五四新文化運動，樹起“德先生”和“賽先生”兩面旗幟，“德先生”是民主，“賽先生”是科學。一百年過去了，民主和科學依舊是這個時代的主題。關於民主，幾年前跟網友打嘴炮寫過幾篇文章，後來也對臺灣的民主化進程做過粗淺分析，東鱗西爪，不成體系。這裡暫且把民主的討論放在一邊，我們來說說貌似熟悉實則陌生的“賽先生”——科學。那麼，讓我們開始吧。
什麼是科學？標準答案是：科學是尋求主觀認識與客觀實際實現具體統一的實踐活動，同時也是這一實踐活動過程中累積形成的知識體系總稱。有點拗口，簡單來說，科學是人類認識世界的方法論，認識世界同時形成相應的知識。
宗教也是人類認識世界的方法論，宗教也會形成相應的知識，宗教同樣宣稱主觀認識與客觀實際是具體統一的。但很顯然，人們不會把宗教視為科學，那科學與非科學的區別在哪裡？
科學有三個基本的信念。
首先，現象的存在必須在主觀上形成共識。比如，太陽上升是現象，我們必須對太陽的認識是統一的，不能指著太陽說是月亮，同樣的，不能我說上升你說下降。指鹿為馬的情況當然會有，那已經跟科學無關。
其次，現象必然有規律。還是以太陽上升為例，人們觀察，太陽每隔一段時間會上升然後下降，週而復始，太陽週期性上升就是一種規律。有些現象的規律難以發現，但不是無跡可尋，人們堅信規律的存在，通過觀察發現規律，就是科學的開始。
最後，現象的出現必然有原因。萬事皆有因，有因必有果。現象與現象之間存在聯繫，發現這種聯繫，並進行解釋，是科學。但我們要注意，不能直接用現象解釋現象。舉個極端的例子，公雞打鳴在前，太陽上升在後，人們當然不會把公雞打鳴視為太陽上升的原因，反過來也是如此。但有些情況，人們很容易就陷入現象解釋現象的誤區，比如，天上有云，然後下雨。人們很自然的想到，下雨是因為有云。用雲來解釋雨的出現，只是知其然，並沒有知其所以然。停留於此，科學也不會產生。
我們再來判斷什麼是科學。關於科學與非科學的區分，最著名的論斷是波普爾的“可證偽”。簡單來說，科學不是求對，也不是求錯，而是求有可能錯。所謂的錯，是指理論被事實推翻，有可能被事實推翻但還沒推翻，理論對現象的解釋就算被“證實”。在波普爾看來，一個命題，或者說一項理論，當且僅當是“可證偽”的，才被視為科學的。
繼續說太陽上升的例子。人們觀察太陽的上升存在規律，提出假說：地球是世界中心，並且是靜止不動的，太陽、月亮和星星按各自的軌道繞地球有規律的轉動，所以各種天體每天都東昇西落一次。這就是所謂的地心說，現在的人看來，自然是無稽之談，毫無科學可言。但在公元2世紀托勒密提出完整的地心說理論體系，到16世紀哥白尼提出日心說之前，長達1500年，地心說都是作為“科學”的理論，用來解釋天體的運行。按波普爾的“可證偽性”，在未被事實推翻之前，它也是科學的。因為地心說理論解釋天體的運行規律，是可以被人們觀察到的，也就是說有可能觀察到與地心說理論推測解釋不一致的現象，但限於觀察手段和條件，暫未觀察到，有可能被事實推翻但暫未推翻，所以是科學的。
那什麼是非科學呢？無法證偽的理論就是非科學。比如，上帝的存在，因為無從觀察，無法證偽，所以是非科學的。又比如，1+1=2，不管是1還是2，都是人為定義，無從驗證，也不可能有錯，純粹數學邏輯跟觀察經驗無關，所以也不是科學。
波普爾的“可證偽”一時被人們奉為圭臬，也是最為被大眾所熟知，但從實際應用來看，仍然是存在不少缺陷。
兩個例子。可證偽的理論並不一定就是科學的。比如瑪雅人的理論推斷2012年是世界末日，明顯是可證偽的（所有末日理論只要明確時間，都是可證偽的），但它不是科學。不可證偽的理論並非就不是科學。宇宙中存在暗物質，不可證偽，但它卻是科學的論斷。
波普爾的“可證偽”，前提是理論推斷解釋必須是精確的，也就是說，要麼存在，要麼不存在。但實際上，很多科學的命題是概率性的，比如，天氣預報就是概率性的，無法證偽，但氣象學卻是科學的。
拋開特例和概率性命題，“可證偽”仍然存在很大的問題。
波普爾的“可證偽”把科學簡化成“挑選命題——設計實驗——試圖證偽”的循環，對於命題或理論也簡化成“因為P，所以Q”，證偽即是“有P的前提，發現非Q，所以非P”。
實際上，科學的命題帶有一定的複雜性，更普遍的存在是“因為P，並且v1、v2、v3…vn，所以Q”，發現非Q，不一定有非P，有可能是v1到vn的任何一個條件出現問題。
地心說的例子中，托勒密提出完整的地心說理論體系，1500年間，不斷有人觀測到與地心說理論不相符的現象，但人們做的不是立刻推翻理論，而是修正觀測，或者對理論進行部分修正。人們觀測到現象與理論不符，或者直接忽視，認為無關緊要，或者認為觀測本身出現問題。事實上這種可能性也確實存在，因為觀測本身也是需要理論支撐，出現不符，不一定是證偽地心說，也有可能是證偽觀測的光學理論。
在庫恩看來，波普爾的“可證偽”過於簡單，沒有太大的實證意義。庫恩在《科學革命的結構》提出，科學不是簡單的命題，也不是命題的組合，它一個範式，包括了現象、命題、規則、評價體系、科學成就以及這些成就的擁護者。一個範式必須包含兩個特徵：“能夠吸引一批擁護者，使其脫離科學活動的其他競爭模式；必須是開放的，存在很多問題，留待後來實踐者去解決。”
庫恩認為，科學分為兩種，常規的和革命的。科學的早期，不存在範式，各種理論林立，對於同一種現象，有不同的理論解釋，其中一種理論對現象的解釋更精確更廣泛，更能解決一些問題（注意，任何範式都不能解決所有問題），這種優於其他競爭對手的理論會逐漸取代其他理論，分歧消失，然後形成範式。
常規的科學是一個範式建立之後，範式的追隨者，按照相對統一的知識、規則和模型，去發現和解釋現象，簡單來說，這是一個解謎的過程。在解謎的過程中範式累積更多的知識、規則和模型，這就是我們通常理解的科學的累積。隨著累積的增加，範式的追隨者會頑固地捍衛這種範式，他們往往會壓制新的思想，特別是新思想是革命性的，會完全破壞原有範式的基礎之時，更是如此。
但科學更重要的進步是革命帶來的。革命首先從反常開始，先有科學發現的反常，然後有科學理論的危機。正如之前所言，範式不歡迎反常的發現，發現現象與範式不符，並不會立刻推翻範式，範式的追隨者第一反應是忽略，然後是拒絕，認為是觀測本身出了問題。當反常重複出現，以至於追隨者無法忽略乃至拒絕，會對範式作相應的調整和補充，以擴大範式的解釋力和維持範式的存在。
僅僅有反常的發現，並不足於讓追隨者放棄原有的範式，當反常的發現產生新的顛覆性的理論，也即是發生真正的科學革命，完全打破原有範式。新理論更能解決一些問題，對現象的解釋更具有準確性和廣泛性，也會帶來新的追隨者，然後形成新的範式，新的範式在競爭中逐漸取代原有範式，再進入常規科學的範疇。
科學就是在常規和革命交替出現的過程中不斷進步。新發現和新理論的出現本身是範式所帶來的，範式孕育了新發現和新理論，當它們出現之後，範式會進行壓制，然後被迫接受一部分的存在，最後完全顛覆自身。這是一個漫長的過程。哥白尼日心說取代托勒密地心說，量子力學取代經典力學（取代並不準確，在限定範圍，經典力學仍然有一定的解釋力），都是遵循這樣的過程。
科學是兼具保守性和開放性的範式：保守性保證穩定，常規科學增進穩定的知識積累；開放性提供創新，科學革命帶來開創性的理論進步。
最後一個問題。科學進步是否有終點，宇宙中是否存在唯一的真理——“有關世間萬事萬物，有且僅有一條完全真的陳述”。庫恩本身是持懷疑態度的：
“想象存在著一種完全的、客觀的、真實的對自然界的敘述，設想對科學成就的真正度量就是它在何種程度上接近這個終極目標，這對我們究竟是否有幫助？”庫恩沒有給出答案，但這個問題值得我們深思。
