科學為什麼重要？

科學為什麼重要？

談論21世紀科學技術的重要性屬於老生常談。發達國家的人類存在完全依賴科學技術的新發展。當然，這些影響是好是壞可以爭論，不過科學改變了我們的生活、健康、工作、通訊、娛樂和交通的事實是無法否認的。

社會中科學知識越來越突出的重要性讓人們相應地對科學證據表現出越來越大的尊重。為了被看作可靠、理性、值得信賴、讓一個主張或者觀點看起來是建立在科學基礎上的就非常重要。我們認為由科學支持的觀點比其他主張更可靠，任何一個銷售商，任何一個觀點都要尋求科學證據的支持。

但是，政治、宗教和經濟目前正在就如何正確理解科學而爭吵不休。在當今科學和偽科學無處不在的氣候下，科學家以外的人要弄清楚媒體、健康或者消費領域所謂的科學主張，應該想什麼或者相信什麼是非常困難的事。現在正進行著一場企圖影響非科學家的公眾觀點戰鬥，我們接受或者不接受科學上的可靠性會產生重大後果。

因此，所有人都嚴肅思考科學的本質就顯得更加重要。這並不一定意味著要用深奧的哲學問題讓我們發瘋，或者穿上白大褂戴上並不誘人的眼睛加入實驗室里滿腦子檢驗的科學家群體。但是，它確實涉及對科學證據的一些思考，反思我們尊重科學觀點的理由。真正的科學家歡迎公眾對他們觀點的仔細檢查，而冒牌的科學家就不這樣。認真花些時間和精力探討科學的本質和科學觀點因此成為避免權利被剝奪的簡單方法。或者更坦率的說，思考這些問題會幫助我們防止吃虧上當。

緒論

科學證據在人類文本的任何領域都具有特殊的地位。如果洗髮水生產商想說服我們他們的商品值得購買，他們典型的做法是添加這樣一些話「科學研究證明」本產品能夠增強頭髮光滑度和彈性。同樣的，濕潤劑經過皮膚病學測試，牙膏被證明可以減少齒菌斑，香水經過臨床證明可以吸引男士拜倒在你石榴裙下。

在更嚴肅的場合，如刑事審判勝訴與否取決於專家的科學證據。如果證人聲稱她看到甲先生殺人，那麼這對於甲先生是壞消息，但是如果屍體上和犯罪現場發現甲先生的指紋和DNA結果得到法醫專家的證據支持，甲先生的鵝就被科學煮熟了。科學證據有獨特的，優先於其他任何證據的地位。

這些例子表明科學觀點和證據的特殊作用。科學觀點受到具體條件，測試方式的限制，需要仔細檢驗，更重要的是，如果出現新證據的話需要改變和發展。科學家的證據被認為可靠就是因為它一直受到檢驗而且在每一個階段都進行交叉檢驗。這當然不是說科學觀點就是沒有任何錯誤可能的，因為科學家也可能像普通人一樣犯人的（道德的）錯誤。但是過程標誌了科學思維和科學觀點的特殊性，普遍認為比別的主張或者證據更可靠。

科學方法被有些人認為是讓科學成為理性實踐的過程，在實施過程中受到科學界的監督制衡，完全根據證據的可靠性得出結論。但是那種認為存在單一的、確定的科學方法的觀點仍然引起爭議。有些理論家認為沒有這樣一個可以用在任何學科上的單獨的方法，而且科學方法的標準描述與實驗室里的行為沒有多少聯繫。

但是科學確實在不斷前進。科學知識在增加，技術上的革新非常迅速許多人根本就趕不上。挽救生命的醫學發展而提高健康標準和生活質量的程度在50年前幾乎是不可想像的。不管有沒有單一的科學方法，科學家肯定在做一些正確的事情。

這個簡短的介紹目的在於粗略回顧科學方法的觀點和科學本身的一些哲學思考。我們的目的是幫助科學家以外的人區分科學觀點和非科學觀點，同時試圖解釋科學觀點和科學證據在我們的社會中享受的特殊地位。

方法

一般來說，在小學，中學和大學科學課程中講授的科學方法是下面的四個步驟的過程：

1)對一個現象或者一組現象的觀察或者描述，2)形成一個試圖解釋這個現象的假設，3)運用這個假設預測其他現象，4)通過實驗驗證這些假設。

一旦科學家開始這個過程，假設可能被認為已經獲得某種程度的證實了，它就可以被叫做「理論」。假設和理論的區別是重要的。雖然這個界限有時候比較模糊，但是區別在於假設是個有一定根據的猜想，一種某些事情如何或者為什麼是那個樣子的想法，而理論是一個已經經過證實或者實驗證明了的假設。請注意對「理論」的這種理解和把「理論」等同於假設的非科學使用之間的區別。

也請注意理論是從來都無法證明是正確的。它能夠被顯示可能性非常非常大，或者通過相反的證據證明是錯誤的。但是理論從來都不可能被證明是百分之百正確的。而且，沒有一個好的科學家宣稱保證他的科學工作的百分之百準確性。

宣稱沒有所謂科學方法的有些理論家（包括有些科學家）也認為上文描述的四步過程是虛假的，是杜撰的「研究秘訣」。但是，假設驗證的基本原則和不斷對主張和理論的檢驗是所有學科領域的標準。不管是否存在單一的，具體化的得到普遍認可的方法，分享信息，把研究放在公共監督下和對假設不斷驗證的重要性確實得到科學界普遍贊同和認可。

科學界的作用

在學術雜誌上發表論文或者在學術會議上宣讀論文是科學家相互交流研究成果的主要方式。尤其是學術雜誌被用來作為研究的質量控制。一項科學研究發表在這樣的刊物上以前，它要經過被成為同行審閱的過程，稿子被一幫專家仔細審查。（如果要了解同行審閱的過程，請參閱Sense AboutScience）

同行審閱的進出都非常複雜和耗費時間。但是，它為科學家提供了基本的質量控制，確保達到標準的文章得到在雜誌發表的機會，獲得認可。因此，同行評議對於科學證據的總體上的可靠性就具有非常重要的作用了。

但是同行審閱的過程也不是沒有問題的。考慮一下最近的醜聞，被認為取得幹細胞研究重大突破的黃禹錫（Dr Woo SukHwang）發表在同行審閱的名牌雜誌上的成果後來被發現是偽造的。其他的事例，包括80年代後期的「冷聚變」（coldfusion）爭議涉及到科學家得出誇張的結論，根本無法複製。而曾經做出重大科學成果的科學家故意偽造欺騙是很難被發現的。但是這些例子是非常罕見的，一旦一項明顯突破性的科學研究成果公布出來，它一般都被科學家團體拿來進行檢驗。如果這些發現被證明是偽造的，或者是不能複製的，弄虛作假的行為不可避免要被揪出來。

因此，科學界在維持科學研究的可靠性和準確性方面發揮重要作用。通過同行審閱和新研究的不斷檢驗和驗證，科學家們相互監督對方的研究工作。

哲學問題

雖然上文描述的科學方法，多數本科生科學課程上講授的科學方法把它描寫成為科學家們普遍同意的東西，它的確切形成與其說是科學倒不如說是哲學問題。合法性的哲學關心在於許多常見的對科學本質的誤解後面，對科學最有趣的有些問題實際上是哲學意義上的，而不是科學意義上的。

科學哲學是一個大海，大部分內容是專業性非常強的，與科學本質的日常問題關係不大。但是進入卡爾?波普爾（KarlPopper）和托馬斯?庫恩（Thomas Kuhn）關於科學革命和科學實在論（scientificrealism）問題的著作將會帶領我們穿越科學哲學提出的一些最核心和最迫切的問題。

波普爾和證偽主義（falsificationism）

波普爾是20世紀最有影響的科學哲學家。我們現在稱為科學方法的討論的許多歸功於他對科學理論的證偽性著作。他也是對科學家本身有最大影響的哲學家，這可以從他被選為皇家科學學會成員這個事實得到證明，這個榮譽是很少授予非科學家的。

波普爾生平的描述傾向於指出他早年對馬克思主義和心理分析的興趣作為他對科學哲學興趣的可能根源。年輕的時候，波普爾是維也納馬克思主義政治小組的積極分子，而且對弗洛伊德和阿德勒（Adler）的心理分析理論表現出濃厚興趣。但是，據說在聽了愛因斯坦關於相對論的一次演講後，波普爾被愛因斯坦的科學所震撼，對最近讓他感到有點幻滅的政治和心理分子理論與科學之間的區別所吸引。他決心揭示這種分界線的根源，也就是發現到底什麼東西讓愛因斯坦的物理學和馬克思的社會理論以及弗洛伊德心理理論區別這麼大。

答案就是波普爾的《科學發現的邏輯》（The Logic of ScientificDiscovery）的基礎，而且是他影響很大的著名的證偽主義的基礎。區別在於愛因斯坦的物理學風險很大。它預測可能性很小的物理現象。如果這些現象不像預測的那樣出現，愛因斯坦的假設將被證明上虛假的。而這個風險不管在馬克思的政治理論還是弗洛伊德的心理分析理論中都不存在。

下面這個例子顯示了這種差別：

一女子愛她的父親，竭力要證實她是幸福的，得到充分關愛的。這個可以被弗洛伊德理論家解釋為戀父情結（Electra complex）的例子，姑娘受到父親性的吸引力。

或者一女子非常討厭她的父親，成年後避免與他接觸，放棄他的愛，轉向其他家庭成員。這也可以被弗洛伊德理論家解釋為戀父情結的例子，因為姑娘感受到的對母親的排斥被轉移到或者指向父親了，或者廣泛的家長制社會。馬克思主義有類似的特徵，兩個明顯矛盾的現象可以歸結在同一個馬克思理論對社會的理解上。

像馬克思理論和心理分析之類理論的問題只是解釋太多。幾乎任何現象都可以靠這兩種理論的任何一種來解釋。但是，愛因斯坦的物理理論風險就很大。它預測可能性很小的物理現象，而且是從前沒有觀察過的現象。如果實驗顯示這些預測是錯誤的，那麼這個理論就會被顯示是錯誤的。根本不存在馬克思理論或者心理分析實際上證偽實驗的可能性。正是這種被證明是錯誤的特徵或者具有可以被證明是錯誤的可能性的特徵是波普爾認為的科學理論的確定性特徵。

但是，波普爾沒有認為馬克思理論或者弗洛伊德理論是沒有價值的。實際上，他覺得它們告訴了我們很多關於社會的本質和人類行為。只不過按照波普爾的觀點，這些理論不能被成為科學因為它們不能通過實驗來證明，或者沒有可證偽性。把可證偽性作為科學實踐的基礎的觀念從根本上說也是反對專制的。一個理論不因為為它辯護的人的權威就成為科學，也不因為科學家們都同意這個觀點就成為科學，理論成為科學必須是因為它提出了經得起證偽檢驗的預測。

自從波普爾的《科學發現的邏輯》出版後，科學哲學已經遠遠超過了他的理論。實際上，他通過可證偽性來解釋進步存在許多問題，不僅僅是這樣的信念有些科學證據包括蓋然性的證據是無法證偽的，以及認為在實驗室里科學家常常忽略證偽。但是，波普爾對科學哲學的永久性貢獻是他強調實證主義和不斷驗證科學觀點的重要性，這些原則已經成為好的科學工作普遍接受的要求。

托馬斯庫恩，範式改變和科學革命

雖然波普爾認為科學理論總是應該能被證偽的，他也相信科學是積累性的，也就是說建立在前輩科學家工作的基礎上，科學穩定地朝向對宇宙及其運行的更準確理解。托馬斯?庫恩是20世紀哲學家，物理學家，科學史家，他的著作挑戰科學進步是積累性的信念，認為科學前進是通過劇烈的革命，或者範式轉變，而不是穩定的、理性的、實證指導的證偽性。庫恩的著作不僅影響大而切引起爭論，導致有些人懷疑對科學理性和科學進步的信任。

庫恩1962年的著作《科學革命的結構》（The Structure of ScientificRevolutions）認為科學發展的歷史常常是被科學家歪曲了的。比如，從傳統的亞里士多德行星理論轉向哥白尼天文學普遍被認為是理性戰勝宗教的勝利。但是庫恩認為這些事情要複雜得多，地方和歷史背景影響科學理論的選擇與實證經驗考慮同樣重要。他還指出科學家自己的價值觀也影響理論選擇，科學家宣稱的理性和嚴格的實證主義在真正的科學實踐中並沒有嚴格遵照執行。

範式的觀念是庫恩著作的核心。雖然他對這個詞的定義非常寬泛，它普遍被認為是潛藏於科學研究背後的假設和信念的背景。古典或者牛頓物理學就是科學範式的例子。其他的範式包括燃燒的燃素理論和托勒密天文學。按庫恩的描述，所有的科學都是在某個範式背景下進行的，因而受到背景的影響。他的科學革命理論認為後面發生的事情是挑戰這個範式的證據能被發現。這些往往被忽略直到積累的權重越來越大無法再忽略為止。這個時候科學就發生激烈的革命，範式轉變開始出現。

庫恩的歷史著作當然顯示對科學家作為理想的理性代表的傳統理解，他們的觀察和實驗是不受主觀價值觀的干擾的，明顯是不準確的。但是，在《科學革命的結構》出版後的幾十年里，庫恩試圖保持與激進理論家的距離，他們聲稱他的著作表明科學裡沒有理性存在。

或許科學理性的信念實際上和庫恩對科學範式的信念不一致。關於庫恩著作的爭論仍然出現在哲學界，他的影響也傳播到學術界的眾多領域。有人引用他的觀點為他自己肯定反對的許多結論辯護，包括那種認為科學裡沒有真理，科學完全是沒有理性的，或者科學進步是實證上沒有根據的，就像相信煉丹術。

科學實在論問題

科學實在論（Scientific realism）是我們應該相信最好的科學理論的信念。這包括相信那些理論指出的無法觀察的東西。這樣的討論傾向於造成下面這樣的反應，即使哲學家也不能倖免。

「你瞧，這種現實和玄學的討論都非常好，但是我們多數人使用手機，開汽車，乘飛機，吃抗生素當我們受到病毒感染的時候。科學理論肯定是真理，因為科學家做了那麼多正確的東西。」

但是，科學的「反實在論」（anti-realism）就比典型的單純否認實在論複雜得多。比如，許多反實在論者不挑戰科學進步的事實，也不挑戰科學是理性探索的過程這個信念。反實在論者的觀點集中在科學知識的局限性或者科學觀察內在的一些問題。科學的成功被看作恩賜的，待解釋的詞，而不是要面對的挑戰。實在論/反實在論的辯論因此非常微妙，認為科學整體上是徹底虛假的或者錯誤的理論家是絕對的，常常狂熱的少數分子。

科學實在論辯論是廣泛，複雜的，簡單的評述是不公平的。因此，我這裡不討論它，而是推薦有興趣的讀者可以閱讀萊德曼（Ladyman）非常好的著作《理解科學哲學》（Understanding Philosophy ofScience）。我這裡提到它只是要說一方面哲學辯論仍然關於科學理論的地位，以及科學觀點的真理價值，另一方面，這些辯論是在不斷預測科學進步的背景下進行的。關於科學整體上是正確與錯誤的議題並不成為辯論科學實在論的真正哲學辯論。

結論---我們該相信誰，相信什麼？

考察科學方法和科學進步本質的哲學問題提出了許多看來無法回答的問題。但是這個過程顯然是有價值的，因為它迫使我們面對科學的先入之見，以及科學的可靠性基礎。

簡要提到的哲學辯論顯示對於科學方法和本質或者科學觀點的真實性沒有絕對的共識。但是，科學實踐有些主要的特徵使得科學觀點不同於其他觀點，雖然並不總是普遍實踐的，標誌著科學證據是一種具有特殊優越性的證據。

弄清科學和非科學觀點的區別在哲學上被稱為「界限問題」。這曾經是熱烈辯論的領域，雖然現在看起來不像從前那麼有爭議了，任何試圖提供一個科學是什麼的公式將是簡單化的，不能讓人滿意的。但是科學哲學歷史上的辯論，對科學家行為的普遍觀察讓我們得出科學觀點的如下幾個關鍵結論：

1）科學觀點在發表之前受到清楚界定的實驗條件下的不斷檢驗。2）科學研究成果發表前經歷同行審閱過程，發表後繼續受到檢驗。3）科學觀點得到證據的支持。4）科學觀點往往可以通過相反的證據來證偽。

這四點結論並不能確定科學實踐，但是它們形成了區分科學和非科學觀點及其證據的非常好的初步的指南。這些觀點隱含的基本原則是透明性，願意讓發現接受公眾和同行的檢驗，願意被相反的證據證明是錯誤的。雖然我們已經看到波普爾證偽性的描述是有問題的，如果一個科學理論解釋太多，包括看起來相互矛盾的現象，那麼，這就可能是懷疑其可靠性的一個理由。

科學觀點和偽科學觀點時刻充斥著我們的日常生活。從食品生產商到高保真專家都渴望在他們的商品上貼上科學證據的標籤。更重要的是，現代世界的有些最緊迫的辯論也是用科學對宗教，科學對偽科學來作為框架的。

科學哲學不能為我們提供一套確定性的答案，實際上，有時候它甚至讓我們更加困惑。但是，哲學實踐為我們提供方法上的工具箱，幫助我們考察分析關於科學的信念和成見。我們已經知道科學的重要性，但是對科學本質的哲學思考能讓我們知道科學為什麼重要。

現在我們把科學觀點和它值得獲得的尊重一致起來比從前任何時候都更重要，通過挑戰它們，檢驗其可靠性的基礎，首先質疑其科學身份。這樣做肯定讓不同的人得出不同的結論，但是最重要的是這樣的結論將是建立在堅實可靠的基礎上。

譯自：「Why Science Matters」 Elanor Taylor

致謝：本文從詹姆斯?萊德曼（JamesLadyman）的《理解科學哲學》（Understanding Philosophy of Science）(羅特里奇出版社Routledge 2002)獲益頗多。同時還感謝愛丁堡大學哲學系阿萊斯達爾?里士滿博士（Dr AlasdairRichmond）的指導和幫助，文中的錯誤概由作者本人承擔。http://www.sirc.org/articles/why_science_matters.shtml