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苏美尔人会在伤口上包敷药膏，原料主要是酸性物质和草药，还包括盐、油、杜松子、啤酒、葡萄酒、泥巴和动物脂肪。其中有些物质能有效杀死细菌，例如盐和强酸强碱，但同样也会杀死人体细胞。其他原料（比如泥巴和肉）则含有令人唯恐避之不及的侵蚀肉体的细菌。但比起置之不理，人们更容易相信积极干预的作用。苏美尔文明消亡后，古埃及人也用类似的混合物覆盖伤口，原料包括肉类、油脂、蜂蜜、鸵鸟蛋、无花果、牛奶、羚羊脂肪和柳树叶。
那时人们缺少的并不是某种杀灭感染源的药物——甚至也不是对感染本质的深刻理解，而是区分有效与无效的方法。人们相信自己的本能，相信直觉的可靠性。
但他们错了。很多伤口能自行好转，有些即使敷上脏东西也能愈合，而其他的则会溃烂并置人于死地。如果不对观察行为进行系统性组织，就不可能可靠地判断哪些结果来自好运气，哪些来自有效的治疗手段。金鸡纳树皮带着对疟疾的卓越疗效到达欧洲，即便如此，人们在300年后还是会选择加速病人死亡的放血疗法。如果换一种效果没有金鸡纳树皮那么强、只是比较温和的药物，人们又能有多大机会注意到它呢？
9世纪的巴格达是当时世界上最大、最有文化的城市。古希腊医学文献在这里被翻译成阿拉伯文，译者既是出于对先贤知识的敬重，也有为其添砖加瓦的兴趣。大约在9世纪末，艾卜·伯克尔·穆罕默德·伊本·宰克里雅·拉齐（Abu Bakr Muhammad ibn Zakariyya al Razi）——或称拉齐斯（Rhazes）——开始正式学习医学，当时他已经30多岁。他记述了有意采用两种方式治疗患同类疾病者并进行对比的最早实践之一：
当病人头颈部的迟钝与疼痛持续3天、4天、5天乃至更久，眼睛畏光，眼泪充盈，出现打哈欠与伸懒腰，失眠严重，并感到极度疲倦，则很快就会发展成脑膜炎……所以当发现这些症状时，就应当实施放血，我曾用这个办法救了一组病人。同时，我故意忽视另一组病人，希望通过这种方法取得定论；而这组人就都感染了脑膜炎。
具有误导性的是，拉齐斯所描述的其实是一群已经表现出脑膜炎症状的病人。因为中枢神经系统膜发炎，他们想挪动颈部时不得不痛苦地拉伸脊柱。光线会损害他们的视网膜，即眼睛后方大脑外露的部分（在此时变得十分敏感）。他们受到如此严重的感染，以至于神志不清，以打哈欠与伸懒腰取代了大脑的正常功能。拉齐斯所说的是一群重危病人：接受了放血疗法的那一部分康复了，而其他人则未能好转。
从方法论上看，他已经朝成功迈出了一步。比较两组相同的病人，然后在其中一组身上测试某种治疗策略，在另一组身上测试不同的做法，这种方法确实能够区分运气与治疗措施带来的不同效果。但拉齐斯却得出了错误的结论。脑膜炎是脑脊膜——覆盖大脑和脊髓的膜——发生的肿胀，可能由细菌和病毒引起，也可能由结核病或外伤导致。而放血对脑膜炎没有任何好处。
拉齐斯没有说明他是按什么标准来划分病人的。由于他是盖伦著作的杰出译者，我们知道他深深信奉放血疗法。他“故意忽视”的病人是否一开始就病得更重，对于想要证明放血疗法有效的人来说，治愈的希望并不太大；他是否对放过血的病人照料得更加精心，或者他们自己就因得到治疗而更受鼓舞；这两组分别有多少病人；鉴于部分脑膜炎患者能够自愈，而部分则会死去，是否有足够人数来确定不是运气成分在左右他的结果。
拉齐斯不仅得到了错误的结论，而且没有特别重视这种方法，他没觉得这一具有远大前景的技术有何特殊之处。假如结果与他的既有观点相抵触，显示没被放血的病人表现更好，或许还会促使他加以关注。拉齐斯对比较的力量表现出一定理解，但是由于方法不得当，他的案例变得毫无用处。我们可以将其视为心智发展过程中的灵光一闪，对能改变世界的事物的匆匆一瞥，但还不是真正的进步。
拉齐斯曾在巴格达学习医学，但他的出生地是在赖伊（Rayy，一个曾管辖德黑兰的古代城市，现已被并入德黑兰辖区）。下一代中又出现了一位来自赖伊的具有创新精神的医生，追求须以系统化方法获取知识的理念。伊本·恒都（Ibn Hindu）——全名艾布·阿尔法拉杰·阿里·伊本·阿尔侯赛因（Abu al-Faraj Ali ibn al-Husayn）——写过，一个医生可以通过多种途径获得知识。知识可能是来自偶然，即一种自然实验，你只需留意观察就能从中获益。他举例说，比如一个男孩吃了月桂子之后被蛇咬了，却没什么事，他认为这就足以证明月桂子具有保护作用。或者，知识也可能来自刻意的寻求，“通过进行具有目的性的实验”而获得。要做到这一点，你可以“在不同体质的人身上逐一试用几种药物，并重复多次”。他自己就是这么做的，并满意地证实了一种可引起腹泻的植物能去除多余的黄胆汁，而另一种类似植物能去除黑胆汁。
但问题是他的哲学理论实际上无路可去。自然有时确实会创造环境来教人知识，在这点上他说对了，但他错在假定自己能够区分知识与巧合。食用月桂子并不能使你免于被蛇咬伤，重复试验一种药物来观察其作用的想法很好，但伊本·恒都并不知道如何操作。他所提到的两种植物都是很有效的泻药，但说它们能去除黑胆汁或黄胆汁——甚至认为人体像他所想的那样含有这些物质，则是大错特错。
伊本·恒都强调，有抱负的医生需要在学习初期便接受完善的逻辑训练。但这并没能让他分清巧合与因果关系的不同，或者免于以极其粗糙的方式开展实验，从而只能看到自己希望看到的，而非实际发生的结果。缺少了正确的方法，即使是最有智慧、最怀善意的学者也会误入歧途。
在这个世纪，其他想要以适当方法来检验疗效的努力也都陷入了类似的错误。1061年，中国北宋时期组织编撰的医药典籍《本草图经》成书，其中包含大约一千种被认为有效的药物。虽然原版的21卷书籍都已佚失，但许多条目通过其他古籍保留了下来。其中一条记载：
据说，为评估正宗上党人参的效力，要让两人一同跑步。一人口含人参，而另一人不含。跑上三五里后，未含人参者已经气喘吁吁，而含人参者呼吸均匀平缓。
这类故事听上去很令人信服，但却只能是个故事。测试者和作者都没能认识到，完成实验与完成一个可信的实验，其满意度并不相同。在单次测试中，很容易就能想到许多原因让一人比另一人表现更好。但当这些建议来自官方，或者得到声望或传统的支持时，便立刻有了底气。既有观念在人们心中不断自我加固，而要将它们清除出去则难上加难。
人类真正摆脱了被动观察而获得的一项知识，是关于滚油在医治枪伤中的应用。16世纪早期的医学观点相信这对伤者极有好处。乔瓦尼·达·维戈（Giovanni da Vigo）是教皇尤利乌斯二世（Julius II）的外科医生，他所写的外科教材自1514年起就成为经典著作。以下是他的一段话，引自唐纳森（Donaldson）的译文：
我们已经说过……野兽的爪子和牙齿有毒，而枪炮造成的伤口会因为火药而被毒物感染，对上述伤口的治疗方法大同小异。为便于快速查找，将治疗方法整理如下：如果伤口是由马、猴子、狗或类似的野兽造成，而且创面较大，应当用接骨木油拌上一点蜜糖烧灼伤口。而对于枪炮造成的伤口，用接骨木或亚麻籽油烧灼伤口就足够了……
安布鲁瓦兹·帕雷（Ambroise Paré）结束他在波斯的学习并前往战场时，才27岁。当时法国弗朗索瓦一世（François I）的军队正向着神圣罗马帝国皇帝查理五世（Charles V）的队伍进发，当两军于1537年在都灵附近遭遇时，帕雷加入了法国军队。此后他写道：
那时候我非常缺乏经验，因为我从未见过对火绳枪伤口的治疗。我确实读过让·德·维戈（Jean de Vigo）的第一本关于外伤概论的书，第8章中说枪炮造成的伤口会中火药之毒。为使其愈合，他建议用接骨木油加上一点蜜糖来烧灼伤口。我不想在使用这种滚油时出错，也知道这种治疗方式对伤者来说极其痛苦，因此想在实际使用前看看其他医生是怎么处理第一次包敷的；他们就是将书中说的这种油加热到接近沸腾，再倒在伤口上，于是我鼓起勇气依样操作了。
最后，我的接骨木油用完了，只好改用一种由蛋黄、玫瑰精油和松节油制成的助消化药。那天晚上，我久久不能入睡，想着由于没有烧灼伤口，那些没能用上接骨木油的伤者可能会死于中毒；这促使我在天刚蒙蒙亮时就爬起来去看望伤员。出乎意料的是，我发现那些敷了助消化药的伤员都不怎么觉得疼，没有出现伤口肿胀或发炎，度过了安静休养的一晚。而其他用了那种滚油的伤员则在发高烧，疼痛难忍，伤口四周都肿了起来。
“我包扎了伤口，上帝使它愈合。”他随后说道。
也许是由于不懂希腊文或拉丁文，帕雷没有受到教条主义影响，从而成功地注意到了这次小型自然实验的结果。他后来使用的药膏也是从维戈的书中学到的，但原本是要在晚些时候、等伤口已经开始愈合时才使用。帕雷的成就在于认识到实验所提供的证据比最伟大的权威人物的学说更有价值。不过他还从未想过要去有意重复这类因误打误撞才完成的实验，去有意测试两种方法孰优孰劣。他也从没想过蛋黄、玫瑰精油和松节油可能也会对伤口有害。（事实上，这种敷料的设计初衷是用来保证伤口能受到感染。在不进行消毒的时代，伤口感染化脓的情况十分普遍——甚至从不缺席，仿佛伤口少了它就没法愈合，以至于医生还以为脓汁是伤口恢复所必需的。）帕雷最接近故意实验的一次，是因为一位老妇人告诉他洋葱加盐磨碎后可以制成治疗烧伤的敷料，于是他试了试：
过了一段时间，蒙特哈阁下（法国步兵司令）的一个德国卫兵喝得酩酊大醉，他的（火药）壶着了火，让他的手和脸都受了重伤，于是我被喊去给他包扎。我在他的一半脸上敷了洋葱，另一半脸则用了平常的药物。第二次换药时，我发现用洋葱的一边没有水泡或伤疤，而另一边脸满是水泡，所以我计划把洋葱的功效写下来。
即使在今天，距离帕雷奋力改进自己能用到的外科治疗手段已过去将近500年，仍然很难将他少有的成功和常见的失败区分清楚。如果说他对伤口敷料进行了“实验”，就意味着他的做法能够分辨出有用的药物和没用的药物。但由于他的做法并不能可靠地做到这点，从这个角度来看，他并没有在做“实验”，而只是在东敲西打、胡乱摆弄、浪费时间，他所做的事完全是愚蠢的，因为这会给他人的健康带来风险。把洋葱敷在一侧脸上的单次试验并不能说明什么，有些伤口就是愈合得比较好，有些则比较差；感染有时就只发生在这儿，而不是那儿。只有更系统性的、可重复的方法才能告诉帕雷，磨碎的洋葱是否具有治愈能力。
我们关于科学的观念已经大为进步，但用于描述它们的词语却还和500年前一样含糊不清。如果“实验”一词只是严格用于表述那些能够识别谬误与错觉的方法，那么情况就要好很多。
1662年，扬·巴普蒂斯塔·范·海尔蒙特（John Baptista Van Helmont）的著作《黎明，或称医学的新兴》（ Oriatrike, or Physick Refined ）在伦敦以英文出版。像教科书惯常所做的那样，它宣称这部著作纠正了先前的所有错误。其副标题谦逊地写道：“批驳常见的错误，对医术进行全面重塑与纠正。”书中满含《圣经》式的情感和想象，既体现在其行文风格上，也体现在其内容所蕴含的力度之中：
医学不是空口白话，不是虚荣的吹嘘，或者徒劳的空谈，它需要以实干为支撑，因此我鄙视那些耻辱、吹嘘、可悲的虚荣心。说实话，你们这些学究，能不靠腹泻（即用药物排出人体肠胃中的内容物）来治好随便哪种发烧，而不担心旧病复发吗？过来一较高下吧，你们这些体液论者（盖伦的拥趸），让我们从医院、军营或者随便哪里带走200个或500个发着高烧或患有胸膜炎的可怜人。让我们把他们分成两组，让我们抽签选择，一半人由我负责，另一半人由你们负责。我将不用放血或者排泄就治好他们；而你们能否做到，你们自己清楚……我们来看看双方各会挖掘多少新坟……
遗憾的是，范·海尔蒙特的激情白白消耗在了他的文字里。如果他把自己宣扬的实验诉诸实践，恐怕世界会因此改变。医生们不仅有可能发现自己所做的恶事——给生病的人放血，让他们腹泻或者呕吐，而且还有可能意识到，范·海尔蒙特的技术能帮助他们找到真正有价值的治疗方法。然而范·海尔蒙特满足于只进行思想实验，只在他的想象和浮夸的文字里对自己证明自己的想法。鉴于他的读者也可以进行自己的思想实验，并在脑中满意地认为他们的病人存活得更好，范·海尔蒙特说服不了任何人。他的医学理论仍然是空谈，没有任何实践支持。不过，在下一个世纪里，情况有所好转。