作者saltlake (SaltLake)
看板Physics
标题[问题] 物理和医学实验的差别
时间Sat Sep 26 10:51:49 2020
做医学实验的时候，比方说新闻常提到的新药临床试验，我们必须
随机找足够数量的样本，并且在实验组以外设置对照组，然後进行
试验。试验数据经过统计分析之後，也只能宣称结果是统计显着的
，而且这结果是对母群体的平均估计，而不能对单一个体宣称结果
。也就是说，这试验结果只能说，平均而言，在某种统计信心水准
下，对母群体的平均结果有统计上的效果。至於随便从母体中找个
患者出来，新药不一定对该人有效。
可是我们做物理实验的时候，似乎就没这麽麻烦，而且结论似乎
更强，是根据试验结果宣称有因果关系。例如用实验验证牛顿第二
运动定律的时候，虽然我们会重复做一些量测并取平均值。但是我
们根据实验结果是宣称 F = m*a 普遍成立。
这两类实验的差别在哪里?
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1F：推 zealeliot: 医学针对每个生物体都有不同的状况，跟物理差不少。 09/26 11:13
2F：→ zealeliot: 但我记得F=ma在巨观实验的不确定度似乎极小? 09/26 11:13
3F：→ zealeliot: 或者说我们"相信"这个因果关系是成立的 09/26 11:14
4F：→ youzi1114: 可重复性差超多 09/26 11:16
运动试验似乎不会拿一堆样本做试验?
※ 编辑: saltlake (114.24.93.224 台湾), 09/26/2020 11:21:41
5F：推 wohtp: 你以为史上有只有你上课做的那组实验在验证f = ma吗… 09/26 12:34
6F：→ wohtp: 那我反问你好了，生医界应该没有任何人会怀疑「喝酒会醉」 09/26 12:38
7F：→ wohtp: 是因果关系。喝酒和服用新药差别在哪？ 09/26 12:38
8F：推 linbryan: 物理实验可isolate 实验条件.医学不行。 09/26 13:44
9F：→ andrew43: 随机误差在二者的程度很不同 09/26 16:25
10F：推 mystage: 医学是巨观的观测，里面不确定性很多。如果要以物理来比 09/27 00:50
11F：→ mystage: 喻，就是大气观测或多体相对运动。 09/27 00:50
12F：→ NoOneThere: 主要还是变因能控制的程度, 你实验室F=ma可以找两个质 09/27 04:27
13F：→ NoOneThere: 量一样的物体重复验证, 医学上你要怎麽找到两个先後天 09/27 04:27
14F：→ NoOneThere: 完全一样的人? 09/27 04:27
15F：→ NoOneThere: 另外物理实验一样只是给你统计关系, 不然做实验干嘛还 09/27 04:30
16F：→ NoOneThere: 要辛苦算误差传递? 越前端越难做的实验误差估越重要, 09/27 04:32
17F：→ NoOneThere: 会觉得F=ma不用管统计, 单纯只是过去样本已经太庞大 09/27 04:33
但这引起另个问题，物理实验一样也只给统计关系，那麽所谓的因果关系
到底怎麽回事? 还是因果关系其实只是主观信心?
牛顿运动定律，我们的认知是，在其先决条件成立下(低速而不到相对效
应)，对任何物体都成立。那麽我们用不同的汽车做实验也该成立。但这时要
找到两台完全一致的汽车可没那麽容易。如果用一列火车、一架飞机或一艘
轮船，则能找到完全一致者更不容易。
※ 编辑: saltlake (114.24.88.172 台湾), 09/27/2020 13:20:33
18F：推 Muscovy: 「实验规模差很多」哦, 不过我猜你可能会误会这句话. 09/27 13:26
19F：→ Muscovy: 套一句费曼的话, 「物理定律要满足所有的已知现象」. 09/27 13:26
20F：→ Muscovy: 所以其实人类每天都在做物理实验... 09/27 13:27
21F：→ Muscovy: 盖房子开飞机都算在牛顿力学里面, 你看实验规模差多少. 09/27 13:28
22F：→ wohtp: 实验的确只能证伪，不能证明。回到「喝酒会醉」的例子，除 09/27 23:14
23F：→ wohtp: 了给人喝酒看人醉以外，难道人类还做了什麽不同的事证明因 09/27 23:14
24F：→ wohtp: 果关系吗？没有嘛。 09/27 23:14
25F：→ wohtp: 只不过是一般的生医实验规模真的差太多罢了。高能物理没有 09/27 23:18
26F：→ wohtp: 五个sigma不敢发表，生医paper有两个sigma就真是祖上积德十 09/27 23:18
27F：→ wohtp: 八代啦。 09/27 23:18
28F：推 TuCH: 生医系统误差跟统计误差都太大 显着度也不够 09/28 03:13
29F：→ NoOneThere: 在实验室里会控制好变因把条件简化, 没人会拿汽车来做 09/28 05:32
30F：→ NoOneThere: F=ma实验, 只要控制质量的话, 找两个完全一致只有质量 09/28 05:34
31F：→ NoOneThere: 不同的砝码一点都不难 09/28 05:34
举利用整台车做实验是有明确目地的。
为了把一台汽车或甚至飞机的风阻等设计好，用整台汽车或者飞机去吹风洞，
是实务上真正发生的。虽说目的不是为了验证牛顿运动定律就是了。
32F：→ NoOneThere: 反观生医是研究无法简化的复杂系统, 这系统里还有诸多 09/28 05:38
33F：→ NoOneThere: 特性是未知或无法测量追踪的, 根本没办法像简单物理实 09/28 05:40
34F：→ NoOneThere: 验那样简化固定条件, 未知变因多当然系统误差也更大 09/28 05:42
复杂系统和假设的控制方程式含有随机性质，应该是两回事情。
难道描述复杂系统的理论耸用的控制方程式与边界条件就一定得置入随机变数?
35F：→ NoOneThere: 然後单一物理实验结论也不见得像你说的结论多强啦, 我 09/28 05:44
36F：→ NoOneThere: 大一普物实验用的烂空气轨, 做出来的F就不等於ma呀.. 09/28 05:45
37F：推 maplefff: 生医是预先假设有随机性，所以你实验做出来 09/28 11:13
38F：→ maplefff: 要考虑随机性造成试验结果的可能 09/28 11:13
39F：→ maplefff: 古典物理的预想是完全命定 09/28 11:13
40F：→ maplefff: Input多少，output没有随机性 09/28 11:13
上面这种说法暗示我们可以建构一个有随机性的古典物理模型? 例如把牛顿力学
的数学模型修改成纳入随机效应?
41F：→ maplefff: 有随机性也是从input的随机性产生 09/28 11:13
42F：→ maplefff: 所以结论的强度有差 09/28 11:13
43F：→ maplefff: 再例如高能物理和量子物理，其物理过程就包含内禀随机 09/28 11:13
44F：→ maplefff: 性，所以再做分析的时候跟生医一样 09/28 11:13
45F：→ maplefff: 只能做出在特定significance level的结论 09/28 11:13
46F：推 maplefff: 即使实验是理想完美的(无任何人为误差） 09/28 11:23
※ 编辑: saltlake (114.24.88.172 台湾), 09/28/2020 12:50:12
※ 编辑: saltlake (114.24.88.172 台湾), 09/28/2020 14:08:45
47F：→ NoOneThere: 复杂系统无法完全追踪, 所以只讨论巨观性质, 最典型的 09/28 19:35
48F：→ NoOneThere: 就统计力学呀... 09/28 19:36
49F：→ NoOneThere: 你前面说的车子实验测风阻也一样, 就是系统复杂度到一 09/28 19:39
50F：→ NoOneThere: 定以上就只能走统计, 流体力学一样就统计宏观特性, 根 09/28 19:40
51F：→ NoOneThere: 本没办法追每颗粒子的运动方程式, 这不就你说的随机性 09/28 19:40
52F：→ NoOneThere: 你随便从空气母体中抓个粒子出来, 多半根本不会完全照 09/28 19:43
53F：→ NoOneThere: 流体力学算出来的流线走 09/28 19:43
54F：推 chemmachine: 二类科系学问会互通，数学物理化学电机材料资工会互 09/28 22:55
55F：→ chemmachine: 通。 09/28 22:55
56F：→ chemmachine: 三类科系植物动物生物医学会互通。 09/28 22:55
57F：→ chemmachine: 一开始念觉得两边格格不入。念熟两边的也是可以部分 09/28 22:55
58F：→ chemmachine: 互通的。 09/28 22:55
59F：→ chemmachine: 比如说鱼的腮循环和冷气机原理互通。设计飞机和鸟流 09/28 22:55
60F：→ chemmachine: 形互通， 09/28 22:55
61F：→ chemmachine: 一类科系自己互通。 09/28 22:55
62F：→ chemmachine: 像英文的文法造字用到很多中文的转化假借造字，拟虚 09/28 22:55
63F：→ chemmachine: 为实， 09/28 22:55
64F：→ chemmachine: 隐喻等等，英文文法也是可以用演算法分析的。 09/28 22:55
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这个有甚麽文章或关键字可找吗?
65F：→ chemmachine: 生物演化也和社会学有关。 09/28 22:55
66F：→ chemmachine: 任何学问有相关性也有不相关性。 09/28 22:55
67F：推 chemmachine: 以人体来说，心血管是可以想成帮浦的运水系统，泌尿 09/28 22:58
68F：→ chemmachine: 系统想成过滤系统，有这样想法所以发明了人工心脏和 09/28 22:58
69F：→ chemmachine: 洗肾机。 09/28 22:58
70F：→ chemmachine: 当然只懂自己领域的就可以很强了。 09/28 22:58
71F：→ chemmachine: 不懂其他领域是非常ok的。 09/28 22:58
72F：推 bellas: 物体运动可简化忽略的东西比人体少多了啊 09/28 23:36
73F：→ bellas: 就假设一下 就从最简单来试试 试试就一直试一直试结果看起 09/28 23:48
74F：→ bellas: 来都误差很小 大学做做物理实验也不太有危险 只有大三的量 09/28 23:48
75F：→ bellas: 物有一个有危险 09/28 23:48
76F：→ bellas: 而且您举新药实验完全不是大一普物的等级 基本上算从牛顿 09/28 23:54
77F：→ bellas: 开始到现在 还没物理学家需要对人命负责 09/28 23:54
78F：→ bellas: 我知到有个Feynman 有为了那两颗原子弹内疚过 09/28 23:58
79F：→ bellas: 就常常教育从简而入常常造成现实世界就该如此简单的想法 09/29 00:07
80F：→ bellas: 光一个圆周率就花了上千年 09/29 00:07
※ 编辑: saltlake (114.24.86.148 台湾), 09/29/2020 07:20:50
81F：推 chemmachine: salt大，英文文法就是上次跟您讨论的 09/30 18:28
82F：→ chemmachine: google翻译 维基百科条目有。 09/30 18:28
83F：→ chemmachine: 假借就是一字多义，英文字一个字有两个以上意思就是 09/30 18:29
84F：→ chemmachine: 假借的"想法" 09/30 18:29
85F：→ chemmachine: 转化有拟虚为实，英文it is that...虚主词就是这种想 09/30 18:30
86F：→ chemmachine: 法 09/30 18:30
87F：→ chemmachine: 英文那段是我个人领悟 09/30 18:31
88F：推 chemmachine: 转注类似一字多义，英文的同义字就是 09/30 18:37
89F：推 chemmachine: 小弟念过一些医学系和数学系的课，刚好有点心得，供 09/30 18:39
90F：→ chemmachine: 教授大大做参考。 09/30 18:39
91F：→ chemmachine: 转注是多字一义 09/30 18:40
92F：→ chemmachine: 更正。 09/30 18:40
93F：推 chemmachine: 很多英文单字有引申暗示之意，比如discriminate 有判 09/30 18:51
94F：→ chemmachine: 别区别意思，因为区别，所以歧视，引申做歧视之意， 09/30 18:51
95F：→ chemmachine: 这个是张海潮教授讲到discrimination说的 09/30 18:51
96F：推 chemmachine: 还有很多单字皆是如此 09/30 18:53
97F：推 chemmachine: 英文有单字是形容词和同时副词的类似中文的转品 09/30 22:08
98F：推 Vulpix: 歧视字面上就只是分别看待而已。字面上来看的话，孔子因材 09/30 23:34
99F：→ Vulpix: 施教就是一种歧视，有教无类则没有歧视，贬低是歧视，同样 09/30 23:36
100F：→ Vulpix: 地羡慕、崇拜也是歧视。 09/30 23:37
101F：推 chemmachine: 推vulpix大深得我心 10/01 00:03
102F：→ psion: 因材施教是歧视? 真神人也 10/01 14:19
103F：→ wohtp: 中文的「歧视」和现代英文的「discriminate」都是负面的。 10/01 14:22
104F：→ wohtp: 要在英文里面找中性用法，你可能要往上回溯一两个世纪。 10/01 14:22
105F：→ wohtp: 这事儿就跟「罄竹难书」的竹子上是不是只能写坏事一样，只 10/01 14:24
106F：→ wohtp: 看字面是不对的。 10/01 14:25
107F：推 Vulpix: 我知道啊，所以我有加前提。有个if啦。 10/01 16:50
108F：→ Vulpix: 话说教育部不是说过罄竹难书只能看字面吗XDDDD 10/01 16:51
109F：→ Vulpix: 我讲得那麽夸张，只是想说「正歧视」也是一种歧视。 10/01 16:52
111F：→ rio23: 和现在看的科学哲学相关 10/12 18:44
112F：推 dimw: 一个越研究越简单 一个越研究越复杂 10/16 19:14
113F：→ dimw: 我看过有书说在以前也有段时间 因为物理学的研究方法太成功 10/16 19:22
114F：→ dimw: 也是有人想说能不能生物或人体也可以用这些研究方法得到什麽 10/16 19:23
115F：→ dimw: 生物学第一定律之类的 比方有个东西叫做幂次定律 当初发现 10/16 19:24
116F：→ dimw: 还想说这可不可以算 不过结果还是不行 因为例外太多 10/16 19:26
楼上是指下面的?
幂定律
https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%86%AA%E5%AE%9A%E5%BE%8B
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幂定律（英语：power law）是一种多项式关系。遵守这关系的多项式，会展现出标度不
变性（scale invariance）的性质。
....
※ 编辑: saltlake (114.24.93.167 台湾), 10/17/2020 00:28:45
117F：→ dimw: 不是那个 有个叫克莱柏定律 表示生物基础代谢率与体重的齿 10/17 09:24
118F：→ dimw: 3/4幂次成正比 10/17 09:26
119F：→ dimw: 有个字多打请忽略 10/17 09:26
120F：→ dimw: 这个定律可能就是类似欧姆定律那样 算是个经验式 10/17 09:34
121F：→ dimw: 总之你在这问题可以先想想 牛顿 热力学那些定律和一些经验 10/17 09:36
122F：→ dimw: 式的差别是什麽 10/17 09:36
123F：→ dimw: 还有普生最一开始也会说生物学在意的是emergent properties 10/17 09:39
124F：→ dimw: 而非某些不知道到底存不存在的深层的化约规则 10/17 09:40
不好意思，生止步於高中生物水准。关於上面提到的
紧急属性(emergent properties)等大学普生的概念，有甚麽入门书可以先得到
基本概念?
※ 编辑: saltlake (114.24.92.17 台湾), 10/17/2020 12:24:33
125F：→ dimw: google就有了 中文可能叫突现性质比较对 10/17 14:54
126F：→ dimw: 我知道这个词也是看了campbell 最前面那一章 10/17 14:55
127F：→ dimw: 不过只是要知道大概 yt上也就有影片了 10/17 14:56
128F：推 Gxxboator: 因为人与人之间的差异度比不同实验室的器具差异还要大 11/04 18:44