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《江晓原科学读本》导言

科学与科学精神

“什么是科学”与“什么是科学精神”都是非常难以确切回答的问题。下面是当代学者对科学的较为可取的特征描述:

A.与现有科学理论的相容性:现有的科学理论是一个宏大的体系,一个成功的科学学说,不能和这个体系发生过多的冲突。

B.理论的自洽性:一个学说在理论上不能自相矛盾。

C.理论的可证伪性:一个科学理论,必须是可以被证伪的。如果某种学说无论怎么考察,都不可能被证伪,那就没有资格成为科学学说。

D.实验的可重复性:科学要求其实验结果必须能够在相同条件下重复。

E.随时准备修正自己的理论:科学只能在不断纠正错误的过程中发展前进,不存在永远正确的学说。

在此基础上,对于科学精神比较完整的理解可以包括:

理性精神——坚持用物质世界自身来解释物质世界,不诉诸超自然力。

实证精神——所有理论都必须经得起可重复的实验观测检验。

平等和宽容精神——这是进行有效的学术争论时所必需的。所有那些不准别人发表和保留不同意见的做法,都直接违背科学精神。

不能将科学精神简单归结为“实事求是”或“精益求精”,尽管在科学精神中确实可以包含这两点,但“实事求是”或“精益求精”仅是常识。

并不是每一个具体的科学家个体都必然具有科学精神。

现代科学的源头在何处

答案非常简单:在古希腊。

如果我们从今天世界科学的现状出发回溯,我们将不得不承认,古希腊的科学与今天的科学最接近。恩格斯在《自然辩证法》中有两段名言:

如果理论自然科学想要追溯自己今天的一般原理发生和发展的历史,它也不得不回到希腊人那里去。(1)

随着君士坦丁堡的兴起和罗马的衰落,古代便完结了。中世纪的终结是和君士坦丁堡的衰落不可分离地联系着的。新时代是以返回到希腊人而开始的。——否定的否定!(2)

这两段话至今仍是正确的。考察科学史可以看出,现代科学甚至在形式上都还保留着浓厚的古希腊色彩,而今天整个科学发现模式在古希腊天文学中已经表现得极为完备。

欧洲天文学至迟自希巴恰斯以下,每一个宇宙体系都力求能够解释以往所有的实测天象,又能通过数学演绎预言未来天象,并且能够经得起实测检验。事实上,托勒密、哥白尼、第谷、开普勒乃至牛顿的体系,全都是根据上述原则构造出来的。而且,这一原则依旧指导着今天的天文学。今天的天文学,其基本方法仍是通过实测建立模型——在古希腊是几何的,牛顿以后则是物理的;也不限于宇宙模型,比如还有恒星演化模型等——然后用这模型演绎出未来天象,再以实测检验之。合则暂时认为模型成功,不合则修改模型,如此重复不已,直至成功。

在现代天体力学、天体物理学兴起之前,模型都是几何模型——从这个意义上说,托勒密、哥白尼、第谷乃至创立行星运动三定律的开普勒,都无不同。后来则主要是物理模型,但总的思路仍无不同,直至今日还是如此。法国著名天文学家当容在他的名著《球面天文学和天体力学引论》中对此说得非常透彻:“自古希腊的希巴恰斯以来两千多年,天文学的方法并没有什么改变。”而这个方法,就是最基本的科学方法,这个天文学的模式也正是今天几乎所有精密科学共同的模式。

有人曾提出另一个疑问:既然现代科学的源头在古希腊,那如何解释直到伽利略时代之前,西方的科学发展却非常缓慢,至少没有以急剧增长或指数增长的形式发生?或者更通俗地说,古希腊之后为何没有接着出现近现代科学,反而经历了漫长的中世纪?

这个问题涉及近来国内科学史界一个争论的热点。有些学者认为,近现代科学与古希腊科学并无多少共同之处,理由就是古希腊之后并没有马上出现现代科学。然而,中国有一句成语“枯木逢春”——当一株在漫长的寒冬看上去已经死掉的枯木,逢春而渐生新绿,盛夏而枝繁叶茂,我们当然不能否认它还是原来那棵树。事物的发展演变需要外界的条件,中世纪欧洲遭逢巨变,古希腊科学失去了继续发展的条件,好比枯树在寒冬时不现新绿,需要等到文艺复兴之后,才是它枯木逢春之时。

科学不等于正确

在我们今天的日常话语中,“科学”经常被假定为“正确”的同义语,而这种假定实际上是有问题的。

比如,对于“托勒密天文学说是不是科学”这样的问题,很多人会不假思索地回答“不是”,理由是托勒密天文学说中的内容是“不正确的”——他说地球是宇宙的中心,而我们知道实际情况不是这样。然而这个看起来毫无疑义的答案,其实是不对的,托勒密的天文学说有着足够的科学“资格”。

因为科学是一个不断进步的阶梯,今天“正确的”结论,随时都可能成为“不正确的”。我们判断一种学说是不是科学,不是依据它的结论,而是依据它所用的方法、它所遵循的程序。不妨仍以托勒密的天文学说为例稍作说明。

在托勒密及其以后一千多年的时代里,人们要求天文学家提供任意时刻的日、月和五大行星位置数据,托勒密的天文学体系可以提供这样的位置数据,其数值能够符合当时的天文仪器所能达到的观测精度,它在当时就被认为是“正确”的。后来观测精度提高了,托勒密的值就不那么“正确”了,取而代之的是第谷提供的值,再往后是牛顿的值、拉普拉斯的值等,这个过程直到今天仍在继续之中——这就是天文学。在其他许多科学门类中(比如物理学),同样的过程也一直在继续之中——这就是科学。

有人认为,所有今天已经知道是不正确的东西,都应该被排除在“科学”之外,但这种想法在逻辑上是荒谬的——因为这将导致科学完全失去自身的历史。

在科学发展的过程中,没有哪一种模型(以及方案、数据、结论等)是永恒的,今天被认为“正确”的模型,随时都可能被新的、更“正确”的模型所取代,就如托勒密模型被哥白尼模型所取代,哥白尼模型被开普勒模型所取代一样。如果一种模型一旦被取代,就要从科学殿堂中被踢出去,那科学就将永远只能存在于此时一瞬,它就将完全失去自身的历史。而我们都知道,科学有着两千多年的历史(从古希腊算起),它有着成长、发展的过程,它取得了巨大的成就,但它是在不断纠正错误的过程中发展起来的。

科学中必然包括许多在今天看来已经不正确的内容,这些内容好比学生作业中做错的习题,题虽做错了,却不能说那不是作业的一部分;模型(以及方案、数据、结论等)虽被放弃了,同样不能说那不是科学的一部分。

唯科学主义和哲学反思

近几百年来,整个人类物质文明的大厦都是建立在现代科学理论的基础之上的。我们身边的机械、电力、飞机、火车、电视、手机、电脑……无不形成对现代科学最有力、最直观的证明。科学获得的辉煌胜利是以往任何一种知识体系都从未获得过的。

由于这种辉煌,科学也因此被不少人视为绝对真理,甚至是终极真理,是绝对正确的乃至唯一正确的知识;他们相信科学知识是至高无上的知识体系,甚至相信它的模式可以延伸到一切人类文化之中;他们还相信,一切社会问题都可以通过科学技术的发展而得到解决。这就是所谓的“唯科学主义”观点。(3)

正当科学家对科学信心十足,而公众对科学顶礼膜拜之时,哲学家的思考却是相当超前的。哈耶克早就对科学的过度权威忧心忡忡了,他认为科学自身充满着傲慢与偏见。他那本《科学的反革命:理性滥用之研究》(The Counter Revolution of Science: Studies on the Abuse of Reason),初版于1952年。从书名上就可以清楚感觉到他的立场和情绪。书名中的“革命”应该是一个正面的词,哈耶克的意思是,科学(理性)被滥用了,被用来“反革命”了。哈耶克指出,有两种思想的对立:一种是有利于创新的,或者说是“革命的”;另一种则是计划经济的、独裁专制的,或者说是“反革命的”。

哈耶克的矛头并不是指向科学或科学家,而是指向那些认为科学可以解决一切问题的人。哈耶克认为这些人“几乎都不是显著丰富了我们的科学知识的人”,也就是说,几乎都不是很有成就的科学家。照他的意思,一个“唯科学主义”(scientism)者,很可能不是一个科学家。他所说的“几乎都不是显著丰富了我们的科学知识的人”,一部分是指工程师(大体相当于我们通常说的“工程技术人员”),另一部分是指早期的空想社会主义者及其思想的追随者。有趣的是,哈耶克将工程师和商人对立起来,他认为工程师虽然在工程方面有丰富的知识,但是经常只见树木不见森林,不考虑人的因素和意外的因素;而商人通常在这一点上比工程师做得好。

哈耶克笔下的这种对立,实际上就是计划经济和市场经济的对立。而且在他看来,计划经济的思想基础,就是唯科学主义——相信科学技术可以解决世间一切问题。计划经济思想之所以不可取,是因为它幻想可以将人类的全部智慧集中起来,形成一个超级的智慧,这个超级智慧知道人类的过去和未来,知道历史发展的规律,可以为全人类指出发展前进的康庄大道,而实际上这当然是不可能的。

从“怎么都行”看科学哲学

科学既已被视为人类所掌握的前所未有的利器,可以用来研究一切事物,那么它本身可不可以被研究?

哲学中原有一支被称为“科学哲学”(类似的命名还有“历史哲学”“艺术哲学”等)。科学哲学家中有不少原是自然科学出身,是喝着自然科学的乳汁长大的,所以他们很自然地对科学有着依恋情绪。起先他们的研究大体集中于说明科学如何发展,或者说探讨科学成长的规律,比如归纳主义、科学革命(库恩、科恩)、证伪主义(波普尔)、研究范式(库恩)、研究纲领(拉卡托斯)等。对于他们提出的一个又一个理论,许多科学家只是表示了轻蔑——就是只想把这些“讨厌的求婚者”(极力想和科学套近乎的人)早些打发走(劳丹语)。因为在不少科学家看来,这些科学哲学理论不过是一些废话而已,没有任何实际意义和价值,当然更不会对科学发展有任何帮助。

后来情况出现了变化。“求婚者”屡遭冷遇,似乎因爱生恨,转而采取新的策略。今天我们可以看到,这些策略至少有如下几种:

1.从哲学上消解科学的权威。这至迟在费耶阿本德的“无政府主义”理论(认为没有任何确定的科学方法,“怎么都行”)中已经有了端倪。认为科学没有至高无上的权威,别的学说(甚至包括星占学)也应该有资格、有位置生存。

这里顺便稍讨论一下费耶阿本德的学说。(4)就总体言之,他并不企图否认“科学是好的”,而是强调“别的东西也可以是好的”。他的学说消解了科学的无上权威,但是并不会消解科学的价值。费耶阿本德不是科学的敌人——他甚至也不是科学的批评者,他只是科学的某些“敌人”的辩护者而已。

2.关起门来自己玩。科学哲学作为一个学科,其规范早已建立得差不多了(至少在国际上是如此),也得到了学术界的承认,在大学里也找得到教职。科学家们承不承认、重不重视已经无所谓了。既然独身生活也过得去,何必再苦苦求婚——何况还可以与别的学科恋爱结婚呢。

3.更进一步,挑战科学的权威。这就直接导致“两种文化”的冲突。

“两种文化”的冲突

科学已经取得了至高无上的权威,并且掌握着巨大的社会资源,也掌握着绝对优势的话语权。而少数持狭隘的唯科学主义观点的人士则以科学的捍卫者自居,经常从唯科学主义的立场出发,对来自人文的思考持粗暴的排斥态度。这种态度必然导致思想上的冲突。一些哲学家认为,哲学可以研究世间的一切,为何不能将科学本身当作我们研究的对象?我们要研究科学究竟是怎样运作的、科学知识到底是怎样产生出来的。

这时原先的“科学哲学”就扩展为“对科学的人文研究”,于是SSK(科学知识社会学)等学说就出来了。主张科学知识都是社会建构的,并非纯粹的客观真理,因此也就没有至高无上的权威性。

这种激进主张,当然引起了科学家的反感,也遭到一些科学哲学家的批评。著名的“科学大战”(5)“索卡尔诈文事件”(6)等,就反映了来自科学家阵营的反击。对于学自然科学出身的人来说,听到有人要否认科学的客观性,在感情上往往难以接受。

这些争论,有助于加深人们对科学和人文关系的认识。科学不能解决人世间的一切问题(比如恋爱问题、人生意义问题等),人文同样也不能解决一切问题,双方各有各的局限。在宽容、多元的文明社会中,双方固然可以经常提醒对方“你不完美”“你非全能”,但不应该相互敌视,相互诋毁。只有和平共处才是正道。

但在很长一段时间里,科学和人文这两种文化不仅没有在事实上相亲相爱,反而在观念上渐行渐远。而且很多人已经明显感觉到,一种文化正日益凌驾于另一种文化之上。眼下最严重的问题,在于工程管理方法之移用于学术研究(人文学术和自然科学中的基础理论研究)管理,工程技术的价值标准之凌驾于学术研究中原有的标准。按照哈耶克的思想来推论,这两个现象的思想根源,归根结底还是唯科学主义。

改革开放以来,科学与人文之间,主要的矛盾表现形式,已经从轻视科学与捍卫科学的斗争,从保守势力与改革开放的对立,向单纯的科学立场与新兴的人文立场之间的张力转变。中国的两种文化总体状况比较复杂:一是科学作为外来文化,与中国传统文化存在着巨大差异;二是唯科学主义已经经常在社会话语中占据不适当的地位(这在发展中国家是常见的现象);三是新技术所造成的社会问题已经出现,如工业环境污染、互联网侵犯隐私、新媒体矮化文化等。

公众理解科学

科学的最终目的,应该是为人类谋幸福,而不能伤害人类。因此,人们担心某种科学理论、某项技术的发展会产生伤害人类的后果,因而产生质疑,要求展开讨论,是合理的。毕竟谁也无法保证科学技术永远有百利而无一弊。无论是对“科学主义”的质疑,还是对“科学主义”立场的捍卫,只要是严肃认真的学术讨论,事实上都有利于科学的健康发展。

如今的科学,与牛顿时代,乃至爱因斯坦时代,都已经不可同日而语了。一个最大的差别是,先前的科学可以仅靠个人来进行。事实上,万有引力和相对论都是在没有任何国家资助的情况下完成的。但是如今的科学则成为一种耗资巨大的社会活动,而这些金钱都是纳税人的钱,因此,广大公众有权要求知道:科学究竟是怎样运作的,他们的钱是怎样被用掉的,用掉以后又有怎样的效果。

至于哲学家们的标新立异,不管出于何种动机,至少在客观上为上述质疑和要求提供了某种思想资源,而这无疑是有积极意义的。

为了协调科学与人文这两种文化的关系,一个超越传统科普概念的新提法“科学传播”开始被引进,核心理念是“公众理解科学”,即强调公众对科学作为一种人类活动的理解,而不仅是单向地向公众灌输具体的科学和技术知识。事实上,这符合“弘扬科学精神,传播科学思想,介绍科学方法,普及科学知识”的原则。

与此同时,在中国高层科学官员所发表的公开言论中,也不约而同地出现了对理论发展的大胆接纳。例如,时任科技部部长徐冠华在2002年12月18日的讲话中说:

我们要努力破除公众对科学技术的迷信,撕破披在科学技术上的神秘面纱,把科学技术从象牙塔中赶出来,从神坛上拉下来,使之走进民众、走向社会……越来越多的人已经不满足于掌握一般的科技知识,开始关注科技发展对经济和社会的巨大影响,关注科技的社会责任问题……而且,科学技术在今天已经发展成为一种庞大的社会建制,调动了大量的社会宝贵资源;公众有权知道,这些资源的使用产生的效益如何,特别是公共科技财政为公众带来了什么切身利益。(7)

又如,时任中国科学院院长路甬祥在讲话中认为:

科学技术在给人类带来福祉的同时,如果不加以控制和引导而被滥用的话,也可能带来危害。在21世纪,科学伦理的问题将越来越突出。科学技术的进步应服务于全人类,服务于世界和平、发展和进步的崇高事业,而不能危害人类自身。加强科学伦理和道德建设,需要把自然科学与人文社会科学紧密结合起来,超越科学的认知理性和技术的工具理性,而站在人文理性的高度关注科技的发展,保证科技始终沿着为人类服务的正确轨道健康发展。(8)

所有这一切,都不是偶然的。这是中国科学界、学术界在理论上与时俱进的表现。这些理论上的进步,又必然会对科学与人文的关系、科学传播等方面产生重大影响。2002年底,在上海召开了首届“科学文化研讨会”(上海交通大学科学史系主办),会后发表了此次会议的“学术宣言”,(9)对这一系列问题作了初步清理。随后出现的热烈讨论,表明该宣言已经引起学术界的高度重视。(10)

[《江晓原科学读本》(六卷本),上海教育出版社,2019年]


(1) 《自然辩证法》,人民出版社1971年版,第30—31页。

(2) 《自然辩证法》,人民出版社1971年版,第170页。

(3) cscientism通常译为“唯科学主义”,其形容词形式则为scientistic(唯科学主义的)。

(4) 费耶阿本德的著作被引进中国至少已有三种:《自由社会中的科学》(上海译文出版社1990年版)、《反对方法——无政府主义知识论纲要》(上海译文出版社1992年版)、《告别理性》(江苏人民出版社2002年版)。

(5) 关于“科学大战”,可参阅[美]A.罗斯主编:《科学大战》,夏侯炳等译,江西教育出版社2002年版。

(6) 关于“索卡尔诈文事件”及有关争论,可参阅[美]索卡尔等:《“索卡尔事件”与科学大战:后现代视野中的科学与人文的冲突》,蔡仲等译,南京大学出版社2002年版。

(7) 2003年1月17日《科学时报》。

(8) 2002年12月17日《人民政协报》。

(9) 柯文慧(江晓原定稿):《首届科学文化研讨会学术宣言——对科学文化的若干认识》,2002年12月25日《中华读书报》。

(10) 围绕这份宣言,出现在纸媒和网上的各种讨论和争论,已经形成大量文献。此后数年召开了多次“科学文化研讨会”,较重要的文献有:柯文慧(江晓原定稿):《岭树重遮千里目——第四次科学文化会议备忘录》(完整版),2005年12月29日《科学时报》;柯文慧(江晓原定稿):《一江春水向东流——第五次科学文化研讨会备忘录》,2007年3月15日《科学时报》。