什么是“科學(xué)”?

有關(guān)什么是“科學(xué)”這個(gè)問(wèn)題，好像有現(xiàn)成的標(biāo)準(zhǔn)答案。其實(shí)情況并沒(méi)有那么簡(jiǎn)單。我在武漢大學(xué)開(kāi)始讀研究生之后，就在想一個(gè)問(wèn)題，即讀研究生意味著自己將來(lái)要選擇從事科學(xué)研究作為自己的職業(yè)。可是什么是“科學(xué)”呢？于是我開(kāi)始讀一些有關(guān)科學(xué)史和科學(xué)哲學(xué)的書(shū)。在那個(gè)年齡段，以我的能力，其實(shí)是看不懂這些書(shū)的，但多少了解了一些概念與人物。在真正從事研究工作，而且比較了中美兩個(gè)社會(huì)中不同研究機(jī)構(gòu)的工作氛圍，尤其是在自己成為老師之后，面對(duì)不同個(gè)性與追求的研究生成長(zhǎng)過(guò)程、反思自己怎么做才能為他們提供有效的幫助的時(shí)候，再回過(guò)頭去了解科學(xué)史和科學(xué)哲學(xué)研究者的觀點(diǎn)，逐漸形成了自己對(duì)“什么是科學(xué)”這個(gè)問(wèn)題的理解。這個(gè)理解可以簡(jiǎn)單地概括為以下三點(diǎn)：

第一，科學(xué)是一種認(rèn)知方式。和其他所有的認(rèn)知方式一樣，其核心功能也是為周?chē)膶?shí)體存在、這些存在之間的相互關(guān)系以及實(shí)體存在出現(xiàn)與互作的原因給出解釋。既然是解釋?zhuān)茖W(xué)的解釋與其他所有的認(rèn)知方式一樣，需要滿(mǎn)足“合理性”這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。

第二，科學(xué)是一種雙向的認(rèn)知方式。它只在人類(lèi)認(rèn)知發(fā)展到一定程度之后才有可能產(chǎn)生。在科學(xué)這種認(rèn)知方式出現(xiàn)之前的所有其他的認(rèn)知方式中，人們通過(guò)觀察和想象而得出的對(duì)周?chē)鷮?shí)體存在、相互關(guān)系及其產(chǎn)生原因的解釋?zhuān)恢苯幼鳛榻Y(jié)論而接受。這些結(jié)論的終極評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)是其實(shí)用性。可是由于在應(yīng)用的過(guò)程中，環(huán)境因子總是在發(fā)生變化，所以基于實(shí)用性的經(jīng)驗(yàn)性結(jié)論，本質(zhì)上都是特殊的，嚴(yán)格意義上是不可重復(fù)的，這些認(rèn)知都屬于單向性的認(rèn)知。在科學(xué)認(rèn)知中，與所有其他的認(rèn)知方式最本質(zhì)的區(qū)別是，對(duì)認(rèn)知對(duì)象進(jìn)行觀察和想象而得出的結(jié)論并不立刻被作為結(jié)論而接受，而是先作為假設(shè)。然后，設(shè)計(jì)出一系列的、盡可能排除人為干預(yù)或者是明確可檢測(cè)的人為干預(yù)的、可重復(fù)的實(shí)驗(yàn)來(lái)對(duì)前面的觀察想象中涉及的各個(gè)分析、推理的步驟/環(huán)節(jié)進(jìn)行逐一的檢驗(yàn)。如果各個(gè)推理環(huán)節(jié)都能被實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，這時(shí)才把所得到的結(jié)論作為結(jié)論來(lái)接受，從而完成一個(gè)認(rèn)知過(guò)程。相比較科學(xué)認(rèn)知出現(xiàn)之前的其他認(rèn)知的單向?qū)傩裕茖W(xué)認(rèn)知是一種雙向認(rèn)知——第一向是通過(guò)觀察和推理對(duì)認(rèn)知對(duì)象進(jìn)行描述和解釋(用來(lái)作為假設(shè)的結(jié)論)；第二向是通過(guò)實(shí)驗(yàn)，把基于觀察和推理的描述和解釋反推回去，檢驗(yàn)其與認(rèn)知對(duì)象的符合程度。正是由于實(shí)驗(yàn)的本質(zhì)是有意識(shí)地排除人為對(duì)現(xiàn)象的臆測(cè)，而且要求實(shí)驗(yàn)的可重復(fù)性，才為科學(xué)這種雙向認(rèn)知提供了對(duì)認(rèn)知對(duì)象的觀察與解釋和實(shí)體存在之間關(guān)聯(lián)的超越個(gè)體想象的紐帶，從而為基于“邏輯自洽”(合理性)的信息處理所反映的實(shí)體存在屬性提供了客觀性的基礎(chǔ)。

第三，科學(xué)是一種開(kāi)放的認(rèn)知方式。雖然以實(shí)驗(yàn)為工具的科學(xué)認(rèn)知可以為認(rèn)知的合理性提供客觀性基礎(chǔ)，但有兩個(gè)無(wú)法擺脫的局限： 其一是任何實(shí)驗(yàn)方法的分辨力總是有限的，而且實(shí)驗(yàn)方法總在不斷地改進(jìn)中，因此以任何特定實(shí)驗(yàn)提供的證據(jù)都只反映部分的真實(shí)；其二是所有的實(shí)驗(yàn)都必須以具象的實(shí)體存在為對(duì)象。因此，基于實(shí)驗(yàn)所能檢測(cè)的結(jié)論永遠(yuǎn)是具體的、局部的、暫時(shí)的。從這個(gè)意義上，科學(xué)認(rèn)知所能提供的結(jié)論或者“解釋”雖然相比于其他的解釋可以具有客觀性的優(yōu)勢(shì)，但仍然是具體的、局部的、暫時(shí)的，不可避免地會(huì)隨著實(shí)驗(yàn)方法的改進(jìn)和檢測(cè)對(duì)象的改變而不斷地改變。怎么平衡科學(xué)認(rèn)知在對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果解釋上的有限性，和作為一種認(rèn)知方式所承擔(dān)的或者被期待的結(jié)論的普適性之間的矛盾呢？隨著科學(xué)的發(fā)展，學(xué)者們形成了一個(gè)與之前所有其他認(rèn)知方式不同的“游戲規(guī)則”或者“潛規(guī)則”:即先把自己基于觀察和想象的結(jié)論設(shè)定為錯(cuò)的假設(shè)(在統(tǒng)計(jì)學(xué)術(shù)語(yǔ)上叫做“無(wú)效假設(shè)”,null hypothesis)，然后竭盡所能尋找證據(jù)來(lái)證明自己的假設(shè)是錯(cuò)的。在窮盡各種方法而無(wú)法證明自己的假設(shè)是錯(cuò)的情況下，姑且接受自己的假設(shè)是對(duì)的。這種“潛規(guī)則”本質(zhì)上就是英語(yǔ)中比較常見(jiàn)的“雙重否定”的修辭或者論證方式。在這種規(guī)則約束下，一旦有新的證據(jù)證明自己的假設(shè)是錯(cuò)的，可以馬上調(diào)整或者放棄自己原有的假設(shè)，去構(gòu)建新的假設(shè)。在傳統(tǒng)的認(rèn)知方式中，人們所有的論證都是力求證明自己的結(jié)論是對(duì)的。只有科學(xué)認(rèn)知才引入了“無(wú)效假設(shè)”這種游戲規(guī)則，勇于面對(duì)自己的假設(shè)可能是錯(cuò)的。這種規(guī)則保障了科學(xué)認(rèn)知的開(kāi)放性。雖然，近年隨著實(shí)驗(yàn)研究涉及面越來(lái)越復(fù)雜，在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中，研究者很難進(jìn)行窮舉式的“無(wú)效假設(shè)”設(shè)計(jì)。從發(fā)表論文的形式上看到的多是“證明”某種假設(shè)。但從本質(zhì)上，科學(xué)認(rèn)知的開(kāi)放性是依靠“無(wú)效假設(shè)”來(lái)提供規(guī)則性保障的。從這個(gè)意義上，科學(xué)認(rèn)知的本質(zhì)是“疑”，即質(zhì)疑——而且質(zhì)疑的對(duì)象首先是自己，而不是“信”。不僅不輕信他人——哪怕是權(quán)威，也不輕信自己——哪怕所有的數(shù)據(jù)都是自己親手做出來(lái)的！如果沒(méi)有“疑”，在邏輯上就不可能去設(shè)計(jì)新的實(shí)驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)既存的結(jié)論，人們對(duì)世界的解釋將永遠(yuǎn)停留在既存的框架中。

由于科學(xué)認(rèn)知在其結(jié)論被接受之前先要經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)，因此科學(xué)認(rèn)知的結(jié)論比起其他認(rèn)知方式的結(jié)論來(lái)更能反映實(shí)體存在的屬性，基于科學(xué)認(rèn)知的選擇比之前基于單向認(rèn)知的選擇常常更有效。這大概是由科學(xué)認(rèn)知衍生出來(lái)的工業(yè)革命能在短短的兩百年時(shí)間中為人類(lèi)社會(huì)乃至地球生物圈帶來(lái)翻天覆地的改變的根本原因。同時(shí)，科學(xué)認(rèn)知的自我質(zhì)疑的游戲規(guī)則因?yàn)橐詫?shí)驗(yàn)為節(jié)點(diǎn)，所以并非停留在概念層面上的“懷疑主義”，其功能在于有效防止這種認(rèn)知形式故步自封和畫(huà)地為牢，從而為人類(lèi)認(rèn)知空間的拓展不斷提供新的可能。

在形成對(duì)科學(xué)認(rèn)知是一種具有合理性、客觀性和開(kāi)放性的特點(diǎn)的特殊雙向認(rèn)知方式的看法之后，我無(wú)法回避一個(gè)與我曾經(jīng)對(duì)“科學(xué)”的信仰相沖突的矛盾，即一方面，“科學(xué)”這種認(rèn)知方式存在一種與生俱來(lái)的局限性，即其依賴(lài)于實(shí)驗(yàn)所提供的客觀性基礎(chǔ)，使得嚴(yán)格意義上的“科學(xué)”結(jié)論只能是以實(shí)體為對(duì)象的，因此也就只能是具象的和有限的；另一方面，進(jìn)行科學(xué)認(rèn)知的主體，即科學(xué)家的目標(biāo)有時(shí)并不滿(mǎn)足于“就事論事”地觀察、描述和解釋一個(gè)具體的現(xiàn)象，很多人希望以此為切入點(diǎn)去揭示具體現(xiàn)象背后“普適”的基本規(guī)律，并希望根據(jù)這些“普適”的基本規(guī)律對(duì)將來(lái)加以預(yù)測(cè)。可是，對(duì)尚未發(fā)生的事物加以預(yù)測(cè)，豈不是與“客觀性”的特點(diǎn)相悖了嗎？

在讀一本最近出版的Michael Strevens所著的科學(xué)史著作The Knowledge Machine時(shí)，作者的分析讓我找到了上述矛盾的癥結(jié)所在： 當(dāng)下語(yǔ)境中的“科學(xué)”其實(shí)包含了兩種本質(zhì)上非常不同的認(rèn)知方式。一種是上面所談到的具有三個(gè)特點(diǎn)的、以實(shí)體為認(rèn)知對(duì)象、以實(shí)驗(yàn)為工具、以雙向認(rèn)知為過(guò)程特征的“科學(xué)認(rèn)知”。這是從伽利略時(shí)代引入實(shí)驗(yàn)之后才出現(xiàn)的一種全新的認(rèn)知方式。另一種則是從古希臘時(shí)代就出現(xiàn)的、以概念/符號(hào)(包括數(shù)學(xué)符號(hào))為對(duì)象、以邏輯為工具、以單向認(rèn)知為過(guò)程特征而追求對(duì)“自然”的合理解釋的、被稱(chēng)為“哲學(xué)”的認(rèn)知方式！稍微了解一點(diǎn)西方思想史的人都知道，早年的古希臘哲學(xué)是特別重視數(shù)學(xué)的。而在數(shù)學(xué)史上繞不過(guò)去的畢達(dá)哥拉斯對(duì)數(shù)學(xué)的研究其實(shí)出于哲學(xué)的目的。兩種在不同時(shí)代出現(xiàn)、從處理的對(duì)象到處理的方法都有完全不同特點(diǎn)的認(rèn)知方式彼此關(guān)聯(lián)在一起，成為當(dāng)下語(yǔ)境中的“科學(xué)”。如果我們將伽利略時(shí)代出現(xiàn)的以實(shí)驗(yàn)為工具/節(jié)點(diǎn)的雙向認(rèn)知過(guò)程稱(chēng)為“狹義的科學(xué)認(rèn)知”，那么當(dāng)下語(yǔ)境中的“科學(xué)”可以被稱(chēng)為“廣義的科學(xué)認(rèn)知”。

如果上面的分析是成立的，那么我們就很容易理解為什么伽利略會(huì)說(shuō)自然界的書(shū)是用數(shù)學(xué)語(yǔ)言寫(xiě)成的；為什么牛頓把他的著作稱(chēng)為“自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理”；以及為什么19世紀(jì)后期很多理論物理學(xué)家最后成了哲學(xué)家。我們常常會(huì)說(shuō)現(xiàn)代科學(xué)脫胎于哲學(xué)。可是如果按照上面的分析，當(dāng)下語(yǔ)境中的“科學(xué)”，即“廣義的科學(xué)認(rèn)知”，從來(lái)沒(méi)有離開(kāi)過(guò)哲學(xué)。孔夫子曾經(jīng)說(shuō)過(guò)一句名言： 名不正，則言不順；言不順，則事不成。當(dāng)前有關(guān)“科學(xué)”而衍生的各種爭(zhēng)議與問(wèn)題，現(xiàn)在看來(lái)都與對(duì)“科學(xué)”這個(gè)概念(名)的內(nèi)涵的模糊或者混亂(名不正)有關(guān)。

對(duì)這個(gè)問(wèn)題的討論可以另外寫(xiě)一本書(shū)，在這里就不再展開(kāi)論述了。討論“什么是科學(xué)”的問(wèn)題，主要是希望大家有一個(gè)思想準(zhǔn)備，意識(shí)到建立在以實(shí)體為對(duì)象的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的具象和有限的客觀合理性結(jié)論(科學(xué)認(rèn)知)類(lèi)似拼圖游戲中的零片或者樂(lè)高游戲中的零配件(虛擬的概念層面上的)，同樣的零片或者零配件可以用來(lái)拼搭不同的圖形或者模型(哲學(xué)/數(shù)學(xué)認(rèn)知)。這種情況決定了以科學(xué)認(rèn)知為形式而衍生的人類(lèi)認(rèn)知空間的拓展過(guò)程不是簡(jiǎn)單的知識(shí)積累，而是伴隨著探索未知中新現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)而無(wú)法避免的、不斷的概念框架的構(gòu)建和重構(gòu)。從這個(gè)意義上，在這里的所謂“概念框架重構(gòu)”本質(zhì)上就是Thomas Kuhn當(dāng)年所提出的“范式轉(zhuǎn)換( paradigm shift) ” 。