科学是什么1|科学的目的、精神、方法、局限

“科学”一词是近代日本学界对英文“Science”的翻译,“Science”来源于拉丁文“

Scientia”,意为“知识”、“学问”。在日本幕府末期到明治时期,“科学”是专门的“个别学问”,以“分科的学问”的意义被使用着,在近代侧重关于自然的学问。

所以,从字面意义上,我们很难直接回答科学是什么这个问题,科学侧重获取知识的方法、过程,而非知识本身。我们需要从科学的目的、精神、方法、历史、与哲学、神学、宗教的关系去了解科学的内涵与外延。

科学起源于古希腊自然哲学,在文艺复兴时期产生,在近现代得到发展。

科学是使用经验实证的方法,对现象进行归因的学科。

1 科学的目的

发现自然、社会、思维的规律,不只是追求眼前的实用,而是刨根问底探寻背后的原理。

追求主观的认识与客观的实际达到一致。发现事物的因果关系、自然的规律(广义来说,也包括社会、思维规律)。

科学不以追求短期的实用为目的,更多的是一种更高层面的对于好奇心的满足,但站在长远的眼光来看,其带来的应用是自然而然的,相对较大的。

哲学也是一种较高的精神层面的追求,科学与之不同的是,追求量化、逻辑推理、实证。哲学往往容易形成一家之言,而科学却是累进的、往前看的,后人总是站在前人的基础上,通过发现问题、质疑,推理、实证,进一步增进理论的适用范围。而哲学往往还会往前看,相对于古代的哲学家,现代的哲学只能说各有千秋。

科学要探究事实背后的规律,上升的理论的高度,但不是虚无飘渺的理论,是有逻辑推理和实践验证的,是经得起检验的,是有明确适用范围和边界的,不是想当然的,也不是偶然发生的。

成为中国主导传统的儒学缺少对世界提供整体解释的理论兴趣。安排世界的秩序是中国思想的主流,至于怎样去解释世界反而不是儒学的精彩所在。

2 科学精神

求真务实、改善创新的精神,质疑、理性、实证的精神,大胆假设、小心求证的精神。

科学精神要体现一种理性质疑、逻辑推理、实践验证的态度,一种求真务实,不断追求改善创新的精神。

中国人会为历史之真、为人之真,会为形形色色的忠孝节义杀身成仁,对于宇宙论的真却不太关心。

3 科学的方法

科学要用数据说话,用逻辑推理,用实践检验。

包括定量分析、逻辑推理、实践验证的方法。

如确保观察严谨的方法、确保假说逻辑严密的方法、大样本随机双盲对照实验的方法。

定量分析离不开数学、离不开观察和实验(包括逻辑思维和思想实验)。

从具体到一般、从一般到具体的抽象、归纳、演绎方法是逻辑自恰的。

人类有史以来就开始探索外部世界,但一直到近代(16、17世纪?)才开始有了实质性的突破。在这之前,人们一直在进行着头脑中较纯粹的思辨,而没有与自然世界进行必要的互动。亚里士多德等人的观点从公元前开始影响了人类两千年。这其中也有自古以来宗教的力量。直到16、17世纪开始,人们终于开始怀疑宗教的权威,开始学会质疑,也开始使用证据进行推理(reasoning)。与此同时,人们意识到,既然宗教权威都可以被质疑,那么人类一直以来关于这个世界的看法,当然也可以得到质疑!与此同时,人们终于开始走出纯粹的头脑中的思辨,开始对自然界进行观察和记录,而且使用数学(数字,几何形状)等进行记录观察的结果(这便是测量的开始)。通过观察和记录,人们便得到了关于这个世界的一些信息,并且人们认为这些信息是“客观的”(objective),也就是说不同于以前纯粹的头脑中的思辨,不同人有不同观点并且谁也说服不也谁,不同的人进行同一个“客观的”观察所得到的结果是相同的,所以这样的观察和结果是可以依靠的——这便是“客观”的含义,不因观察主体人的改变而改变。为了观察,人们按照经验制造更好用的工具(仪器),从而得到更好更有用的观察结果。而制造更好用的工具,就是“技术”。当然,这里面还少不了金钱、权利、地位、名声等因素的影响和推动。从现在开始,我们可以把观察得到的结果,称为“数据”,因为数学很自然地可以用来描述观察的结果(结合自己之前对数学和现实世界的理解,很好解释),也就是说,多数时候,可以把观察结果数字化、数学化。从这些数据出发,结合逻辑推理(构成人类思维的基本工具),人们可以尝试进行归纳、猜想、假设等思维活动,对外部世界发生的现象做出合理的描述和解释。

一个典型的例子,行星的运动轨道,在很长时间内教会都说是完美的圆,人们也都无法反驳。但通过第谷(Tycho)等人观测到的数据,经过计算发现,无论如何也无法将数据与圆吻合,而是与椭圆吻合得最好。通过观测得到的客观数据,加上逻辑推理,形成证据,证明行星轨道不是圆而是椭圆。(当然,这里意思是说“轨道就是椭圆”吗?当然不是。意思是,数据与理论上的椭圆契合度非常高,误差很小,比圆小得多得多得多,差了很多数量级,并且通过数据我们也对理论和实际的误差有了一些经验上的了解。另外,椭圆也只是一个简化且足够准确的模型,当需要更高准确度的场合,可以再次通过数据,发展出更复杂而准确的模型,比如椭圆的基础上加一些修正之类的。)

后来,人们不仅开始观察,还开始针对不同的目标,人为地设计不同的场景,在这些人为场景中有目的地进行观测。这便是“实验” (experiment)。

我们以行星轨道为例子,再次明确地阐述一下,什么是“科学方法”(scientific method):

I 提出一个问题 (行星的轨道是什么样的?)

II (设计实验场景),观察(观测),并了解结果(定性的趋势、定量的数据)

III 通过归纳、猜想等,提出理论假说(定量情况下是数学模型),然后用数据进行验证,看契合度和误差是否满意(满足描述要求,满足应用要求等),调整修改模型,直到得出满意的、大多数人接受的方案(模型),形成暂时的理论。(暂时的理论就是,太阳系的行星,围绕太阳按椭圆轨道运动,并且迄今为止观测到的数据提供了大体上的误差信息,大多数场景中,按椭圆轨道得出的进一步信息,其误差可以满足需要。)

IV 后续的时间中,出于不同的目的,不同的时间、地点、人物进行相同的观测,得到数据,不断对理论进行检验。只要发现一例数据与理论不吻合的(当然前提是要可靠,具体什么是可靠,貌似也只能具体问题具体分析了),理论就被判失效,将回到step 3重新发展新的理论。这便是科学理论的“可证伪性”——也正是这种可证伪性,使得科学理论能够不断地自我修正,不断地发展,越来越准确、深入和有用。

近代原子论是属于实证科学,是通过实验和计算建立起来的。古典希腊时期的原子论完全是思辨的产物。
在科学研究方法上,近现代西方科学家大多采用观察和实验的方法,以及数理逻辑推导的方法。伽利略被后人称为“现代自然科学之父”,不仅在于其在科学上的发明和发现,而且更重要的在于他在科学研究方法上的贡献。因为从那以后,现代自然科学研究方法及其步骤,基本上都是沿着他所开创的道路前进的。与此同时,中国科学研究仍然主要采用传统的整理典籍和总结经验的方法。

4 科学的一般特点

科学有不同于其它人文学科的特点:

I 逻辑自恰性;

II 简单性;

III 适应范围明确有限;

IV 实践性,不能与任何适用范围内的任何事实产生矛盾,并且可以做出预测,预测能被检验;

V 普适性,没有文化、种族、信仰、时空的界限;

5 科学可以讨论的事物(领域)

科学不是普适的,有其特定的领域:

I 需要概念明确;

II 标准、客观、可量化;

III 可证伪性;

IV 有很强的错误可纠正性;

6 阴阳五行学说

阴阳五行学说是一种变通的哲学观念,可以帮助人建立一个认知世界的简单模式,因为人的文化差异、知识多寡、阅历是否广博、价值观的不同可能会产生截然不同的认知,甚至相反的概念。阴阳五行学说具有以下特点:

I 概念模糊,因人而异;

II 不可量化,不可靠或说不靠谱,没有客观定量的标准,绪论千差万别;

III 不可证伪性;

7 中医中药

中医有其一定的历史、养生、文化价值,能食用就有其营养价值所在,食疗也是一种治疗方法。

I 一些中药其中有西药成分;

II 没有明确的毒副作用说明;

III 药效不能排除安慰剂效应;

IV 药效不能排除自愈功能,不能错把先后关系当成了因果关系;

V 可能存在一些有效成分,但都没有经过双盲对照随机大样本实验;

VI 喜欢拿个案说事;

VI 望闻问切是原始的方法,大可以使用现代的仪器;

中医探究病因和中药的药效只有模糊的经验参考意义,没有科学的指导意义。科学除了经验,还必须讲逻辑和实证,是经验直觉和逻辑实证的区别。

8 科学不等于正确

科学规律是有其明确的适应范围和边界条件的。我们说“这是科学的科学的,这是不科学的”,强调的不是结论的正确与否,而是强调科学目的、精神和方法。

9 科学的局限性

科学有其局限性,科学也受到人们从自然现象中探寻本质的能力的限制。人会犯错,同时,由于信息的缺乏或者误解,人们有时候也会得出错误的结论。科学本身是具有自我纠错能力的,当我们获取了新的知识、技术、方法(如望远镜、显微镜、微积分),即必须改变或者抛弃原本错误的想法。科学只有起点,没有终点。

科学不是万能的,科学并不能解决世间所有领域的问题,特别是精神层面的问题显得很无力,诸如道德、价值判断、社会取向、个人态度这些问题是无法用科学方法加以解决的。但科学的精神、方法却是我们需要提倡的。

科学求“真”、求“力”,科学可以深入微观的粒子世界、仰望宏观的星空,但往往对于自己、他人的内心世界却很陌生。原子裂变或聚变可以带来惊人的能源或力量,但我们不要低估信仰的力量、爱的力量、精神的力量。

人类追求“真、善、美”,追寻生命、生死的意义。科学求“真”,是冰冷的事实规律,是理性的,与意义无关,与感性无关。我们只能说,科学的归科学,哲学的归哲学、宗教的归宗教、文学的归文学、艺术的归艺术。

附:科学作为分科一词的科学领域(自然、社会、人、生命、健康、心理):

科学是什么1|科学的目的、精神、方法、局限

-End-


分享到:


相關文章: