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时东陆:再论科学的定义

更新时间:2012-03-16 21:10:34
作者: 时东陆 (进入专栏)  

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  以上列出的科学方法是在生物医学界严格规范,标定的基础上实施的。这种规范和标定应该是在世界生物医学界完全统一的。该文章送交学术刊物之后,审稿者必需按照世界生物医学界的规范严格检查作者所得结论是否是经过这种统一的实验标准,并提出尖锐的质疑和评判。或者说,每一个对自然问题的探索,实验,结论并不是都可以被接受为科学结论和知识。科学研究者本人就是严守科学大门的卫士。在任何成果没有被学术杂志通过并发表之前,无论实验者如何认为,都无法成为公认的科学结论和知识。

  

  十分显然,科学的实验方法与中医有本质的区别。科学方法是建立在生物学,免疫学,细胞生物学、药理学、遗传学及临床检验学等现代科学的基础之上的。离开了这些现代科学的基础就不可能建立科学方法。而中医的方法远远古老于科学的诞生。中医的诊断方法不需要任何现代科学的方法,也不依赖与任何现代医学理论。科学的方法是统一规范的,可重复的;而中医的方法是个人经验的,无法完全重复的。也正是因为此,中医得到的结论不可能被科学界接受。所以,我们无法定义其为科学。

  

  科学规范的意义在于,个人的方法是不能被采纳的。科学的方法是科学内部界定的。任何人都必需采用这个方法。无一例外。如果你采用个人的方法,就不会被学术界接受,也不能称为科学。

  

  科学概念

  

  在以上科学语言和科学方法中一个最为基础,也是十分重要的元素就是科学概念。科学概念是通过用科学方法所进行的科学实验中得到的科学知识中提炼出来的精华。科学概念构成科学知识的基础元素。离开科学概念,我们无法建立任何科学知识系统。任何受过即便是小学教育的人都具有科学概念的认识。比如数学里的基本概念:指数,平行,倒数,平方,微分;物理概念:电子,质量,压力,密度,温度,速度;化学概念:反应,化合,分子量,化学键,生物概念:细胞,病毒,炎症,癌变,传染。这些概念已经在科学系统内完整的建立起来。它们的定义是范普的,唯一的,严谨的,不容置疑的。世界上任何关于自然的知识系统,如果不是建立在这些概念之上的,绝对不能称为科学。但是并不是说其它的知识没有意义,或者不是知识。比如中医知识,易经知识,宗教知识。只不过它们不是科学知识。因为这些知识里面的没有科学概念建立起来的基础元素。

  

  

  

  我们甚至可以来反正。从名词的定义上,我们还更具体的进行逻辑推论:经济学中的概念与建筑学有本质的不同。所以,经济学不是建筑学。哲学里面的问题与概念与化学不同,所以哲学不是化学。这些推论是很容易建立起来的。而这种反正和推论的基础就是组成这些学科的基本元素是本质不同的。我们无法把它们随意的混为一谈。由此推论,我们可以认为:科学不是易经,科学也不是中医。

  

  科学规范

  

  最能够说明科学与其它方法之间有本质区别的就是科学规范。笔者已经指出过:人类对自然界的探索早已在远古出现。其中许多方法都十分成功和有效。比如冶炼和农业。但是自现代科学产生之后,科学自身有一种十分独特的区别于其它方法的基础标志:科学规范。

  

  我们知道自然界有许多现象不是通过科学而发现的。比如潮汐,星象,重力,滑轮,等等。这说明世间万物可以用许多方法去探寻。科学,仅仅是其中之一的方法。举一个例子:硬度。

  

  我们知道,物质都有不同的硬度,比如鸡蛋和石头。在实际经验中,很容易发现石头的硬度大于鸡蛋。于是民间有:“鸡蛋碰石头” 的说法。“石头比鸡蛋硬” 是一个客观真理。这个真理与爱因斯坦的时空相对论具有同等的真理性。但是,自然界的事实和规律有许多很容易识别和认识,比如硬度。但是还有许多是复杂与神秘的。比如微观世界的物质:电子,微波,病毒,等等。人类无法依靠经验和直觉来认识它们。即便对于硬度,人的直觉只能得到大致的量度,而无法精确的测量。这就是科学与经验的区别。

  

  所以,自从人类掌握科学之后,就把那些以科学规范中得到的结论称为科学结论。而把其它的结论排除之外。值得指出的是,科学方法往往可以与其它方式得到相同和相似的结论,但是仅仅是那些科学规范下得到的结论才可能称为“科学。”

  

  现在利用这个广为人知的结论:“石头比鸡蛋硬” 来说明这个道理。这是一个有些极端的例子,但是很容易说明问题。我们假设,人类还不知道鸡蛋和石头的相对硬度 (事实上文献里真没有它们硬度比较的记载)。于是我们有两种途径来探索这两种物质的硬度 。一种是经验,一种是科学。而两中途径所得到的结论是相似的。但是我们无法把经验方法得出的结论称为科学。

  

  我们先来看经验途径得到的结论。中国古代就有石头与鸡蛋硬度的记载。比如“以卵投石” 的典故。这个典故出于《墨子?贵义》:“ 以其言非吾言者,是犹以卵投石也,尽天下之卵,其石犹是也, 不可毁也。释义“以卵投石”也称“以卵击石”,意思是鸡蛋碰石头。比喻自不量力,自取灭亡。天下的人不论是用自己的经验还是从别人那里听说,都接受了这个客观事实(自然真理) 。这个结论应该是正确的,符合自然规律的。

  

  但是我们不承认它是科学,或者认为它是科学结论。因为这个结论的得出不是通过科学方法,没有遵循科学规范的步骤和途径。它仅仅是把鸡蛋投向石头,发现鸡蛋碎了。如果要将这个结论归于科学,就必需严格按照公认的科学方法进行实验,方可得出科学结论。下面列出科学测试硬度的方法。

  

  关于鸡蛋与花岗岩硬度的测量

  

  取鸡蛋样品十枚。鸡蛋购于北京市家乐福超级市场。每枚鸡蛋重25克,椭圆形。直经35毫米,长轴50毫米,各方向误差小于2毫米。花岗岩购于北京奥运建筑公司。样品尺寸为:80 X 40 X 20 立方毫米。花岗岩经超声波无损探测仪鉴定无内部微裂纹。测硬度表面(80 X 40 mm2 平面) 用研磨粉抛光。最小抛光颗粒为1/4微米。

  

  硬度测量采用洛氏硬度计。由上海君达仪器公司提供。

  

  洛氏硬度试验是现今所使用的几种普通压痕硬度试验之一,三种标尺的初始压力均为98.07 N,最后根据压痕深度计算硬度值。标尺A使用的是球锥菱形压头,然后加压至588.4 N;标尺B使用的是直径为1.588 mm(1/16英寸)的钢球作为压头,然后加压至980.7 N;而标尺C使用与标尺A相同的球锥菱形作为压头,但加压后的力是1471N。因此标尺B适用相对较软的材料,而标尺C适用较硬的材料。

  

  由于鸡蛋和花岗岩硬度差距极大,本实验用标尺B做鸡蛋硬度,用标尺C做花岗岩硬度测量。对于鸡蛋的硬度,压痕值在鸡蛋横轴直径和纵向长轴两个方向取,然后取平均值。实验样品用十枚鸡蛋,最后取平均值。花岗岩样品的硬度值在抛光平面上任意取十个点进行硬度实验。然后取平均值。实验结果表明:花岗岩的硬度大于鸡蛋硬度xxx倍。

  

  如果需要把鸡蛋和花岗岩的硬度作为科学事实写入教科书,那么必需遵循如上所述科学规范的方法进行实验,并得出结论。但是仅仅用以上方法得出的结论还无法完全被科学界接受。在文章送交学术刊物时还必需受到同行的审评。对于以上描述,审评完全可以提出以下质疑:

  

  1. 对于鸡蛋的规格应该标定鸡的种类,和养鸡公司的名称

  

  2. 花岗岩的产地,显微结构,以及成分应该标出

  

  3. 洛氏硬度计不适于测试鸡蛋的硬度,因为鸡蛋硬度极低

  

  4. 可采取北京美泰科技有限公司的果实硬度计

  

  5. 应该采用12毫米半球形压头,并选择1公斤最小压力进行弹性硬度测试

  

  6. 对于系统数据,应该测量多种鸡蛋并对各类硅酸岩材料进行统一测试和比较

  

  7. 单一鸡蛋和花岗岩硬度测试无科学意义和价值

  

  谨此,本审评认为,该论文不能予以发表。除非作者能够完成以上提到个项内容。

  

  从以上范例可以看出,对自然现象,我们可以有多种观察方法,可以用直觉,经验,易经,阴阳术,中医,甚至玄学和预言。当然也可以用科学。而且各种方法都可以得出自己的结论和知识。但是,如果不是按照科学规范得出的结论就不是科学结论。以上步骤,就是鉴定哪些是科学,哪些还不是科学的标准和规范。因为科学是极为严谨的,所以任何不符合科学标准的东西就无法进入科学的范畴。而科学就是这样发展的。

  

  请主意,即便人们小心翼翼的试图用所谓的“科学方法” 进行实验。他们的结果也不一定被科学界接受。每年被学术杂志拒绝发表的文章非常之多,尤其高级刊物。试想,哪怕是科学界内部的工作都不被完全承认,何况科学之外的工作,例如中医。因此,笔者曾宣言:那些仅仅为学术界科学刊物发表的工作才属于科学的范畴。当然,如果文章被拒,只能够说明你的工作还不够科学的标准。不够科学标准的工作不一定不科学,也不一定不是客观真理。但是许多人误解了,这恰恰是科学的核心:科学规范和科学标准。另外,在英文里,科学作为名词:Science (科学),和形容词:scientific(科学的) 含义有本质的不同。具有“科学性的” 的东西还不一定是“科学。” 比如有许多古典工程技术的发明 (鲁班的锯子,滑轮车) 都是很“科学的,” 但是还不是“科学。” 因为科学需要规范和标定的方法。

  

  以美国物理学会为例,每年三月在美国举行年会,声势浩大,传统称为“三月会议。”所送论文数以千计。据统计,每年都有人试图向美国物理年会送交那些所谓的“科学论文” 但是都被拒之门外。因为这些论文报导的都是不被科学界认可的“学术研究。” 例如:星外人,UFO,自然怪异现象,等等。这些研究者都希望自己的工作被称为科学。但是科学的殿堂不是随便出入的。科学的大门威严而冷酷。它的门口布满严守阵位的士兵:科学研究者们。他们眼光犀利,思考冷静,标准统一,坚信科学,蔑视迷信,任何不符合科学规范的东西都会被他们严然拒之门外。这就是科学的真谛。

  

  科学道德

  

  科学道德近年来甚为令人关注。这显然与今天的社会文化紧密相关。在哥白尼和加利略时代,科学的先驱们是为了执着的追求真理。他们在宗教的压抑下寻找更伟大光明的人类之路。在他们的时代,探索科学不仅没有荣耀和光辉,甚至是人身危险和冷漠无情。因为那个时代还不是科学的时代。工业革命和现代科学诞生的时候,许多科学家坠入科学的爱河。对于学术,不仅是发自内心的好奇,而且是人生快乐的真谛。20世纪初欧洲的现代物理学家们:迪拉克,波尔,薛定愕,海森堡,泡利,爱因斯坦是在酒吧间休闲时,在桌布上写下量子力学的波动方程。那个时代,思考物理问题就是最大的乐趣和满足,探寻宇宙奥秘就是人生致上的追求。那时的科学道德就是在数学严谨的规范里找到自由,在孤独的思想空间中遇到同类。

  

  21世纪的今天,科学一方面寻到新的光明,比如克隆与基因,同时也遭遇人类的亵渎,比如<<自然>>发表的伪作。因为科学已经不再完全是对真理的追求,而成为一种职业。笔者至今记得八十年代末在斯坦福大学超导大会上,普林斯顿大学物理系教授,诺贝尔奖获得者安德森教授的讲演。他指着在座的几百位科学工作者说:“这里有一大半的人不应该在这里,物理哪里需要这么多人哪?” 的确,科学研究,尤其基础学科不需要那么多研究者。我知道安德森的意思,因为创造整个现代物理的科学家就那么几个人,何须一个硕大的兵团?

  

  对自然真正好奇的人应该很少很少。从古到今,这些人就是那么零零星星的一些,不可能是成千上万。如果今天百万雄师攻学术,有多少人真正是以志向和兴趣为基本出发点的呢?如果他们仅仅把学术看成是一种职业,甚至是一种商业,或者企业,那么所谓的社会文化,企业文化就会卷入科学研究。谁能保证商业里面没用虚假和诈骗?

  

  科学精神

  

  因为中国没用科学的传统,所以中国社会仍然缺乏科学精神。对于科学定义的讨论,在西方世界并没用很深的意义。因为自笛卡尔开始,西方世界已经通过300多年的努力解决了许多基本的问题。在加利略时代,人们还徘徊于科学与宗教之间,科学与玄学之间。但是到了达尔文时代这些问题已经在西方社会基本搞清楚了。达尔文时代,科学社团已经诞生。如果从事科学,必需在科学规范的方法中获得知识。玄学和迷信虽然仍然在社会存在,但是科学思想与科学精神已经深入人心。中国近代的传统,没用科学的洗礼。于是对于人间事物便会人云亦云,指鹿为马,模棱两可,云里雾里,朦朦胧胧。理性主义的思想在社会的层面上还没用生根。即便是21世纪的中国,玄学迷信当道,算命风水盛行。评论界缺乏冷静和逻辑,判据多基于情绪和感觉。对事先对人,在情绪的主导下失去对事物本身理智的评判。

  

  所以,21世纪的中国,我们更加需要一种强烈的科学精神。

  

  谁是权威

  

  为科学下定义的权威只能是科学界。不可能是个人。比如对于科学领域内最为杰出研究的认可肯定是世界上最为权威的杂志<<自然>>与<<科学>>。诺贝尔委员会肯定是对个人学者评定贡献大小的权威之一。同样的道理,为体育项目下定义的一定是体育协会,为中医理念定论的也一定是中医协会。自世界上的科学家们成立了各种协会之后,比如物理学会,化学学会,和医学学会,科学的定义就在这些协会中自有定论了。世界上任何一个人,包括最伟大的人,如果试图宣称某种东西是科学,那么他必需经过科学界的质疑和验证。只要科学界通过自己规范的方法检验并认可了,就可以被接受。否则,无论任何人怎样宣称,都毫无意义。许多人希望中医被接受为科学,这是一种可爱的愿望。但是,很遗憾,不是这些人可以决定的事情。如果哪一天科学接受了中医,可以把阴阳学说发表在世界学术界的物理,化学,生物,医学的杂志上,那么中医也可能成为科学。

  

  结束语

  

  近20年来,中国高等院校高速发展。大学和研究所迅速庞大,训练出一大批“科学工作者。” 其实我们做科研,都已经知道什么是可以发表的,什么是值得怀疑的。我们对科学规范已经十分清楚,尤其在我们写学术论文的时候。但是就在繁多和精彩的数据之中,我们很多人也许还未搞懂科学的真正意义。

  

  现代科学应该是一个真空的世界,一个应该在咖啡馆里讨论的课题,一个如同宗教般神圣的殿堂,一个比诗歌还要美丽的童话,一个属于那些能够在深奥数学里找到美感的学者。

  

  无论应用工业的研发多么发达,多么重要;无论企业有多么雄厚的资助和近乎“粗暴的” 科研导向与干涉,但是最起码,你应该有这种对科学的向往和认识。这就是一种科学的信念。

  

  笔者深知许多读者无法认同本人关于科学的定义,但这正是令我感到欣慰的。


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