科学究竟是什么

《科学究竟是什么》

A.F.查尔默斯,英国著名学者,畅销书作家,同时也是一位科学家。他本科、硕士、博士学的都是物理,还在弗林德斯大学哲学系做了很多年的访问学者。现在是悉尼大学科学史和科学哲学部的副教授。本书是科学哲学领域的必读书之一。查尔默斯在书中介绍了归纳主义科学观、否证主义科学观、结构主义科学观、贝叶斯主义科学观等多种科学思想,试图通过对不同科学思想的梳理,来考察科学的本质究竟是什么,科学到底有哪些特别之处。

科学到底是什么,经常有人说:“你的说法不科学!”那到底怎么说才是科学的呢,说这个话的人是否知道科学呢?

平时喜欢刷微博的,肯定会看到过这样的争论:就是中医到底是不是科学?有些人说,中医流传几千年,有大量的案例,是一门经验科学;有些人说中医的疗法通不过科学测试,所以根本就不是科学,而是伪科学。同样的,在星座学、风水学、甚至是心理学和经济学的问题上都会出现这样的争论,而且往往双方谁也说服不了谁,最后只能吵架。通过本文了解科学思想,就有助于分析到底是不是科学。

不同的科学思想中对科学的定义不同,对科学本质的描述也各有侧重。在归纳主义科学观看来,科学是对事实进行归纳推理之后所得到的理论;在否证主义者看来,可以被检验的理论才能被叫做科学;在结构主义科学观看来,一门科学是遵循同一范式的多个理论的集合;在贝叶斯主义科学观看来,科学理论的对错未必是绝对的,而是一个概率问题。这四种科学观都是数学解释。


一、归纳主义科学观

归纳主义科学观认为,科学就是对事实进行归纳总结之后,所得到的理论。

这种观点也被称为“常识科学观”,有力地推动了现代科学的发展。

1. 科学是以事实为基础的

我们应当先观察事实,接受事实,再去建立一套符合这些事实的理论。

伽利略通过比萨斜塔实验,证明了不同重量的物体具有同样的下落速度,推翻了亚里士多德的断言。这一案例被许多人视为现代科学的开端,而在这以前唯有圣经和伟人的话才是科学。

2. 通过观察和归纳总结,未必可以获得正确的结论

人类的观察受到多重因素影响,有可能出错。归纳推理这一方法本身在逻辑上也是不严谨的。

同样是伽利略,曾提出过用绳子测量恒星直径的方法,这个方法在数学算法上是完全正确的,但由于人类观察的局限性,采用这种方法只会得出错误的结论。


黑天鹅

归纳和演绎:逻辑思维的两种方法

归纳,也就是对已知数据进行构建数学模型,演绎就是通过构建的数学模型来预测未知的数据。也正是所谓的,归纳就是从个别到一般,演绎就是从一般到个别。

罗素著名的“火鸡问题”,就是对归纳法滥用者的讽刺。李莫愁被骗感情就得到天下男人都是坏东西的结论也是可悲的。

二、否证主义科学观

在否证主义科学观看来,科学是可以被检验的,并且有可能被证明是错的。如果一个理论无法被检验,或者无论怎么说都有道理,那就是伪科学。

1. 科学是可以被检验的

“可证否性”是科学必备的条件,一套不能被检验的理论是没有价值的。

在星座学中,无论一个人的运气好不好,它都有一套解释。但这种解释太过宽泛,无法被检验,因此星座学就是伪科学。“心诚则灵”是各派宗教都用的词语,若你的愿望实现了,就是心诚嘛;若愿望没实现,你要心诚好不好。所以这些东西就是迷信,不是科学。

2. 被证否的理论也未必就是错的

所有的理论在诞生之初都是不够完善的。由于人类认识的局限性,有些理论即使被证否,也未必就是错的。

哥白尼所提出的关于地球公转和自转的理论,一百多年后证明是对的。但质疑者当时提出了许多无法反驳的证据,比如说:若地球是旋转的,那么站在塔顶放下一个铁球,铁球应该要砸到塔上。因为当时还不知道惯性,所以哥白尼也不能做答。但事后证明,这些否证只是人类认识不足的产物而已。


尼古拉·哥白尼怎么死的?有一位科学家叫布鲁诺,为了维护哥白尼的学说被烧死在罗马鲜花广场。尼古拉·哥白尼怎么死的?哥白尼不是被烧死的,1543年5月24日,波兰科学家哥白尼病逝。

三、结构主义科学观

在结构主义科学观看来,科学是许多理论在一起所组成的一套理论结构。一套科学理论应当有一个核心的、被广为接受的“范式”。

1. 一套理论是不是科学,就看它有没有核心“范式”

有核心范式的理论,就可以进行常态科学的研究,可以发展。没有核心范式的理论就不是科学。

现代化学的核心范式是元素论,所有的研究都在这一范式下进行。而星座学等理论就没有一套被广泛接受的范式,因此是伪科学。

2. 过于注重核心范式会阻碍科学的进步发展

不同的科学范式所面对的问题,对事实的判断,都完全不同。在这种情况下,就算出现了一个新的范式,科学家也很难接受,所以一个新的理论因为不满足当今的范式,经常被初赛都刷下是常有的事情。


范式(paradigm)的概念和理论是美国著名科学哲学家托马斯·库恩提出,它指的是一个共同体成员所共享的信仰、价值、技术等等的集合。指常规科学所赖以运作的理论基础和实践规范,是从事某一科学的研究者群体所共同遵从的世界观和行为方式。《三体》中外星人智子就是提供给地球人新的范式基础理论,令后来的地球人建造出了曲率驱动太空船。

四、贝叶斯主义科学观

贝叶斯主义科学观认为,一套科学理论的对错并不是绝对的,而是一个概率问题。

1. 可以利用算法来计算理论成立的概率

一套科学理论的对错是一个概率问题,我们可以根据新证据对理论的支持程度,来调整这个概率。

在赛马比赛中,我们会根据一匹马的过往战绩等来判断它赢得比赛的概率。但如果我们发现这匹马受伤了或生病了,就会调整它获胜的概率。贝叶斯主义科学观对科学理论成立概率的计算,就跟这个过程类似。所谓人工智能也就是通过大数据,提取可能有用的信息,利用贝叶斯算法,找到最优的决策方案。

2. 贝叶斯理论受到主观判断的影响,无法做到客观精确

在贝叶斯理论的算法中,我们必须要先给一个理论赋予一个概率,再来进行计算。而这个主观赋予的概率,会影响到最终结果。


这个就是所谓的人工智能

巴菲特投资实际上是尽量找到多的赢的概率,减少失败的几率;越来越多的人相信概率而不是“铁律”,更不是运气。

烧脑这么久,总结一下科学究竟是什么:

1. 我们通过观察所得到的事实,并不一定都是可靠的。如果根据这些事实来进行推理,就得不出正确的理论。

2. 一套什么都能解释的理论,就是什么也解释不了。一套不能被检验的理论,就没有价值。一套不可能出错的理论,就是伪科学。

3. 所有成熟的科学,都要有一个处于核心地位的基础理论,要有一个被广泛接受的范式。

4. 一套科学理论的对错未必是绝对的,也有可能是一个概率问题。

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