,不是自明的。所以,这本书在论证过程中,用了大量的内容和事例,去介绍什么是科学,以及科学的方法和原则。也就是说,这本书意外地成为了一本科学哲学的入门书。

为什么要讨论科学的界定呢?从社会角度来看,主要是由于两方面的缺失,一是学校不教,二是学生的确也不懂。当前的科学教育,有时更像是把一个不会游泳的人扔进大海里,让他自己去摸索怎么浮上来。在科学主宰着人们衣食住行 生老病死的社会,这有时会让人窒息,以为科学不久就要主宰一切,乃至所有的思想。对此,这本书第1章首先就对科学的研究范围做了界定,指明科学只研究可验证,可重复,可解决的问题。它的目标是创造公共知识,那些几乎为所有人接受的认识,比如地球是圆的,三角形的内角和等于180度。而对于个人或特殊的思想理论,它不愿涉及,也更不用说控制了。

其中,有两种典型问题,科学是不愿讨论的,一种是不可证伪的,一种是本质主义的。

这本书的第2章举了一个例子,来说明什么是不可证伪的。书中写到,

举例来说,大家还不知道,我已经发现有一种大脑机制在控制行为,你很快就会在随处可见的八卦杂志上看到这个发现。我发现在大脑左半球的语言区附近住着两个小精灵,它们有能力控制大脑许多区域中的电化学过程。而且长话短说,它们基本上控制了一切事情。但是,有一个问题阻止我们看到它们,那就是小精灵有能力发现任何对大脑的侵入(外科手术、X光等),一旦察觉到外界的探测,它们就会消失(我忘记说了,它们具备隐身能力)。

举完例子,作者马上就坦诚,

豪无疑问,我在这里是用一个更适合小学生的例子来侮辱你的智慧。很明显这个例子是我捏造的,但我对小精灵的假设永远无法被证实是错误的。

现实中,一些骗子在推广自己的药丸或治病手段时,经常把治好的病例作为支持自己的证据,没治好的病例当作天命已定。他们使用的技巧就是不可证伪性,而这却是科学家极力避免的。总之,可证伪性是科学最主要的一个性质,它甚至与理论的真实性无关。比如,三角形的内角和等于180度 是可证伪的。因为我们可以通过找出一个内角和不等于180度的三角形来否定它。(在非欧几何中,这样的三角形的确是存在的。关于欧式几何和非欧几何的讨论,已经是另一个范式转移的问题了。)

此外,科学避免回答本质主义的问题,比如生命是什么,思考是什么?书中的第3章举了图灵测试来说明,即研究 计算机是否有思考能力 这个问题。图灵测试的核心技巧是,把本质性的问题转换成可操作的问题。下面介绍一种简单的图灵测试,测试题是这样的

  1. 这件外套装不进背包里,因为它太小了。请问“它”指的是“这件外套”还是“背包”?
  2. 这件外套装不进背包里,因为它太大了。请问“它”指的是“这件外套”还是“背包”?

这种测试在语言学中叫指代消解,来自Winograd Schema Challenge。WSC 的工作者收集了成百上千个这样的问题,让最先进的计算机来挑战,但目前还没有一台计算机能全部答对。而对于普通人,回答这些问题只需要使用简单的常识,甚至每个人都可以动手写出类似的测试题。于是,科学家虽然无法回答思考到底是什么,但是通过这个图灵测试,科学家可以有信心回答,计算机目前是无法模拟人类思考的。

最后要强调的是,科学中的共识并不全是静止的。书中第2章也提到,从地球是平的,到地球是球体,再到地球是不规则球体,每一个理论模型,对于不同层面的社会生活都是有意义的。这隐藏着另一个科学哲学的概念,范式转移。简单地说,就是关于某种理论的共识改变或升级了。这种现象出现的根本原因在于,对于一些很困难的问题,科学家只能提供一个模型或者猜想,去尽可能地符合已有观察。比如生物学的一个问题,左右脑交叉控制身体两侧是如何形成的?下面会给2个答案。

第1个是灵魂版的,因为上帝在创造人的时候,需要给身体注入灵魂。如果左脑控制左侧身体,右脑控制右侧身体,那么身体的结构就变成了平行状态,即“||”,这样一副身体就需要注入2个灵魂。但是如果是交叉控制,那么身体的结构就变成了“X”状态,这样一副身体就只需要注入1个灵魂。所以,为了节约灵魂,上帝选择了交叉控制的方案。

第2个是进化论版的,因为交叉控制提高了身体的对称性。我们首先假设,大脑是平行控制身体的。那么,在身体发育阶段,如果右颅腔受伤了,右脑的发育就会受影响,同样右边身体的发育就变得迟缓。而同时,左边的大脑和身体没有受伤正常发育,最后就导致,左右侧的身体和大脑变得一大一小,不对称。与此相对,交叉控制能抑制半脑损伤造成的不对称,因为右脑控制着左颅腔的生长,按照这样,如果右脑发育迟缓了,那么左脑的发育空间也会受限,于是两边的差距就不会扩大。进一步,在自然界中,身体对称的物种存活率更高。因而经过不断地演化,交叉控制的物种对称性更高,更容易繁殖存活,所以就生存了下来。

对于交叉控制的这两个答案,第2个模型会更受科学偏好,因为它更符合已有的理论,即进化论,这意味着它可以有更多的证据来支撑。这就像在法庭上判决一个人是否有盗窃行为。这个盗窃行为是无法通过回到过去的发生现场来确认的。法官只能通过已有的证据去推断盗窃行为是否真实发生,最后在庭审中达成共识,作出判决。科学也一样,随着新证据的加入,许多理论模型也会变化修改,在科学界中形成新的共识。

本文的目的就是为了让大家明白,科学的方法远比具体的科学内容更简单易懂。还有就是,科学研究其实是有很多人文价值和借鉴意义的。在人们出现争论的时候,如果想避免无休止的争吵或冲突,达成共识,那么在争论中就应该想一想科学是怎么做的。这一方面是因为科学处理实证问题十分高效;另一方面,对于困难的问题,人类或许就是无能为力,只能回避。

最后,本文无法展现科学哲学的所有细节,感兴趣的读者可以去阅读书中的每一章,从里面了解更多的技巧。

从一到无穷

有一个问题一直困扰着我,接受过严格数学训练的人,会有什么不同?是什么样的认识让他们与众不同?现在,我大概有些了解了,是无穷,是牵涉三大数学危机的无限与可得。

第一次数学危机起于公元前,讨论的问题是,什么是数,根号2是一个数吗?如果数狭义地表示自然数1、2、3,及其比例1/3、2/3,那么根号2不是一个数。我们无法找到一个点,用自然数或者它们的比例,来表示根号2。利用自然数的奇偶性,很容易证明这一点。从先知的视角看,构成有理数的自然数和自然比,只是数的一部分。如果数指的是无理数或者实数,那么根号2就是一个数了。这一次危机让人们开始重新考虑,数的定义。

古人之所以把根号2这样的数叫做无理数,是因为它是不可计算的,无法和有理数一样,用基本的加减乘除演算下去。他们感到不可理解。直到19世纪下半叶,康托尔创立了集合论,发明了无穷可数序列这一技巧,一切才开始变得清晰起来。

最基本的无穷可数序列是自然数,其次是奇偶数。如下面表示, A: 1, 2, 3, 4, ... B: 2, 4, 6, 8, ... C: 1, 3, 5, 7, ... 所有无穷可数序列都可以这样排列下去,并且和基本的自然数一一对应上,就像数数一样。由此引发了第一个无穷“悖论”,序列B、C和序列A 具有相同的大小。可是,自然数是包括了奇偶数的。在有限情况下,10以内的自然数明显多于10以内的偶数。但是在无限情况下,通过排列比对,无穷大以内的自然数却是等同于无穷大以内的偶数。这个反直觉的结论有多种可能性,也许是结论错了,也许是大脑天生就不适应无穷的存在。之后,花了一代人的时间,人们才完全接受了它,把自然数的存在,作为无穷公理。

无穷可数序列的核心是自然数和一一对应。如果再加上收敛性,那么它就变成了无穷可数的收敛序列。这种极限收敛性,是在第二次数学危机中,为解决微积分的无穷小问题而产生的。它本质是数0。 A: 1, 2, 3, 4, ... O: 0, 0, 0, 0, ... D: ½, ¼, 1/8, 1/16, ... 序列A的末端是无穷大,序列O的末端是0,序列D的末端是无穷小。序列D是最简单的收敛序列,它收敛到0。如果在平面坐标图上画出来,序列D是无限逼近序列O的。由于这种内在联系,微积分有时也叫无穷小分析。

到现在,无理数的大门已经踏进了,因为无理数就是一条无穷可数的收敛序列。比如根号2, A: 1, 2, 3, 4, ... E: 3/2, 17/12, 577/408, 665857/470832, ... F: 9/4, 289/144, 332929/166464, 443365544449/221682772224, ... G: 2, 2, 2, 2, ... H: ¼, 1/144, 1/166464, 1/221682772224, ... 通过比对,序列F是收敛于2的,或者说序列F减去序列G,得到了一条类似于序列D的无穷小序列H,即 序列F – 2 = 0。又由于序列E的平方等于序列F,所以序列E收敛到的极限不是其他,就是根号2。

为什么序列E是收敛的?这由它的生成算法保证, y = 1/x + x/2, 其中y是x的后继。其本质上是求解方程 f(x) = x * x – 2 = 0. 让g(x)=2x表示f(x)的导数,再利用一阶泰勒展开 f(y) = f(x) + g(x)(y-x) = 0, 最后通过归约,得到上述算法。这种算法收敛速度很快,在数值分析中叫切线法,在最优化中叫牛顿法。因为生成算法的公式只包含加减乘除基本运算,所以只要第一个数是有理数,所有的后继数都是有理数。这就是数学归纳原理,可数性的本义。

上面的构造不是偶然,所有的无理数都可以表示成一条有理数序列。也因此,受过严格数学训练的人,眼中的数不再是一个点,而是一条线。这应该就是最大的不同。

她的名

假如爸爸和妈妈同时掉入水中,你会先救谁?

这也许是一个容易的问题。因为按照女士优先的文化传统,大多数人都会先救妈妈。至少在周围的朋友当中,都是有这样风度和觉悟的人。不过,这还不是今天讨论的难题。

在此,我先引用国家统计局2010年第六次人口普查数据,讨论一下年龄和性别的关系。其中数据显示,在70岁之前,男女比例总是大于1的,而在70岁之后,男女比例开始逆转,直到90岁降到0.5。这意味着在90岁老人中,每300人就有200个是女性。所以,我们能得到一个结论,女人比男人长寿。这是一个整体描述,虽然并不是每一个女人都一定要比男人活得更长,但这不妨碍我们概括地说,女人比男人长寿。这里的女人和男人分别代表两个6亿群体。之所以举这个例子,是想告诉大家,下面会有许多类似描述,如果你感到不适了,可以回头来看看。

现在回到所谓的难题,它是这样的,假如爸爸和妈妈没有相遇结理,你能想象自己现在会是什么样吗?回答这个问题显然更复杂,不能在对和错中二选其一。但现在你只需记住,思考这个问题时的第一感觉。

我之所以产生这个疑问,是一次过年在家和爸爸闲聊,谈到结婚问题的时候,他若有所思,跟我讨论了一些过去相亲的往事。比如遇见过什么样的女人,喜欢什么样的,最后又怎么和妈妈走到了一起。可能我阅读理解没做好,期间一直心惊胆颤,幸亏这么多机缘巧合,爸爸和妈妈走到了一起,要不,我现在就不能活在世上了。不过害怕归害怕,没过多久,我又开始幻想起来,假如爸爸找了另一个妈妈,作为孩子的我,会是一番什么模样?更快更高更强?

直到有一天看见一篇女权主义的介绍,我突然发现之前想法不对,妈妈呢?妈妈怎么办,我怎么成了爸爸独有的孩子,不是妈妈的孩子了?为什么第一幻想不是妈妈找了另一个爸爸,走向某二代的生活?此时我才意识到,自己有严重的父权思想,内心深处,是以父为先的。为此,我需要忏悔,有如犯下重罪,开始反思我怎么变成了这种人?

于是,我开始审视自己的童年。我从小生活在我家,爸爸的家,爷爷的家。我出生后,爸爸按家族辈分给我取了一个名字,后面因不甚满意,加上家族其他叔伯也没照规矩取名,所以就给我改了,变成现在的样子。好在当时太小,除了在户口本能看到一些痕迹,我脑袋里是找不出一丝记忆,有幸避免成为了双面人?然后到了小学,印象较深刻的是,夏天晚上一家人陪我做题,拍蚊子。之后上了中学,因家里变故,我就和爷爷奶奶生活了,和父母在一起的比例越来越少。只记得妈妈还帮我买过些衣服,有一件棕色棉衣,又厚又重。这些从小到大,在家里的玩耍生活,构成了我的童年记忆。孩童时光,也就成了我想象力的第一源泉。所以,让我想象另外一个自己的时候,他自然也生活在同一个家。

如果童年记忆是我们难以磨灭的认知根底,那又是什么原因导致这种养育不均呢?即使父母平等地赋予了孩子的生命,为什么沿着社会发展,孩子多是成为父亲的遗传?哪些因素造成了现在的局面?

回溯一下早期人类历史,也曾出现过母系氏族部落,那是女性占有生育优势的年代。不过物竞天择,男性体壮力强,善收割打猎掠食夺物,在养育方面形成了优势。依靠这些物质优势,男性一统社会,慢慢地形成了父系氏族。这是历史演化的结果,而社会也越来越强化这种文化,比如利用族姓制度。

姓名无疑是个人最重要的符号。如果有人问你是谁?那姓名一定是最有力的回答。对于大多数人来说,姓氏来自于父亲,这样伴随一生的姓名,无时无刻地在宣告着,你是父亲的孩子,你是父族的人。人们即使对你一无所知,但也能知道你是哪家人。在一些村里,姓氏甚至是能瞬间分辨敌友的信号。姓名的重要性,对于个人来说,无可置疑。而且,这种权利被男性垄断了。而在海外,欧美日这些人权国家更是严重,他们还保持着妻随夫姓的文化传统,不知道国外的女权主义者是否有在意过这点权利。

男权主义懂得用什么巩固自己的城堡,依靠物质和文化,而两者又分别塑造了人的身体和精神。

也许有人意识到,从家族角度,这样的社会是否最有效最公正呢?它保证了家庭文化的传承,构造了绵延千百年的族谱。它提供了养育子女的五谷,而且负责了孩子的文化知识言传。

如果真是这样,现代社会就更残酷了。因为城市化推进,大家族多被切成小家庭结构。一个家庭,尤其是一个独生子女家庭,家族文化如何传承下去呢?社会还接受不了因为女方提供了同等的经济和教育资源,孩子的姓氏就能抛硬币决定,正面随父,反面随母。到最后是否意味着,独生女一方的家庭文化将面临消失?

总之,在父权文化的基础下,孩子更像父亲的财产,子辈传承也多来自父族。一个孩子并不能公平划分为母亲和父亲的一半。这种意识甚至于基因植入,经过数千年筛选。此时,只要再看一眼人口普查中0-4岁的婴幼儿男女比例,120比100,就更有体会了。

更严重的是,即使现在意识到对母亲的不公,愿意去继承母亲的名号,但由于母亲的姓氏也是传自外公,这意味着我继承的也只是另一个父族姓氏而已。由此可见,族姓是一条绝路,是一条单行道,世上没有一个族姓是由女性传承下来的,哪怕只有三代。如此看来,社会简直是造就了一种完美的文化封锁,将族姓权力完全封印在男性手中,从人类文化初始,延传千年。

社会织就了一幅文化制度的网,用道德规范圈住人们的行为,有如元指令一样操作着机器运转。唯有依靠一些努力和运气,才能挖出其中的潜意识,看清一点人和人之间的联系。而这一切只为回答,我是谁?我从哪里来?

Lost Girls

Whom would you save first, if your father and mother has fallen into the water all together?

It looks easy. Most of people would save their mother first, as the saying goes, ladies first. At least, my gentle and enlightened friends must do it. But it is not yet the problem about which I am talking next.

First, let's look at the relations between age and gender at tabulation on the 2010 population census of the people's republic of China. As the tabulation show, the sex ratio is always above 1 before age 70, but the ratio drops below 1 after that and has been reduced to 0.5 at 90 years old. It suggests that there are almost 200 women among every 300 90-years-old people. So we can say, women live longer than men. This is a description on population. It dose not suggest that every woman must live a longer life than every man. Statistically, the words “women” and “men” refer to two groups of millions people respectively. These words are to be reread by someone gets confused in the next. There are many similar description in this article.

Now let's go back to the earlier question. How would your life be if your parents had not met and got married with each other? Could you imagine this world? It is complicated, we cannot answer it with yes or no. But you need to remember the first idea when you think.

This question came out to my mind a few years ago. I stayed home for a holiday during Chinese New Year. After dinner, my father talked with me about marriage at the living room, and just we two. He told me his love stories in the past, how many girls he met and how he met my mother finally. Maybe I missed the point, I had been very nervous at the story time. A voice in my head said “How lucky it was, if father had not met mother, I could never exist in the world.” But funny ideas overwhelmed my head soon. I imagined a new world, where my father had got married with another mother. Moreover I would be faster, higher and stronger.

Not until I read a article on female rights did I feel uncomfortable. Where was my mother in that world? It was unfair. Why did I not imagine that my mother had married to another father, who is rich and powerful, and l would live like a prince. So I realized that it was not mother first but father first in my subconscious. It is unfair. Guilty overwhelmed me again. I should say sorry to mum for my unfair imagination and have to figure out how it came to my mind.

Therefore, I started reviewing my childhood, my beginning. I born and lived in a house, it was the house of my father and grandfather. My father picked 3 Chinese words for my name. First one was family name and came from father, the second was chose from the genealogy and the third means wealthy. Although the second word of all my uncles' name are the same, they didn't name their children according on the genealogy at all. So my father also broke the rule and changed my second after a year. Finally it became my full name. I had no memory of my previous name, since I was too young at that time.

And then, I grew up and went to the primary school. I remember that my parents and my older sister stayed with me when I was doing my homework in the evening, under yellow light from the roof, with short clap of killing bugs. Happy hour was short. Unfortunately, They left home when I went to the middle school, there were only my grandparents and me left in the house. They would not come back home until Spring Festival. I remember that my mum bought me a brown coat in a winter. It was thick and heavy. Consequently, the memory of my house became the source of my thought. That is why the imaginary guy would almost lived in the same house.

If childhood memories are the root of our mind and inerasable, it would be unfair that most of the memories come from father family. Although mother and father make a baby equally at the beginning, the child will only become father family's property after grow up. Why? How does it happen?

At the early age of human history, matriarchy had been dominant. Because women had breeding superiority, and a man didn't know which child was his descendant, or even whether a baby had blood relation with a male. But with evolution, men became stronger, they were good at hunting and fighting. Consequently men's superior in collecting goods and protecting descendants brought about a revolution. The human society changed, patriarchy became dominant. Moreover, the men reinforce their powers in culture and consciousness over the years. And one of these is family name.

A name is the most important symbol for a person. If someone asks who you are, the best answer must be your name. Most people's family name come from their fathers. As a result, your name, stayed with you all the time, is always to tell others you are the descendant of your father and father family. A stranger may know nothing about you, but he or she would know from which family you come as soon as he gets your name. In the countryside, a family name may even indicate whether a person is a enemy or not. Naming right is one of the most important human rights. But in some countries, a woman still changes to her husband's name after marriage. Whether do women lived in those developed area, Europe, American, Japan care about their naming right?

Patriarchy reinforces its wall with goods and culture. And these two forge a person's body and spirit respectively. Someone may argue that it is the most efficient and just way to nurture families in society. The father family is responsible for nurturing children. They not only collect grains and meats for descendants, but also teach them knowledge and skill. The system secures the inheritance of family history and has made a lot of family trees all over the world.

If this is the meaning of human, many families would live hard in modern society. With urbanization, more and more families are divided into small one. How can a family pass down its history, if it only has daughters? It is not accepted by most of people that children's name can come after mother family. Even a mother family supplies half of economical and educational resource, it cannot get a chance. Therefore, are all single-daughter families doomed to die?

In patriarchy, children are properties of father, they inherit more thing from their father family. We cannot separate a child into two equal parts, one for father, one for mother. This conscious has been implanted into human gene over thousands of years. As a consequence, the sex ratio on or below 4 years old has became 120 to 100 in China, according to the previous tabulation. Shockingly, how do those girls lost in the world?

What can I do? I know it is unfair for mother. I am willing to inherit mother's name, but her family name also came from grandfather. So I would only inherit another father family name. As you can see, family name is a one-way street. There is not a family name which is passed down by female. Family name seem to be a culture blockade, the right is only open to male. And it has been lasting for thousands of years, from the beginning of civilization.

The society weaves a net of culture, people act under its moral rules. Those rules like the meta-commands to run a machine. Only with efforts and luck, one is able to dig out a little subconscious beneath the surface and make clear relations between people. And all I do is to answer the questions, what is I? where am I from?

  1. Tabulation on the 2010 population census of the people's republic of China. http://www.stats.gov.cn/tjsj/pcsj/rkpc/6rp/indexch.htm.