我们所相信的很多事实都有一个有效期,好消息是我们可以看得到它的到来
当我祖父还在牙科学校读书时,他就知道人类细胞染色体的数目,但是这里却存在一个问题。
早在1912年的时候,生物学家就看到了人类细胞的细胞核,并且计算出人类染色体的数目为48,因此这一结论便自然而然地走进了我祖父的课堂。在1953年,杰出的细胞学家利奥·萨克斯(Leo Sachs)甚至说“人类拥有48条染色体,这已经是一个无可争辩的事实了”。
然而1956年,蒋有兴(Joe Hin Tjio)和阿尔伯特·莱文(Albert Levan)应用了新型观察细胞的技术。他们重复计算了多次,直到最终确信他们的结论是无误的。当他们公布最终的研究后,其他研究人员表示,他们也得到了同样的结论,但是认为他们自己肯定犯了错。蒋有兴和莱文的研究显示人类细胞只包含有46条染色体,这与原先的结论(人类细胞含有48条染色体)不同,事实证明,他们是正确的。
一直以来,科学都在向真理进发,了解科学的人都明白,科学就是通过不断改进人们已经接受了的知识来进步的。然而,这种进步有时会显得很混乱。吸烟就是一个例子,医生曾一度推荐人们吸烟,但现在吸烟有害健康是众所周知的了。食用肉类曾经被认为有益人体,然后被发现对人体有害,再然后人们又重新认为食肉对人体是有益的,但现在,肉类对人体的影响是见仁见智的了。除此之外,女性应该接受x光乳房检测的年龄在不断上升;人们曾经所认为正确的“地心说”也被证明是错误的。还有,我们现在都不敢确定红酒到底对人体有益还是有害。
事实证明,不断变化的噪音中也存在着某种秩序。从我所从事的科学计量学(科学的定量研究)中看,还是有一些好消息的:总体上看,真理的演变是有规律的,而且我们甚至可以确定真理的“变质”有多快。这意味着我们不必在这个真理不断变化的世界中惶恐不安。一部分我们曾经认为真理的事物最终会被推翻,但是了解这种真理演变的模式可以帮助我们确定哪些真理明显将要“变质”。
虽然随着新发现的出现和研究的重复,科学知识在不断更新,但是直到最近几年人们才开始研究这种改变速度到底有多快。特别是,以前没有人定量研究我们在某一时期的认识要经过多长时间会变成错误的,或者某一时期的真理要经过多长时间会被另一个相近的真理所取代。
在最早开始研究知识的演化的团队中,有一个团队是在法国巴黎的Pitié-Salpêtrière医院开展研究的。为了方便研究,蒂埃里·博纳德(Thierry Poynard)和他的同事选择专注于他们所从事的医学领域:肝硬化和肝炎。他们搜集了50多年内的将近500篇文章,并让一个专家团队来评鉴这些文章。每个专家都被问及以下问题:这些文章是否属实,是否已经过期,是否被反对过(Annals of Internal Medicine,vol 136,p 888)。
通过这种方式,博纳德和他的同事做了一张图表,展示了存在时间长短不同的一些“事实内容”的数量(请看图表)。他们得到了一个惊人发现:随着时间的推移,保持正确的文章数不断地减少。而且,通过寻找数量曲线与图标中的50%水平线的交点,我们还可以清楚的算出这些“事实”的“半衰期”:45年。
有效期
从本质上讲,信息可以被比作一种放射性元素。每过45年,就有一半关于肝炎和肝硬化的医学知识被淘汰。其实这个半衰期的比喻并不完全符合这种同名的放射性。一方面,被研究的时间范围使得我们很难确定这种衰变是否真的是指数型的。另一方面,成熟度不同的领域中,知识有着不同的半衰期。事实上,在医学从艺术转变为科学的过程中,这个半衰期也在不断的变化着。但无论如何,半衰期是考量知识淘汰速度的一种有用方式。
当然,就像我们不能分辨出哪一个放射性原子将要衰变一样,我们不能预测具体哪篇论文的观点将会被推翻,但是我们可以观察总体的趋势,并找出一个领域的知识随时间变化的规律。肝炎和肝硬化领域的知识半衰期几乎和外科领域知识的半衰期相同。早些时候,两个澳大利亚外科医生发现每过45年,外科领域一半的事实就会变成错误的(The Lancet,vol 350,p 1752)。
然而,让一个专家团把科学的所有领域中的已得结论来鉴定一遍是绝对不可能的。所以我们在提高快速理解科学的能力的同时,只能牺牲一些精准度。有一个简便的方法是看引用量的半衰期――而引用量正是学术界评价一篇文章是否有影响力的标准。
通过研究人们经过多长时间不再引用一篇文章,我们可以了解这篇文章准确性的衰变。不论这篇文章是否不再让人感兴趣,不再和新的研究有关系还是被新的研究结果推翻了,它都已经不再是科学论文中的一份子了,那么这段时间的长度就是该领域知识的半衰期。
用这种方法我们可以对很多科学领域的半衰期进行粗略的估计。比如,一项对《物理评论》杂志(该杂志是一系列对物理学家有重要意义的期刊)中所有文章的研究表明,物理学领域的知识半衰期大约是10年(arxiv.org/abs/physics/0407137)。不同的出版物种类也有着不同的半衰期。2008年,波士顿Simmons学院的Rong Tang研究了不同领域的出版书籍,发现物理学的半衰期比经济学长,而经济学的半衰期又比数学,哲学和历史学长。
这个结论和从杂志文章中所得的结论正好相反,杂志文章中的知识往往是艰难的科学研究的前沿领域,因而和社会科学相比,被推翻的速度更快。可能的原因是,物理科学领域的重复实验更快,反映结果也更直接,而社会科学则相反,而且数据还更混乱。
所以,鉴于影响半衰期的多种因素和用于衡量半衰期的不同方法,对不同领域的半衰期的区别下结论时必须小心谨慎。虽然如此,不同领域的知识有不同的半衰期,这个是可以确定的。这使得我们会产生这样的疑惑,是不是这种重新组织知识的途径能改变我们对这些用于探索世界的事实的理解方法。毕竟,确定某一领域的事实有较长的半衰期,会影响我们如何对待这些知识,和应该对哪一些知识保持警惕。
真理半衰期谱图
现在设想一下根据事实真理的衰变快慢将他们列成一张谱图。在最左端是那些变化很快的事实信息,他们在不断新陈代谢着。比如,昨天股市的收盘点数,或者对全球天气的预测。你可以说,这些领域的信息有着非常小的半衰期:他们保持正确的时间非常短,随时间的推移他们很快就会变成错误的信息。
在谱图的最右端,是那些变化非常慢甚至不变的知识,最典型的就是那些对于任何的实际情况都一如既往的事实。这些信息包括离散的事实,比如,地球有几个大洲;也包括成组的事实,比如,古希腊人在几何学领域得到的众多结论。
在谱图的中间部分,是那些在变化着,但变化速率并不快的事实信息。这些知识要经过好几年或者好几十年甚至上百年才会发生改变。我把这些处于谱图中间的知识称为“中观事实”,这些知识相对较小的变化速率意味着很多人不能够意识到他们的本质――知识短时间内正确,最终会失效。
营养学领域的知识就属于这种中观事实。例如,在美国,把肉类、乳制品、谷物、面包、水果、蔬菜作为四大必须的基本食物的观点已经被人们抛弃,现在人们的餐桌上出现了五大基本食品。在这两种观点之间,曾经有过一种不断被修改的食物金字塔理论。而且,我们对于是否应该吃富含油脂的食物,碳水化合物和其他很多东西的观点也在不断变化着。
另一类中观事实是关于如何照看小孩的知识。在这方面,每一代人都有着一系列不断变化着的事实或结论,比如小孩应该趴着睡觉还是应该仰躺着睡觉,再如孕妇吸烟或喝酒是否安全。
我们身边充满着中观事实,意识到他们的存在是很有用的。毕竟,关于人类对自然界中缓慢变化事物的认知能力的研究表明,我们经常忽略慢速渐进的变化。(后文“慢到视而不见”一节中有详细论述)
当然,这并不意味这所有的事实都将被推翻。比如,对于一项政府资助的旨在促进健康的研究,我们不能因为它是基于某个在渐渐失效的事实而取消研究――因噎废食是很愚蠢的行为。但如果这项研究所给出的结论或建议后来被证明是错误的,我们要有心理准备。
可喜的是,人们越来越理解这个特殊的真理了:很多医学院告知学生们每过五年,他们所学的知识中有一半将变成错误的,而且老师们并不知道这一半知识将是哪些。
还有一点值得庆幸的是,事实不会随意失效。尽管知识在不断地变化着,但它的变化存在着某种规律。如果意识到这一点我们在这个不断变化着的世界中会过得更好。
慢到视而不见
当英国经济学家约翰·梅纳德·凯恩斯(John Maynard Keynes)被问及他在货币政策方面为何转变立场时,他说了那句经典的――或许也是不足为信的――妙语:“当事实改变时,我改变了我的想法,那您呢,先生?”大部分情况下我们没有表现地像凯恩斯那样,特别是在事实变化非常缓慢的情形下。
人类知觉的一个不足之处以移动基线综合症而著称。这个术语是由位于加拿大温哥华市的不列颠哥伦比亚大学的海洋生物学家丹尼尔·泡利(Daniel Pauly)首创,它一开始是用来形容发生在鱼类数量的事情上的。当17世纪欧洲人开始在纽芬兰和科德角捕鱼的时候,这里的鱼类资源异常丰富,但是在不到200年的时间里,很多鱼类都消失了。这类事情怎么会被容忍发生呢?泡利认为,这是因为每一代的鱼类科学家在其职业生涯的早期,都把资源储量和种群构成作为基线,而且使用这个基线来衡量种群的改变。这导致的结果就是科学家所认为的基线在缓慢的移动,这就使得人们容忍了代际间缓慢发生的物种消失。
自从那时开始,这个术语就从人类代际扩展到了人的一生――特别是,扩展到了人类对环境中发生的缓慢变化视而不见。例如,在2009年,研究人员做了一个调查,他们调查生活在北英格兰地区的住民关于他们对过去20年间当地鸟类种群数量变化的感觉。他们的研究发现,超过三分之一的人口都没有注意到常见鸟类种群已经发生了改变(Conservation Letters,vol 2,p 93)。
研究的结论是,我们可能在一生中,持续对我们的个人知识设定新的基线。这种忽视缓慢变化的现象最终会导致生态灾难,或其他的一些灾难。
快到转瞬即逝
人们很容易错误认为,一些我们头脑中的事实是绝对的,特别是我们年轻时候在教科书中所学到的知识。在孩童时代,我喜欢研究恐龙,但是我却发现了一个我一直以来自认为完全正确的错误事实:它的名字叫雷龙(Brontosaurus)。
这种长有长脖子小头颅的四脚蜥臀目动物,但是实际上它的名字叫迷幻龙(Apatosaurus)。为什么呢?1978年,两位古生物学家注意到以前被用来区别雷龙的骨骼其实是另一种食草性恐龙的头骨,这种恐龙就是迷幻龙,而雷龙根本不存在。
自从那时起,科学家就一直促进这种恐龙名字的更正,而且它也开始广泛传播。尽管这样,雷龙神话依旧在很多流行书籍中横行其道――更不要说这还受到了那些忽视事实具有期限的人们的鼓励。
资料来源 New Scientist
责任编辑 李 辉
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本文作者萨缪尔·贝斯曼(Samuel Arbesman)是密苏里州堪萨斯市考夫曼基金会(the Ewing Marion Kauffman Foundation)的一名高级学者,同时也是哈佛大学的一名教员。本文摘自他的著作《事实也有半衰期》,该书由Current/Penguin公司于今年出版。