01大脑会在在两个同时出现的事物间建立联系
大脑学习的本质,就是发现事物之间的相关性,并假设它代表了某种因果关系。
动物也是这么做的,有两个著名的实验——巴甫洛夫的狗和斯金纳的鸽子
俄国生理学家巴甫洛夫给狗喂食时,提前响铃,久而久之,狗在铃铛与食物间建立联系,铃铛一响,就直流口水。
美国心理学家斯金纳设计了一个实验箱,内壁上装有一个操纵杆,鸽子按压操纵杆,就会有食物掉落,久而久之,鸽子会在自己的按压行为与获取食物间建立联系。
和实验中的动物一样,古人发现,鸡打鸣和天亮总同时出现,于是说“雄鸡一唱天下白”。
现在我们用常识判断,鸡可没有能耐让天下白。
但要搞清楚地球自转决定昼夜节律是很晚的事了。
真正的因果关系是奢侈品。只有不断刨根问底,才能找到真相。
02人在探索世界的时候也是从相关性入手
尽管在现代社会,人类也是会从同时出现的两个现象入手,建立关系,来认识世界,举两个例子。
小儿麻痹症与冰淇淋
20世纪初,美国面临了小儿麻痹症的严重疫情。科学家在分析数据时,发现冰淇淋的销量与小儿麻痹症的发病率在时间上存在高度的一致性,于是推断出冰淇淋是导致小儿麻痹症的“元凶”。
这一推断引发了公众的恐慌,许多家长因此禁止孩子食用冰淇淋。
事实上,冰淇淋的销量与小儿麻痹症发病率出现同步变化只是偶然相关。夏天气温高,孩子们更喜欢吃冰淇淋,同时天热病毒也活跃,从而增加感染小儿麻痹症的风险。
虽然两者可能同时存在,但并不意味着它们之间有直接的因果联系。我们不应轻易地将相关性解读为因果关系。
下面这个案例也类似。
咖啡与癌症
在医学研究中,有人发现喝咖啡与某种癌症的发病率之间存在一种显著的相关性。
对大量癌症患者的样本群体进行调查,结果显示其中许多患者都有日常喝咖啡的习惯。
这一发现迅速引起了公众的恐慌,许多人开始避免饮用咖啡,担心这会增加他们患癌症的风险。
然而,深入的分析揭示了一个更为复杂的现实。虽然喝咖啡与癌症发病率之间存在相关性,但这并不意味着咖啡是导致癌症的直接原因。
事实上,那些经常需要熬夜、生活不规律或处于高压工作环境中的人群,往往更倾向于通过喝咖啡来提神或缓解压力。这些因素,如压力、熬夜和生活不规律,才是与患癌有关。因此,真正导致癌症风险增加的可能是这些生活方式因素,而不是咖啡本身。
这个案例同样提醒我们,仅仅因为两个现象同时出现,并不意味着它们之间存在直接的因果联系。
听完这两个例子,我们人类和巴甫洛夫的狗以及斯金纳的鸽子,是不是没有本质的区别。往往倾向于把同时出现的两个事物理解为因果关系。
针对前面两个例子,有一个方法可以验证,控制住其它变量,不让孩子吃冰淇淋,看小儿麻痹症的患病率是否会减少。同样的道理,控制住其它变量,减少咖啡的摄入量,看癌症的发病率是否会降低。
如果结果没有变化,就可以排除两者之间不是因果关系。
排除了相关关系不是因果关系,那我们要怎样找到因果关系呢?有一个重要的方法——寻找中介因子。我们还是通过例子来讲解。
03找到因果关系的重要手法——寻找中介因子
维生素C与坏血病
在大航海时代,坏血病是困扰船员们的严重疾病之一。
18世纪,苏格兰海军确实发现,定期给船员们服用柠檬可以显著降低坏血病的发病率。
由于成本考虑,海军决定将原先使用的西班牙柠檬替换为更便宜的西印度柠檬。
同时为了延长柠檬的保质期,防止在长时间的航海过程中变质,海军决定将柠檬榨成汁,并煮熟后再带上船。结果,坏血病大面积爆发。显然,柠檬并不是预防坏血病的原因。
直到20世纪人们才弄明白,真正对坏血病有预防作用的,是柠檬里的维生素C。而西印度柠檬的维生素C含量只有西班牙柠檬的四分之一。而且柠檬汁煮熟后,这些仅存的维生素C也被破坏掉了。
这个案例中,维生素C,就是中介因子。是吃柠檬导致了吃进维生素C,而吃了维生素C,又导致了预防坏血病。
再讲一个类似的案例。
酵母与啤酒
在古老的德国,有一个广泛流传的观点,女性比男性更适合酿制啤酒。这一观点在当时的社区中几乎成为了共识,人们深信不疑。许多家庭中的啤酒酿造工作都由女性来承担,而男性则更多地从事其他劳动。这种看似性别与酿酒技艺之间的紧密联系,实则隐藏了一个更为深层的秘密。
然而,随着科学的进步和研究的深入,人们开始逐渐发现,啤酒的美味并非完全取决于酿酒者的性别。事实上,啤酒的口感和品质主要受到酵母的影响。酵母是一种微小的生物,它能够在发酵过程中将糖分转化为酒精和二氧化碳,并产生各种风味物质。这些风味物质正是啤酒独特口感的关键所在。
研究人员发现,在当时的德国家庭中,女性通常负责制作面包。在面包制作过程中,女性会经常使用到酵母。因此,她们身上往往携带着大量的酵母。当她们开始酿造啤酒时,这些酵母就会自然而然地进入啤酒中,影响啤酒的发酵过程和口感。
这个案例中,酵母,就是中介因子。是女性做面包导致身上携带着酵母,而酵母进入啤酒,才使啤酒口感更好。
通过这两个案例的讲解,我们可以总结出什么叫中介因子?
简单说,就是由一个原因,导致第二个原因,而第二个原因,导致最终的结果。这第二个原因,就是中介因子。
换句话说,找到中介因子,是建立因果模型的关键。假如因果模型不能被反复验证,就可以考虑,是不是忽略了中介因素。
如果船员们找到了中介因子维生素C,把西班牙柠檬替换为新鲜蔬菜,也可以避免坏血病的伤害。这个过程持续了200年,才得到解决。
如今闻名全球的德国啤酒,那些搏得大奖的酿酒师,早已不是女性,而是掌握了中介因子酵母使用方法的男性。
结尾
总结一下,那些同出现的事物,往往只有相关性,人类和动物一样,似乎都有一种本能,在同时出现的现象间建立关联,其目的是更好的生存。即使在没有闹钟的年代,闻鸡起舞也未尝不可。但人类止步于此,何谈进步。
在危机四伏的自然世界里,刨根问底找到因果性是一件很奢侈的事情。毕竟因果性的建立是需要进行各种复杂测试的。
对巴甫洛夫的狗来说,它需要证明只要拨动铃铛、铃声响起,自己就会获得食物;它还需要证明如果自己把铃铛藏起来,没有铃声就必然没有食物;甚至还需要从更底层理解两者之间为何存在作用关系。
人是万物之灵,我们有更大的脑容量,而且进化出了负责理性思考的大脑皮层。
我们不能停留在只找到相关性的段位。相关性是动物都能找到的。我们是上帝的选民,理应找到事物间更深层次的因果关系。
即便真正的因果关系只存在于抽象的哲学层面,只要我们不断追问,我们将越来越逼近它。
科学的探索精神不就是这样吗?