醫學的邏輯-醫學推理

「The object of reasoning is to find out, from the consideration of what we already know, something else which we do not know.」

推理的目的是，透過我們已經知道的，找出我們還不知道的。

—— The Fixation of Belief . Charles S. Peirce1

醫學診斷是一個 命題 ，它可以是正確的，也可以是錯誤的。邏輯學的領域已經教給我們一些處理命題的框架。推理這個思維過程，運用邏輯來評估命題的真偽。

我們對於邏輯的認識來自於跨越好幾個世紀的思想家們。在醫學領域，我們並沒有發明自己的邏輯規則，只是借用了一些長期存在的基本原理。

邏輯有關論證。在邏輯上，論證並不是爭吵，而是一系列最後能引出結論的推理。如果一個論證有正確的理由和正當的邏輯，那麽這個論證就是合理的。

考慮一下這段邏輯論證：

心肌梗死的患者從β受體阻滯劑的治療中獲益。

我的患者有心肌梗死。

因此，我的患者將從β受體阻滯劑的治療中獲益。

（這就是一個合理的論證。）

邏輯論證由命題組成。這些命題要麽是前提條件，要麽是結論，它們有真有偽。一個基於正確前提條件的有效論證才是合理的論證。

論證與推理有兩種基本的形式： 演繹(deductive) 與 歸納(inductive) 。

演繹推理 包括一系列說明基本原理的前提條件，並得出關於某個特定情況的結論。 正確的前提條件保證了正確的結論 。演繹推理形式的科學論證非常有力，滴水不漏，是沒有風險的。

我們在教科書裏學到的科學原理和規則通常以演繹推理（三段論）的形式呈現。在基礎研究中，基本原理幫助我們得出關於特定患者的結論。臨床規則也來自於演繹推理，比如剛剛提到的心梗患者使用β受體阻滯劑。

然而，臨床醫學實踐中面臨的大部份困境並不屈從於演繹推理。我們從一個特定患者的前提條件出發，用 歸納推理 的方式嘗試概括患者的情況。在這個過程中， 正確的前提條件不能保證正確的結論 。歸納推理包含了一些概率因素，這使得它存在固有的風險。

考慮一下這個歸納推理：

前提1：我的這位胸痛患者的肌鈣蛋白檢測陽性。

前提2：心梗患者的肌鈣蛋白檢測陽性。

結論：我的患者有心梗…誒，也不一定…我的患者很可能有心梗。

我們無法保證歸納推理結論是正確的。它內在的風險是因為它包含了一些概率因素。因此， 為了正確套用歸納推理，我們必須理解概率 。

戴維·休謨(David Hume)在【人類理解論】中討論了「歸納的問題」，他懷疑歸納是因為邏輯無法保證結論的正確性。他擔心這種歸納的、概率性的論證 假定未來會重復過去 ，但盡管如此，歸納推理對於很多決定都是必要的。

「因此，指導生活的不是推理，而是習慣。這決定了人們總是會假設未來與過去是一致的。這看起來似乎很簡單，但我們永遠都不足以做到理性。」2

正如休謨在幾百年前所說的，直到現在，指導日常醫療實踐的還是習慣，而非理性。

杜文·貝葉斯(Reverend Thomas Bayes)制定了一套基於經驗推理的合理方法，避開了休謨的問題。為了解決歸納推理相反的邏輯，貝葉斯提出了 反概率公式 。（下一章我們就來討論它！）

如果我們強迫自己只使用演繹推理，有時會出現邏輯謬誤。就像剛剛的例子：「心梗患者的肌鈣蛋白檢測是陽性的。我的患者肌鈣蛋白檢測陽性。所以，我的患者有心梗。」這種邏輯謬誤每天不斷在醫院的急診室發生，因為還有一些其他原因（如，腎衰竭、心包炎）可以導致肌鈣蛋白檢測陽性。

亞里士多德(Aristotle)稱這種謬誤為「 肯定後件 (affirming the consequent)」。當邏輯論證的第一個前提是一個條件語句(if-then statement)，「if」部份是前件（如果患者有心梗），「then」部份是後件（肌鈣蛋白檢測陽性）。如果第二個前提只是確認了後件，這就會發生邏輯錯誤。醫學規則是透過演繹論證制定的，但如果我們錯誤地運用演繹論證，就會犯錯誤。在存在不確定性和概率的情況下，演繹推理是不好用的。這個時候我們不應該頭鐵地繼續演繹，並搞出一堆錯誤，而是應該依靠另一種論證方法。當我們想從一個特定事件得出一般結論地時候，應該使用歸納推理。

溯因推理(abductive reasoning)

實用主義者卓思·桑德斯·皮爾士(Charles Sanders Peirce)提出了溯因推理3，即嘗試對貌似有道理的假設進行推理，以得出目前最好的解釋。這樣的事情實在是太多了，大爆炸理論就是其中之一。我們無法得知最終的答案，也不知道這個理論的可能性，所以我們目前只能尋找最有可能的解釋。

考慮以下這個病例：

Smith，一個70歲患者，突然死亡。你一直在治療他的高血壓和高血脂，去年他的負荷試驗測試陰性，不幸的是，他又開始吸煙了。Smith倒在家裏，當急診醫生見到他的時候，他正發生室顫，復蘇並沒有成功。

我們使用溯因推理提出關於Smith死因的假設。皮爾士認為，溯因推理更像是演繹推理和歸納推理的某種結合。歸納推理得出Smith的死因可能是急性心梗。演繹推理支持這一猜想，因為動脈粥樣硬化斑塊破裂會導致心肌壞死和致死的室性心律不整。我們提出一個假設，如果它是合理的，應該能解釋這些奇怪的現象。

西北大學學者Kathryn Montgomery觀察臨床醫生多年，在她的 How Doctors Think 4 一書中提到，醫生們在臨床實踐中經常運用溯因推理。比如，患者新出現收縮性心衰伴高血壓，我們會認為最有可能的原因就是長期的高血壓，但是我們可能永遠都無法確定。

Montgomery也提出，醫生們經常「在行動中思考」，亞里士多德稱之為「實踐智慧phronesis」。麻省理工學院學者Donald Schön在他的 The Reflective Practitioner 5 書中也談及了這種思考方式。他描述了包括醫生和工程師在內的很多專業人員，是如何運用學到的習慣和即興的創造來解決問題。有時他們必須依靠冒險的論證和推理來做出盡可能合理的假設，而不是只依賴結論性的演繹論證。因為他們職業的性質決定了他們必須要進行歸納推理和溯因推理。

思考模型：直覺vs分析

討論醫學的邏輯，意味著我們願意使用慎思型邏輯來解決問題。然而，普林斯頓大學認知心理學家丹尼爾·卡內曼(Daniel Kahneman)指出，在做決定的時候，我們不總是完全理性的6。我們總是尋求緩解認知上的壓力，有時候還會走捷徑。心理學家們將我們思考模組分為兩個基本的模式：直覺模式（system 1 thinking），分析模式（system 2 thinking）。

「球拍和球一共1.10美元，球拍比球貴1美元，球多少錢？」

System 1希望你脫口而出：「10美分！」不過還好，System 2檢查了你的答案，並且得到了正確答案：「5美分。」

System 1嘗試將這個問題換成一個更簡單的問題。「球拍比球貴1美元」是需要計算的，而它替換成了「球拍賣1美元」。這種臨時應急的捷徑是由提問方式誘發的，導致System 1犯了錯誤。

換一個提問方式：「球拍和球一共1.10美元，球拍賣1.05美元，球多少錢？」這種問題構架就不會誘導我們過度簡化問題。簡單、直接的問題能讓System 1更不容易犯錯。

兩個思考模型的特點：

所以為什麽我們不一直用system 2呢？只是因為它太慢了，而且不能接受不確定性。System 1是啟發式的（思維捷徑），它能在還沒了解到全部事實的時候迅速做決定。為了在次優條件下做出快速決策，我們選擇「犧牲」­­­——Herbert Simon提出的一個概念7（詳見第五章）。

為了克服這些不足，我們可以訓練我們的System 1 thinking。習得的習慣，比如標準化的病史、查體、制定鑒別診斷方案，可以減少System 1的沖動，避免我們直接跳到結論。我們用來監測自己思考的元認知，允許我們能再次核對System 1。System 1出錯通常是因為太快了，誤解了問題，或者未能註意到所有的可變因素。System 2的再次確認能夠避免常見的陷阱。

由於醫學的不確定性，推理需要System 1的直覺。心理學家告訴我們，熟練的直覺能幫助我們分類、估計和選擇。我們正是用直覺來回答患者的問題8：

醫學推理需要我們使用直覺和歸納推理，歸納推理依賴於一些有風險和概率因素的推論。

下一章，我們討論 概率 ！

[1] Peirce, Charles S. (2011). The Fixation of Belief. In Robert B.Talisse & Scott F. Aikin (eds.), _The Pragmatism Reader: From Peirce Through the Present_. Princeton University Press. pp. 37-49.

[2] Hume D, Selby-Bigge LA (editor). An Enquiry Concerning Human Understanding.University College, Oxford. Second Edition; 1902.

[3] Peirce CS, Houser N, Kloesel CJW, Peirce Edition Project. The essential Peirce: Selected philosophical writings. Bloomington: Indiana University Press; 1992.

[4] Montgomery K. How doctors think: Clinical judgment and the practice of medicine. Oxford; New York: Oxford University Press; 2006.

[5] Schön DA. The reflective practitioner: How professionals think in action. New York: Basic Books; 1983.

[6] Kahneman D. Thinking, fast and slow. New York: Farrar, Straus andGiroux; 2011.

[7] Simon, H. A. (1956). 「Rational choice and the structure of the environment.」 Psychological Review, Vol. 63 No. 2, 129-138.

[8] Cohen, JJ. Remembering the Real Questions. Ann Intern Med 1998:129(7);563-6.