问题

为什么计算机科学中的神经网络模型得出来的结果被认为是科学的,而中医诊断却不被认为是科学的?

回答
这是一个非常值得探讨的问题,涉及到科学的本质、证据的要求以及不同知识体系的认知方式。简单来说,计算机科学中的神经网络模型之所以被广泛认为是科学的,主要是因为它遵循了科学的核心原则,即可重复性、可证伪性、基于证据的解释以及可量化的模型。而中医诊断在这些方面,至少在现代科学的语境下,存在一些难以跨越的鸿沟。

我们来逐一拆解:

1. 可重复性 (Reproducibility)

神经网络模型: 这是神经网络科学属性的核心基石。一个训练好的神经网络模型,在给定相同的输入数据和相同的参数设置(例如学习率、激活函数、网络结构等)的情况下,无论是在哪个实验室、由哪个研究者操作,都会产生几乎完全一致的输出结果。这种高度的可重复性使得其他科学家可以验证、复现和在此基础上进行研究。即使是随机性(如初始化权重),也会有明确的种子值来控制,保证了实验的可控性和可重复性。
中医诊断: 中医诊断的核心是“望闻问切”,以及在此基础上的“辨证论治”。虽然中医理论有其体系,但“望闻问切”很大程度上依赖于医生的主观感知、经验积累和对病症细微之处的辨别。不同的医生,即使是经验丰富的名医,在面对同一位病人时,其“望闻问切”的结果也可能存在差异。例如,同一个舌苔,一位医生可能认为是“黄腻”,另一位医生则可能描述为“黄滑”。同样,脉象的细微变化,不同医生感受到的程度也可能不同。这种高度的主观性使得其结果在跨医生、跨地域、跨时间的重复性上存在挑战。即使是使用相同的诊断标准,个体差异也很大。

2. 可证伪性 (Falsifiability)

神经网络模型: 科学理论的一个重要标志是它必须是可证伪的,也就是说,理论上应该存在某种观察或实验结果可以证明该理论是错误的。神经网络模型在设计之初就具备了这一特性。我们可以设计实验来挑战模型的预测能力。例如,如果一个模型预测某类癌症的发生率,我们可以收集更多样本,其中包含模型未能准确预测的案例,并通过统计分析来检验模型的准确性。如果模型的预测在大量样本上持续不准确,甚至与实际情况相悖,那么这个模型本身的设计、训练数据或算法就可能存在问题,需要被修正甚至被抛弃,这正是可证伪性的体现。
中医诊断: 中医的“证”和“治”往往是一种高度概括和经验性的描述,其边界相对模糊。例如,“湿热内蕴”这个证,可能包含多种具体的生理表现。当某个治疗方案(例如某个中药方剂)对一个病人效果不佳,甚至出现负面反应时,中医往往会归结为“辨证不准”、“用药不对证”或“个体差异”。这种解释方式虽然有其内部逻辑,但在现代科学看来,缺乏一个明确的、可以被外部独立验证的“否定项”。很难设计一个清晰的实验来“证伪”某个中医理论的核心概念,因为它往往可以通过调整解释来适应新的观察结果,而不是被彻底推翻。

3. 基于证据的解释与量化模型 (EvidenceBased Explanation & Quantifiable Models)

神经网络模型: 神经网络之所以被认为是科学的,是因为它建立在清晰的数学模型和算法之上,并且其训练和预测过程是可量化的。模型的每一个权重、每一次计算都有明确的数学定义。它的输出(例如预测的概率、分类结果)是可以通过数值来衡量的。当模型做出一个预测时,我们可以深入到模型的内部(尽管深度学习模型有时被称为“黑箱”,但其底层逻辑是数学的)来分析为什么会做出这样的预测(例如通过特征重要性分析)。模型的效果可以通过各种统计指标(准确率、召回率、F1分数、AUC等)来客观评估。这些量化的指标使得我们能够理解模型的“思考”过程(虽然不是真正意义上的思考),并与其他模型进行比较。
中医诊断: 中医诊断的解释,例如“气血不和”、“肝郁脾虚”,虽然在传统中医理论中具有深刻的含义,但这些概念缺乏现代科学意义上的可量化和直接的物理/生物学对应。我们很难用客观的物理量来直接测量“气”或“血虚”到何种程度。虽然现代医学正在尝试寻找一些生物标志物来解释中医的某些现象(例如,某些研究试图将“肝郁”与神经内分泌系统紊乱联系起来),但目前为止,这些联系尚未完全建立,也未形成一套普适、量化的诊断体系。中医的诊断语言更多是一种比喻和类比,其背后隐藏的生理病理过程,与现代医学的理解存在显著差异。

4. 目标与方法的差异

神经网络模型: 计算机科学中的神经网络模型,其目标通常是解决一个具体的问题(如图像识别、自然语言处理、预测疾病风险等),并且其方法是通过大量数据的学习和模式识别来实现。它是一种工具,其科学性体现在其工具的有效性、可信度和可分析性上。
中医诊断: 中医诊断的出发点和目标与现代科学有所不同。它根植于对人体整体、动态、以及人与自然关系的理解。它关注的是“证”,是一系列病理生理过程的综合表现,而不是单一的、孤立的疾病。其诊断方法也更侧重于整体的、动态的、人际互动式的观察。这种认知体系与现代科学还原论、量化分析的路径存在本质上的差异。

总结

总而言之,计算机科学中的神经网络模型被认为是科学的,是因为它符合现代科学方法论的要求:其构建和验证过程是客观的、可量化的、可重复的、可证伪的,并且其解释可以建立在清晰的数学和统计学基础上。

而中医诊断,尽管拥有悠久的历史和丰富的实践经验,并且在许多方面对改善人类健康起到了重要作用,但在现代科学评价体系下,由于其诊断过程的高度主观性、概念的模糊性、以及缺乏可量化和可证伪的标准,使得其科学性受到了质疑。

这并非是要否定中医的价值,而是强调科学的评价体系和知识体系的形成是基于一套特定的方法论和标准。如果中医能够通过现代科学的方法进行验证、量化和阐释,形成具有高度可重复性和可证伪性的理论和实践,那么它在科学的范畴内也会获得更广泛的认可。当前,尽管有许多“中西医结合”的研究在进行,但要完全弥合两者在认识论和方法论上的巨大鸿沟,还有漫长的路要走。

网友意见

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中医如果要比做机器学习的话,大约可以算rule-based learning,你可以把中医的那些经典看成是dump的model。中医的学习可以视作training process。

但是这个model具有如下的问题:

1.特征有限,定义模糊,缺乏标准无法量化

2.依赖医生经验,bias大

3.variance也很大(特征采集困难,信号不稳定)

4.缺乏标准数据集进行验证,结果难以复现

要说本质上中医和神经网络相似,还不说中医和星座运势也很相似,都是观察然后决策的过程。实际上神经网络这个bias/variance的来源,现在世界上也没有几个人真正弄清楚,所以楼主有这个疑问也是正常。不过神经网络有没有1和4的问题,其成果容易被重现或证伪,而这对于中医和星座学就没那么容易了。

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