20. 那些“蒙”出来的科学发现

溯因推理：对未知科学规律的反向推理

本节将介绍一种复杂的因果配对方法，即“溯因推理”。先举一个例子：牛顿坐在苹果树下面，突然被苹果砸了脑袋，他就想：今天苹果落下，明天梨子落下，这林林总总的现象背后应该有个共通的东西。于是他想啊想，终于发现了万有引力定律。万有引力定律可以统一地解释各种力学现象——下至苹果落地，上至天体运动。这样的一个因果解释，和前文所讲的因果解释的差别在于：它所瞄向的解释，将落实为一些高度抽象的科学规律，而对于这些规律的表述，则将牵涉到一些很抽象的大词，比如说“力”“质量”“加速度”，等等。

那么，这些抽象的解释到底是怎么来的？这就需要“溯因推理”助上一臂之力了。

假设—演绎模型：大胆假设，小心求证

“溯因推理”究竟该怎么展开呢？一个很典型的具体操作方法，就是所谓的“假设—演绎模型”。对于它的一个通俗化表达，就是“大胆假设、小心求证”。下面，我就把“假设—演绎模型”展开的四个步骤和大家讲一讲。

假设：遵从“奥卡姆剃刀原则”

既然讲到“假设—演绎模型”，首先就要说“假设”是什么。这里说的假设，就是对于事物之间最抽象的因果联系的猜测。这个问题的答案或许会让大家非常吃惊，它的来源就是靠一个字，“猜”，或者换一个字，“蒙”。

大家说，既然第一步是“猜”，那这怎么就是一个有用的方法论呢？但“猜”不等于胡猜。猜也是有条件的，一个很重要的条件就是：猜的大方向不能太离谱，比如，那些明显不合理的猜测，就要被率先过滤掉。

那么，哪些猜测是明显不合理的呢？除了那些违背逻辑原则的猜测（如犯下自相矛盾、循环论证等错误的猜测），一个很重要的鉴别原则，就是“奥卡姆剃刀原则”，其内容是：“若非必要，请不要随意增加你的理论对象的数目”——换言之，你的理论模型、你的猜测模型应该尽量简单。

举一个例子：张三突然失踪了，这就有了两个假设，一个假设是有仇家把他绑架了，另外一种假设是外星人跑到地球，把张三捉去做样本了。虽然这两个假设都有可能是真的，但是你要把第二个迅速排除掉，因为第二个假设太复杂了，它带有一堆复杂的预设。这些预设包括：不但存在着地外生命，而且地外生命的智慧与行动力已经达到了可以飞到地球旅行的地步。这个假设要验证起来太复杂，而且我们现在没有任何切实的证据证明我们身边有外星人，所以从方法论角度看，你就要把这个假设排除掉。

再小结一下：在猜测过程中，除非为了应付某些特殊的复杂现象，而不得不把假设弄得复杂一点，我们提出的假设要尽量简单。

演绎：在证据和猜测之间搭一座桥

我们现在来说第二步，“演绎”。为何要有这一步？因为你只有猜还不行，要给证据。但是证据往往是一个具体的、感性的事情，而猜测往往是很抽象的。这就会倒逼你造一座桥，以便联系证据和猜测。这座桥就是由演绎来搭建的。“演绎”的意思就是：从假设的前提出发，推演出某些结果。

这些被演绎出来的结果要具备两方面的性质。第一个性质是，它100%是从前提当中所获得的。第二个是，这样的一个推论要对实验的验证有用。比如，我现在做一个假设：“地球是圆的”，而我从中演绎出来的推论就是：“因为地球是圆的，所以我从现在的西班牙出发，绕一圈再回来，就能够重新回到西班牙”。请注意，后面一句话虽然还没有执行，但是这句话本身是可以兑现为一个行动的，我们可以通过该行动来倒过来验证地球是不是圆的。

验证和比对：找到足够大的样本空间

假设—演绎模型的第三步是“验证”。验证这事，说很容易，做往往很难，比如在前面那个例子里面，你真要验证地球是圆的，就得真派一艘船从西班牙出发，然后再绕地球一圈航行回来，这可太辛苦了。除了这些劳作方面的辛苦之外，在概念层面上，你还得把验证的结果和你假设演绎出来的推论相互比对，看看实验结果是不是验证了它。比如，你真的回到西班牙了，就证明地球是圆的；如果你没有回到西班牙，跑到别的地方去了，就证明该假设或许是不对的。

大家说了，那原先的假设没得到验证，该怎么办呢？那你只能够做另外一个假设了，直到你发现一个正确的假设为止。所以，有时候我们要通过溯因推理找到一个正确的因果解释，是非常麻烦的。为什么科学家有时候做研究也是靠运气？如果你一开始就猜到一个正确的假设，下面的工作就一气呵成了。所以猜功还是很重要的。

另外一个需要注意的问题，就是在我们通过实验手段对假设进行验证的时候，一定要多做实验，不能因为看到一个正面的例子，就认为你的假设成立了；也不能够因为看到一个反例，就认为你的假设不成立——而是要做大量的实验，看看正面证据和反面证据的比例，并由此形成一个足够大的关于证据的样本空间。毫无疑问，做此类研究，是需要大量的时间、精力和财力的投入的。