| 标题 | 科学本质观及其养育（上） |
| 范文 | 吴俊明++张磊 摘要：要对科学作深入的了解，必须从了解科学本质观开始。介绍了科学的各种界定及分界标准；讨论了科学的本质及其历史概括、科学本质观的分类和结构，以及科学本质观养育的必要性和现实意义。科学本质观的养育不能孤立地进行。精心设计科学本质养育的内容和过程、改进养育的实施策略、提高教师的科学哲学修养、同步培养科学精神和品性等是搞好科学本质养育的基本策略。 关键词：科学观念；科学的界定；科学的本质；科学本质观；科学教育 文章编号：1005-6629（2016）2-0003-07 中图分类号：G633.8 文献标识码：B 了解科学是进行科学教育的前提。不能正确地理解科学，不知道什么是科学，不知道人类为什么需要科学，不知道为什么科学是值得信赖的，不了解科学的内涵、结构、过程、方法等方面的特质，不了解科学的真谛，甚至于把伪科学、非科学当成科学，科学教育就可能搞偏、出问题。在现实中，这些情况并非少见。从另一个角度看，不关心科学观念、不重视作上位思考，是不可能搞好化学教育的。所以，重视对科学作基本的了解，形成正确的科学观念，是十分必要的。《化学教学》多次发表有关文章，是有远见的。为了搞好有关的讨论，笔者不揣浅陋，也来谈谈科学本质观及其养育的一些问题。 1 科学观与科学本质观 科学观是把科学作为探究和思维对象而形成的、对科学的基本问题的总括性的看法，是科学实在在人脑里形成的概括映象，或者说，是科学实在在人的意识中的反映。科学观涵盖了对科学实在的本性、认识过程以及价值等方面的认识，包括科学本质观、科学认识观、科学过程观、科学价值观等。 古希腊学者后期代表人物亚里士多德认为，哲学研究的主要对象是实体，而实体或本体的问题是关于本质、共相和个体事物的问题。他认为研究实体或本体的哲学是第一哲学，高于其他一切科学。由此可以认为，科学本质观是科学观首要的核心内容；要对科学作深入的了解，必须从了解科学本质观开始。 说到科学本质观，可能有人会想：（科学的本质）不就是探究嘛，何必要讨论来讨论去……其实，这种认识是欠妥的，问题没有这么简单，我们的认识不能浮在表层，否则就不能真正地、有效地解决认识和实践中存在的有关问题。 2 科学的界定 人们对科学本质的认识是跟对科学的界定紧密地联系在一起的。所谓事物的本质，是指事物固有的，决定事物性质、面貌和发展的根本属性；是同类事物必然具有的最一般、最普遍和最稳定的共同属性；是同类事物区别于他类事物的特有或独有的属性；是规定和影响该类事物其他非本质属性的根本属性，是由该类事物的特殊矛盾决定的；是该类事物变化发展的根据。界定通常是对概念而言的。科学的概念都必须进行界定，这是它跟日常概念的重要和显著的区别。界定有狭义与广义之分：为了揭示事物的本质，人们常用描述概念内涵的方法（即下定义的方法）来反映事物最重要的属性，狭义的界定即是指定义；广义的界定还包括明确和限定概念的外延，弄清“什么是”以及“什么不是”等问题。本质是界定的依据，界定则反映本质，考察界定有助于了解本质。 科学本质观是人们对科学本质问题的认识，阐明了科学的最基本的特征。自然科学产生后，什么是科学本质的问题就受到哲学家的关注，他们提出了各种各样的看法，使科学本质观逐步地形成和发展起来。了解科学本质观的形成和发展过程，有助于更好地了解科学的本质。而要了解科学本质观的形成和发展，需要了解科学界定的变化和发展。 2.1 多种多样的科学界定 据一些学者考证和辞书记载，13世纪时，在罗吉尔·培根的著作中首次出现关于科学的独立的观点。当时科学被视为scientia，与等价词episteme（认识）有关，具有普适知识的含义，而哲学是把普适知识看作是它的本分的，因而科学只是哲学关注的一部分。在17世纪科学革命前，虽然scientia的意义有所变化，科学与知识基本上仍旧是同义词。从1620年到1830年，是“科学”一词在意义上发生变化的时期：由science是scientia的哲学取向，逐渐转化为以实验和数学为主要支柱的近代框架。法语的science一词从17世纪中期就开始特指“自然科学”。从19世纪开始，science（科学）一词在英语世界被广泛采用，这可能与法国思想的影响有关。总之，科学在产生之初就被跟知识联系在一起，长时间被认为“与知识是同义词”，“是哲学的专门化的分支”。 后来，许多学者分别从不同角度对什么是科学进行思考、界定，其数量实在太多，下面只介绍一些主要类型： 2.1.1 注重科学的知识属性 由于科学与知识有着密切的联系，从知识的角度对科学进行界定是很自然的事。19世纪以来，人们习惯于把科学定义为系统化的知识。例如，W.C.丹皮尔在其著作《科学史及其与哲学和宗教的关系》绪论中给科学下了这样的定义：科学可以说是关于白然现象的有条理的知识，可以说是对于表达自然现象的各种概念之间的关系的理性研究，认为科学是人类认识自然现象所获得知识的总结；《自然辩证法百科全书》界定科学“是反映客观世界（自然界、社会和思维）的本质联系及其运动规律的知识体系”……迄今仍有许多人把科学视作一种知识体系，是系统化的知识的总和。 在这类界定中，狭义的科学仅指以自然现象为研究对象的白然科学。尽管经验在数学产生的历史过程中发挥了重要的作用，因为数学讨论的是纯粹形式的问题，不与任何具体现象有关，所以通常都倾向于不把数学包括在科学的范畴中。后来，科学的研究对象逐步扩展，直至认为科学是关于自然界、社会和思维的知识体系，是社会实践经验的总结。 按照这类界定，科学是关于客观世界的知识，但是关于客观世界的知识并非都是科学。更重要的是，这类界定没有指明科学知识是怎样获得的，不能反映它跟其他“关于客观世界的知识”的重要区别，因而是有缺陷的。 2.1.2 注重科学知识的表述形式 科学知识在形式上表现为定理、定律、范畴等。由此，有人把科学定义为以范畴、定理、定律形式反映现实世界各种现象的本质和运动规律的知识体系，或者说是关于自然、社会和思维领域的各种具体规律性知识的理论体系。 这种界定关注的是表现形式，不能揭示科学跟数学的区别，不能涵盖科学的全部内容，定理、定律、范畴等也不一定都是科学知识，显然没有概括科学的本质属性。 2.1.3 注重科学知识形成的过程 有人认为，就像牛奶不是奶牛一样，知识并不是科学，而是科学的产物，反对用知识来界定科学，反对把科学看成知识体系。例如，英国的C.辛格认为科学创造知识而不是知识本身，“科学”往往等同于“研究”，是一个动态的过程，而不是静态的知识。保加利亚的T.H.伏尔科夫认为：“科学的本质，不在于已经认识的真理，而在于探索真理”；“科学本身不是知识，而是产生知识的社会活动，是一种科学生产”。这类思考促成了根据过程特点对科学进行界定。例如，1888年，达尔文曾给科学下过一个定义：“科学就是整理事实，从中发现规律，作出结论”。法国《百科全书》曾定义“科学首先不同于常识，科学通过分类，以寻求事物之中的条理。此外，科学通过揭示支配事物的规律，以求说明事物”。苏联《大百科全书》定义“科学是人类活动的一个范畴，它的职能是总结关于客观世界的知识，并使之系统化。‘科学这个概念本身不仅包括获得新知识的活动，而且还包括这个活动的结果”。 按照这类界定，科学要发现事实，并以此为依据，实事求是，经过实践检验和逻辑论证发现客观事物之间内在的必然联系即规律。因此，科学是建立在实践基础上的关于客观事物的本质及运动规律的知识体系。这种界定重视的是科学知识形成的微观机制，缺乏宏观的考察，也可能夸大了具体方法的作用。 2.1.4 注重科学活动的指向、目的 英国科学委员会于2009年把“科学”定义为：以日常现象为基础，用系统的方法对知识的追求、对大自然的理解以及对社会的理解。这个定义说明了科学是追求，是行动，涉及了创造知识的目的和意义，但却没有涉及本质；而且比较宽泛，既适用于自然科学的研究，也适用于社会科学的研究。 2.1.5 注重社会和历史角度的考察 科学是逐步形成、发展为一种特殊的社会现象的。现代科学已经成为生产知识的社会活动，成为特殊的社会生产形式，成为一种“社会建制”，逐步发展为国家规模和跨国规模。因此，不应把科学理解为仅仅是知识本身，也不能看成是简单的社会活动。科学既是历史发展总过程的产物，义是推动人类历史进步的巨大动力。 前苏联科学学专家拉契科夫认为：“科学是关于现实本质联系的客观真知的动态体系，这些客观真知是由于特殊的社会活动而获得和发展起来的，并且由于其应用而转化为社会的直接实践力量。 美国科学社会学家默顿把科学看成是一种特殊的社会活动和社会建制，主张从科学社会学的角度建立综合的、含义广泛的现代科学概念。 历史主义的代表人物库恩认为，科学不仅是一种知识，也是一种社会事业和活动，应当从历史的、社会的角度来研究。科学是历史的过程，起初是“前科学”，然后是“常规科学”，两者的差别在于后者形成了“范式”。科学家按照一定范式解决难题的活动就是科学。实际上，库恩认为科学的划界是相对的、变动的。 这类看法比较宏观、上位，但难于在具体的识别中发挥作用。 2.1.6 注重多视角的综合 上述思考和界定各有其可取之处和缺陷，这促成了对科学的多视角的综合。 默顿就说过，科学“通常用来表示：（1）证明知识可靠性的一种独特的方法；（2）贮存从应用这些方法产生出来的累积知识；（3）一套支配所谓科学活动的文化价值和惯例；（4）上述各项的任何组合”。 关于科学的界定，贝尔纳认为：“科学在全部人类历史中确已如此地改变了它的性质，以至无法下一个适合的定义”；“过于刻板的定义有使精神实质被阉割的危险”；“对于科学或科学学，我们也无须下一个严格的定义，因为科学或科学学正是此类性质的活动”；“科学不是个能用定义一劳永逸地固定下来的单一体。科学是一种有待研究和叙述的程序，是一种人类活动，而（且）联系到所有其他种种人类活动，并且不断地和它们相互作用着”。贝尔纳认为，因为科学本来不能用定义来诠释，故而“必须用广泛的阐明性的叙述来作为唯一的表达方法”，通过多角度的描述来帮助人们认识科学。 受此启发，笔者曾经做过如下界定：科学是崇尚真理和真实的人们通过探索、实证等过程，以及运用范畴、定理、定律等思维形式力求如实地反映客观事物固有规律的活动（或事业），是人类在特定意识指导下的活动，它不仅包括获得新知识等活动的过程，而且还包括活动的结果。在现代社会，科学已经成为社会生存产力的重要因素，并因而成为一种社会建制。科学活动的成效对其主体的精神追求和某些品性都有特别的要求，这是在界定科学时不应该忽视的重要因素。 总的看来，界定科学主要有两类不同的方法：一类是还原论一本质主义方法，一类是整体论一非本质主义方法。在上面列举的各种界定中，前面几种界定多采用了还原论一本质主义方法，后面的界定则采用了整体论一非本质主义方法。 “属概念加种差”是科学概念最常用的定义方法。在明确科学的属概念是人类的活动之后，再用其性质、过程、结果、功用以及主体等方面的特点揭示它跟同层次种概念的主要差别（种差），可以得到比较完整和合理的“全息式”的科学界定：科学是一种特殊的人类活动，其特殊性在于由特殊的人群（崇尚真理和真实、真相的人们）在特定意识（追求对包括自然、社会以及人类自身在内的现实世界及其种种现象的理解）指导下，用特定方式（理性思维和实验探究、实证等独具特点的实践）达到特定目的（获得关于现实本质联系的客观知识、否定错误意见），并以范畴、定理、定律等特定形式反映现实世界各种现象的本质和运动规律，形成关于自然界、社会和思维的动态的知识和经验总结，从而具有特殊属性的社会活动，它不断地跟人类的其他活动（特别是技术活动）相互作用着，并且由于其应用而转化为社会的直接实践力量。现代科学技术已经逐步形成、发展为一种特殊的社会生产形式，成为一种“社会建制”，是推动人类历史进步的巨大动力。 2.2 对科学界定问题的进一步认识（对这一部分，读者可以作选择性阅读） 1981年，美国的阿肯色州曾发生过要求平衡对待“科学创世论”（Creation Science）和进化论的诉讼。所谓“科学创世论”综合上帝创世说和一些现代科学理论，企图用科学的方法寻找上帝存在的证据，主张①宇宙是突然从无到有地创生；②虽然自然选择曾起了一定作用，但不足以解释所有的生物起源；③大多数动植物是创生的，只在很有限的范围内改变；④人和猿有着不同的祖先，人不是由猿进化而来；⑤用灾异（如大洪水）来解释地理变化；⑥相对较早的地球和生物开端（大约几十万年）。可是，当时美国的公立中学教的是进化论。“科学创世论”的信徒就向阿肯色州法院提起诉讼，要求在公立中学平衡对待创生论和进化论，引发了教育界和司法界的一场大争论，争论的焦点在于“科学创世论是不是科学？”，涉及到科学的特征究竟是什么？这场争论也波及到科学界和科学哲学界。 科学的非凡价值和重要的现实意义，似乎使它成了_一种时尚，诱使形形色色的伪科学打着科学的幌子招摇撞骗，给人类带来危害。另一方面，科学起源于自然哲学，后者起源于自然宗教，科学与哲学、宗教有渊源联系，对它们进行分界也是必要的。因此，了解科学的分界问题，对于科学教育T作者来说，是很有意义的。 2.2.1 科学分界的标准 非科学并不自称为科学，不会带来坏的影响，所以，科学的分界问题通常指科学与伪科学的分界问题。 在科学分界的各种主张中，实际使用的分界标准可以分为不同类型，主要是： （1）明确的分界标准 逻辑实证论提出的可证实性标准、波普尔提出的可证伪性标准都是明确的分界标准，义被称为绝对标准。由于科学涉及具体的经验世界，其真假可以用经验来检验，上述分类方法的共同特点就是用经验证据作为判断的标准，采用的是认识论方法。 （2）模糊的分界标准 由于证实常常存在困难、证伪只能作为科学的必要条件而非充分条件，而且科学实际上常常处于真理与谬误之间、对抽象的理念世界无法用经验证据来判别其真假，使绝对标准无法应用。在这种背景下，库恩、拉卡托斯等人提出了模糊的相对标准。 库恩认为，科学的发展是常规科学和科学革命交替发生的过程，不同阶段常规科学有着不同的典范，它们之间是“不可通约”的，没有合理比较的共同基础。由此，现代科学与古代的科学思想可能只是典范的不同，没有科学与伪科学之分。库恩提出了科学的相对性，但义不放弃科学的合理性和客观性，他的科学分界标准是历史的、模糊的。 拉卡托斯认为，科学与伪科学的分界有着重要的社会和政治相关性；科学理论和其他假说一样都是不可证实的；波普尔的朴素否证主义不符合科学研究的实际情况：当理论与观察结果冲突时，科学界可以增加辅助性假说来说明反常现象，或者忽略这些反常现象。拉卡托斯提出，科学分界的单元应该是“科学研究纲领”，而不是孤立的假说。科学研究纲领由硬核和保护带组成，硬核是指核心的理论和概念，它应该是稳定不变的；保护带主要指围绕硬核的辅助假说，是可以调整、改变的。拉卡托斯还认为，科学假说不是被观察实验直接否证的，所谓“判决性实验”是不存在的；科学检验有一定的韧性，需要长时间的全局性考验；科学的发展其实是进步的研究纲领取代落后的研究纲领，它们的区别主要在于能否不断回应反常的挑战和成功地预言新的事实。因此，拉卡托斯把科学分界问题归约为如何区分进步纲领和落后纲领，即科学评价问题，其标准不再是逻辑的绝对标准，而是涉及到人的主观判断，有历史的维度。 这两种分界标准都采用了解释学方法。 （3）消解标准的主张 费耶阿本德认为，随着经验证据质量的提高，任何时期的真理性理论都可能变成“谬误”，真理与谬误没有绝对的界限，最终可能取消分界。科学技术史的研究表明，任何无论多么有道理或者是在认识论上根据十足的方法，有朝一日都终会被违反。古代原子论的产生、哥白尼革命、现代原子论的提出、光的波动学说等，都是科学家有意无意地摆脱了固有的方法论法则束缚的结果。所以，他反对方法和规则，认为科学研究是“怎么都行”，形成“方法论的无政府主义”。他还认为，由于观察渗透着理论，所以理论和事实之间有循环论证之嫌。这使得我们不可能从内部发现错误，而需要外部的批判标准，需要鼓励事实的不一致。 费耶阿本德认为，人类知识的发展不是向真理的逐渐逼近，而是一个日益增长的互不相容的各种认识的海洋。科学总是利用非科学的方法和非科学的成果来丰富白己，所以，科学和非科学的划界是人为的，对知识的进步和科学本身的发展是有害的。为了理解自然和支配环境，一定要使用一切的思想、一切的方法。费耶阿本德还从“自由社会”、“人本主义”的立场出发，批判科学划界在道德上有害，有可能禁锢思想的白由，成为压迫其他思想的科学沙文主义。他认为意见的多样性是客观知识必需的，鼓励多样性才能够和人本主义相容。科学追求的是真理，但真理不是惟一的价值，例如自由和独立思考也是。他说：“科学是人已经发展起来的众多思想形态的一种，但并不一定是最好的一种。” 费耶阿本德从知识和道德两个方面都主张取消科学与非科学的划界，从反对科学沙文主义角度看，可以使科学尊重人本、更为宽容，有其积极意义。但是他主张的消解标准不能解决反伪科学的问题，不利于消除伪科学的危害。 费耶阿本德的观点是后现代主义的。 （4）多元标准 针对消解标准的不足，一些学者提出了科学分界的多元标准。例如，撒伽德认为科学分界应该涉及理论、共同体和历史背景3个要素，把分界标准由传统的对理论的考察扩展到对信奉该理论的共同体和所处的历史背景进行分析。邦格更是提出了涉及知识领域10要素的12条标准，还列出了科学家与伪科学的态度和活动比较表。 从明确的分界标准到模糊的分界标准，再到后现代主义的消解标准，直到现在的多元标准，科学分界的标准呈现了清晰的发展逻辑。 2.2.2 科学与伪科学的分界 什么是伪科学（pseudo science）？伪科学总是没有可靠的科学研究基础，在理性或实证方面缺乏可靠的根据和理由，然而义打着科学的旗号，标榜自己是最新最正确的科学，任意吹嘘夸大自己的作用，其本质是欺骗的工具。当非科学试图装扮成科学时，也会成为伪科学。 “伪科学”是违反科学的基础理论、方法和体系的。但是，伪科学总是利用暂时难以实践检验和解释的新名词或者以夹杂着科学名词、令人难以理解的玄异术语装扮白己，亵渎科学。伪科学具有很强的虚假性，并因而总是害怕和逃避理论批判与事实检验，害怕并排斥客观的、实事求是的质疑和批评。其虚假性主要表现在两方面：一是证据“虚”，或者以“权威”意见代替真理、取代实证，或者以虚假的事例、扭曲走样的传闻冒充证据；二是逻辑“假”，可能是内部逻辑白相矛盾，不能自圆其说，或者其核心观念不能成立，与整个现有科学体系内核不相容，或者存在着逻辑漏洞。 像伪劣商品和假币一样，伪科学泛滥会造成严重的社会后果。科学的真伪应该是可以辨别的，但科学的真伪辨认也不乏困难的时候，以至于历史上既有把新科学当作伪科学加以排斥的事，也有伪科学钻空子得逞、被当作“新科学”而贻害社会的情况：由于可靠依据的获得有时需要比较漫长的过程，已经获得广泛验证的科学结论可能还有局限性，因此，对科学与伪科学常常一时难以做出绝对可靠和简单、明确的鉴别：若强调经验证据的可证实性会把过时的科学理论（例如牛顿理论）当作谬误排斥在科学之外，而强调经验证据的可证伪性会把伪科学误认为是科学，因为可证伪性并不是科学唯一的本质特征，而且伪科学也是可以证伪的。 科学原理能够对分界实践起重要的指导作用。从目的、原理、方法、实证等方面系统地、全方位地考量其逻辑和证据，是识别伪科学的比较可行的方法。 在科学发展的历史中存在着各种误判伪科学的情况。不过，“是金子总要发光”，在历史的长河中一时的错误终会得到纠正。科学的发展要经历其基础从无到有、从薄到厚、从不完善到完善的过程，对伪科学的判断需要慎重，防止把不够完善的科学判为伪科学。 刘华杰曾经提出如何识别伪科学的常识性方法：（1）看它所声称的功能。科学是绝对有限、有条件的，科学有其无能为力之处，而伪科学常说神功无限，无所不能。（2）看它与整个现有科学体系内核的兼容性。科学体系的内核已为无数次实验所检验，即使未来科学有重大进步，也必然将此内核作为特例包含在内，因而科学是向下兼容的。而伪科学常别出心裁、自立门户，与科学大厦的逻辑、概念体系根本不相容。（3）可重复性和可检验性。一项惊人的主张或实验结果要在科学上确立，必须是可检验、可重复的。科学的见解原则上应当是“可证伪的”，即可错的。作者应当有勇气声明在什么样的事实面前主动放弃自己的假说，而不是无穷后退。伪科学常声称其见解放之四海而皆准，其实验结果独一无二，原则上不可重复。伪科学是“常有理”，以不变应万变，无论你给出多少反例，它总能找到理由固执己见。（4）要看它与神灵世界是什么关系。伪科学主张‘心诚则灵”，这是它的万能法宝。科学不相信神灵，科学上实验结果的正确与否与个人是否相信它无关。当然，还能列举出其他许多识别方法，在实践中最好采取综合判断。 金吾伦认为，伪科学最根本的特征是处心积虑、想方设法力图逃避对它的观点、命题陈述进行科学的批判。伪科学主张通常都是理论上不能批判、事实上无法检验的。 2.2.3 科学与非科学的分界 非科学的范围很广，哲学、宗教、艺术、道德等等都可以包括在内。 从文艺复兴起，近代自然科学开始从哲学的母胎中分离出来，同时义逐步摆脱宗教的束缚而得以独立。周林东认为，科学以站在形而上学的对立面来表明白身与哲学的分界，同时义以“实验科学”的身份来表明白身与信仰圣经权威的宗教的分界。周林东还认为，“科学虽脱胎于哲学，但在研究的问题、方法和结果诸方面迥异于哲学”：（1）哲学始于研究普遍性问题，而科学始于研究局部性问题；（2）哲学的研究方法是思辨的，而科学采用经验方法；（3）哲学企图对整个宇宙及其起源和现状作出完美而终极的解释，而科学只想就那些能够明确区分开的现象作出部分的和暂时的解答。科学是建筑在经验证据的基础之上的，它与完全脱离经验基础的形而上学是格格不入的。科学与哲学、宗教的分界实际上并不难。 王巍提出了科学与艺术、道德分界的一个简洁的方法：科学领域有真假问题，而艺术、道德等领域只能评价其好坏，无真假之分。 |
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