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【转帖】什么是科学

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什么是科学?
一、科学一词的来源
科学一词,英文为science,源于拉丁文的scio,后来又演变为scientin,最后成了今天的写法,其本意是“知识”、“学问”。日本著名科学启蒙大师福泽瑜吉把“science”译为“科学”。到了1893年,康有为引进并使用“科学”二字。严复在翻译《天演论》等科学著作时,也用“科学”二字。此后,“科学”二字便在中国广泛运用。
为什么这么称呼呢?science的本来含义是系统知识,我想也许这样,科学在十九世纪已是一个非常庞大的知识体系了,它已分得非常细了,即分成许多许多专业,而这些专业知识又不象其它知识那样是互不联系的。除了专业概念外,基础概念是一致的,基本方法也是一样的,“科”的意思是分类或层次条理的意思,所以我自认为science对应“科学”还是比较合适的。
二、科学的严格定义
实际上,由于科学一词从来就没有严格定义过,所以会引起一系列的混乱和无谓的争论。比如:中国古代有没有科学?中医是否是科学?科学与伪科学的区别是什么?科学与宗教的区别是什么?等等。而这些问题又是非常非常吸引人的问题。所以时代要求我们尽早地给出恰当的定义以解决这些争议。下面先看看我根据现有教科书以及有些权威性论著上的定义改进的自认为非常严格的定义,然后再来讨论一下其确切的含义,争取学术界有个一致的认同。
定义——科学是一种最逼近真理的尽可能不包含自相矛盾的知识体系,且是一项社会事业
该定义中“最逼近真理的尽可能不包含自相矛盾的”该定语是自己加进去的,原因是为了明确科学的涵义,即明确科学是一个怎样的知识体系(我至今为止不明白为什么很多书上为什么不敢明确地加上它)。其中“矛盾”当然是指逻辑矛盾。
“知识体系”是人们对科学的最初认识。作为一种非常实用的知识,最重要的就是有很高的条理性和结构。这一点,任何一本经典著作都多少具有这种特色,古代最著名的要数《几何原本》了。中国的古典著作中最有条理的,也许是我不学无术,自认为对我影响最大的是《橘中秘》(一本棋书)。不过科学这种知识体系已不象某些知识体系那样规模那么小,讨论范围那么窄了,而是一个非常庞大的知识体系,其野心甚至企图包罗万象无所不及。这么大的体系仍要保持很强的条理和结构,这就显得与众不同了。但知识体系并不只有科学一种,所以必需明确科学是怎样的知识体系。定义中前面部分给出了限定,跳过一段再讨论。
很早有人就认识到了科学是一项社会事业,但其意义是随时代发展进一步深化的。而这也是缺少教育的人们不易理解的。知识表现在书本里怎么又是一种社会活动呢?不能被别人理解,不能被别人重复验证,这本身就不叫知识,为什么还要强调其社会性呢?这是因为科学对知识的认识要远远比其它对其的认识严格。不管对巫师、宗教徒、平民还是科学家来说,知识都是指正确的陈述,正确的预见,即知识就是人认为的“真理”。但只有科学家才非常严格地审视“真理”。不光要看它的初始语句(常称为公理)是否来源于直觉、实验或有充分理由,而且严密地审查推导过程中的任何细节,并考查其任一导出结论是否与实验或生活经验相冲突。而这一系列工作都不是没有受过科学训练的人能做的,因此需要教育,需要许多的科学家的共同劳动,也需要广大民众的理解和各方面的支持。随着科学的越来越发达,科学的复杂程度越高,其社会性也就越强。
“最逼近真理”是强调科学的特质,与其它相比,科学最强调怀疑,因为科学是以不存在先知先觉为前提的。认为所有知识都是人对客观世界的认识,虽然科学追求的是主客观世界的统一,但毕竟主观世界与客观存在并不是一回事,知识再正确,也只是逼近对世界的描述,而不就是客观世界。比如说:理想气体模型它能非常好的描述在常温常压下的氧气、氮气和二氧化碳等气体,是因为这些气体分子的线度远小于它们之间的距离。而范德瓦尔斯对理想气体模型的修正也只是近似的描述象水蒸气那样的真实气体。科学家们懂得他们的理论一开始就是近似,所以他们从未指望从其理论导出的结论与真实世界无丝毫误差。所有的知识是人造的,是主观世界的产物,即使存在外星人,也只可能是比地球人更进化而已,他们也会有错。自然界的秘密存在于自然界本身,自然界以其自身的多样特点表现自己,但不会以文字形式借上帝之口明白地表达出来。可见用“最逼近真理”这一词项既强调科学的严密性,又强调了科学对世界的认识意义。



IP属地:江苏1楼2010-04-21 10:51回复

    4、剩余法:已知B是b的条件(原因),C是c的条件(原因),abc与ABC一起出现,可知,A是a的充分必要条件。如例4:天文学家观察出天王星的运行轨道有倾斜现象(a、b、c),已知倾斜现象a、b是受两颗行星(A、B)的吸引,于是可以猜想还有一颗行星(C)影响天王星的轨道倾斜(c)。
    5、共变法:A与a以同样方式发生变化,而BC则不以这种方式变化。可知,A是a的充分必要条件。如例5:改变单摆的摆长(A)则单摆的周期(a)随之改变,但改变摆球的质量(B)和摆球的材料(C)则周期不变。则可以认为单摆的摆长(A)决定其周期(a)。
    通过类似于上面穆勒五法的科学归纳,似乎能够不太费力地找到事物的因果关系,但事实上非常困难。就穆勒五法而言,最难满足的就是那两个预设的条件,第一个称决定论公设,量子力学和混沌学的出现真实世界中决定论系统并不是太多的,所以并不总能满足这预设。第二个称封闭系统公设,这在科学研究中最难满足的,比如,契合差异法虽然对决定论系统是非常有效的研究方法,但只要系统较为复杂点,其封闭性就很难满足,对单摆这样的简单系统较容易搞清楚某现象(如周期)背后有哪些可能的原因(摆长、质量、材料等),但例3就不简单。影响麦田产量的可能原因其实有很多很多,因此实际研究决不象例3那样简单。
    关于归纳说了这么多,实在出于无赖,让人们懂得归纳问题是科学的最大难题,要花很多时间的,但不强调这一点就不无法让人们理解科学。关于经验问题,现代哲学可能还没有把主要精力放到归纳问题上,主要还在经验科学的最基础问题上讨论,即如何描述现象,怎样的描述才是有意义的。现象学、逻辑实证论以及非常晦涩的语言哲学都停留在这方面讨论。的确这些是非常重要的。其实实验科学的始祖培根最大的贡献也不是总结归纳法,而是强调怎样得到正确的原始陈述。原始陈述都不正确或无意义,则以后的归纳演绎就全是徒劳的。
    演绎法:应用一般陈述(或公理定律定理原理)导出特殊陈述或从一种陈述导出另一种陈述的方法。乍看起来,演绎似乎不能得到新的东西,所以培根尖锐的批评亚里斯多德的三段论不是没有根据的。但如果改变观念,认真思考一下什么是“新”,则就为发现演绎法的重要性。从牛顿把天上的星体运动与地上的苹果落地相联系到如今的大统一理论,可见物质现象的背后的确很可能有统一的本质,这样就完全可能用很少的陈述推导出对大千世界的各种现象的正确陈述。从这意义上说,“新”不一定指在旧体系之外的陈述,只要是另一种没见过的表述就是新,因为所有的具有现实意义的陈述都可以放在一个科学体系内。
    笛卡尔似乎认识到这一点,所以他十分瞧不起培根,由他的努力终于建立起真正实用的理性大厦。他看到了数学的演绎力量,把古希腊的注重理性思维提高到前所未有的高峰。在西方笛卡尔常被称为哲学之父、科学之父,我也非常赞同。严格的科学从什么时候开始,不是从哥白尼,不是从培根、也不是从伽俐略,而是从笛卡尔。严格的说,没有数学就没有科学。任何一门科学,没有数学的参与,则很难说有效,更谈不上能成熟。
    但数学常不被称为经验科学,甚至有时称为形而上学,因为数学往往是从几个公理出发演绎出的理论体系。如《几何原本》仅由五个公理就演绎出厚厚一本书来,而把其中第五公设变了变,又演绎出《罗氏几何》和《黎曼几何》。数学的公理往往来源于直觉,所以又常常被称为先验科学,其实它与经验科学没有太大的本质区别,只是经验科学中的定律定理相对数学公理不那么直觉罢了。《欧氏几何》是对实际空间的研究,当然很容易直观得到几条公理了,《代数》、《数论》等仅是对数和方程进行研究当然也可能建立在几条直观的公理规则的基础上,但《相对论》要把时空物质都联系起来研究,则其定律定理就不是一目了然的了。数学被认为最抽象的,其实正是其抽象才认为基础,越是具体则研究对象涉及的因素越多。几何为什么是科学的基础,正是因为所有的事物都占空间,代数之所以是基础,是因为所有的概念必需量化后才能被精确研究。抽象有两层意思,一是事物某侧面的描述,二是难以理解难以想象。当然很多情况下这两层意思都有,因为对事物不完整的描述就不具体了,也就难以想象。然而抽象的理论之所以实用正是因为我们对具体事物的描述和处理总喜欢一部分一部分进行。因此抽象的往往是基础的。笛卡尔显然认识到了这一点,并进一步提出了科学研究必需遵守的一些原则:
    


    IP属地:江苏3楼2010-04-21 10:51
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      2025-07-28 21:07:23
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      ⑤争论与激励:科学是人造的,因此与人的素质有关,争论和激励能使人的素质迅速提高,因此科学需要讨论的环境和维护人们对科学的热情。我觉得这方面科学家中玻尔最出色,所以称为玻尔精神。由玻尔与薛定谔的激烈争论以及以他为中心的哥本哈根学派的集体贡献,天书一般的量子力学终于建立起来,这是人类的奇迹。玻尔与爱因斯坦也争论了一辈子。相比之下,我们的环境学术气氛就太差了,讨论是那么的少,稍有争论就伤感情,如此脆弱的气质怎么能对科学有所贡献呢?现代科学已完全是一种社会事业,远不是个人独立能有所建树的,为什么小小的德国出那么多哲学家,为什么小小的卡文迪许实验室出那么多著名科学家?为什么贝尔公司微软公司有那么多的发明?这一切说明科学环境太重要了。一个社会要真正重视科学则首先注意科学环境的创造和维护。中小学要培养辩论水平,大学要有较多的学术活动,学术权威应多向爱因斯坦学习,努力发现和推荐新人,注意培养科学道德,蔑视和打击科学上的剽窃和弄虚作假,保护知识产权。
      科学精神到底有多少,需要大家来讨论,我想,把科学精神概括为以上五种,并以五个著名科学家的名字来命名能够较好地突出科学的特质,有助于,我们大规模的普及科学思想,创建精神文明。
      五、科学与技术的区别
      技术(technology)一词的愿意是木匠,这也许在古代木匠在各工匠中最具技艺的原故。技术的定义是人们在生产活动中,各种具体技艺、经验和具体知识。
      往往人们认为,技术与科学的区别仅在于一个零碎一个系统而已,其实并非如此,技术并不一定零碎,有些技术不仅构成体系,而且非常庞大,特别的现代技术,如造船技术,航空、航天技术,原子能技术。那么技术与科学的区别又在哪里呢?
      首先技术是围绕具体的生产对象组织知识和技巧的,便于应用,而科学是从认识论上组织知识的,便于学习,便于探索。其次,技术关心的是知识是否迅速的转化为财富,注重创新,但不关心对事物本质的认识,因而扩展知识的能力较弱;而科学注重于说明事物的本质,因而具有很强地的扩展知识的潜质,但由于科学不是从具体应用的角度组织知识的,则实用性不如具体技术。
      科学和技术其内容很多是交叉的,但却具有相对独立的体系,所以自古以来,科学和技术的发展有一定的独立性,各历史阶段,各民族对科学和技术的发展贡献也是不一样的。古代绝大多数民族都有各自的技术成就,特别是我国古代有包括四大发明在内的非常灿烂的技术发明,而古希腊则相反,科学成就象一颗夺目的明珠照耀了人类后代。科学与技术的紧密结合乃是近代的事,技术知识的积累,提供了科学的素材,而科学知识的加速膨胀和社会经济发展的需要,让技术自觉向科学索取食粮。如今发达国家几乎把科学和技术融为一体,但不幸地是绝大部分发展中国家的政府在巨大的经济差距面前,忙于用科技发展生产,还未理会科学本身的重要性。下面的一些话,虽然很刺耳,但的确应该让我们中国人警醒。美国著名科学家亨利.罗兰在《为纯科学说几句话》中说:“要运用科学,就必须让科学自身独立下去,如果我们只注意科学的应用,必然会阻碍它的发展。那么要不了多久,我们就会退化成中国人那样,他们几代人没有在科学上取得什么进展,因为他们只满足于科学的应用,而根本不去探讨为什么要这样做的原因。”“不幸,科学主要是为了发展经济的观念,传播到许多别的国家,科学研究的自由又遭到危险。科学主要是追求纯粹知识的自由研究活动。如果实际的利益随之而来,那是副产品,纵然它们是由于政府的资助而获得的发现。如果自由的、纯粹的科学遭到忽略,应用科学迟早也会枯萎而死。”在知识经济时代,脑力劳动与体力劳动之比是9:1的 


      IP属地:江苏6楼2010-04-21 10:51
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        百度知道上转的,作者不明,我觉得写的很不错
        http://zhidao.baidu.com/question/456422.html?si=1&wtp=wk


        IP属地:江苏8楼2010-04-21 11:20
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          我发现主要内容来自百度百科词条--科学


          IP属地:江苏10楼2010-04-21 11:31
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            这篇文章的内容本身就来自你所说的“百度百科的定义”
            http://baike.baidu.com/view/3805.htm


            IP属地:江苏13楼2010-04-21 13:54
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              典型的东拉西扯!你要搞清楚你到底想要说什么!


              IP属地:江苏15楼2010-04-21 14:18
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