什么是科学和科学精神

什么是科学和科学精神
什么是科学和科学精神

什么是科学和科学精神
什么是科学 这几年我一直在做一些揭露伪科学的工作,经常有人问我,你凭什么说它是伪科学呢?简单地说,是因为它不是科学,却要冒充科学.你又凭什么说它不是科学呢?因为它不符合科学的特征.那么,科学又有什么特征呢?我们去翻翻词典、辞书对“科学”下的定义,会发现各有各的说法.去看科学哲学著作对科学本质的讨论,不同的流派也是谁也不服谁.对“科学”这种异常复杂的事物,是很难下一个大家公认的简明定义的,因此在科学哲学界有各种各样的有关科学本质的学说,也是很正常的. 但是,我们现在还没有办法给“科学”下一个大家公认的定义,并不等于科学就成了某种说不清、道不明的模糊东西,谁也无法判断什么是科学什么不是科学,每个人都可以自己搞一套“科学”了.没有公认的定义并不等于就没有了公认的判断标准.我举一个例子,人是什么?人是会使用工具的动物吗?有的动物也会使用工具.人是会制造和使用工具的动物吗?到现在还有一些词典是这么定义人的,其实早在上个世纪60年代,古德尔就观察到黑猩猩也会制造和使用工具,她的导师路易斯·利基评论说：我们要么改变对人的定义,要么把黑猩猩当成人.没有人愿意把黑猩猩当成人,所以我们只好继续寻找人的定义.人是会使用语言的动物吗?人们发现类人猿也会使用语言.人是有感情的动物吗?实际上,有些动物也有感情.人是有自我意识的动物吗?我们可以用实验证明黑猩猩有自我意识.学术界对“什么是人”有种种不同的看法,至今也没有一个被普遍接受的定义.这是不是意味着我们无法分辨人和其他动物了?当然不是,在一般情况下,我们判断是人还是不是人是没问题的,只有在很特定的情况下,例如在判断从猿到人的过渡型化石时,才会有争议.同样,没法给科学下精确的定义,并不是说我们就没法辨别科学与伪科学了.其实,即使有一天科学哲学家们找到了一个人人可以接受的对科学的定义,也只有哲学理论上的意义,对具体的科学实践不会有什么影响. 因此我们没有必要纠缠怎么给科学下一个恰当的定义.我们更关心的是判断科学和非科学的标准.科学界对判断什么是科学,是有公认的标准的,被广大科学工作者自觉地或不自觉地应用着.这个标准主要有四套：逻辑的标准、经验的标准、社会学的标准、历史的标准.其中最主要的是逻辑的标准和经验的标准.这里说的经验,不是生活经验、历史经验的经验,而是哲学说的经验,其实就是指观察、实验,因此也可以简单地把科学说成是逻辑加实证. 从逻辑上看,第一,科学理论必须是自恰的,即本身能做到逻辑上的一致性,至少要能自圆其说,不能前后自相矛盾.第二,科学理论必须是简明的,不能包含不必要的假设和条件,为以后的失败留好了退路,也就是说,要符合下面要谈到的“奥卡姆剃刀”的原则.第三,科学理论必须是能够被证伪的,不能在任何条件下都永远正确、不能有任何的修正.科学必须能够被证伪,这个说法很多人都知道,但是也引起了很多误解.有的人以为搞科学研究就是要不断地去证伪、推翻,还有的人发现自己提出的理论被证伪了,反而高兴地说这说明我的理论是科学的!其实你的理论被证伪了,被证明是不正确的了,当然也就不是科学的了.可证伪性是科学的必要条件,但是并不是充分条件.可证伪性只是说做为一个科学理论,必须清楚地说明在什么情况下有可能被推翻,但是并不是非得要去推翻它才叫搞科学研究.其实人们搞研究的主要目的还是想去证实某个理论的.第四,科学理论必须是有清楚界定的应用范畴的,只在一定的条件下、在一定的领域中能够适用,而不是无所不能,无所不包. 从经验上看,第一,科学理论必须有可以用实验或观察加以检验的预测,而不是只是空想.第二,在实际上已有了被证实的预测,也就是说,一个科学理论不能只被证伪,却从未被证实过,否则这样的理论是无效的.第三,检验的结果必须是可以被别人独立重复出来的,而不是一锤子买卖,或者是只此一家别无分店,只有你一个人做得出那个结果,别的研究者重复不出来,还要怪别人功夫不如你.第四,对于辨别数据的真实与否要有一定的标准,什么是正常现象,什么是异常现象,什么是系统误差,什么是偶然误差,都要划分得清清楚楚,而不是根据自己的需要对结果随意解释. 科学是一种社会现象和历史现象,因此一个理论即使符合了逻辑和实证的标准,也未必会被科学界接受,还要从社会学和历史的角度看它是否有效、有用.从社会学上看,一个科学理论必须能够解决已知的问题,如果连这也办不到,这种理论就毫无存在的必要；必须提出可以让科学家做进一步研究的新问题和解决这些问题的模型,也就是说,它还必须能够做出可检验的预测,否则也没有用处；对新提出的概念必须做出切实可行的定义,而不是一些子虚乌有的、对解决问题没有任何帮助的伪概念,像“气功场”、“天人感应”之类.从历史上看,一个科学理论必须能够解释已被旧理论解释的所有的数据,也就是说,不能只挑选对自己有利的数据做解释,而无视不利的数据,否则的话就还不如旧理论；必须能够跟其他有效的平行理论相互兼容,而不能无视其他理论的存在,自成一统,甚至惟我独尊,要把一切科学理论全部推倒从来.比如,“科学神创论”如果要取代进化论这种“旧”理论,就不仅要解释已被进化论很好地解释了的所有的数据,而且不能不理睬与进化论相容得非常好的现代生物学的其它学科以及天文学、地质学、物理学、化学等的成果.同样,有人声称“人体科学”是最尖端的科学,那么它不仅要包容现代医学的研究成果,还必须与物理学、化学、生物学等等平行学科不互相抵触. 上面说的是“科学是什么”,顺便简单地说说“科学不是什么”.科学是全人类所共有的,没有国界,没有民族、文化界限,没有什么东方科学与西方科学的差别.凡是声称某种科学只有中国人（或者熟悉中国文化的外国人）才能掌握的,肯定不是真科学.科学与信仰无关,凡是声称“信则有,信则灵”的,肯定不科学.对于科学来说,如果是有的、灵的,你不信也照样有、照样灵；如果是没有的、不灵的,你信了也不会就有、就灵.科学并不是绝对正确的东西,它会出错,但是知错能改,能够通过自我修正机制进行纠正,这样科学才能够发展. 什么是科学精神 人们经常说要弘扬科学精神,一个人如果有了科学精神,就不容易被伪科学迷惑.究竟什么是科学精神呢?说得最多的是探索精神.搞伪科学的人也经常标榜自己有探索精神.这个我们不去否认它,但是也不要把探索精神说得多么了不起.其实这不过是与生俱来的对未知事物的好奇心.许多动物也有好奇心,为了适应环境也很有“探索精神”.儿童对新事物同样很好奇,喜欢寻根问底,也很富有探索精神,因此有人说每一个儿童都是科学家.不过,儿童虽然热衷于探究新事物,喜欢问各种各样的问题,但是也容易轻信荒唐的解释,接受无理的答案.他们所缺乏的,是科学精神的另一个方面：怀疑.怀疑意味着科学绝不相信权威,也绝不无条件地宽容,当然,不是指政治上的不宽容,而是指学术上的不宽容,很多人都把这两种宽容搞混了.很显然,做出愤世嫉俗的样子,怀疑一切是不明智的,会因为心灵闭塞而失去了探索的能力.但是如果不具有怀疑精神,就失去了分辨是非的基础,所有的观念,不管是合理还是荒唐,都可以被全盘接收,科学将成为垃圾场.伪科学人士也会说,他们很富有怀疑精神.的确,他们很有怀疑科学主流的勇气,比如说,相信“神创论”的人怀疑进化论,研究“特异功能”的人怀疑物理定律,等等.反过来,我们则怀疑他们的怀疑.这两种怀疑有什么区别呢?我们将如何处理探索与怀疑这二者之间的矛盾,既避免良莠不分、全盘吸收,又避免心灵闭塞、怀疑一切呢?我们必须为科学精神增添新的内涵：实证和理性. 实证并不是说有证据就可以了,而是要求有确凿的证据.被科学研究所接受的证据,必须是客观存在的,而不是主观臆想出来的；必须是符合严格控制的条件的,例如有对照和采取双盲原则（研究者和被研究对象互相不知情）；必须是可重复、可独立验证的；还必须符合概率统计规律.只有在严格控制的条件下,用严密的方法,重复、独立得到的观察和实验结果,才能算是确凿的证据.控制条件、重复性、独立性和概率统计,这些是实证的特征,是伪科学的死敌. 实证离不开理性,也就说,用严密的逻辑对证据进行分析和推导,在各种可能的解释中选择最合理、最可能的一种.在缺乏证据时,也能够排除那些不合理、不可能的解释.探索、怀疑、实证、理性,是科学精神不可分割的四个方面.孤立地强调某一方面,都是在为伪科学大开方便之门,或者有阻碍科学发展的危险.正是在这四面旗帜之下,科学研究不断地观察、检验,抛弃错误的观念,增添新的知识,从而持续地进步.但是与伪科学者所宣扬的相反,科学的进步并不是推翻一切重来的大革命,而是在原有基础上的演化.科学的进步是连贯的进步.被认为是现代科学最大的两场革命也是如此：达尔文的进化论并没有推翻了博物学、地质学的一切成果,而是保留了其中绝大部分数据和理论,但是做了重新解释.和许多人说的相反,爱因斯坦相对论其实并没有推翻牛顿力学,而是它的扩展、深化. 因此,科学研究必须抱着怀疑的态度,以证据为基础,以逻辑为工具,不轻信任何新奇的说法,不轻易接受任何大胆的结论,对越是耸人听闻的主张,越要追问一声：证据何在?是否合乎逻辑? 要判断证据是否确凿,通常需要具有专业的知识和训练,一般的人并不具有这种能力.但是,如果我们能够掌握科学理性思维的原则,那么,即使缺乏具体分析的能力,也不容易被伪科学迷惑.在正反双方都缺乏证据的时候,理性思维的原则也有助于我们判断哪一方的观点更合理,更有可能,更应该被接受. 18世纪英国哲学家休谟在《人类理解力研究》一书中,提出了理性思维的一条总原则,有时候被叫做休谟公理： “没有任何证言足以确定一个神迹,除非该证言属于这样的情形,其虚假比它力图确立的事实更为神奇.” 这句话很拗口,不过,通过举例,并不难理解.休谟举了一个例子,如果有人告诉他看到一位死人复活,他会比较以下情形,看看哪一种可能比较大：这个人在骗人或受了别人的蒙骗,还是死人真的复活了?除非前者虚假的可能性低于后者,否则不应该接受他的证言.显然,这实际上是在比较正反两种可能性的大小,并拒绝可能性小的那种.这并不是断然否定可能性小的神秘事件没有发生的可能,而是说,在没有足够的证据时,我们不应该倾向于接受它.死人真正复活、自然规律不成立的可能性,远远小于一个声称看到死人复活的证言是谎言,或证人受欺骗的可能性,因此我们不应相信前者是的确发生过的.同样,人体特异功能是真实的、物理定律不成立的可能性,远远小于“特异功能大师”是在玩骗人的把戏的可能性. 中世纪英国哲学家奥卡姆的威廉曾经写下一句被称为奥卡姆剃刀的简短格言：“不应无必要地增加实体.”这后来也被当做科学研究和理性思维的一条原则,但是在具体应用时有多种表述.其中一种是：不应加入无必要的假设,在两种等价的结论中,应选择简洁的、假设最少的一种.例如有以下两种结论：一、生物经过进化而来.二、上帝创造了进化的准则,生物经过进化而来.这两种结论说明的是同一个事实,即“生物经过进化而来”,但是后者的假设“上帝创造了进化的准则”对说明这一事实没有任何必要,因此是个多余的假设,在科学上应该用奥卡姆剃刀将它剪掉.奥卡姆剃刀的另一种表述方法是：在多种可能性中,应选择最简单的那种.这并不是在否认复杂可能性的存在,而只是说,在没有证据时,应该首先接受、试验最简单的一种可能. 休谟公理和奥卡姆剃刀说的都是在没有足够证据时,应该如何做出选择.最初的选择有可能是错误的,但是这必须靠证据才能证明.那么取证的责任在谁?很简单：谁主张,谁举证.比如说,如果有谁要证明外星人的确到过地球,那么他就有责任列举正面的证据.我们要反驳他,只要验证他所提供的证据是否可靠就够了.如果这些证据都不成立,我们就可以否认这种现象的存在,没有必要为此去提供反面的证据.实际上在法庭上也是在应用这条原则.你要指控某个人杀了人,就必须由你来出示对方杀人的证据,而不能没有根据地随便逮着一个人说他杀了人,要对方自己去找证据证明自己没有杀人.要一个人证明自己没有杀过某个人,还有可能（例如不在场证明）,但是要向别人证明自己一辈子没有杀过任何人,那就是不可能的了. 要举证到什么程度才会让人满意呢?这要看你提出的是什么样的主张了.平常的主张不需要太多的证据,甚至不需要什么证据,但是非常不平常的主张需要非常确凿的证据.比如说,假定我今天迟到了,我跟大家说声“对不起,路上堵车了”,大家也就都信了,因为北京堵车是常有的事,这是个很平常的说法,大家很容易接受,不会猜疑我是不是说了假话.如果我说我迟到的原因是因为遇到了车祸,这个说法就有点不寻常了,大家就会将信将疑,我可能需要出示一点证据（比如伤口）才能让大家都相信.但是如果我说我迟到的原因是因为在路上被外星人劫持了,这就是个非常不平常的主张了,如果我不能出示非常确凿的证据,比如说录像啦,来自外星的礼物啦,来证明这一点,那么大家肯定要把我当成是骗子或者疯子.再举一个科学上的例子.当达尔文提出现代进化论时,他是主张者,而且这是一个会彻底改变生物学研究的不平常的主张,因此他及其追随者罗列了无数非常确凿的证据.现在,进化论已被生物学界所一致接受,接受进化论的人已不再是主张者,但是如果有谁要推翻进化论,他就成了主张者,而且是一个将要推倒生物学大厦的不平常的主张者,他本人有责任提出进化论不成立的种种证据,让科学界验证这些证据是否能够成立.建立在无数证据基础上的进化论绝不会因为存在某些纰漏而被推翻,更何况反对进化论的人所指出的所谓纰漏不过是一些谎言和谣言.