科学为什么重要？

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谈论21世纪科学技术的重要性属于老生常谈。发达国家的人类存在完全依赖科学技术的新发展。当然，这些影响是好是坏可以争论，不过科学改变了我们的生活、健康、工作、通讯、娱乐和交通的事实是无法否认的。

社会中科学知识越来越突出的重要性让人们相应地对科学证据表现出越来越大的尊重。为了被看作可靠、理性、值得信赖、让一个主张或者观点看起来是建立在科学基础上的就非常重要。我们认为由科学支持的观点比其他主张更可靠，任何一个销售商，任何一个观点都要寻求科学证据的支持。

但是，政治、宗教和经济目前正在就如何正确理解科学而争吵不休。在当今科学和伪科学无处不在的气候下，科学家以外的人要弄清楚媒体、健康或者消费领域所谓的科学主张，应该想什么或者相信什么是非常困难的事。现在正进行着一场企图影响非科学家的公众观点战斗，我们接受或者不接受科学上的可靠性会产生重大后果。

因此，所有人都严肃思考科学的本质就显得更加重要。这并不一定意味着要用深奥的哲学问题让我们发疯，或者穿上白大褂戴上并不诱人的眼睛加入实验室里满脑子检验的科学家群体。但是，它确实涉及对科学证据的一些思考，反思我们尊重科学观点的理由。真正的科学家欢迎公众对他们观点的仔细检查，而冒牌的科学家就不这样。认真花些时间和精力探讨科学的本质和科学观点因此成为避免权利被剥夺的简单方法。或者更坦率的说，思考这些问题会帮助我们防止吃亏上当。

绪论

科学证据在人类文本的任何领域都具有特殊的地位。如果洗发水生产商想说服我们他们的商品值得购买，他们典型的做法是添加这样一些话“科学研究证明”本产品能够增强头发光滑度和弹性。同样的，湿润剂经过皮肤病学测试，牙膏被证明可以减少齿菌斑，香水经过临床证明可以吸引男士拜倒在你石榴裙下。

在更严肃的场合，如刑事审判胜诉与否取决于专家的科学证据。如果证人声称她看到甲先生杀人，那么这对于甲先生是坏消息，但是如果尸体上和犯罪现场发现甲先生的指纹和DNA结果得到法医专家的证据支持，甲先生的鹅就被科学煮熟了。科学证据有独特的，优先于其他任何证据的地位。

这些例子表明科学观点和证据的特殊作用。科学观点受到具体条件，测试方式的限制，需要仔细检验，更重要的是，如果出现新证据的话需要改变和发展。科学家的证据被认为可靠就是因为它一直受到检验而且在每一个阶段都进行交叉检验。这当然不是说科学观点就是没有任何错误可能的，因为科学家也可能像普通人一样犯人的（道德的）错误。但是过程标志了科学思维和科学观点的特殊性，普遍认为比别的主张或者证据更可靠。

科学方法被有些人认为是让科学成为理性实践的过程，在实施过程中受到科学界的监督制衡，完全根据证据的可靠性得出结论。但是那种认为存在单一的、确定的科学方法的观点仍然引起争议。有些理论家认为没有这样一个可以用在任何学科上的单独的方法，而且科学方法的标准描述与实验室里的行为没有多少联系。

但是科学确实在不断前进。科学知识在增加，技术上的革新非常迅速许多人根本就赶不上。挽救生命的医学发展而提高健康标准和生活质量的程度在50年前几乎是不可想象的。不管有没有单一的科学方法，科学家肯定在做一些正确的事情。

这个简短的介绍目的在于粗略回顾科学方法的观点和科学本身的一些哲学思考。我们的目的是帮助科学家以外的人区分科学观点和非科学观点，同时试图解释科学观点和科学证据在我们的社会中享受的特殊地位。

方法

一般来说，在小学，中学和大学科学课程中讲授的科学方法是下面的四个步骤的过程：

1)对一个现象或者一组现象的观察或者描述，

2)形成一个试图解释这个现象的假设，

3)运用这个假设预测其他现象，

4)通过实验验证这些假设。

一旦科学家开始这个过程，假设可能被认为已经获得某种程度的证实了，它就可以被叫做“理论”。假设和理论的区别是重要的。虽然这个界限有时候比较模糊，但是区别在于假设是个有一定根据的猜想，一种某些事情如何或者为什么是那个样子的想法，而理论是一个已经经过证实或者实验证明了的假设。请注意对“理论”的这种理解和把“理论”等同于假设的非科学使用之间的区别。

也请注意理论是从来都无法证明是正确的。它能够被显示可能性非常非常大，或者通过相反的证据证明是错误的。但是理论从来都不可能被证明是百分之百正确的。而且，没有一个好的科学家宣称保证他的科学工作的百分之百准确性。

宣称没有所谓科学方法的有些理论家（包括有些科学家）也认为上文描述的四步过程是虚假的，是杜撰的“研究秘诀”。但是，假设验证的基本原则和不断对主张和理论的检验是所有学科领域的标准。不管是否存在单一的，具体化的得到普遍认可的方法，分享信息，把研究放在公共监督下和对假设不断验证的重要性确实得到科学界普遍赞同和认可。

科学界的作用

在学术杂志上或者在学术会议上宣读论文是科学家相互交流研究成果的主要方式。尤其是学术杂志被用来作为研究的质量控制。一项科学研究发表在这样的刊物上以前，它要经过被成为同行审阅的过程，稿子被一帮专家仔细审查。（如果要了解同行审阅的过程，请参阅SenseAboutScience）

同行审阅的进出都非常复杂和耗费时间。但是，它为科学家提供了基本的质量控制，确保达到标准的文章得到在杂志发表的机会，获得认可。因此，同行评议对于科学证据的总体上的可靠性就具有非常重要的作用了。

但是同行审阅的过程也不是没有问题的。考虑一下最近的丑闻，被认为取得干细胞研究重大突破的黄禹锡（DrWooSukHwang）发表在同行审阅的名牌杂志上的成果后来被发现是伪造的。其他的事例，包括80年代后期的“冷聚变”（coldfusion）争议涉及到科学家得出夸张的结论，根本无法复制。而曾经做出重大科学成果的科学家故意伪造欺骗是很难被发现的。但是这些例子是非常罕见的，一旦一项明显突破性的科学研究成果公布出来，它一般都被科学家团体拿来进行检验。如果这些发现被证明是伪造的，或者是不能复制的，弄虚作假的行为不可避免要被揪出来。

因此，科学界在维持科学研究的可靠性和准确性方面发挥重要作用。通过同行审阅和新研究的不断检验和验证，科学家们相互监督对方的研究工作。

哲学问题

虽然上文描述的科学方法，多数本科生科学课程上讲授的科学方法把它描写成为科学家们普遍同意的东西，它的确切形成与其说是科学倒不如说是哲学问题。合法性的哲学关心在于许多常见的对科学本质的误解后面，对科学最有趣的有些问题实际上是哲学意义上的，而不是科学意义上的。

科学哲学是一个大海，大部分内容是专业性非常强的，与科学本质的日常问题关系不大。但是进入卡尔·波普尔（KarlPopper）和托马斯·库恩（ThomasKuhn）关于科学革命和科学实在论（scientificrealism）问题的著作将会带领我们穿越科学哲学提出的一些最核心和最迫切的问题。

波普尔和证伪主义（falsificationism）

波普尔是20世纪最有影响的科学哲学家。我们现在称为科学方法的讨论的许多归功于他对科学理论的证伪性著作。他也是对科学家本身有最大影响的哲学家，这可以从他被选为皇家科学学会成员这个事实得到证明，这个荣誉是很少授予非科学家的。

波普尔生平的描述倾向于指出他早年对马克思主义和心理分析的兴趣作为他对科学哲学兴趣的可能根源。年轻的时候，波普尔是维也纳马克思主义政治小组的积极分子，而且对弗洛伊德和阿德勒（Adler）的心理分析理论表现出浓厚兴趣。但是，据说在听了爱因斯坦关于相对论的一次演讲后，波普尔被爱因斯坦的科学所震撼，对最近让他感到有点幻灭的政治和心理分子理论与科学之间的区别所吸引。他决心揭示这种分界线的根源，也就是发现到底什么东西让爱因斯坦的物理学和马克思的社会理论以及弗洛伊德心理理论区别这么大。

答案就是波普尔的《科学发现的逻辑》（TheLogicofScientificDiscovery）的基础，而且是他影响很大的著名的证伪主义的基础。区别在于爱因斯坦的物理学风险很大。它预测可能性很小的物理现象。如果这些现象不像预测的那样出现，爱因斯坦的假设将被证明上虚假的。而这个风险不管在马克思的政治理论还是弗洛伊德的心理分析理论中都不存在。

下面这个例子显示了这种差别：

一女子爱她的父亲，竭力要证实她是幸福的，得到充分关爱的。这个可以被弗洛伊德理论家解释为恋父情结（Electracomplex）的例子，姑娘受到父亲性的吸引力。

或者一女子非常讨厌她的父亲，成年后避免与他接触，放弃他的爱，转向其他家庭成员。这也可以被弗洛伊德理论家解释为恋父情结的例子，因为姑娘感受到的对母亲的排斥被转移到或者指向父亲了，或者广泛的家长制社会。马克思主义有类似的特征，两个明显矛盾的现象可以归结在同一个马克思理论对社会的理解上。

像马克思理论和心理分析之类理论的问题只是解释太多。几乎任何现象都可以靠这两种理论的任何一种来解释。但是，爱因斯坦的物理理论风险就很大。它预测可能性很小的物理现象，而且是从前没有观察过的现象。如果实验显示这些预测是错误的，那么这个理论就会被显示是错误的。根本不存在马克思理论或者心理分析实际上证伪实验的可能性。正是这种被证明是错误的特征或者具有可以被证明是错误的可能性的特征是波普尔认为的科学理论的确定性特征。

但是，波普尔没有认为马克思理论或者弗洛伊德理论是没有价值的。实际上，他觉得它们告诉了我们很多关于社会的本质和人类行为。只不过按照波普尔的观点，这些理论不能被成为科学因为它们不能通过实验来证明，或者没有可证伪性。把可证伪性作为科学实践的基础的观念从根本上说也是反对****的。一个理论不因为为它辩护的人的权威就成为科学，也不因为科学家们都同意这个观点就成为科学，理论成为科学必须是因为它提出了经得起证伪检验的预测。

自从波普尔的《科学发现的逻辑》出版后，科学哲学已经远远超过了他的理论。实际上，他通过可证伪性来解释进步存在许多问题，不仅仅是这样的信念有些科学证据包括盖然性的证据是无法证伪的，以及认为在实验室里科学家常常忽略证伪。但是，波普尔对科学哲学的永久性贡献是他强调实证主义和不断验证科学观点的重要性，这些原则已经成为好的科学工作普遍接受的要求。

托马斯库恩，范式改变和科学革命

虽然波普尔认为科学理论总是应该能被证伪的，他也相信科学是积累性的，也就是说建立在前辈科学家工作的基础上，科学稳定地朝向对宇宙及其运行的更准确理解。托马斯·库恩是20世纪哲学家，物理学家，科学史家，他的著作挑战科学进步是积累性的信念，认为科学前进是通过剧烈的革命，或者范式转变，而不是稳定的、理性的、实证指导的证伪性。库恩的著作不仅影响大而切引起争论，导致有些人怀疑对科学理性和科学进步的信任。

库恩1962年的著作《科学革命的结构》（TheStructureofScientificRevolutions）认为科学发展的历史常常是被科学家歪曲了的。比如，从传统的亚里士多德行星理论转向哥白尼天文学普遍被认为是理性战胜宗教的胜利。但是库恩认为这些事情要复杂得多，地方和历史背景影响科学理论的选择与实证经验考虑同样重要。他还指出科学家自己的价值观也影响理论选择，科学家宣称的理性和严格的实证主义在真正的科学实践中并没有严格遵照执行。

范式的观念是库恩著作的核心。虽然他对这个词的定义非常宽泛，它普遍被认为是潜藏于科学研究背后的假设和信念的背景。古典或者牛顿物理学就是科学范式的例子。其他的范式包括燃烧的燃素理论和托勒密天文学。按库恩的描述，所有的科学都是在某个范式背景下进行的，因而受到背景的影响。他的科学革命理论认为后面发生的事情是挑战这个范式的证据能被发现。这些往往被忽略直到积累的权重越来越大无法再忽略为止。这个时候科学就发生激烈的革命，范式转变开始出现。

库恩的历史著作当然显示对科学家作为理想的理性代表的传统理解，他们的观察和实验是不受主观价值观的干扰的，明显是不准确的。但是，在《科学革命的结构》出版后的几十年里，库恩试图保持与激进理论家的距离，他们声称他的著作表明科学里没有理性存在。

或许科学理性的信念实际上和库恩对科学范式的信念不一致。关于库恩著作的争论仍然出现在哲学界，他的影响也传播到学术界的众多领域。有人引用他的观点为他自己肯定反对的许多结论辩护，包括那种认为科学里没有真理，科学完全是没有理性的，或者科学进步是实证上没有根据的，就像相信炼丹术。

科学实在论问题

科学实在论（Scientificrealism）是我们应该相信最好的科学理论的信念。这包括相信那些理论指出的无法观察的东西。这样的讨论倾向于造成下面这样的反应，即使哲学家也不能幸免。

“你瞧，这种现实和玄学的讨论都非常好，但是我们多数人使用手机，开汽车，乘飞机，吃抗生素当我们受到病毒感染的时候。科学理论肯定是真理，因为科学家做了那么多正确的东西。”

但是，科学的“反实在论”（anti-realism）就比典型的单纯否认实在论复杂得多。比如，许多反实在论者不挑战科学进步的事实，也不挑战科学是理性探索的过程这个信念。反实在论者的观点集中在科学知识的局限性或者科学观察内在的一些问题。科学的成功被看作恩赐的，待解释的词，而不是要面对的挑战。实在论/反实在论的辩论因此非常微妙，认为科学整体上是彻底虚假的或者错误的理论家是绝对的，常常狂热的少数分子。

科学实在论辩论是广泛，复杂的，简单的评述是不公平的。因此，我这里不讨论它，而是推荐有兴趣的读者可以阅读莱德曼（Ladyman）非常好的著作《理解科学哲学》（UnderstandingPhilosophyofScience）。我这里提到它只是要说一方面哲学辩论仍然关于科学理论的地位，以及科学观点的真理价值，另一方面，这些辩论是在不断预测科学进步的背景下进行的。关于科学整体上是正确与错误的议题并不成为辩论科学实在论的真正哲学辩论。

结论---我们该相信谁，相信什么？

考察科学方法和科学进步本质的哲学问题提出了许多看来无法回答的问题。但是这个过程显然是有价值的，因为它迫使我们面对科学的先入之见，以及科学的可靠性基础。

简要提到的哲学辩论显示对于科学方法和本质或者科学观点的真实性没有绝对的共识。但是，科学实践有些主要的特征使得科学观点不同于其他观点，虽然并不总是普遍实践的，标志着科学证据是一种具有特殊优越性的证据。

弄清科学和非科学观点的区别在哲学上被称为“界限问题”。这曾经是热烈辩论的领域，虽然现在看起来不像从前那么有争议了，任何试图提供一个科学是什么的公式将是简单化的，不能让人满意的。但是科学哲学历史上的辩论，对科学家行为的普遍观察让我们得出科学观点的如下几个关键结论：

1）科学观点在发表之前受到清楚界定的实验条件下的不断检验。

2）科学研究成果发表前经历同行审阅过程，发表后继续受到检验。

3）科学观点得到证据的支持。

4）科学观点往往可以通过相反的证据来证伪。

这四点结论并不能确定科学实践，但是它们形成了区分科学和非科学观点及其证据的非常好的初步的指南。这些观点隐含的基本原则是透明性，愿意让发现接受公众和同行的检验，愿意被相反的证据证明是错误的。虽然我们已经看到波普尔证伪性的描述是有问题的，如果一个科学理论解释太多，包括看起来相互矛盾的现象，那么，这就可能是怀疑其可靠性的一个理由。

科学观点和伪科学观点时刻充斥着我们的日常生活。从食品生产商到高保真专家都渴望在他们的商品上贴上科学证据的标签。更重要的是，现代世界的有些最紧迫的辩论也是用科学对宗教，科学对伪科学来作为框架的。

科学哲学不能为我们提供一套确定性的答案，实际上，有时候它甚至让我们更加困惑。但是，哲学实践为我们提供方法上的工具箱，帮助我们考察分析关于科学的信念和成见。我们已经知道科学的重要性，但是对科学本质的哲学思考能让我们知道科学为什么重要。

现在我们把科学观点和它值得获得的尊重一致起来比从前任何时候都更重要，通过挑战它们，检验其可靠性的基础，首先质疑其科学身份。这样做肯定让不同的人得出不同的结论，但是最重要的是这样的结论将是建立在坚实可靠的基础上。