Логические ошибки, которые совершают учёные

"Чистота" эксперимента

Ложная аналогия, предвзятость подтверждения, ошибка подтверждения следствием — в эти логические ловушки могут попасть не только простые смертные, но и опытные учёные.

Один норвежский учёный решил изучить логические ошибки, совершаемые своими коллегами — учёными, выясняющими механизмы когнитивного поведения. Нашего норвежского разоблачителя зовут Эспен Соберг, а работает он на кафедре наук о поведении в Университетском колледже Осло и Акерсхуса. Его весьма занятное исследование говорит нам о том, насколько велики шансы человека попасть в логическую ловушку. Причём чем выше ставки, тем серьёзнее возможные ошибки.

Не беда, если мы ошибёмся, решая задачу о критянах-лжецах. А вот когда ошибки в логике рассуждений допускают учёные, исследующие когнитивные функции и психические расстройства, последствия могут быть самыми серьёзными — например, вся человеческая картина мира окажется неверной.

В своей работе Соберг изучал ошибки, допускаемые в исследованиях с использованием модельных организмов. Вы наверняка не раз слышали об экспериментах с участием лабораторных мышек, шимпанзе, лягушек и мух-дрозофил. Это одни из самых широко известных модельных животных, но наравне с ними можно упомянуть и цыплят, и кальмаров, и кошек (если мы говорим о животном мире), и рис, и кукурузу и лук репчатый (если мы говорим о растительном мире), и сальмонеллу, и кишечную палочку (если мы говорим о бактериях).

Модельными они называются именно потому, что их используют в качестве моделей для изучения свойств, явлений и процессов живой природы.

Например, на мухах-дрозофиллах удобно ставить генетические эксперименты — их быстрое размножение позволяет достаточно быстро делать выводы о наследственных изменениях, изучать генотип и фенотип.

Что до человека, то он не является модельным организмом в широком смысле. Однако применительно к нейрофизиологическим исследованиям у нас есть большое преимущество перед другими живыми существами. Благодаря способности к самоанализу человек может рассказывать о своих ощущениях, а потому может быть одновременно и объектом, и субъектом исследования.

А вот при помощи мышей и крыс изучается целый спектр психических заболеваний — тревожность, синдром дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ), аутизм, депрессия, шизофрения.

Немного логики: подтверждение следствием

Теперь давайте вспомним, что представляют собой логические ошибки. Это умозаключения, основанные на неверных логических рассуждениях. Ошибки закрадываются в рассуждения либо когда аргументация неверна, либо когда предметом доказательства служат объекты, не тождественные тем, о которых делается вывод.

Одна из распространённых логических ошибок — подтверждение консеквента или подтверждение следствием. Посмотрите на это утверждение:

1. Если А верно, то Б верно. 2. Б верно.  3. Следовательно, А верно.

На первый взгляд, здесь трудно найти ошибку, но попробуем подставить на места букв осмысленные посылки и вывод:

1.Если сегодня будет тепло, я пойду купаться. 2. Я иду купаться. 3. Стало быть, сегодня тепло.

1. Если Библия истинна, то Иерусалим — настоящий город. 2. Иерусалим — настоящий город. 3. Поэтому Библия истинна.

Скорее всего, вам приходилось сталкиваться с людьми, которые используют схожие доводы. Может, вы и сами так рассуждали, не задумываясь о том, что ваш вывод нелогичен. Такое рассуждение и называется подтверждением следствием. Эта логическая ошибка состоит в том, что истинность следствия заявления используется для подтверждения истинности самого заявления.

Всё ради доказательства гипотезы

Ошибка подтверждения следствием связана с неосознанным стремлением человека, который стремится что-то доказать, найти подтверждение своей гипотезы. Многие учёные берутся за эксперименты, предполагая, что их экспериментальная парадигма — законное продолжение гипотезы. Естественно, при таких условиях результаты используются для подтверждения уже существующих убеждений.

Например, у нас есть такая гипотеза: пациенты с биполярным расстройством имеют сниженные когнитивные способности. При тестировании мы измеряем скорость их реакций. Мы можем попасть в ошибочную линию рассуждений: «Если у людей с биполярным расстройством снижена скорость когнитивных процессов, то в ходе опыта они покажут замедленные реакции. Мы наблюдаем замедленные реакции, следовательно, у людей с биполярным расстройством снижена скорость когнитивных процессов».

Однако мы не можем с уверенностью сказать, что это действительно так. Результат, конечно, предполагает такую возможность, однако пациенты могли демонстрировать более медленные реакции по целому ряду причин. И пока мы не собрали доказательную базу, которая указывает на связь вывода и гипотезы, и не рассмотрели все причины, которые могли заставить их реагировать медленнее, нельзя с уверенностью утверждать, что гипотеза подтвердилась.

Карл Поппер утверждал, что гипотезы не могут быть подтверждены, а только фальсифицированы: мы не можем заключить с абсолютной уверенностью, что утверждение верно, но можно сделать вывод, что оно неверно. Классический примером является «гипотеза белого лебедя»: даже если мы наблюдали только белых лебедей, мы не можем с уверенностью утверждать, что «все лебеди — белые». Но если мы увидим хотя бы одного чёрного лебедя, то сможем признать это утверждение неверным.

Существуют исследования, посвящённые тому, как люди воспринимают поведение младенцев разного пола. Одним участникам эксперимента сказали, что плачущий ребёнок — мальчик, а другим — что это девочка. Большая часть первой группы восприняла реакцию «мальчика» как гнев, а «девочки» — как испуг (впоследствии дети, сталкиваясь с ожиданиями взрослых, сами начинают интерпретировать свои эмоции так, как им подсказывают).

В поисках истины мы должны помнить, что всегда существует возможность, что гипотеза неверна — даже если факты, которыми мы располагаем на сегодняшний день, делают это маловероятным.

Предвзятость подтверждения

Предвзятость подтверждения или склонность к подтверждению своей точки зрения (confirmation bias) — это ещё одна логическая ловушка, суть которой состоит в том, что мы склонны отдавать предпочтение информации, которая подтверждает нашу точку зрения. Именно такая информация будет в первую очередь попадаться при поиске (потому что мы её ищем) и привлекать внимание в ходе экспериментов (потому что мы обращаем на неё внимание). Процесс подбора фактов и их интерпретации выстраивается таким образом, чтобы упрочить уже имеющиеся концепции.

Некоторые исследователи предполагают, что склонность к предвзятости подтверждения зависит от области исследований, а физики, биологи, психологи и математики успешнее избегают этой ошибки, чем историки, социологи или инженеры, хотя данные сильно варьируются от исследования к исследованию.

Рассуждая по аналогии

Во всеоружии знания о логических ошибках вернёмся к модельным организмам. В исследованиях на животных, которые служат примером для изучения человеческих болезней, учёные иногда используют подход, называемый аргументом по аналогии. Это означает, что вывод о свойствах одной группы делается на основании наблюдений за второй группой, потому что обе имеют некоторое количество других общих черт.

Однако сходство между объектами в чём-то одном никак не гарантирует, что они схожи в чём-то другом. Например, если Паша и Света — брат и сестра, а Паша — неуклюжий, мы можем сделать вывод, что Света также неуклюжая. Тем не менее, у нас нет никакой информации, чтобы утверждать это. Паша со Светой имеют общие гены, однако причин для неуклюжести может быть множество. Если же мы решим, что неуклюжесть непременно передаётся по наследству, это будет ложной аналогией.

Рассуждение по аналогии — потенциально ошибочные суждение, основанное на сходстве между сущностями. Тем не менее, такой вид рассуждений не делает аргумент ошибочным по умолчанию. Аналогия может быть, а может и не быть верной. Само понятие модельных животных подразумевает аналогию, поскольку основано на предположении, что те схожи с целевой группой людей в каких-то качествах.

Если сходство между двумя группами (в данном случае, человеком и животным) достаточно высоко, то доводы, сделанные по аналогии, следует признать вескими. Ложная аналогия возникает, когда одна группа (например, животные) имеет качества, частично совпадающие с качествами другой группы (например, людей), и мы предполагаем, что эти две группы также разделяют остальные характеристики.

Может показаться, что животное выполняет действие, которое требует сложного мышления, а в действительности его поведение только напоминает проявления такого мышления. Мы антропоморфируем животных, очеловечивая их поведение. Ещё один пример — птицы, которые способны имитировать человеческую речь. Очеловечивание — это считать, будто птицы на самом деле могут понять нашу концепцию языка, в то время как они просто повторяют звуки.

Как сделать исследования объективнее

Человеческая психика — сложный предмет, который требует тщательной верификации процедур исследований. Даже в случае с двумя человеческими особями порой бывает невозможно определить, почему психические заболевания протекают так, а не иначе. Что и говорить об «аналогичных» состояниях у животных.

Однако Эспен Соберг стремится не к тому, чтобы воспрепятствовать учёным проводить исследования на модельных организмах, а к тому, чтобы повысить их информированность, что позволит избежать потенциальных рисков и возможных заблуждений. Вот что он советует сделать учёным, чтобы усовершенствовать исследования:

• Осознавать собственные ограничения. Каждый из нас может ошибаться, и исследователи тоже подвержены когнитивным искажениям. Однако заметить их самостоятельно трудно — вы сами вряд ли заметите, что у вас спина белая. Поэтому в отчёте об эксперименте имеет смысл указать факторы, которые могут привести к ошибкам.
• Обеспечить прогностическую и механистическую валидность. Валидность прогностическая будет гарантировать, что знания, полученные во время теста, с большей вероятностью будут применимы и к людям. Механистическая валидность предполагает, что механизмы, вызывающие наблюдаемое поведение, одинаковы для животных и людей.
• Определить априорные гипотезы и план статистического анализа заранее. Важно иметь гипотезу до эксперимента, чтобы не было соблазна постфактум подтянуть друг к другу гипотезу и вывод.
• Провести анализ статистической мощности исследования, чтобы определить размер выборки, которую должен охватывать эксперимент. 
• Использовать двойное слепое тестирование. Это поможет снизить эффект от ошибки подтверждения следствием и эффекта экспериментатора.
• Избегать очеловечивания. Даже если внешнее поведение животного похоже на человеческое, никто не гарантирует, что причины такого поведения схожи с теми, которые вызвали бы такое же поведение у человека.
• Избегать рассуждения по аналогии. Даже если исследование на мышах дало результаты, мы не можем быть уверены, что наблюдаемый эффект позволяет делать выводы и о людях.
• Обнародовать результат, даже если он оказался нулевым. Если вы ожидали получить какой-либо результат, основываясь на литературе по теме, но не смогли воспроизвести этот результат опытно, не отказывайтесь от публикации данных. Делясь выводами, вы сделаете исследования в целом более объективными.
• Повторить эксперимент. Так мы уменьшаем риск, что первоначальный результат был случайным. Если повторы прошли успешно, попытайтесь включить новую гипотезу и экспериментальные манипуляции в общее проблемное поле, чтобы расширить наши знания по вопросу. И, наконец, попробуйте воспроизвести эксперимент на человеке.

Несмотря на определённые ограничения, исследования на модельных животных могут быть ключом к расшифровке человеческого поведения и психических процессов. Новые знания могут помочь нам улучшить понимание патологических состояний и совершенствовать их лечение, однако исследователь не должен предполагать, что наблюдаемое поведение животных соотносится с человеческими психическими процессами в полной мере. опубликовано econet.ru

Автор: Алиса Загрядская