问题

科学是人类在自圆其说吗?

回答
这个问题触及了科学的根本,也触及了我们认识世界的方式。说科学是“自圆其说”,这两种说法都带有一定的哲学色彩,可以从几个不同的层面来解读,而每一种解读又会引出不同的论证方向。

首先,我们得明白“自圆其说”这个词的含义。通常,它带有一种负面色彩,指的是为了使自己的观点或逻辑看起来合理,而强行解释或者扭曲事实,最终形成一个封闭的、互相印证的体系,但这个体系可能与现实脱节。

那么,科学真的只是这样吗?我认为,简单地将科学概括为“自圆其说”过于片面,甚至有些误导。但同时,我们也必须承认,科学在某些方面确实存在“自圆其说”的倾向,或者说,它有其自身的逻辑建构过程。

让我们来细致地拆解一下:

为什么会有人认为科学是“自圆其说”?

1. 科学理论的内部一致性: 科学理论是建立在严密的逻辑推理和数学模型之上的。为了保持理论的完整性和解释力,科学理论需要做到内部逻辑一致。这意味着理论的各个部分必须能够互相支持,不产生矛盾。比如,牛顿力学体系中的各个定律和公式,它们是相互关联、互相推导的。如果一个新发现的现象无法被现有理论解释,科学家们通常会尝试修改或扩展现有理论,而不是轻易否定整个体系。这种“不轻易否定”和“在现有框架内寻找解释”的过程,在某些人看来,就有点像是在“自圆其说”,是为了维护理论的圆满。

2. 证实偏见(Confirmation Bias): 人类,包括科学家,都容易受到证实偏见的影响。一旦形成了一个理论假设,我们往往会更倾向于关注那些支持该假设的证据,而忽略或弱化那些不支持的证据。科学家们通过实验来检验理论,但实验的设计本身也可能受到理论的引导。我们设计实验来“证明”一个理论,而不是仅仅为了“挑战”它。虽然科学方法论中有“证伪”的理念(波普尔的观点),但实践中,绝大多数科学家的工作更像是“证实”。

3. 范式(Paradigm)的束缚: 库恩在《科学革命的结构》中提出的“范式”概念,非常形象地描述了这一点。在一个特定的科学范式内,科学家们共享一套基本的概念、方法和规则。这个范式为他们提供了一个研究的框架和解决问题的思路。当一个范式确立后,它会成为一种强大的惯性,科学家们会在这个范式内解决“日常科学”问题,不断地完善和扩展这个范式所包含的知识。在这个过程中,他们实际上是在这个范式内部“自圆其说”,用范式内的语言和逻辑来解释一切。当出现太多无法被范式解释的异常时,才会发生科学革命,建立新的范式。

4. 可观测性与理论模型的距离: 许多科学理论涉及我们无法直接观测到的事物,比如原子内部的结构、宇宙的起源、黑洞的内部等。我们通过间接的测量和推导来构建这些理论模型。这些模型之所以能够被接受,是因为它们能够“圆满”地解释我们可观测到的现象。但理论模型本身并非直接的现实,而是一种对现实的构建和描述。这种构建过程,为了“圆满”地解释现象,也可能带有一点“自圆其说”的意味。

为什么说科学并非单纯的“自圆其说”?

1. 可证伪性(Falsifiability): 这是科学区别于伪科学或哲学思辨的关键特征之一。科学理论必须是可能被事实推翻的。如果一个理论无论面对什么证据都能解释得通,那它就没有科学价值。科学的发展恰恰是通过不断地发现那些挑战现有理论的证据,然后对理论进行修正或彻底推翻来推进的。很多时候,科学理论并非因为“圆满”而被接受,而是因为在竞争理论中,它对现有观测数据的解释力更强,并且能够做出更准确的预测。

2. 预测能力与外部验证: 科学理论的生命力在于其预测能力。一个好的科学理论不仅能解释已知的现象,更能预测尚未发生的、未知的现象。当这些预测通过实验或观测得到验证时,理论的“圆满性”才真正得到了外部的确认,而不是纯粹的内部逻辑一致。例如,爱因斯坦的广义相对论预测了光线在引力场中的弯曲,这一预测后来被天文观测所证实,这才是它获得广泛接受的关键原因。

3. 经验证据是根本: 虽然科学理论构建严密的逻辑体系,但其根基始终是经验证据。理论必须服务于和解释现实世界中的可观测现象。如果理论与客观事实发生严重冲突,即使逻辑上再“圆满”,也终将面临被抛弃的命运。科学不是空想,而是对客观世界的探索。科学的“自圆其说”不是脱离现实的自我欺骗,而是在经验事实约束下,为了构建解释力和预测力更强的模型而进行的逻辑建构。

4. 科学共同体与同行评审: 科学不是孤立的个人行为,而是由一个庞大的科学共同体共同参与的活动。理论的提出需要经过同行评审,接受其他科学家的审视、质疑和检验。这个过程本身就包含着对“自圆其说”的警惕。一个理论能否被科学共同体接受,很大程度上取决于它能否经受住来自不同视角和不同经验的挑战。

5. 不断修正与迭代: 科学是一个不断修正、不断迭代的过程。很少有科学理论是完美的、终极的。我们所知的“真理”,很多时候只是在特定历史阶段下,对世界最贴切的解释。随着新工具、新方法的出现,新的观测数据不断涌现,旧的理论体系总会被更优的理论所取代。这种持续的进步,本身就证明了科学并非固步自封的“自圆其说”。

结论:

所以,我认为科学并非“自圆其说”,至少不是那种贬义的、脱离实际的自我封闭。科学的逻辑构建和内部一致性是其解释力和预测力的基础,是为了更好地理解和把握外部世界。科学家们在构建理论时,确实会追求“圆满”,但这是一种在经验证据约束下,力求逻辑严密、解释全面、预测准确的“圆满”。

你可以这样理解:科学就像是我们在黑暗的房间里,用一根绳子和几个哑铃来构建一个关于房间结构的地图。我们通过敲打墙壁(实验)、测量声音的回响(观测)来搜集线索,然后试图把这些线索串联起来,形成一个完整的模型(理论)。这个模型需要内部是连贯的(不矛盾),并且能够解释我们听到的声音(现象)。我们还会根据新听到的回响来调整模型的细节,甚至推测墙壁的材质。这个过程确实有“自圆其说”的成分,因为我们是在有限的线索和已有认知框架下进行推演。但是,一旦我们找到一扇窗户(新的观测手段),看到了一些与模型不符的地方,或者这个模型无法解释新的声音,我们就不得不重新审视和修改模型,甚至推翻它,重新开始构建。

科学的“圆满”是为了更好地与外部世界“对接”,而不是为了满足自身的逻辑需求而抛弃外部世界。它是一种与现实世界不断对话、不断校准的动态过程。它的强大之处,恰恰在于其面对不确定性和挑战时,能够自我修正并不断逼近真相的韧性。

网友意见

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是。当然是自圆其说。

很多人都在纠结题主举的那个例子,但我觉得那个根本不是关键,因为要举例子几乎肯定就会产生报道上的偏差。想找到一个完美符合的例子,本来就不是一件容易的事。

我觉得题主可能想知道的是关于科学正确性如何保证的问题。

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但是是自圆其说又如何?

如果你能撒一个弥天大谎让全世界都相信你的作业被弄丢了,并且大家无法找到任何证据证明你说的是错的(包括把你催眠洗脑套话之类的取得证据方法)。

那么我们可以说:“我靠!世界线收束了!”。“你没写作业”世界线和“作业被搞丢了”两个世界就合并了。那么到底谁才是对的?如果理论上我们无法找到任何证据区分它们的话,我们可以说:二者都是对的

(无法找到证据甚至包括你自己把自己暗示洗脑让自己相信作业搞丢了,这样就无法通过把你架上测谎仪来获得证据了)

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科学中这种事情其实是很多的,有很多平行的理论。

为了处理这两个事情,科学界默认了三条公约:

1.科学理论必须基于可观测到的现象进行解释。(——by.阿尔伯特爱因斯坦)
2.科学理论必须拥有可证伪性,可以预测某些现象,这些现象可以被实验证实或者证伪。
3.如非必要,勿增实体。(——奥卡姆剃刀)

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下面一一进行举例:

1.科学理论必须基于可观测到的现象进行解释。

例子1:“虔诚的(x不x友x善x)死后会在天堂见到72个(x和x谐x)”,这就是宗教,而不是科学。因为这件事对活着的人没有影响,无法观测。

例子2.“在山的那边海的那边有一群蓝精灵……”,这就是童话,而不是科学。同样因为无法观测,也无法检测到任何有关蓝精灵的信息。

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2.科学理论必须拥有可证伪性,可以预测某些现象,这些现象可以被实验证实或者证伪。

例子1:“人死后,灵魂会转世,经历六道轮回,投胎在其他生命上。不保留前世的记忆、性格等一切特征。”这种属于宗教。因为我们没有办法、可预见的未来也不可能有办法通过做一个实验来验证。因为既然连特征都抹掉了,那么自然就无法实验验证。

例子2:“我们每进行一次(x不x宜x公x开x讨x论x)活动,都会为远方的一位老先生增加一秒时间的寿命。”虽然这句话看起来也很扯,但是它明显比上一个例子更接近科学。因为我们可以通过这样一个实验来验证:保证平均每一秒都至少有一个人进行(x不x宜x公x开x讨x论x)活动,如果在等待的足够长时间后(这个时间远超于人类的最长寿命记载)那位老先生依然在,那么这个理论就应当被给予重视。

科学精神的本质不是解释,而是预测。“解释”只是为了让大家方便预测而存在的。

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3.如非必要,勿增实体。

例子1:小明通过自我心理暗示让自己相信了这样一件事:“老师你听我解释!我并不是没写作业!我作业写了,然后被来我家玩的妹妹弄丢了。这时候天上突然出现了只有我才能看见飞天拉面之神!它用看不见的手对我的亲戚朋友们都进行了洗脑,让大家相信我并没有写作业,也让亲戚们忘记了妹妹曾经来我家玩过。然后它修改了所有的路上的摄像头记录,抹除了所有的物理痕迹。但是它并没有给我洗脑。真的!它临走之前还告诉我‘煮不在糊’!”

这个理论和“小明没写作业,但他给自己做心理暗示,让自己相信了这一套话。”无法通过实验区分。那么我们就采用剃刀原理更倾向于相信第二种说法,因为它引入了更少的实体,没有加入诡异的“飞天拉面之神”。

要注意的是,科学思维并不严格禁止“飞天拉面之神”的存在和小明说的是真的的可能。只是在没有更多证据的情况下,我们倾向于相信它不存在。

[这里夹杂一段私货:潘建伟在被CCTV记者问到“未来我们有可能通过量子纠缠实现人的瞬间传送吗?”潘教一脸黑线说“我只能说目前科学并不禁止我们这么做。”对照一下飞面2333333333你就懂了]

例子2:很多人都觉得量子力学很玄对吧!没有关系,你们还可以去相信“全局隐变量理论”。这是一个和量子力学相平行的理论,基础是认为整个世界存在某一个随机或者伪随机的变量,它会对物质的运动产生影响。

(我们学校一个教授说过一个有趣的比喻:你高频晃动一个装满硅油的盆,让其震动起来,并且滴加油滴。振动产生的波浪会阻止油滴融入液面,那么盘中的波浪就好比波函数,油滴就好比粒子,让盆震动的装置就好比世界的全局隐变量。这个模型比较牛的地方在于它可以得到和量子力学完全相同的解,就是说你完全挑不出它任何毛病。好玩的是这个比喻还被写成了论文2333333[注1],不过我们这些人一致认为这个玩意的唯一用处就是:算量子力学计算量太大算不动的时候可以搭一个油盆模型做实验看结果。)

全局隐变量理论和量子力学理论,预测的结果是完全相同的,仅仅是在哲学上否认了不确定性。但是为什么人们倾向于使用量子力学理论呢?就是因为全局隐变量理论引入了新的实体——全局隐变量。

同样要注意,科学思维并不严格禁止我们的世界是个油盆儿的可能。

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甚至还有一些情况下,两种理论会并存

比如:牛顿力学和哈密顿力学——会给出相同的预测结果,但是理论形式完全不同。

几何光学理论和光路最短理论——同样的,不同的形式给出了相同的、正确的预测。

这种情况下,科学家们会非常大方地说:两种都可以用。至于谁是“正确的”——who care?

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人们能观测到的现象总是有限的,这一点题主没有错。可能说不定那一天我们就找到了一个反例。比如速度接近光速时普通的牛顿力学就失效了,在以前人们没有实验条件做不出这个实验。

但是同时我们也要知道,牛顿力学并没有因为相对论的提出而被废弃。它在宏观低速弱引力条件下仍然有不可替代的理论价值。

研究科学就像是自然界有个奇怪的函数,我们测量了函数中的几个点,然后试图想象一个函数去拟合它,当发现不对的时候就需要寻找新的函数去拟合。虽然我们有可能永远也猜不到真实的函数形式是什么,但是我们的确在让猜的函数和真实函数越来越接近。这就足够了。

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因为一些历史原因,我国总是把“科学”和“正确”划等号,但是事实上,科学从来不去回答什么是“正确”的问题。科学只是去预测某些条件下会发生什么。

我进ustc的第一节物理课上,老教授就说:“科学从来都不自诩自己‘正确’,科学的目的是尽最大可能的去预测。科学不会去说‘鬼不存在’,只会说‘目前没有可靠的证据能证明鬼存在’。”

~~~~~~~~~~以上是正文结束的分界线,下面夹杂一点私货~~~~~~~~~

我作为一个资深minecraft技术向玩家,自认为还是属于算是高手的。我喜欢MC世界的一个原因就是:这个世界有自己的一套物理规律。表面上和真实世界有相似之处实际上完全不同。而MC源码写的非常混乱以至于直接读源码来探寻物理规律是很不靠谱的。所以大家一般都是在MC中做实验,这个过程就好比现实世界中的科学研究。大家都是基于现象提出理论。那么在有GFW的情况下,中国区和美国区各自独立发展出了一套完全不同的红石理论。有趣的是这两套理论一旦涉及到某个具体的现象,在预测上就会表现出惊人的一致性。所以我们说两种理论都是正确的,随便用哪一种都行。[注2]

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注1:油盆震动模拟全局隐变量论文:

physics.emory.edu/facul

关于这个有个小视频,特别推荐!可惜要翻墙看:

youtube.com/watch?

为了照顾不会翻墙的小伙伴,我把视频搬运了进来:

bilibili.com/video/av59

注2:三种不同的红石理论:

bilibili.com/video/av31

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