什么是科学

什么是科学

本文主要分为两部分,中间有分割线。第一部分主要讲解科学哲学和主流观点,第二部分集中讲解了可证伪性的问题。第一部分对于没有兴趣的人来说可能枯燥无聊,第二部分则更重要一些,因为国内大部分人仍然以可证伪性为检验科学的标准,这是不对的,因此感兴趣的可以直接看第二部分。

日常生活中,我们时常会说到xxx是伪科学,然而,科学的定义却不是那么明确的,更遑论伪科学。直到现在,这个问题仍然存在巨大的争议。研究什么是科学这个问题的学科,叫做科学哲学。

科学哲学对于科学家,就像鸟类学对于鸟一样,毫无用处。

费曼

所有研究科学哲学的人,都知道费曼的这句名言。对于真正从事科学研究的科学家而言,科学哲学有没有用,是一个容易引战的话题,我们不便多说,有兴趣的可以看这个链接。但是对于我们这帮刁民,科学哲学并不是完全没有用的。至少,了解一部分科学哲学,你出去跟人辩论中医是不是科学的时候,就多了一分底气。对于科学哲学,我没有什么书推荐,我看过的书,除了科普类的以外,也只有托马斯库恩的《科学革命的结构》和卡尔波普尔的《猜想与反驳》,这两本都是具有划时代的书,强烈建议阅读看看。

科学哲学的相关问题的产生是自然而然的:它是什么?它为什么这么美?

—科学的终极目标是什么?
—科学理论揭示了我们无法直接观察到的现实还是只是一种工具?
—科学理论是可靠的吗?
—什么是科学解释?
—科学方法为什么有效?
—数学和经验科学(比如物理化学)的关系是什么?
—物理和化学的关系是什么?
……
科学哲学的研究内容大体可以分为两大部分,一是general philosophy of science(一般的科学哲学),另一是philosophy of special sciences(特殊科学的哲学),包括物理哲学、数学哲学、生物哲学、化学哲学、经济哲学、心理学哲学等等。

一般的科学哲学的本科课程一般会介绍这样的一些话题:
Discovery and Justification (发现和确证)
Demarcation (科学的划界—什么是科学?什么是伪科学?)
Induction(休谟的归纳问题)
Confirmation(证实)
Bayesianism (贝叶斯主义)
Theoretical Terms(理论概念)
Explanation(解释)
The Unity of Science(科学的一体)
Causation(因果)
Natural Kinds(自然种类)
Scientific Revolution(科学革命)
Scientifica Realism(科学实在论)
Post-Kuhnian skepticism(后库恩怀疑主义)
Science as a social enterprise(作为社会事业的科学)
The role of values in science(科学中的价值)
Science and democracy(科学和民主)

这些其实都是科学哲学当中很常见的问题。 科学哲学复杂而艰涩,本文仅以通俗易懂的语言介绍其中最重要和有代表性的理论和命题。需要注意的是,科学哲学并不是科学的哲学,(正如文学理论并不是关于文学的理论,这个后续会有文章专门介绍),科学哲学也不是一门科学,大家切勿搞混。

使得科学哲学作为哲学的一个独立的分支学科而建立的,是逻辑实证主义。 逻辑实证主义认为,只有可验证的(理论)是科学的和认知上有意义的,而无法验证的即是不科学的。 在《科学革命的结构》中,托马斯·库恩对逻辑实证主义给出了精辟的反对,逻辑实证主义如今已经失败没落。如果大学的时候认真学过马原课(这个是必修吧),貌似会讲到逻辑实证主义以及接下来要说的批判理性主义,应该对这块印象很深。

接下来的 批判理性主义 是重头戏,代表人物是波普尔。国内大部分对什么是科学这个问题略懂的人,都认为,判定科学的标准是可证伪性,这就是批判理性主义的主要理论。波普尔认为, 所有科学命题都要有可证伪性,不可证伪的理论不能成为科学理论。遗憾的是,批判理性主义和可证伪性难以与科学实践相一致,如今也早就不是学界的主流观点。本文将在下一部分集中说明可证伪性的问题。

接下来就是托马斯库恩为代表的历史主义。简单来说,历史主义以描述科学实际如何,科学家如何做为目的,结果使得其科学哲学失去规范意义。 历史主义已经不再关心抽象的什么是科学,关心的内容转移到了科学实际如何这个问题上,提出了范式革命的说法。

最后是科学实在论,关心的重点又转移到, 科学理论的对象是否独立于对它们的认识而客观存在和起作用?科学能否向我们提供关于客观世界的认识?科学理论的目的是否是揭示自然界的本质,即获得真理? 多多少少有点唯物主义和唯心主义之战的意思。()


那么,可证伪性的问题在哪呢。首先援引一段理论,同时再举几个例子。

1,可证伪性和科学实践不一致。也就是从描述性意义上讲,可证伪性没有很好地刻画现实中科学与非科学的分界。
1.1 有些科学命题不是可证伪的
比如,波普几乎将整个数学都排除在了科学门外。数学几乎都是无法证伪的,其中又以概率尤甚。欧几里得的几何公里可以证伪吗?不能。扔一枚质地均匀的硬币,出现正面的概率是1/2。这个命题可以证伪吗,不能。(不过概率的定义在整个概率科学中都还没搞清楚,感觉这门科学也是怪怪的)
再者,所有存在性命题可以证实,但不能证伪。比如,世界上存在龙,这个命题可以证伪吗,不能,这个命题只能被证实。所有生命都是要死的,同样也是存在性命题,无法证伪。
1.2 有些可证伪的不是科学
既然所有可以被证明是错误的命题都是科学,所以,所有已经被证伪的错误命题显然是科学。比如,2012年是世界末日,水能变成油,这都是已经被证伪的错误命题。假如以可证伪性作为划界线,这些就都是科学。这也使得可证伪性与一般的认知不符。

2,从规范性意义上讲,可证伪性并不适合用来规范科学应该是什么
2.1 杜恒-蒯因论题, 个别陈述是不可能孤立地被经验证实或否证的。 单个科学命题不可能预测任何实验结果,要进行预测必须依赖很多很多的条件,比如在某个实验中我们要用到显微镜观察,然而显微镜的观察凭什么是可靠的呢?显微镜是根据光学理论做成的,要保证显微镜看到的结果是对的,必须先保证光学理论的正确性。这时如果实验结果不符合预测,那么凭什么说我们证伪了那个命题?凭什么不能说我们证伪了光学理论?
一个经典的 例子,海王星的发现可以说是“笔尖下的发现”。当时科学家们已经发现了天王星,但天王星的运行轨道和牛顿物理学计算的轨道并不相符。如果按照Popper的理论,这就相当于,天王星的运行轨道证伪了牛顿物理学。然而科学家们并没有因此就放弃牛顿物理学,而是通过计算最终推导出——如果在天王星外面还有一个行星,那么牛顿物理学就能比较完美地刻画天王星的轨道了。这时,科学家们就是在提出新的假设“天王星外面还有个行星”,以此避免牛顿物理学被证伪,这时被证伪的是这一假设——“没有其它行星影响了天王星的运行轨道”。
中医拒绝可证伪的方式,也正是这种。所以,批判中医不可证伪的人可以醒醒了,存在中医这种拒绝证伪的方式,正是可证伪性理论本身的问题。整体论者认为,可证伪性不能够用来划定什么命题是科学的,什么命题不是科学的。因为他们认为单个命题不可能被证伪。
2.2 库恩的历史主义对可证伪性的批判。我们推荐的两本书《猜想与反驳》是可证伪性的诞生之作,而《科学革命的结构》正是历史主义对可证伪性的批判。库恩认为,波普尔的理论严重脱离实际,跟实际的科学史有很大程度的不符合。在库恩所描述的“常规科学”中,科学家即使发现了现行的范式所预测的结果在现实中有反例,也不会认为范式有问题。只有当可替代现有范式的新范式出现,并且反例已经达到了一定的数量,现有范式才可能被证伪,科学革命就这样发生了。
而如果按照波普尔的理论,那么科学家几乎没有可能顺利的进行科学研究了,因为证伪实在是太普遍了:现行的科学范式时时刻刻都在被证伪,那么科学家就没有什么可依赖的理论,科学就几乎没有可能发展。然而现实是,如果只有小小的证伪,科学界并不会就此放弃一个沿用了很久的理论。并且,在库恩的观念里,被证伪的应当是“范式”,而不是单个命题。因此,库恩也认为证伪主义不适合作为科学命题的划界标准。


最后,物理主义也是科学哲学的范畴之内的, 物理主义有时候也被认为是唯物主义的可替换词 。正如上文提到过的一个问题,物理和化学的关系是什么?化学反应在微观上的本质是否是物理的?心理学、经济学、生物学最终是否是物理的?这些问题我都非常感兴趣,同样有兴趣的可以查看这个链接

同时,到底什么是因果,这也是科学哲学的研究范畴,这个问题我也非常感兴趣,同样有兴趣的可以自行查找相关内容。

科学哲学既有它艰涩难懂的一面,也有他有趣的一面,希望你也能感兴趣。

参考:
物理主义https://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%89%A9%E7%90%86%E4%B8%BB%E4%B9%89
科学哲学 https://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%A7%91%E5%AD%A6%E5%93%B2%E5%AD%A6
科学革命的结构 https://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%A7%91%E5%AD%A6%E9%9D%A9%E5%91%BD%E7%9A%84%E7%BB%93%E6%9E%84

波普尔是如何论证「可证伪性」原则的?后人对这个命题如何反驳?https://www.zhihu.com/question/20036412

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