科學驗證因果關係:相撲選手有沒有作弊?美國犯罪率降低主因為何?

我們想讓你知道的是
很多時候,我們看到結果,想找出其原因;有些時候,我們知道了起因,想預測其結果。怎樣追尋前因後果、來龍去脈,是個既有趣也重要的課題。
文:劉炯朗
每一件事情的發生都有前因,每一個動作都有其後果;因果關係有時候很簡單和明確,有時候卻很複雜和模糊。
宗教裡,基督教有行善的人會登天堂,作惡的人會下地獄的教義;佛教有輪迴的說法,《大藏經》說:「欲知前世因,今生受者是;欲知來世果,今生作者是。」說的就是前世做的是原因,今生受的是結果;今生做的是原因,來世受的是結果。
在自然科學、社會科學、醫學、工程各種領域裡,我們探討研究的往往也是原因和結果之間的關係。用力一推是原因,車子往前走是結果;吃了不清潔的食物是原因,上吐下瀉是結果;颱風來了是原因,蔬菜價錢上漲是結果。
很多時候,我們看到結果,想找出其原因;有些時候,我們知道了起因,想預測其結果。怎樣追尋前因後果、來龍去脈,是個既有趣也重要的課題。
追溯來龍去脈,找出那個原因
很多重要的發明和發現都是由於先看到了結果,倒過頭來追問,然後才找出原因的。牛頓看到蘋果從樹上掉下來,找出地心引力是原因;後來推而廣之,我們了解地球和月亮之間的吸力是原因,潮水的漲落是結果。
舉兩個醫學知名案例。幾百年來,醫學界都認為胃潰瘍是由胃酸引起,食物和情緒會導致胃酸的分泌增加,因而引起胃潰瘍。澳洲醫師巴里.馬歇爾(Barry Marshall)和羅賓.沃倫(Robin Warren)則在一九八二年發現並證實,胃潰瘍是由幽門螺旋桿菌所引起。這個結果除了改變前人錯誤的因果關係,也讓診斷和治療胃潰瘍變得更容易且有效,兩人因此獲得二○○五年諾貝爾醫學獎。
英國科學家吉利安.派波(Gillian V. Pepper)和史克萊格.羅伯茨(S. Craig Roberts)則找到了新的原因,來解釋為什麼懷孕婦女會反胃、嘔吐,也就是所謂的「害喜」。按照統計,九○%懷孕婦女會有反胃的現象,五○%真的有嘔吐的生理現象,以前的解釋是因為婦女懷孕時,身體的荷爾蒙也隨之改變。派波和羅伯茨在全世界二十一個不同地區蒐集的數據卻證實,一個地區的飲食習慣和當地婦女害喜的情形互有關連。在多吃肉類、雞蛋、牛奶、糖、咖啡的國家,婦女的害喜情形比較嚴重;多吃五穀的國家,婦女害喜的情形比較輕微。若從生理學的觀點來看,嘔吐的功能是為了排除對身體有害的食物,而肉類和牛奶確實比較容易有不清潔的細菌。加總證據後的結論是,婦女懷孕時的嘔吐反應,源自身體保護母親和胎兒的功能,把可能有毒性的食物排除在體外。
另一方面,也有很多例子是我們選擇了一個動作之後,想預估它的後果。不科學的做法是靠經驗、憑直覺,比較科學的做法是利用統計和機率,或用實驗和模型進行模擬。一間公司要推出新產品時,投入的廣告費用會產生多少銷售額,這個結果可以用市場分析的統計模型來預估。電子元件在高溫下能否正常運作、能夠正常運作多久,都可以在實驗室裡直接測試,而且為了縮短測試時間,還可以特別提高測試溫度,再倒推電子元件在預期溫度下能夠維持正常運作的時數。
相撲選手到底有沒有作弊?
當我們探討原因和結果的關係時,有一個前提:因和果之間的對應關係應該相當清楚明確,知道了因就可以精準地決定果,知道了果就可以明確地倒推出因,在自然科學和工程裡,許多例子都是如此。但是在很多情形下,因果關係並不是那麼容易明確斷定。例如在社會學、經濟學這些領域,我們會看到證據和數字,這些證據和數字代表了結果,但是什麼原因導致這些結果呢?往往並不容易下定論。史蒂芬.列維特(Steven D. Levitt)和史蒂芬.都伯納(Stephen J. Dubner)寫了一本書《蘋果橘子經濟學》(Freakonomics),談到怎樣運用數學和經濟、社會學裡的工具,從證據追溯原來的決定和動作。
第一個例子是運動比賽裡選手作弊的問題。作弊往往是很微小的人為因素,一點點不合法的藥、一個小小的動作,將引致完全不同的比賽結果。《蘋果橘子經濟學》的作者找到了一個有趣的例子,證實作弊的存在。

日本的相撲選手都是按照他們的勝負紀錄來排序,最好的六十六位屬於「幕內」(makuuchi)和「十兩」(juryo)等組別。他們每年有六次比賽,每次比賽分為十六個人一組,由同組的十六個人循環比賽,每人出賽十五場,如果一位選手能夠贏得半數(八場)以上的比賽,他的排名就會上升;如果他不能贏得半數以上,也就是七場以下,他的排名就會下降。到了循環賽的最後一場時,對紀錄是八勝六負的選手來說,這場的輸贏並沒有那麼重要;反過來說,對紀錄是七勝七負的選手來說,這一場的輸贏就非常重要了。那麼,他們之間會不會有個默契,第一位選手放水,讓第二位選手贏得這一場比賽呢?
作者從一九八九年到二○○○年總共三萬二千場比賽的結果中找出了一些答案。他列出循環賽裡八勝六負選手對戰七勝七負選手的所有比賽結果,發現七勝七負選手贏得關鍵比賽的勝率高達八○%,但是按照兩位選手過去所有的對戰紀錄,七勝七負選手的勝率遠低於五○%!當然有人會說,不能斷然下結論這就是八勝六負選手放水作弊,因為他的鬥志很可能不高,但七勝七負選手卻是生死一戰,所以特別賣力。可是他們深入詳查後發現,該場比賽之後,兩位選手在下個循環賽中再碰面時,七勝七負選手的勝率掉到了四○%。
Tags:
民團緊盯菸防法公告前準備工作,籲完善健康風險評估與申報機制

我們想讓你知道的是
菸害防制法修正案雖三讀通過,然真正的挑戰才剛開始,民團表示將含淚監督,呼籲政府重視健康風險評估以及申報機制等配套措施,以維護國人健康。
逾十數年未修的菸害防制法,歷經5次立院朝野協商,總算在本月12日通過三讀,達成加熱菸載具嚴管、禁絕加味菸、圖文警示提升至50%、校園全面禁菸等重大變革,確立台灣朝禁止電子煙、嚴管加熱菸方向前進。為呼籲政府重視健康風險評估等各項配套措施之落實,確實維護國民健康,全國家長會長聯盟、台灣醫界菸害防制聯盟及董氏基金會等台灣拒菸聯盟團體也緊急在農曆年前召開記者會提醒政府,新法中,包括「類菸品」、「指定菸品」、「健康風險評估」等用字模糊不清,等於讓主管機關留有很大「空白授權」空間。法令正式公告前,務必審慎進行把關。
健康風險評估:一套評估安全容許濃度的健康科學
健康風險評估屬於一門攸關人體健康的系統性風險管理,目的在於決定如何管制醫藥品、食品、化粧品、農藥、生活及職場環境中存在之化學物質最大殘留濃度(Maximum Residue Level, MRL),亦即安全容許濃度,以建立危害人體健康之風險及效益分析(risk and benefit analysis)。健康風險評估的建立原因,通常是體系中出現了過去不曾經歷或不曾被發現的新有害物質,台灣過去較知名的健康風險評估建立經驗,包括塑化劑食品事件、含萊克多巴胺之美牛與美豬開放事件、日本福島食品等事件等。
訴諸科學證據,健康風險評估乃為國人把關的重要關鍵
健康風險評估之所以重要,在於講究科學證據,為爭議政策提供最核心的決策基礎。較著名的健康風險評估應用,是在2011年台灣發生的塑化劑食品安全事件,起因為部分食品上游原料供應商在常見的合法食品添加物「起雲劑」中,使用廉價的工業用塑化劑(非食用添加物)以撙節成本。最終,衛福部提出健康風險評估研究數據,由國內各領域專家於2011年6月21日達成初步共識,比照歐盟標準,依據科學證據針對5種常用塑化劑,定出每人、每日、每公斤體重容忍值〈TDI〉,例如DEHP容忍值為50微克、DBP容忍值為10微克等。
2020年8月28日,總統蔡英文宣布開放萊克多巴胺(瘦肉精)豬肉及30月齡以上的美國牛肉進口,即表明政策決定絕對不會以國民健康作為交換,而是以在科學證據累積充分的情況下,政府已經做好完整的國人風險評估及配套措施,確保食品安全及豬農生計不受影響的前提下所做出的決定。
美豬健康風險評估,涵蓋不同層面之敏感族群
含萊克多巴胺之美國豬肉進口爭議長達15年,主要爭議則在於國人飲食習慣與他國不同,畢竟豬肉在華人飲食料理中是相當廣泛使用的食材。以2019年為例,美國單人每年平均吃下近24公斤豬肉;台灣則為39公斤。此外,國人比外國人嗜吃內臟,尤其坐月子中的婦女等,專家因此呼籲應該針對國人飲食習慣,以及心血管疾病患者等高風險族群,進行健康風險評估。食藥署最終委託成大醫學院環境醫學研究所/環境微量毒物研究中心完成「108食用肉品暴露萊克多巴胺之健康風險評估報告」,特別針對不同年齡層民眾、敏感族群進行分析,包括小孩、幼兒、青少年、成年人、老人以及育齡與正在坐月子的婦女,進行針對豬萊克多巴胺的殘留容許量標準,方才消除各界疑慮。
必須重視在地證據 台灣人基因易感性也必須納入評估
除客觀環境因素,跨人種的易感性基因差異也是健康風險評估的重要環節,畢竟人種基因可能導致受化學成分影響程度產生差異。近期著名例子,在於國健署所提出近五成台灣人患有酒精不耐症(Alcohol Intolerance)基因缺陷。酒精不耐症是一種先天的基因缺陷,導致人體內缺乏乙醛去氫酶(Aldehyde Dehydrogenase, ALDH2),無法正常代謝酒精轉化成的乙醛。前國健署署長王英偉在任時即指出,台灣人酒精代謝基因缺陷機率高居世界第一,飲酒將大幅提高罹患癌症的機率,重度飲酒者得到食道癌的風險甚至可高達50倍,因此呼籲台灣人飲酒習慣不應比照外國標準。
2018年政府針對新型庫賈氏症提出的「美國進口牛肉相關產品健康風險評估報告」,即考慮人種易感性基因型分佈的差異,並根據國家攝食資料庫公告之細項食物攝食量計算國人食用美國牛肉的潛在健康風險。而過去由國家衛生研究院、中研院領導之台灣肺癌遺傳流行病學研究團隊,也陸續找出數種肺癌的易感基因(predisposing gene),包括第10號染色體的 VTI1A、第6號染色體的ROS1-DCBLD1和HLA class II、第5號染色體的TERT、第3號染色體的TP63等都是易感的基因位點,都可能因為空污、菸害、職場環境提高罹癌機率。
加熱菸內含多種新化學物質,政府應召集跨領域專家協助審查
根據董氏基金會提供資料顯示,2020年沙烏地阿拉伯的學術機構研究發現,加熱菸產生的氣霧 (aerosol) 中,共含62種化學物質;其中丁二酮(diacetyl)、乙酰基丙酰基(2,3-pentanedione)、鄰苯二甲酸二辛酯(diethylhexyl phthalate )等。董氏基金會因此曾提出質疑,加熱菸還有多少化學物質未被揭露?如何擴散?需要更多證據予以驗證。
以歐盟為例,要求菸商必須於申請新興菸品產品上市前,提出詳盡的檢驗報告,方才能予以核准。訴諸科學證據需要體系的建立,畢竟連國健署署長吳昭軍都在菸防法協商現場都承認,確實國健署連其他國家怎麼進行健康風險評估都不清楚。
台灣醫界菸害防制聯盟祕書長郭斐然呼籲,因應加熱菸之特殊性質,必須建立指定菸品之健康影響評估,此外也應同步修正「菸品資料申報辦法」,增加應申報項目。郭斐然指出,依據國際的經驗及資料,加熱菸菸草柱的添加物一直成謎,尤其是添加物的相關毒性資料是否完備,政府是否已掌握這些資料並要求菸商要如實申報,同時政府是否具有查核的能力?專家也指出,新興菸品必須在研究上需要更多時間累積數據,除了參考國外研究外,台灣自己應該要對新興菸品進行健康風險評估,一旦有了風險評估,才能衡量這些菸品的危害加以把關。
林奕華呼籲:盼國健署勿忘為國民健康把關的初心
儘管國健署草案由原先電子煙、加熱菸雙禁改為後來一禁一開的版本,對雙禁陣營造成巨大打擊,但是林奕華委員依然想提醒各界:反制菸害對國民健康所造成的影響,才是這次修法的主要目標,也呼籲國健署、各黨立委,即便在修法完成後,也毋忘修法初衷,繼續為國民健康把關。她更進一步表示,無論結果如何,菸害防制還是要以教育為本,才能達到從源頭阻絕菸品對年輕世代的傷害,這也是她會持續努力的方向。
引用資料: