C2 · 出版卷 12
Competing Hypotheses
多假设、预测、反证、停止条件
学习目标
完成本课后,你应能生成真正不同的假设,在查看结果前推导高风险预测,区分“反证主假设”和“辅助假设失败”,更新相对支持度,并编写不允许任何结果都拯救偏好模型的停止条件。
竞争假设不是贴在同一靶区上的装饰标签。“大系统”“中系统”“小系统”可作为几何情景,却未必以不同方式解释异常。更有力的集合可以比较基岩矿产系统、搬运弥散和分析或处理伪影。
生成足够完整的假设集合
从因果类别出发:原生地质过程、再活动、风化或搬运、无关岩性反差、人工或环境干扰、采样偏差、分析误差及坐标或处理伪影。集合不必包含所有想象原因,但应覆盖预测和后果实质不同的解释。
避免稻草人替代。替代假设必须具有相当细节,并获得公平预测机会。真实记录如需追责,只记录提出角色;个人地位或机构身份不会改变似然。应请评审者构造最强的非偏好解释。
假设可能组合。原生系统可以带有搬运地表足迹;地质异常和坐标错误也可同时存在。在赋予概率前,声明假设互斥、嵌套还是可组合。若组合重要,应显式表示,不能强迫成虚假的二选一。
预测先于事后容纳
预测在得知结果前明确观测、方向、位置、尺度、不确定性和探测条件。“可能有蚀变”很弱,因为缺失可以被解释掉,存在也没有定义。更强预测指出矿物或反应、与构造的空间关系、方法和各假设下的预期足迹。
事后容纳解释已知证据,对模型建立有价值,却不能算作独立成功预测。保留时间戳和版本,让后续评审区分两者。每次观测后都变化的模型可能拟合历史,却没有多少前瞻能力。
寻找高风险预测:在一个假设下预期、在其他假设下不太可能的结果。也要预测“负空间”。若通道模型正确,响应应在哪里减弱?若搬运控制异常,它应怎样关联坡度、水系、粒级或表生边界,而不是基岩接触带?
反证、辅助假设与探测充分性
观测检验的是主假设加上几何、保存、方法响应、位置和数据质量等辅助假设。一个阴性钻孔可能因几何错误而错失预测体;它会削弱该靶区模型,却未必反证区域 Mineral Systems 概念。必须说明检验影响哪个层级。
反证要求充分探测能力。若调查只能发现宽而浅的足迹,失败不能排除窄而深的目标;反过来,无限援引探测不足会使假设免于证据。在采集前声明解释阴性所需的最低回收率、覆盖、分辨率和质量。
矛盾日志记录观测、受影响预测、充分性、可能的辅助失败和行动。模型修订后矛盾也保持可见。当修订不断加入不受约束的例外,或把靶区移到每次完成检验之外时,模型效用下降。
证据矩阵与停止条件
为每个假设建立预期阳性、预期阴性和不变量观测,并赋定性似然或校准范围,而非任意确定度。记录依赖:同一样品介质中的多个 pathfinder 元素可能反映一个弥散过程,而不是多个独立确认。
停止条件可作用于靶区模型、过程概念或整个搜索空间。例如:必要圈闭经充分检验缺失;几何移动到靶区边界之外;异常只在一个质量失败批次复现;没有合法低扰动检验;或在合理先验范围内后验支持都低于声明阈值。
当辅助假设失败有独立证据,且修订模型产生新而可区分的预测时,修订才合理。仅为保留偏好结论而修订不合理。保存退出版本并比较预测表现。
合成算例
一个虚构地表异常有三种替代解释:H_1 为局部基岩矿产系统,H_2 为从靶区外搬运的物质,H_3 为制样或分析污染。先验为 0.45、0.35 和 0.20,用合成似然依次评价三项观测。
第一,野外重复样复现异常;似然为 0.80、0.80、0.20。未归一权重为 0.36、0.28、0.04,后验为 0.529、0.412、0.059。复现削弱污染,却不能区分基岩和搬运。
第二,异常强度沿搬运沉积路径分布并跨越解释基岩边界;似然为 0.25、0.75、0.40。归一化后验约 0.285、0.665、0.051。第三,浅部观测显示响应仅限搬运物,在充分露头处不存在预期原生蚀变;似然为 0.15、0.80、0.50。最终相对支持约 0.071、0.886、0.042。
计算不能证明搬运,因为似然和先验是教学假设,搬运源仍未知;它说明异常的重复数值不专属于基岩矿化。下一检验应追踪搬运方向与来源,同时退出当前局部基岩几何。
解释工作流
- 不嵌入偏好原因地陈述待解释观测。
- 生成地质、搬运、无关和伪影替代。
- 定义假设互斥、嵌套或可组合。
- 在查看区分数据前推导预测。
- 声明位置、尺度、支持、不确定性和探测充分性。
- 建立含依赖组和负空间的证据矩阵。
- 定性或定量更新相对支持,不制造虚假精度。
- 记录矛盾并指出受影响假设层级。
- 只有辅助失败受独立支持且可检验时才修订。
- 执行预先声明的停止或退出条件。
练习与复习
- 为磁异常构造三个替代解释,其中包括一个非地质原因。
- 把“地球化学确认靶区”改写为两个竞争假设下的高风险预测。
- 解释错失靶区几何与反证 Mineral Systems 概念的区别。
- 用相等先验重算合成案例并比较最终排序。
- 为失败的蚀变预测分别写一个可辩护修订和一个临时救援。
来源与延伸阅读
- 多重工作假设方法,奠定地质研究维护替代解释的传统。
- Strong Inference,强调替代假设和决定性检验。
- 现代多重工作假设方法,讨论替代解释的可识别性与预测。
- 多重工作假设的描述、分析与批评,讨论野外科学中的优点与逻辑限制。