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什么是科学？这个问题看似很简单，实际上并不是有很多人能够了解科学的真正含义。“科学”这个概念是个很笼统的概念，简言之就是揭示自然界事物的本质规律和事物间的内在联系。什么是自然规律？自然规律是人类对于某一类事物自然现象内在关系的总结。也就是说，自然规律是客观存在的，但需要人们去发现。发现这些规律有什么作用？就是让这些自然规律为人类所用，服务于人类，这就是科学的作用。随着科学技术的不断发展，人们对于科学越来越信赖，“科学”的概念在生活中则转化为“正确的”的含义。 “科学”对于人类的作用是巨大的，归纳起来对人类有两个方面的作用：一是解释现象，二是应用于实践，服务于人类。解释现象是人类对自然界中自然规律的认识，而应用于实践则是人类让自然规律为我们所用。 但是，如何去发现自然界事物中“真正”的规律？我们人类认识自然界的最原始“工具”就是我们的感官“眼、耳、口、鼻、舌、皮肤”，当然还有一个就是模模糊糊的“感觉”。然而，我们的感官是有局限的，比如，眼睛只能看见可见光，有很多“光”比如红外线、紫外线等以外的电磁波我们看不见。我们眼睛的分辨率也是有限的，我们对多能看到直径0.1mm的东西。不幸的是，我们人类的这些感觉器官在某些方面上还不如动物，比如，我们的鼻子的分辨率不如狗，视力不及猫头鹰，耳朵不及大象和蝙蝠（大象能听到超低的次声波，蝙蝠能听到超声波）。不过，我们人类拥有一个“聪明”的大脑和灵巧的双手，这可以为我们提供三个超级的认识自然规律的工具，那就是“抽象思维、逻辑思维和推理”以及“发明新的工具”。这三个工具大大提高了我们认识自然规律的效率。比如，我们应用“抽象思维”对一类现象进行总结，得到所谓的“公理”或“理论”；我们可以运用“逻辑思维和推理”根据一个自然规律，推论出另一个自然规律而无需“实践证明”。例如“A大于B”，而“B又大于C”，我们无需把A和C去亲自比较就知道“A大于C”。再比如，我们发明了“望远镜”看到了我们视力多不能达到的距离，发明了“显微镜”看到了我们眼睛无法看到的“微观世界”，发明了“X光机”能够穿透阻挡我们视线的障碍等等。这些都在不同程度上扩大我们“感官”的范围。 除了上述两种工具，人类在认识自然规律方面的还有一个很强的工具，那就是“联想”，联想是我们建立事物之间规律的重要环节。比如古希腊的阿基米德，看到木头能够浮在水面上，而铁块就不能，就联想“在水里是否存在一种向上的力的作用”，从而发现了浮力定律。 在“现代科学”没有出现之前，我们人类认识自然、利用自然是利用我们的感觉器官和大脑的“抽象思维”去认识，即所谓的归纳，得到的是经验，归纳出的理论是臆想出来的。比如，中国古代人类发现：人有男有女，自然界有天有地，有白天有夜晚，人们便总结出世界由“阴和阳”组成，自然界的构成包括：金、木、水、火和土，于是出现了阴阳五行论。这就是最原始的对自然界的总结和分类，之所以把自然界只划分为阴阳五行，是因为人类由于感官的限制，导致人类对自然界的认识局限所造成的。可笑的是，上述理论是人类对自然界认识局限的情况下所总结出来的理论，至今仍为某些人奉为“葵花宝典”加以研读。对于这类人，只能哀其不幸，怒其不争。不必反驳，因为现代科学发现了很多的东西，都无法归类于五行的任何一个类别。比如“电磁波”、“引力场”、“射线”、“磁场”等客观存在的东西，归类于金木水火土的哪一类？细菌是属阴还是属阳？似乎没有公母之分。有趣的是，我国古代人对“五”好像情有独钟，比如音乐有“五音”，颜色有“五色”等。 对自然现象的解释，古代人则运用“联想”去解释（可见发散思维也是一个双刃剑，即是科学研究必不可少的，也会导致“胡乱联系”的臆想）。比如在古代，人们发现“月食”的现象，就通过联想认为在天上还有神类（有这种想象是必然的，很多自然现象在古人看来是非常神秘无法解释的，自热而然地就会想象出神鬼之类），是“天狗”太饿了，把月亮当成大饼给吃了。遇到雷电，由于其巨大的破坏力，人类也把它想象为是天怒的结果。有趣的是战国时期的秦国大将“白起坑杀赵卒四十万”，导致天怒，使得若干年后，某头牛被雷电劈死，牛肚子上有“白起”两个字。还传说东汉末年“董卓”由于作恶多端，导致死后雷电劈其棺木，并将其尸首劈为碎片。——呵呵，感情老天也总放马后炮。 因此，在现代科学出现之前，对自然界的认识总是无法超出“经验科学”的范畴（其中也有一些属于主观臆断）。纵观中国五千年的历史，很多理论甚至连经验科学都称不上，只能称之为“经验之谈”或“学说”。这是为什么呢？因为“经验”只有经过实践或实验证明，才能成为“科学基础理论”，即“公理”。而发现“公理”只是科学的第一步，还要根据科学的理论建立一套完整的“科学理论体系”，并从科学理论体系中得到“科学的方法”，才能进一步推动科学理论的发展。 例如，在伽利略将实验引入科学研究之前，关于“绝对空间”的自然界物体运动规律，已经有很多人得到了“经验之谈”：古希腊的欧几里得、阿基米德的浮力原理，杠杆原理，亚里士多德的“自由落体运动规律”。伽利略利用实验对古代人提出的理论加以验证和推理，并研究了物体运动规律，提出了重心、惯性、速度、加速度等概念。开普勒则利用望远镜研究了天体的运动规律。他们提出的只是基础的理论，直到牛顿的出现，才总结前人的科学理论，建立了牛顿经典力学体系。牛顿以运动三定律和万有引力定律为主线，以他发明的微积分为工具，巧妙地构造出他的力学体系。牛顿力学既成功地描述了天上行星、卫星、彗星的运动，又完满地解释了地上潮汐和其他物体的运动。在牛顿之前，还没有一个关于物理因果性的完整体系能够表示经验世界的任何深刻特征。之所以称其为“体系”，还因为在绝对空间中的任何物体的运动都符合牛顿力学体系。如欧拉引入惯量的概念，把牛顿力学推广到刚体的运动（牛顿则以欧氏几何为基础，解决质点力学和运动），伯努利则解决了流体力学，拉格朗日则用解析法对运动规律进行了精确的数学刻画，拉普拉斯的天体力学也建立在牛顿力学体系基础上。即使是热力学和电磁学也是建立在牛顿经典力学的基础之上，分子的运动看似随机杂乱无章，然而其统计规律符合牛顿定律。牛顿力学体系在19世纪取得了巨大的成就，直到电磁波的出现使得20世纪初物理界出现了两朵乌云，这就导致了量子力学体系的诞生。 综上所述，人类科学研究过程的第一步是观察现象，总结规律，得到假说（经验或公理），经过实践、实验或者推理证明，建立理论体系，然后再将理论体系推广，应用于人类实践。然而，很多问题首先就出现在第一个环节：现象的观察、规律的归纳和总结以及和对学说的证明。 什么是科学？科学是一套理论，即可以被证实也可以被证伪。 科学理论可以被证实，这个好理解，通过试验，在相同的环境下，每次都可以得到预期的结果（即理论分析的结果）。其实，科学的证实，未必一定需要实践或试验的直接检验，科学理论如此之多，逐一用实践检验也是不现实，同时也是没有必要的。如果一条理论与另外一条理论之间存在逻辑等价关系，那么我们只要证明其中的一条就可以了。数学为科学的逻辑证明提供了一个严谨的工具，这就是为什么数学对于现代科学来说如此之重要（牛顿的伟大除了建立了一套经典力学理论，更重要的是，在他的经典力学理论中，引入了微积分，从此，无穷小和无穷大不再是令人捉摸不透的）。由此可见，实践未必是检验真理的唯一标准，只能说，实践是检验真理的标准之一。 那么证伪又是什么意思，我理解，包含两层意思。其一，有些理论尽管是被证明是错误的，但这个理论是建立在科学的方法上。例如亚里士多德关于自由落体运动规律的描述：“重量大的下落速度快”，被伽利略证明是错误的。伽利略的证明，主要用的是逻辑上的反证法：“假想两个球，一个重，另一个轻，重的比轻的下落速度快。如果把两个球用铁链连起来，他们合在一起应该更重，按照亚里士多德的理论，下落速度应该更慢，可是比萨斜塔的实验却表明，两个求连在一起下落的速度在大球和小球之间。”。但不管怎样，亚里士多德是科学的先驱，因为他率先采用科学实验的方法总结理论，尽管是错误的。 证伪的另一层含义就是，任何科学理论都有限制范围，超越这个范围，这个理论就不成立。例如牛顿的经典力学体系，在惯量较大的宏观低速运动中，牛顿力学体系如此完美，包括热力学定律即分子运动的统计规律都符合牛顿定理，甚经济学。可是在微观领域中，牛顿力学不再成立，20世纪初物理学天空的阴霾就是牛顿运动定律无法解释电子（或者更小更快）的运动规律。 从这个角度来看，包治百病的药，一定是假药，放之四海而皆准的理论必然是伪科学理论。 有一种理论，能够用三大定理解释任何现象：“物质决定意识理论、对立统一理论、否定之否定理论”，而且能够“指导”各门科学的研究。有一个“伟大”思想家，50多岁的时候才了解简单微积分的概念，写了“论导数”的手稿，却称为指导我们的伟大导师。另一个同样“伟大”的他的同伴，仅有高中文化，粗枝大叶的了解一点牛顿力学定律，热力学定律和达尔文的进化论，对他的同伴写的论导数推崇备至，称其为数学天才，却写了一本不朽的名著，一直到今天还在我国研究生教育的的必修课目录中。 他们的理论有错误吗？没有。能被证明是错的吗？不能。他们说的都对，但毫无用处。举个最简单的例子：“对待传统文化我们要怎么处理？”，按照伟大理论：“取其精华，弃其糟粕”。一点都不错，这个不用你说，都知道，甚至一条饿极了的野狗（参见网络上“辩证法和放屁”）。可是有用吗？没有用。但却可以指导我们从事各种工作，各种研究。 其实仔细想想，这些理论，领导们都学透了，可是我们至今却仍然执迷不悟。领导在各种讲话中无不明确指示：“我们要把各项工作搞上去！”，怎么搞？这是下面的事，搞好了，领导指导的好，搞不好，那是你没有领会领导讲话的“神经”。 什么是科学？科学是一套理论，即可以被证实也可以被证伪。 科学理论可以被证实，这个好理解，通过试验，在相同的环境下，每次都可以得到预期的结果（即理论分析的结果）。其实，科学的证实，未必一定需要实践或试验的直接检验，科学理论如此之多，逐一用实践检验也是不现实，同时也是没有必要的。如果一条理论与另外一条理论之间存在逻辑等价关系，那么我们只要证明其中的一条就可以了。数学为科学的逻辑证明提供了一个严谨的工具，这就是为什么数学对于现代科学来说如此之重要（牛顿的伟大除了建立了一套经典力学理论，更重要的是，在他的经典力学理论中，引入了微积分，从此，无穷小和无穷大不再是令人捉摸不透的）。由此可见，实践未必是检验真理的唯一标准，只能说，实践是检验真理的标准之一。 那么证伪又是什么意思，我理解，包含两层意思。其一，有些理论尽管是被证明是错误的，但这个理论是建立在科学的方法上。例如亚里士多德关于自由落体运动规律的描述：“重量大的下落速度快”，被伽利略证明是错误的。伽利略的证明，主要用的是逻辑上的反证法：“假想两个球，一个重，另一个轻，重的比轻的下落速度快。如果把两个球用铁链连起来，他们合在一起应该更重，按照亚里士多德的理论，下落速度应该更慢，可是比萨斜塔的实验却表明，两个求连在一起下落的速度在大球和小球之间。”。但不管怎样，亚里士多德是科学的先驱，因为他率先采用科学实验的方法总结理论，尽管是错误的。 证伪的另一层含义就是，任何科学理论都有限制范围，超越这个范围，这个理论就不成立。例如牛顿的经典力学体系，在惯量较大的宏观低速运动中，牛顿力学体系如此完美，包括热力学定律即分子运动的统计规律都符合牛顿定理，甚经济学。可是在微观领域中，牛顿力学不再成立，20世纪初物理学天空的阴霾就是牛顿运动定律无法解释电子（或者更小更快）的运动规律。 从这个角度来看，包治百病的药，一定是假药，放之四海而皆准的理论必然是伪科学理论。 有一种理论，能够用三大定理解释任何现象：“物质决定意识理论、对立统一理论、否定之否定理论”，而且能够“指导”各门科学的研究。有一个“伟大”思想家，50多岁的时候才了解简单微积分的概念，写了“论导数”的手稿，却称为指导我们的伟大导师。另一个同样“伟大”的他的同伴，仅有高中文化，粗枝大叶的了解一点牛顿力学定律，热力学定律和达尔文的进化论，对他的同伴写的论导数推崇备至，称其为数学天才，却写了一本不朽的名著，一直到今天还在我国研究生教育的的必修课目录中。 他们的理论有错误吗？没有。能被证明是错的吗？不能。他们说的都对，但毫无用处。举个最简单的例子：“对待传统文化我们要怎么处理？”，按照伟大理论：“取其精华，弃其糟粕”。一点都不错，这个不用你说，都知道，甚至一条饿极了的野狗（参见网络上“辩证法和放屁”）。可是有用吗？没有用。但却可以指导我们从事各种工作，各种研究。 其实仔细想想，这些理论，领导们都学透了，可是我们至今却仍然执迷不悟。领导在各种讲话中无不明确指示：“我们要把各项工作搞上去！”，怎么搞？这是下面的事，搞好了，领导指导的好，搞不好，那是你没有领会领导讲话的“神经”。 |
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