问题

你认为科学的本质是质疑吗?对于科学结论的质疑和相信的界限在哪里?

回答
科学的本质,在我看来,绝不仅仅止于“质疑”。质疑,固然是科学探索的催化剂,是打破陈规、触碰未知的重要手段,但科学的灵魂远比这更丰富,它更像是一场精妙的舞蹈,融合了质疑、求证、怀疑、验证、创造与修正。

质疑是科学的起点,却不是终点。

科学的诞生,常常源于对既有认知的“不服气”。当人们观察到自然现象,面对“为什么会这样?”的疑问,一种内在的驱动力便会驱使他们去探索。亚里士多德的宇宙观曾统治千年,直到哥白尼,特别是伽利略,大胆地质疑了地球是宇宙中心的观点,才为我们开启了全新的视角。这种质疑,是对权威的挑战,是对“理所当然”的审视,它是一种勇气,一种不甘于平庸的好奇心。

然而,仅仅停留在质疑层面,科学便会陷入虚无。伟大的科学家们不只是提问者,他们更是侦探、建造者和工程师。他们会:

提出可检验的假设: 质疑的背后,是想要找到答案的渴望。这个答案不是随意的猜测,而是基于现有证据、逻辑推理,并且能够被实验或观测所检验的假说。比如,对地球是平的质疑,催生了“地球是圆的”这一假说,而这一假说可以通过航海、天文学观测等方式来验证。
设计严谨的实验或观测: 这是将抽象的质疑转化为具体证据的关键。实验设计需要控制变量,排除干扰因素,确保结果的客观性和可重复性。观测则需要精密的仪器和系统的方法,以捕捉尽可能全面的数据。
分析数据并得出结论: 数据是冰冷的,但科学家的智慧在于从中提炼出规律和意义。这需要扎实的数学功底和批判性思维,区分信号与噪声,避免主观臆断。
接受同行评审和公开辩论: 科学的结论不是关起门来的产物,而是需要接受整个科学共同体的检验。同行评审是筛选不严谨研究的“第一道防线”,而公开辩论则能促进观点的碰撞和提升。

所以,质疑是火种,但求证、验证和修正才是让科学之火熊熊燃烧的燃料和枝叶。科学的本质是一种认识自然、理解世界的系统性方法,而质疑是这个方法论中不可或缺的驱动力和清扫器。

科学结论的质疑和相信的界限:一个动态的平衡点

这是一个极其重要,但也极具挑战性的问题。科学结论并非神圣不可侵犯的教条,它们是目前为止对事实最合乎逻辑和证据的解释。因此,对科学结论的合理质疑,是科学进步的基石,而盲目相信,则可能导致僵化和谬误。

那么,质疑和相信的界限在哪里?我认为,这个界限不是一条僵死的线,而是一个动态的、由证据和逻辑所驱动的平衡点。

质疑的界限(什么时候可以质疑):

1. 证据不足或解释力有限: 当一个科学结论的建立,依赖的证据非常薄弱,或者其解释力无法涵盖所有已知的相关现象时,质疑就是有力的。例如,早期对某些疾病的“瘴气理论”的质疑,便是因为它无法解释所有流行病的传播规律。
2. 存在矛盾或不一致性: 当新的观测或实验数据与现有科学结论产生明显矛盾,或者科学结论内部存在逻辑上的不一致时,质疑是必然的。例如,牛顿力学在解释微观粒子行为时遇到的困境,催生了量子力学的诞生。
3. 存在更优越的解释模型: 如果出现一个能够更简洁、更全面地解释现有数据,并且具有更强预测能力的理论模型,那么对旧有模型的质疑就是合理的。例如,爱因斯坦的相对论取代了牛顿的万有引力定律,因为在极端条件下(如强引力场、高速运动),相对论的解释力更强。
4. 受到新技术的挑战: 科技的进步常常会提供新的观察手段,从而挑战旧的结论。例如,显微镜的发明挑战了许多宏观层面的生物学解释。
5. 基于严谨的科学方法: 这里的“质疑”并非随意的否定,而是基于科学研究的方法,例如提出新的假说、设计对照实验、进行细致的数据分析等。

相信的界限(什么时候应该相信):

1. 证据充分且相互印证: 当一个科学结论经过了大量的、来自不同研究者、不同独立实验或观测的重复验证,并且所有证据都指向同一个解释时,我们有理由相信它。例如,进化论是经过了地质学、古生物学、遗传学、分子生物学等多个学科交叉印证的科学理论。
2. 具有强大的预测能力: 科学理论的价值不仅在于解释过去,更在于预测未来。一个能够准确预测新现象的理论,其可信度会大大提高。例如,广义相对论成功预测了光线在引力场中的弯曲,以及水星近日点的进动。
3. 经过同行评审和广泛接受: 一个结论在经过科学共同体严谨的同行评审,并在科学界被广泛接受和应用时,其可靠性也会更高。这意味着它通过了多次筛选和检验。
4. 解释力和简洁性(奥卡姆剃刀): 在多个解释都能够解释现有现象时,通常选择最简洁、最直接的那个。一个能够用最少的假设解释最多现象的理论,往往更接近真理。
5. 能够被进一步检验和修正: 即使是被广泛接受的科学结论,也并非终点。相信它,并不意味着拒绝未来可能出现的更完善的修正。一个好的科学理论,其本身就包含了被未来研究修正和完善的可能性。例如,量子力学和相对论在黑体辐射、光电效应等问题上,都经历过早期理论的修正和完善。

如何把握这个界限?

保持开放的心态,但不失审慎: 对新的科学发现既要保持好奇和接纳,也要对尚未成熟的理论保持一份审慎的态度,不轻易接受未经充分验证的“突破”。
学习科学方法论: 理解科学如何运作,比记住具体的科学结论更重要。学习如何评估证据、识别偏见、区分相关性和因果关系,是每个人都应该具备的科学素养。
关注证据的质量和数量: 不要被少数极端的个例或未经证实的“奇闻”所迷惑,要关注主流科学界基于海量证据所形成的共识。
警惕“伪科学”的陷阱: 伪科学常常利用听起来“科学”的术语,但缺乏可检验性、重复性,并且常常诉诸情感或阴谋论。它们通常是僵化的,拒绝质疑和修正。
认识到科学的局限性: 科学是认识世界的有力工具,但它也有其局限性。科学目前无法回答所有问题,比如关于价值、意义、伦理等,这些领域可能需要哲学、艺术、宗教等其他方式来探索。

总而言之,质疑是科学的“润滑剂”和“清洁剂”,它能保持科学的活力和纯粹。而相信,则是在对现有证据和逻辑充分理解后的“信任背书”。我们相信的是科学过程本身所产生的、经过层层检验的、最能解释我们所观察到的世界的模型,而不是某个永恒不变的真理。这种相信,是一种基于理性和证据的动态信任,它允许我们在证据面前随时调整自己的认知。科学的进步,就是在不断地质疑与相信之间,寻找那个最接近真相的平衡点。

网友意见

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不认可。

在科学哲学里有很多关于“科学”的研究方向,除了“科学是什么(科学划界问题)”以外,“科学本质”的研究也是重要领域。因此,从我的角度来看,“科学本质”是一个专门的术语,英文是The Nature of Science(NOS)。在说到科学的nature时,一定是指科学的根本性质,是科学与其它认识体系不同的、独有的特质,单独一个“质疑”很显然不足以描述科学之独有的特征。怀疑论比科学质疑得更彻底,甚至质疑客观世界是否存在,但显然它不是科学。

在使用这个术语时,很多网友都会把科学、科学家、科学精神、科学知识、科学共同体、科学方法等概念混淆。如果说质疑是科学精神的本质之一,我还觉得说得过去,但科学精神和科学很显然不是一回事,而且质疑也仅是科学精神的本质之一。

通常,NOS指的是科学的认识论和社会学,科学作为一种认识方式,或科学知识及其发展的内在价值和信仰。哲学家、历史学家、社会学家对这个术语的含义多有争议,但对于我来说,我更倾向于科学教育学家Norman Lederman教授对NOS的概括。因为Lederman教授有一句话说服了我:“无论哲学家、历史学家、社会学家如何争论,这些分歧对教育孩子毫无帮助。我们需要的‘科学本质’是能够传授给孩子的知识”。Lederman教授概括的NOS包括七个方面[1],并非题主所说的“质疑”或“相信”(也从未有其他学者将科学本质简单概括为“质疑”或“相信”)。

一、科学知识是实证的(Empirical)

科学至少有一部分是基于对自然界的观察,“科学主张的有效性迟早要通过参考对现象的观察来解决”[2]。然而,科学家并不能直接接触到大多数自然现象。对自然界的观察总是通过我们的感知设备和/或复杂的仪器进行过滤,从精心设计的理论框架中进行解释,并且几乎总是以科学仪器的运作所依据的一系列假设为中介。

因此科学知识是通过观察和推论得到实证性的知识。观察是关于自然现象的描述性陈述,是感官(或感官的延伸)可以直接接触到的,观察者可以相对容易地达成共识。例如,高于地面的物体往往会落到地面上。相比之下,推论是关于感官无法直接接触的现象的陈述。例如,由于重力的作用,物体往往会落到地面上。引力的概念是推论性的,因为它只能通过它的表现或效应来获取和/或测量,例如,由于行星际吸引力而导致的预测行星轨道的扰动,以及当光线穿过太阳的引力场时来自星星的光线的弯曲。对观察和推理之间的关键区别的理解,是对科学世界中的众多推理和理论实体和术语进行理解的前提。这些实体的例子包括原子、分子轨道、物种、基因、光子、磁场和引。

二、科学规律和科学理论的区别

科学理论是成熟的、高度证实的、内部一致的解释系统。理论的作用是解释多个研究领域中的大量看似不相关的发现。例如,分子动力学理论有助于解释与物质物理状态的变化、化学反应的速率以及其他与热及其传递有关的现象。更重要的是,理论在产生研究问题和指导未来调查方面具有重要作用。科学理论通常基于一系列的假设或公理,并假设有不可观察的实体存在。因此,理论不能被直接检验。只有间接的证据可以用来支持理论并建立其有效性。科学家们从理论中得出具体的可测试的预测,并根据有形的数据对其进行检查。这种预测和经验证据之间的一致,有助于提高对被测试理论的信心水平。

与观察和推理之间的区别密切相关的是科学理论和规律之间的区别。一般来说,定律是对可观察现象之间关系的描述性陈述。波义耳定律就是一个例子,它将气体的压力与它在恒定温度下的体积联系起来。相比之下,理论是对可观察现象或这些现象中的规律性的推断性解释。例如,分子动力学理论是用来解释波义耳定律的。普通人对理论和规律之间的关系持有两种观点:(1)一种简单化、等级化的观点,即理论成为规律取决于是否有支持性证据;(2)认为规律的地位高于理论。这两种观念都是不恰当的。理论和规律是不同种类的知识,一个不会变成另一个,两者都是科学的合法产物。

三、科学知识的创造性和想象力

虽然科学是经验性的,科学知识来源于对自然的观察,然而科学知识的产生也涉及人类的想象力和创造力。与一般人的看法相反,科学不是一种没有活力的、完全理性的、有秩序的活动。科学涉及到解释和理论实体的发明,这需要科学家有大量的创造力。从原子光谱线到玻尔的原子模型及其精心设计的轨道和能级跃迁就是一个例子。科学的这一方面,再加上它的推理性质,使得诸如原子和物种等科学实体是功能性的理论模型,而不是现实的忠实副本。

四、科学知识渗透着理论

科学知识处处渗透着理论。科学家的理论和学科承诺、信仰、先验知识、训练、经验和期望实际上影响着他们的工作。所有这些背景因素共同影响着科学家调查的问题和他们进行调查的方式,他们观察到的现象(和没有观察到的),以及他们如何解释他们的观察。这种特点或心态说明了理论在科学知识生产中的作用。与一般人的看法相反,科学从来没有从中立的观察开始。科学研究总是由问题或问题所激发和指导,并在参考问题或问题的基础上获得意义,而这些问题或问题是由某些理论观点所衍生的。

五、科学与社会和文化互嵌

科学作为一项人类事业,是在更大的文化背景下进行的,其从业者是该文化的产物。因此,科学会影响到它所处的文化中的各种元素和知识领域,并受其影响。这些因素包括但不限于社会结构、权力结构、政治、社会经济因素、哲学和宗教。例如,科学家们如何描述人类进化的故事。目前占据主导地位的故事情节是以人类猎手和他在人类进化中的关键作用为中心的,与1970年代之前主导科学界的白人男性文化相一致。随着女权主义科学家在科学界获得认可,关于人类进化的故事开始发生变化。一个更符合女权主义方法的故事是以女性采集者和她在人类进化中的核心作用为中心。这两种故事情节都与现有的证据一致。

六、科学方法的神话

对科学最广泛的误解之一是科学方法,可以追溯到弗朗西斯·培根的Novum Organum,其中提出了归纳法以保证“确定的”知识。自17世纪以来,归纳主义和其他一些旨在实现同样目的的认识论立场已经被广泛驳斥,比如贝叶斯主义、否证主义。尽管如此,其中一些立场,特别是归纳主义和证伪主义,仍然在科学教科书中被广泛推广,甚至在课堂上被明确教授。因此,很多人认为所有的科学家在做科学时都会遵循一种类似于往复式的步骤。事实上,没有单一的科学方法可以保证发展出无懈可击的知识,费耶阿本德甚至说出了“怎么都行”。

七、科学知识的暂时性

科学知识虽然可靠和持久,但从来都不是绝对或确定的。这种知识,包括事实、理论和定律,是可以改变的。由于新的证据的发现、现有的证据根据新的理论而被解释、文化和社会领域的变化、既定研究项目方向的转变等等原因,科学知识也会发生变化。与人们的普遍看法相反,科学假设、理论和规律永远不可能被绝对证明,无论有多少支持性的经验证据。

小结

如果题主说科学的本质是质疑,可能是来自于NOS的第七个方面:科学知识是暂时性的。所有科学知识都不可能被绝对证明,因此任何一项科学知识都是可被质疑的,“质疑”也成为科学知识进步的动力之一。然而,这里的“质疑”和“相信科学”并不矛盾,因为“相信”科学的原因是,科学是唯一一个能让我们可靠地接近真理的认知体系,而这个认知体系的所有产物(科学知识)都是需要被质疑的。

BTW. Norman Lederman教授为我国科学教育事业也做出了很多贡献,在新冠疫情期间因肺部急性感染而去世,实在是非常可惜。

参考

  1. ^ Lederman N G. Nature of science: Past, present, and future[M]//Handbook of research on science education. Routledge, 2013: 845-894.
  2. ^ American Association for the Advancement of Science. Science for all Americans[M]. 1990.
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“质疑”和“相信”是口水仗,“科学”是大概率可以重复的事实。百分百有效率就是真理了。比如一个淀粉片,给病人吃,说是新研制的灵丹妙药。病人吃完,说症状减轻。有人不信,去跟另一个病人重复这个故事,结果又说减轻了。不要:但是“安慰剂”没有有效成分啊。即便是你搞不懂的【事实】,只要【可以重复】,就是科学。

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