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科学与正确

问题的提出:

我们生活中常常见到批评中医的逻辑就是:中医是不科学的,进而推出中医是不正确。这里蕴含的一种思想就是科学等同于正确。本文我们从科学是什么开始讨论科学与正确的关系。

科学的发展历程

爱因斯坦说:“西方科学的发展是以两个伟大的成就为基础:希腊哲学家发明形式逻辑体系(在欧几里得几何中),以及(在文艺复兴时期)发现通过系统的实验可能找出因果关系。在我看来,中国的贤哲没有走上这两步,那是用不着惊奇的。做出这些发现是令人惊奇的。”其中古希腊诞生了形式逻辑,而归纳法则在1千多年后的文艺复兴后才被科学家所接受。

古希腊时期

现代科学普遍认为是产生于古希腊。希腊的思想家以新的观点来看宇宙,认为宇宙是由不变的法则控制的一台机器。他们致力于这种令人兴奋的智力活动,探究这些自然法则究竟是什么。其中最具代表性的两个人是亚里士多德和欧几里德。 亚里士多德(公元前384-公元前322)与形式逻辑:亚里士多德是形式逻辑的创始人,对逻辑做出了系统的分析。其中最为我们熟悉的就是三段论。简单来说三段论是由三个部分组成的:大前提,小前提和结论。 举个例子:

如果所有人(M)都是必死的(P),(大前提)
并且所有的希腊人(S)都是人(M),(小前提)
那么所有的希腊人(S)都是必死的(P),(结论)

欧几里得与演绎法:《几何原本》的不朽之处不仅在于它的内容,更在于它是公理化体系的典范。《几何原本》中,欧几里得从定义和概念(比如点,线,直线,面,平面,平角,直角,锐角和钝角等等),公设(几何学中不证自明的知识)和公理(适用于一切科学的真理)中一条条证明了《几何原本》中列出的467个命题。

但是,古希腊并没有发展出实验科学,实验科学要到文艺复兴的时候才慢慢被人们接受。当时哲学家认为体力劳动有损他们的尊严,他们认为只有奴隶才进行体力劳动。这种倾向对科学的健康发展是有害的。在这种倾向的影响下,希腊当时的哲学家们善于滔滔雄辩,推崇理性思辨的结果,却很少亲自动手制作仪器工具,亲自观察实验现象。

黑暗的中世纪:自然科学陷入停滞

此后基督教兴起,基督教教义着重在神的本性及神与人类的关系。基督教把道德哲学引人一个全新的领域,使它成为一种明显优于自然哲学的理性追求。公元200——1200年,欧洲人的研究几乎全都与道德哲学有关,尤其是对神学的研究。自然科学几乎无人问津。

文艺复兴时期和近代:实验法和归纳法

培根:“知识就是力量”培根在1620年出版的《新工具》倡导通过仔细记录亲身经验来发展。

伽利略:打破了自亚里士多德以来不重视的实验的现象。 伽利略最有名的故事是他用公开的实验证明亚里士多德落体学说的错误。据说他爬到比萨斜塔上面,将一个4.54公斤(10磅)重的球体和一个0.454 公斤(1磅)重的球体同时丢下去,两球同时落地的声音粉碎了亚里士多德的落体学说 他的革命在于,在科学的逻辑方法上使归纳法重于演绎法。与其把结论建立在假设的法则上,不如从观察中归纳出法则(或公理)。当然连希腊人也知道由观察可以得出公理,例如欧几里得公理“两点间最短的距离是一条直线”就是根据经验做出的直观判断。但是希腊哲学家忽略了归纳法。近代的科学家视归纳法为获得知识过程中最重要的一环,并视之为证明法则的惟一方法。而且,现今的科学家深信,一而再、再而三地进行新的实验,反复进行检验,法则是绝不可能站得住脚的,这也是对进一步归纳的继续检验

因此,这就成了现代自然科学的奠基石。任何人也不能说他所得到的东西是最终真理。因此“最终真理”这个词变得毫无意义,因为根本没有办法进行足够的观察而肯定真理一成不变,从而使之成为“最终真理”。但是希腊哲学家没有认识到这个限制。他们觉得,以同样的方法推论“什么是正义?”以及“什么是物质?”等问题,根本没有什么困难,而近代科学对于这两个问题有明显的区分。由于归纳法无法从不能观察到的事物中推导出法则,所以,对于不能直接观察到的事物,如人类灵魂的性质,就不包含在归纳法的范畴以内。

科学是什么?

科学的三要素

科学的目的:发现规律。可以是自然规律,也可以是人的行为的规律或则是经济学规律。
科学的精神:质疑,独立,唯一。和宗教不同的是,科学家以推翻前人的理论为荣。独立指的是不管谁去做研究,只要方法对了结果都是一样的。科学规律最终是唯一的。
科学的方法:逻辑化,定量化,实证化。形式逻辑和实验法。

我们现在认为科学的理论也许有一天会被证实是错误的。

否证主义认为:科学是通过试错,猜想和反驳向前发发展的。只有适应性强的理论才能生存下来。也就是说,一个理论永远不可能是合理的,但可以乐观的说,它是可得到的尽可能好的理论;它比它以前的任何理论都好。

试想一下一个有趣的场景(浴缸中的金鱼):

鱼

假设鱼缸中的鱼是有智慧的,金鱼中的科学家通过观察和归纳,建立了一套“金鱼物理学”。不过在金鱼的物理学中,它们把所有的直线描述成曲线。

由此,霍金提出一个问题:如果我们也是鱼缸中的鱼,那么怎样知道我们看到的和感受到的不是被歪曲的图像呢?

错误的理论也可以认为是科学的。

“试论托勒密的天文学说是不是科学?”这是一道出现在上海交通大学科学史系的研究生入学考试中。面对这个问题很多考生认为托勒密的天文学说是不科学的。因为托勒密天文学说中的内容是不正确的—我们知道地球不是宇宙的中心。(江晓原)

  1. 科学发展的过程中,没有哪一个模型(以及方案,数据,结论等等)是永恒的,今天认为正确的模型,随时可能被新的,更正确的模型取代,就如托勒密的模型被哥白尼的模型取代一样。
  2. 我们还可以说,很多正确的东西,却不是科学的:比如今天不下雨。 所以科学与正确没有必然的联系。判断一种学说是不是正确,不是依据他的结论,而是依据他所用的方法和他所遵循的程序。