2.2 形成假说的思维方式在线视频

同学们好

我叫罗志强

来自中南大学基础医学院

在这一讲里面

我们将和大家一起讨论

形成假说的思维方法

那么什么是假说

我们在上一讲里面

我们已经和大家讨论了

假说是根据一定的科学事实

和科学理论

对你研究的问题

提出的假定性的说明

或者是试探性的解释

那么假说是科学研究的第一步

那我们如何去提出假说

首先让我们一起来看

假说形成的基础

要提出一个假说

你首先得建立在

客观的事实的基础上面

然后针对这些事实

进行科学的想象和推理

我们的假说提出来以后

应当能够解释过去的

我们已知的所有的现象

当然

新的假说的提出

必须要突破传统的思维

否则我们就没有创新

那么假说的提出是需要创新的

因为创新的假说是创新研究的开始

下面我们来举一个例

这张图是

纵坐标表示的是某一个国家

人均诺贝尔奖获奖人数

横坐标

它是指的是某一个国家人均

巧克力的消费情况

从这个图上面我们就可以发现

巧克力吃得多的国家

人均诺贝尔奖获奖人数也增多

两者之间存在着良好的正相关

那这么一个研究告诉我们什么

它告诉我们

我们一个国家

诺贝尔奖获奖人数的多少

除了其它的我们已知的方面以外

也许与我们的饮食结构可能有关系

那么换句话说

我们的饮食结构也许

会影响我们的思维方式

当然在这里是巧克力

这篇文章也发表得非常好

是在新英格兰医学杂志上面

2012年发表的

但是也有人说凭什么是巧克力

为什么不是其它

所以第二年又有人开始研究

它分析了人均牛奶的消费情况

与一个国家的诺贝尔奖

获奖人数之间的关系

同样也存在着相关性

当然从某种意义上来说

它的创新性就比不过巧克力了

因为你在证明的是

还是饮食问题

所以它的论文的发表

那就到不了新英格兰医学杂志

这么好的期刊上面来了

好了

既然我们知道了创新的假说

非常重要

那么我们该如何去形成创新的假说

我们说从思维方式来说的话

第一比较分类

它根据来比较对象之间的差异

对它进行分类

最典型的是血型的发现

在发现血型之前

人们对大出血进行救治的话

进行输血是非常盲目的

就发现有些人输血成功

有些人输血失败了

成功和失败大概的比率50%左右

那为什么有些人死了

有些人活了

那有人可能说这是运气

其实不见得

那么奥地利有位病理学家

叫做兰德斯塔纳

他对这个问题的思考

他就在想是不是人与人之间的血液

有不同的类型

相同类型之间可以输血

而不同类型之间就不能出血

所以它就把血液分为不同的类型

当然要对它进行验证的话

它做了一个非常简单的实验

他们实验室里面有六位不同的人

那么他把他们的血分别抽出来

交叉混合

把他的血液

把他的血清

和他的红细胞进行交叉混合

混合的结果我们可以发现

你比如说这个人与这个人之间

他们出现了反应

而与这个人之间就没有反应

那么这么一个研究

它就证明了

的确人与人之间的血液

可以分为不同的类型

由此掀开了血型发现的新篇章

那么他1930年获得诺贝尔奖

作为假说形成的第二种思维方式

就是归纳推理

归纳推理就是从特殊情况

上升到一般规律

怎么去进行归纳推理

我们分别有

求同 求异共变 剩余有不同的思维方式

那下面我们首先来说求同

什么叫求同

求同就是根据两个事物之间

发生的一致性

如果这两个事情总是同时发生

那么就意味着它们之间

可能存在着某种关系

那么我们来说

比如说

在胃黏膜标本上面

发现了有细菌的存在

如果它重复100例

在100例里面

我们可以看到它55%的胃炎患者

77%的胃溃患者

100%十二指肠溃疡它都存在着细菌

那么这么一种不知名的细菌的存在

它是不是引起溃疡

因为它同时存在

我们常常提示它有可能发生

所以我们要做的事情

那就是分离这么一种细菌

分离到细菌以后

然后再进行动物实验

观察它是不是能够引起溃疡病

但是很遗憾的是动物实验没有成功

所以当时同样的这么一个研究人员

叫做马歇尔

它自己就开始自愿地进行人体实验

在这个人体实验以后

他就发现

他把这个细菌吃下去以后

就引起了溃疡的发生

那么就证实了这个细菌是引起胃炎

胃溃疡的重要的原因

由此他们获得了2005年的诺贝尔奖

根据这么一种个别情况

然后上升到一般规律

这个我们刚才讲了这叫归纳

那么在这个获奖人里面

有一位叫做沃伦

他当时在说

当时他提出来胃里面有细菌

没有人相信他

而且这个细菌会引起胃炎胃溃疡

他说当时世界上面没人相信他

但是只有一个人相信他

支持他

是他度过了当初最艰难的岁月

那么这个人是谁

就是他的夫人

所以从这么一个过滤

我们能不能够再次进行归纳

要获得诺贝尔奖

你先得找一位好夫人

或者是好先生

当然这么一个归纳稍微高了一点

我们可以用另外一种方式

说要取得成功的话

好夫人好先生还是非常重要的

那么在谈到求同的时候

我们特别要注意求同的同

不论是表面上面的同

比如说我们这里有个例子

某一个人第一天晚上读书两小时

喝绿茶失眠

第二天晚上读书两小时

喝红茶失眠

第三一个晚上

读书两小时喝咖啡

失眠

如果我们要来求同的话

那我们就会发现它失眠的原因是什么

可能我们会归结于晚上读书两小时

但是这是表面的

它的实际上面绿茶红茶咖啡

它里面都有兴奋剂

它都能够使我们兴奋

是我们失眠的关键

所以我们说在求同的时候

我们不能把表面上的求同

要更注意深层次上面的求同

当然第二种方法

求异

什么叫求异

根据两个事物之间的差异来进行

我们来看看

在1988年

我们国家有一个城市甲肝暴发流行

有35万人发生了甲肝

那么经过研究发现

得肝炎的和不得肝炎的人

它们的主要的差别在于

是否生食了毛蚶

这就提示毛蚶的生食

可能是甲肝病毒传染的重要的途径

这就是根据两者之间的求异

但是我们在求异的时候

我们也要注意

求异法

它获得了正确的结论的前提

是两者之间唯一的差别

这个与我们做实验就是差不多

我们做研究的时候

我们设了对照组实验组

我们要求对照组实验组一模一样

唯一不同的是加了被试因素

所以人们进行求异的时候

要其它情况相同

它的唯一的不同

就是我们要研究的那个因素那才行

第三求同求异法

你比如说有人发现

在肝癌的人群里面

乙肝的病毒的延续率很高

这是求同说明什么

说明肝癌可能与乙肝有关

另外又有人发现在非肝癌的人群里面

乙肝的病毒阳性率非常低

这两者之间的差异就说明

肝癌的发生也与乙肝有关系

那么这么一种求同求异放到一起

进一步的告诉我们

肝癌的确可能与乙肝相关

那么第四 共变

什么叫共变

当某一个现象发生变化的时候

另外一个现象也发生相应的量的变化

那么实际上这是求同的一个特例

两个东西同时存在

现在我们再加上一个量

量 加 量增加

液 亮跟着相应的增加

我们来看一个图

还是以毛蚶为例

我们可以发现

在这个图上面我们可以看到

在某一个时间段

毛蚶的使用量增加的时候

经过一定的潜伏期以后

甲肝的发生率也相应的变化

我们再来看另外一个图

这是指的是在市场上面反应停

的销售与短肢畸形秘密之间的关系

它们之间也有这么一种相关

反应停销售增多的时候

一定的潜伏期以后

这么一种短肢畸形发生也相应增加

那么这么一种

一个量变化

另外一个量相应变化的时候

我们说它们之间提示存在着某种关联

注意在这里面都有一个潜伏期

你比如说

当某一个地方饮水中

氟的含量比较高的话

那么它的氟骨症的发病率也相应增加

那么我们就可以推测

饮水中的氟的增加

可能是氟骨症发生的原因

在实验过程中

其实我们也是控制其它因素不变

人为的改变实验被试因素的强度

我们观察它对效应的影响

实际上这也是一种共变法

第五 剩余

什么叫剩余

就是在一组复合现象里面

我们把已知的因素去掉

剩余部分可能是复合因素里面的

剩余部分的原因

你比如说我们谈到的这个乙酰胆碱

作用于内皮细胞

它可以引起内皮细胞

释放某种扩血管物质

引起血管扩张

那么这么一种扩血管物质

到底是已知的还是未知的

我们并不知道

在这个研究的过程中

我们如果使用

把已知的扩血管物质的阻断剂

把它分别加进去

看看对乙酰胆碱所引起的内皮细胞

这种扩血管物质效应还是不是存在

我们研究发现

当我把已知的扩血管物质的

阻断剂用完了以后

乙酰胆碱作用于内皮细胞

依然引起平滑肌血管的扩张

这意味着什么

这就意味着乙酰胆碱作用于内皮细胞

释放了一种新的物质

这种新的物质我们称之为

内皮细胞舒张因子EDRF

当然这个EDRF的发现

是Furchgott RF

1998年获得诺贝尔奖这么一个新的成绩

第三演绎推理

所谓演绎推理

就从一般规律到特殊的情况

也就是用已知规律

来解释推论未知的事物

比如说

自然我们知道了

基因的DNA的碱基序列

我们就能够推断出来

它相应的控制的蛋白质的一级结构

如果我们知道了蛋白质的一级结构

我们就能够预测它的高级结构

知道了它的高级结构

我们又能够预测

它在细胞什么地方定位

这一系列的预测

都可以在软件里面实现

你比如说我们预知

某一个基因的碱基的序列

我们可以预测它的结构是这样

有几个跨膜的结构

然后用计算机软件去预测它大概

在细胞质膜的分布的可能性60%

内质网26%

在细胞核里面可能性最少不到5%

当我们预测完了以后

我们的实验当然就可以进行

来进一步的验证

把细胞核 细胞膜 细胞间 分别分出来

然后来做实验

我们可以发现膜上面很多

浆里面有一点

核里面完全没有

那么浆里面有一点可以理解

因为蛋白质就在细胞浆里面合成的

那么在形态学上面也可以看到

在膜上面主要分布

这就是根据一般规律来预测这个基因

所控制的蛋白质的结构 分布

最后得到证实

第四

类比推理

所谓类比推理就是从特殊推向特殊

我们根据两个事物之间有部分相同

从而推测它们两者之间其它的属性相同

你比如说

EDRF发现了以后

虽然我们知道它是个新的东西

但是我们并不知道它的本质是什么

无法对它进行直接的化学检测

后来Furchgott RF这个人

他做了一个比较

因为同时代还有人在研究

一氧化氮 NO

他们发现这两者之间有一些共同点

你比如说

半衰期都非常的短

都能够被相同的灭阻断剂所灭活

它们在引起血管扩张的时候

都有随即MPED*的增加

那么这一些就提示

也许EDRF的本质就是NO

那么在这么一个推测的时候

下面的事情就好办了

对它进行一系列的检测

最后证明EDRF就是NO

刚才谈到他因此

获得了1998年的诺贝尔奖

好了

我们这一讲就介绍这里

我们下次课再见

谢谢大家