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《科学之魂》——第一章:科学与公众[4]

(2008-06-30 06:59:06)
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科学精神

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严谨

有罪推定

奥卡姆剃刀

存疑

教育

分类: 御风亭:论战与哲思

科学很严谨

严谨是科学的一个突出的特点,也是科学精神在科学活动中的一项非常鲜明的具体体现。正是这个严谨,把“科学”和“真理”清楚地区别开来。

在很多人心目中,甚至很多从事科学研究的人的心目中,“科学”和“真理”是画等号的。我们要说,这是不对的。不错,从最终目标上看,科学追求的是真理,是尽可能地使自己的认识符合事实、预测未来、指导实践。但是,从操作过程上看,科学只能认可受到过硬证据支持的结论,只能评论和检验证据对结论的支持关系。人们的认识受到自己所处时代的诸多局限。很多曾经被纳入科学知识体系的结论,后来被证据证明是错误的。很多貌似与现有科学知识矛盾的说法,最后被证明是正确的。在一个特定时代里被纳入科学知识体系的结论,和哲学意义上的“真理”有着不小的差距。我们必须明确地承认,科学不等于真理,但是通过科学的手段,我们确实可以有效地接近真理,排除谬误。

具体地说,科学证据对于科学结论的支持关系,比人们想象得更加复杂。如果有事实证据直接证明一个结论对或者错的,倒也简单了。问题在于,在很多科学实践当中,有些观测记录一部分人认为是事实,另一部分人不认为是事实;有些分析结论既没有证据证明其对,也没有证据证明其错。我们的理性告诉我们,没有证据证明一个结论对,并不说明它是错的;没有证据证明一个结论错,也并不证明它是对的。因此,科学对于既不能证明其对,也不能证明其错的那些结论,原则上采取了一个最为严谨的办法——存疑。

存疑的处理办法,和我们日常生活中经常有的拍脑袋下结论的情况,是完全不同的。大家知道,一个拍脑袋得出的结论,只要不跟已知证据矛盾,就可能是真的,就有可能在实践中被用来赌上一把。但是,就同一个问题,张三可以拍脑袋这样下结论。李四也可以拍脑袋那样下结论。有时,大家的结论都和事实、和已知证据不矛盾,但是彼此之间却不一致,而决策必须做在实践检验之前。这时候,听谁的?这是科学从发展之初就遇到的问题,在很多科学“公案”中都会遇到这样的问题,不夸张地说,这正是科学一直面临的首要问题。而科学里面处理处于“存疑”状态的结论的原则,借用法律术语来说就是——“有罪推定”。

什么叫有罪推定呢?在法律上,有罪推定指的是“如果不能证明无罪,那么就默认有罪”,举证的责任在嫌疑人一方。在科学中,有罪推定的原则就是指,你声称的发现也好,发明创造也好,你自认为你总结出来的普遍规律也好,你宣布其存在的某种物质或者机制也好,总而言之,你声称你搞出来的任何“科研成果”,你自己必须拿出充分的公认证据支持。在证据尚不齐备或者尚未得到确认时,科学界不认为它们是“科学”的,或者说它们是过不了科学这道“门槛”的。一切因为证据不充分、不正确、不规范而对这个声称的成果的质疑,都是正当的。举证的责任在提出成果的人,而不在质疑成果的人。这个表面上看起来的不对称,是维护科学严谨性的需要,是保持科学成果经得起反复检验、经得起历史和后人检验的必由之路。

有些“业余科学家”不了解科学界这个有罪推定的原则。他们不认为自身的证据不足是一个漏洞、缺陷,而是认为,只要没有人能用证据反驳自己,自己的结论就是“科学成果”了。谁要是批评他们,他们反而要提出批评的人给出他们的结论不成立的证据。这就把举证的责任倒置了。我见过一个自称证明了歌德巴赫猜想的业余数学家,他向我出示了他的所谓“证明”。我看了一下,告诉他中间有一步推理是过不去的。他急了,说,你说我的结论哪儿不对?你举出一个反例好不好?我只得苦笑。推不过去就相当于证据不足,这在科学界已经是百分之百不合格的工作了,审稿人没有义务举出反例来证明推理的结论部分不成立。试想一下,如果凡是提不出反驳证据的结论都是被科学认可的结论,那么科学早就成了垃圾桶,绝对不会有今日的客观而权威的地位。

当然,这决不是说科学这道“门槛”是任意的或者因人而异的。对号称的科学成果进行筛选和甄别,有着严格而规范的准则。不管是谁来到科学界,都要遵守同样一些规范,而不可以另立山头各搞一套,更不能依据地理位置、国别、种族、文化等的不同在科学规范上各自为政。在这个问题上的任何含糊,都会造成科学界严谨尺度的无序化,最终都会有损于全人类的科学事业。任何国家都不应该成为科学严谨性的漏洞和后门所在地,更不应该成为庇护伪科学的藏污纳垢的死角。那些试图建立和现有科学体系并列的所谓“东方科学”的努力是十分可笑和有害的。我们在本书中的后续章节会对这些涉及严谨性的准则作详尽的剖析。在这里,我们首先简单通俗地介绍一下这些基本准则的概要精神。其实概括起来,无非就是中国人嘴里经常说的六个大字:“摆事实、讲道理”。摆事实,就是获取并分享公认为可靠的、不容置疑的基本经验、基本事实和原始的实证资料;讲道理,就是在可靠事实的基础上进行符合逻辑的正确推理。

这六个大字看上去简单,在实行的过程中却会遇到稀奇古怪的各种情况。事实的认定可能有分歧:张三认为是事实,李四可能提出异议。推理的严格性尺度可能有分歧:张三认为符合逻辑,李四认为还有漏洞、不够严谨。所使用的概念是否确有所指,也可能有分歧:王五的结论听起来头头是道,但却夹杂使用了一些似是而非的概念,较起真来追问这些似是而非的概念怎么对应到事实当中去的时候,就出现了说不清道不明的情况,让人无法作出严谨的评价……为了应对各种可能的质疑,科学界对于什么是摆事实、什么是讲道理逐渐形成了一套相对规范的理解。这些理解是科学精神的精髓,我们将会在本书中花较大的篇幅进行仔细的讲解和阐述。

科学的“门槛”是动态的,决不是说一旦进去了就一劳永逸、永远正确了。在科学史上,曾经存在过许多今天已经不再采用的学说,比如著名的地心说、燃素说和以太说。最终,地心说被日心说所取代,燃素说被氧化还原理论所取代,以太说被相对论和量子理论所取代。这些学说在提出之初,都能够在一定程度上和一定范围内解释某些自然现象,曾经在一段时间内被当作正确的科学理论。后来,随着人们对自然现象的认识的深化,这些理论对新出现的现象解释起来捉襟见肘,漏洞百出,于是逐渐让位给那些能够更好地解释自然的新学说。对待这些科学史上的“公案”,我们要有一个正确的心态,要有一种实事求是的态度,以及一种设身处地的宽容。要知道,前人的这些学说,尽管今天看来已经成为反面教材,但不管怎么说它们也曾经是人类在某个领域对自然认识的最高成就,为人类做出过积极的、有益的贡献。只是由于更加丰富的事实和更有说服力的道理的出现,才导致了这些学说最终被扬弃。除了新学说取代旧学说的“革命”,科学史上还存在一种“改良”的情况,有一些学说,比如牛顿的力学,已经被更深刻的狭义和广义相对论所涵盖和修正,但是在低速运动情况下仍然近似成立,只是接近光速情况下,牛顿力学才是明显不正确的。也就是说,历史上曾经被科学的“门槛”接纳进去了的牛顿力学,现代科学对它进行重新检视的结果是一分为二,低速运动的情况下仍然继续通过,但是高速运动情况下则被拒绝和取代。

我们再来说说“存疑”的情况。有这样一些命题,没有足够的证据证明它是对的,也没有足够的证据证明它是错的。根据我们上面所说的“有罪推定”原则和“摆事实、讲道理”的准则,这样的命题和它的否定命题都将被挡在科学的门槛之外。可是它们当中必有一个是对的,另一个是错的。科学如何面对这样的情况呢?一般情况下很简单,正反命题同时存疑。证据不足时,谁也不是“科学”结论。将来证据的情况发生了变化时再说。

然而,在更加复杂的情况下,被存疑的正反双方,地位往往是不平等、不对称的。比如一方主张某种物质存在,另一方主张该种物质不存在。对于“存在性结论”来说,只要拿出切实存在的实例,就可以成为存在性结论的证据。尽管要花费很多努力,但却“一锤定音”。从另一方面看,“不存在性结论”却没有这样的幸运。声称某种物质或机制不存在,具有逻辑上天然的劣势:拿不出存在证据的现状,从常识角度看是似乎是不存在的证据,但从逻辑角度看永远不会成为不存在的证据——你的对手总会说,目前不存在不等于永远不存在,目前没被发现不等于永远不被发现。科学中处理这种不对称性的原则,被称为“奥卡姆剃刀”原则。按照“奥卡姆剃刀原则”,在科学中,如果拿不出某种物质或机制存在的证据,该种物质或机制在操作上就被当作不存在的;一旦将来有了证据,再来承认这种物质存在。这是科学界的“有罪推定”原则在面对“存在性结论”时的一种具体的体现。

毕竟,人类的科学实践活动在发展着,人类可以获得的证据的总和在发展着。我们今天还不能下结论的事情,后人在条件成熟、证据完备的时候会给出相应的科学结论的。关于“科学”和“真理”的关系,我们在本书中还会展开来进行更为专门的讨论。

有罪推定,摆事实,讲道理。这就是科学中最基本的严谨性。宁缺勿滥。科学中提倡思想自由,人人都可以提出结论,而且某些结论或许事实上就碰巧正确。然而,在证据不充分的时候,它们还只是尚被存疑的假说,而不是经严格质疑和论证过的科学成果。有本事过五关斩六将、经得起科学界正规的严格质疑和论证之“拷问”的成果,才是真正可以贴上科学标签的研究成果。科学成果的含金量正在于此。科学的严谨性最终正是通过这些环节体现出来。大量科学与否、伪科学与否的争议,说到最后其实都是对科学的这种严谨性尺度的争议。伪科学不怕别的,就怕科学的严谨。所有为伪科学辩护的论调,本质上都在试图要求放宽科学的严谨性尺度,规避科学的穷追猛打式的“拷问”。其实,这样的拷问决不是看谁不顺眼,它是对事不对人的,对所有人一律如此。科学中少了几条知识、几个结论,仍然是科学。但是如果放弃了这种穷追猛打式的拷问、放弃了严谨,就不再是科学了。所以,科学给公众以严谨的印象,决不是偶然的。严谨是贯穿科学活动始终的一个最显著的特点,也是科学活动区别于其他活动的一个最显著的特点。大家知道,在汉语里,“科学”除了是一个名词之外,还是一个形容词。我们说一个说法“科学”,其实意思就是说它可以经得起那种严谨的、穷追猛打式的“拷问”。

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