作者saltlake (SaltLake)
看板Physics
標題[問題] 物理和醫學實驗的差別
時間Sat Sep 26 10:51:49 2020
做醫學實驗的時候，比方說新聞常提到的新藥臨床試驗，我們必須
隨機找足夠數量的樣本，並且在實驗組以外設置對照組，然後進行
試驗。試驗數據經過統計分析之後，也只能宣稱結果是統計顯著的
，而且這結果是對母群體的平均估計，而不能對單一個體宣稱結果
。也就是說，這試驗結果只能說，平均而言，在某種統計信心水準
下，對母群體的平均結果有統計上的效果。至於隨便從母體中找個
患者出來，新藥不一定對該人有效。
可是我們做物理實驗的時候，似乎就沒這麼麻煩，而且結論似乎
更強，是根據試驗結果宣稱有因果關係。例如用實驗驗證牛頓第二
運動定律的時候，雖然我們會重複做一些量測並取平均值。但是我
們根據實驗結果是宣稱 F = m*a 普遍成立。
這兩類實驗的差別在哪裡?
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1F：推 zealeliot: 醫學針對每個生物體都有不同的狀況，跟物理差不少。 09/26 11:13
2F：→ zealeliot: 但我記得F=ma在巨觀實驗的不確定度似乎極小? 09/26 11:13
3F：→ zealeliot: 或者說我們"相信"這個因果關係是成立的 09/26 11:14
4F：→ youzi1114: 可重複性差超多 09/26 11:16
運動試驗似乎不會拿一堆樣本做試驗?
※ 編輯: saltlake (114.24.93.224 臺灣), 09/26/2020 11:21:41
5F：推 wohtp: 你以為史上有只有你上課做的那組實驗在驗證f = ma嗎… 09/26 12:34
6F：→ wohtp: 那我反問你好了，生醫界應該沒有任何人會懷疑「喝酒會醉」 09/26 12:38
7F：→ wohtp: 是因果關係。喝酒和服用新藥差別在哪？ 09/26 12:38
8F：推 linbryan: 物理實驗可isolate 實驗條件.醫學不行。 09/26 13:44
9F：→ andrew43: 隨機誤差在二者的程度很不同 09/26 16:25
10F：推 mystage: 醫學是巨觀的觀測，裡面不確定性很多。如果要以物理來比 09/27 00:50
11F：→ mystage: 喻，就是大氣觀測或多體相對運動。 09/27 00:50
12F：→ NoOneThere: 主要還是變因能控制的程度, 你實驗室F=ma可以找兩個質 09/27 04:27
13F：→ NoOneThere: 量一樣的物體重複驗證, 醫學上你要怎麼找到兩個先後天 09/27 04:27
14F：→ NoOneThere: 完全一樣的人? 09/27 04:27
15F：→ NoOneThere: 另外物理實驗一樣只是給你統計關係, 不然做實驗幹嘛還 09/27 04:30
16F：→ NoOneThere: 要辛苦算誤差傳遞? 越前端越難做的實驗誤差估越重要, 09/27 04:32
17F：→ NoOneThere: 會覺得F=ma不用管統計, 單純只是過去樣本已經太龐大 09/27 04:33
但這引起另個問題，物理實驗一樣也只給統計關係，那麼所謂的因果關係
到底怎麼回事? 還是因果關係其實只是主觀信心?
牛頓運動定律，我們的認知是，在其先決條件成立下(低速而不到相對效
應)，對任何物體都成立。那麼我們用不同的汽車做實驗也該成立。但這時要
找到兩臺完全一致的汽車可沒那麼容易。如果用一列火車、一架飛機或一艘
輪船，則能找到完全一致者更不容易。
※ 編輯: saltlake (114.24.88.172 臺灣), 09/27/2020 13:20:33
18F：推 Muscovy: 「實驗規模差很多」哦, 不過我猜你可能會誤會這句話. 09/27 13:26
19F：→ Muscovy: 套一句費曼的話, 「物理定律要滿足所有的已知現象」. 09/27 13:26
20F：→ Muscovy: 所以其實人類每天都在做物理實驗... 09/27 13:27
21F：→ Muscovy: 蓋房子開飛機都算在牛頓力學裡面, 你看實驗規模差多少. 09/27 13:28
22F：→ wohtp: 實驗的確只能證偽，不能證明。回到「喝酒會醉」的例子，除 09/27 23:14
23F：→ wohtp: 了給人喝酒看人醉以外，難道人類還做了什麼不同的事證明因 09/27 23:14
24F：→ wohtp: 果關係嗎？沒有嘛。 09/27 23:14
25F：→ wohtp: 只不過是一般的生醫實驗規模真的差太多罷了。高能物理沒有 09/27 23:18
26F：→ wohtp: 五個sigma不敢發表，生醫paper有兩個sigma就真是祖上積德十 09/27 23:18
27F：→ wohtp: 八代啦。 09/27 23:18
28F：推 TuCH: 生醫系統誤差跟統計誤差都太大 顯著度也不夠 09/28 03:13
29F：→ NoOneThere: 在實驗室裡會控制好變因把條件簡化, 沒人會拿汽車來做 09/28 05:32
30F：→ NoOneThere: F=ma實驗, 只要控制質量的話, 找兩個完全一致只有質量 09/28 05:34
31F：→ NoOneThere: 不同的砝碼一點都不難 09/28 05:34
舉利用整臺車做實驗是有明確目地的。
為了把一臺汽車或甚至飛機的風阻等設計好，用整臺汽車或者飛機去吹風洞，
是實務上真正發生的。雖說目的不是為了驗證牛頓運動定律就是了。
32F：→ NoOneThere: 反觀生醫是研究無法簡化的複雜系統, 這系統裡還有諸多 09/28 05:38
33F：→ NoOneThere: 特性是未知或無法測量追蹤的, 根本沒辦法像簡單物理實 09/28 05:40
34F：→ NoOneThere: 驗那樣簡化固定條件, 未知變因多當然系統誤差也更大 09/28 05:42
複雜系統和假設的控制方程式含有隨機性質，應該是兩回事情。
難道描述複雜系統的理論聳用的控制方程式與邊界條件就一定得置入隨機變數?
35F：→ NoOneThere: 然後單一物理實驗結論也不見得像你說的結論多強啦, 我 09/28 05:44
36F：→ NoOneThere: 大一普物實驗用的爛空氣軌, 做出來的F就不等於ma呀.. 09/28 05:45
37F：推 maplefff: 生醫是預先假設有隨機性，所以你實驗做出來 09/28 11:13
38F：→ maplefff: 要考慮隨機性造成試驗結果的可能 09/28 11:13
39F：→ maplefff: 古典物理的預想是完全命定 09/28 11:13
40F：→ maplefff: Input多少，output沒有隨機性 09/28 11:13
上面這種說法暗示我們可以建構一個有隨機性的古典物理模型? 例如把牛頓力學
的數學模型修改成納入隨機效應?
41F：→ maplefff: 有隨機性也是從input的隨機性產生 09/28 11:13
42F：→ maplefff: 所以結論的強度有差 09/28 11:13
43F：→ maplefff: 再例如高能物理和量子物理，其物理過程就包含內稟隨機 09/28 11:13
44F：→ maplefff: 性，所以再做分析的時候跟生醫一樣 09/28 11:13
45F：→ maplefff: 只能做出在特定significance level的結論 09/28 11:13
46F：推 maplefff: 即使實驗是理想完美的(無任何人為誤差） 09/28 11:23
※ 編輯: saltlake (114.24.88.172 臺灣), 09/28/2020 12:50:12
※ 編輯: saltlake (114.24.88.172 臺灣), 09/28/2020 14:08:45
47F：→ NoOneThere: 複雜系統無法完全追蹤, 所以只討論巨觀性質, 最典型的 09/28 19:35
48F：→ NoOneThere: 就統計力學呀... 09/28 19:36
49F：→ NoOneThere: 你前面說的車子實驗測風阻也一樣, 就是系統複雜度到一 09/28 19:39
50F：→ NoOneThere: 定以上就只能走統計, 流體力學一樣就統計宏觀特性, 根 09/28 19:40
51F：→ NoOneThere: 本沒辦法追每顆粒子的運動方程式, 這不就你說的隨機性 09/28 19:40
52F：→ NoOneThere: 你隨便從空氣母體中抓個粒子出來, 多半根本不會完全照 09/28 19:43
53F：→ NoOneThere: 流體力學算出來的流線走 09/28 19:43
54F：推 chemmachine: 二類科系學問會互通，數學物理化學電機材料資工會互 09/28 22:55
55F：→ chemmachine: 通。 09/28 22:55
56F：→ chemmachine: 三類科系植物動物生物醫學會互通。 09/28 22:55
57F：→ chemmachine: 一開始念覺得兩邊格格不入。念熟兩邊的也是可以部分 09/28 22:55
58F：→ chemmachine: 互通的。 09/28 22:55
59F：→ chemmachine: 比如說魚的腮循環和冷氣機原理互通。設計飛機和鳥流 09/28 22:55
60F：→ chemmachine: 形互通， 09/28 22:55
61F：→ chemmachine: 一類科系自己互通。 09/28 22:55
62F：→ chemmachine: 像英文的文法造字用到很多中文的轉化假借造字，擬虛 09/28 22:55
63F：→ chemmachine: 為實， 09/28 22:55
64F：→ chemmachine: 隱喻等等，英文文法也是可以用演算法分析的。 09/28 22:55
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這個有甚麼文章或關鍵字可找嗎?
65F：→ chemmachine: 生物演化也和社會學有關。 09/28 22:55
66F：→ chemmachine: 任何學問有相關性也有不相關性。 09/28 22:55
67F：推 chemmachine: 以人體來說，心血管是可以想成幫浦的運水系統，泌尿 09/28 22:58
68F：→ chemmachine: 系統想成過濾系統，有這樣想法所以發明了人工心臟和 09/28 22:58
69F：→ chemmachine: 洗腎機。 09/28 22:58
70F：→ chemmachine: 當然只懂自己領域的就可以很強了。 09/28 22:58
71F：→ chemmachine: 不懂其他領域是非常ok的。 09/28 22:58
72F：推 bellas: 物體運動可簡化忽略的東西比人體少多了啊 09/28 23:36
73F：→ bellas: 就假設一下 就從最簡單來試試 試試就一直試一直試結果看起 09/28 23:48
74F：→ bellas: 來都誤差很小 大學做做物理實驗也不太有危險 只有大三的量 09/28 23:48
75F：→ bellas: 物有一個有危險 09/28 23:48
76F：→ bellas: 而且您舉新藥實驗完全不是大一普物的等級 基本上算從牛頓 09/28 23:54
77F：→ bellas: 開始到現在 還沒物理學家需要對人命負責 09/28 23:54
78F：→ bellas: 我知到有個Feynman 有為了那兩顆原子彈內疚過 09/28 23:58
79F：→ bellas: 就常常教育從簡而入常常造成現實世界就該如此簡單的想法 09/29 00:07
80F：→ bellas: 光一個圓周率就花了上千年 09/29 00:07
※ 編輯: saltlake (114.24.86.148 臺灣), 09/29/2020 07:20:50
81F：推 chemmachine: salt大，英文文法就是上次跟您討論的 09/30 18:28
82F：→ chemmachine: google翻譯 維基百科條目有。 09/30 18:28
83F：→ chemmachine: 假借就是一字多義，英文字一個字有兩個以上意思就是 09/30 18:29
84F：→ chemmachine: 假借的"想法" 09/30 18:29
85F：→ chemmachine: 轉化有擬虛為實，英文it is that...虛主詞就是這種想 09/30 18:30
86F：→ chemmachine: 法 09/30 18:30
87F：→ chemmachine: 英文那段是我個人領悟 09/30 18:31
88F：推 chemmachine: 轉注類似一字多義，英文的同義字就是 09/30 18:37
89F：推 chemmachine: 小弟念過一些醫學系和數學系的課，剛好有点心得，供 09/30 18:39
90F：→ chemmachine: 教授大大做參考。 09/30 18:39
91F：→ chemmachine: 轉注是多字一義 09/30 18:40
92F：→ chemmachine: 更正。 09/30 18:40
93F：推 chemmachine: 很多英文單字有引申暗示之意，比如discriminate 有判 09/30 18:51
94F：→ chemmachine: 別區別意思，因為區別，所以歧視，引申做歧視之意， 09/30 18:51
95F：→ chemmachine: 這個是張海潮教授講到discrimination說的 09/30 18:51
96F：推 chemmachine: 還有很多單字皆是如此 09/30 18:53
97F：推 chemmachine: 英文有單字是形容詞和同時副詞的類似中文的轉品 09/30 22:08
98F：推 Vulpix: 歧視字面上就只是分別看待而已。字面上來看的話，孔子因材 09/30 23:34
99F：→ Vulpix: 施教就是一種歧視，有教無類則沒有歧視，貶低是歧視，同樣 09/30 23:36
100F：→ Vulpix: 地羨慕、崇拜也是歧視。 09/30 23:37
101F：推 chemmachine: 推vulpix大深得我心 10/01 00:03
102F：→ psion: 因材施教是歧視? 真神人也 10/01 14:19
103F：→ wohtp: 中文的「歧視」和現代英文的「discriminate」都是負面的。 10/01 14:22
104F：→ wohtp: 要在英文裡面找中性用法，你可能要往上回溯一兩個世紀。 10/01 14:22
105F：→ wohtp: 這事兒就跟「罄竹難書」的竹子上是不是只能寫壞事一樣，只 10/01 14:24
106F：→ wohtp: 看字面是不對的。 10/01 14:25
107F：推 Vulpix: 我知道啊，所以我有加前提。有個if啦。 10/01 16:50
108F：→ Vulpix: 話說教育部不是說過罄竹難書只能看字面嗎XDDDD 10/01 16:51
109F：→ Vulpix: 我講得那麼誇張，只是想說「正歧視」也是一種歧視。 10/01 16:52
111F：→ rio23: 和現在看的科學哲學相關 10/12 18:44
112F：推 dimw: 一個越研究越簡單 一個越研究越複雜 10/16 19:14
113F：→ dimw: 我看過有書說在以前也有段時間 因為物理學的研究方法太成功 10/16 19:22
114F：→ dimw: 也是有人想說能不能生物或人體也可以用這些研究方法得到什麼 10/16 19:23
115F：→ dimw: 生物學第一定律之類的 比方有個東西叫做冪次定律 當初發現 10/16 19:24
116F：→ dimw: 還想說這可不可以算 不過結果還是不行 因為例外太多 10/16 19:26
樓上是指下面的?
冪定律
https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%86%AA%E5%AE%9A%E5%BE%8B
維基百科，自由的百科全書
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冪定律（英語：power law）是一種多項式關係。遵守這關係的多項式，會展現出標度不
變性（scale invariance）的性質。
....
※ 編輯: saltlake (114.24.93.167 臺灣), 10/17/2020 00:28:45
117F：→ dimw: 不是那個 有個叫克萊柏定律 表示生物基礎代謝率與體重的齒 10/17 09:24
118F：→ dimw: 3/4冪次成正比 10/17 09:26
119F：→ dimw: 有個字多打請忽略 10/17 09:26
120F：→ dimw: 這個定律可能就是類似歐姆定律那樣 算是個經驗式 10/17 09:34
121F：→ dimw: 總之你在這問題可以先想想 牛頓 熱力學那些定律和一些經驗 10/17 09:36
122F：→ dimw: 式的差別是什麼 10/17 09:36
123F：→ dimw: 還有普生最一開始也會說生物學在意的是emergent properties 10/17 09:39
124F：→ dimw: 而非某些不知道到底存不存在的深層的化約規則 10/17 09:40
不好意思，生止步於高中生物水準。關於上面提到的
緊急屬性(emergent properties)等大學普生的概念，有甚麼入門書可以先得到
基本概念?
※ 編輯: saltlake (114.24.92.17 臺灣), 10/17/2020 12:24:33
125F：→ dimw: google就有了 中文可能叫突現性質比較對 10/17 14:54
126F：→ dimw: 我知道這個詞也是看了campbell 最前面那一章 10/17 14:55
127F：→ dimw: 不過只是要知道大概 yt上也就有影片了 10/17 14:56
128F：推 Gxxboator: 因為人與人之間的差異度比不同實驗室的器具差異還要大 11/04 18:44