科学是什么？——“非科学、伪科学、反科学”

科学是什么？——“非科学、伪科学、反科学”

0x0. 预备知识

普遍概念 VS 个别概念

“独裁者”、“行星”、“h2o” 是普遍概念或普遍名称；“napoleon”、“地球”、“大西洋” 是单一的或个别的概念。在这些例子里，个别概念或名称的特征是专有名词或者必须用专有名词来定义，而普遍概念或名称能够不用专有名词来定义。

全称陈述 ＆ 单称陈述 ＆ 存在陈述

这三个概念，还有另一种说法叫做：全称命题、单称命题、存在命题。

　　同样用“举例子”的方式，来辅助大伙儿理解。

全称陈述——所有人（任何人）的身高都小于 3 米

单称陈述——姚明和郭敬明的身高都小于 3 米

存在陈述——至少存在一个人，其身高小于 3 米

客观陈述 VS 主观陈述

“客观/主观”这两个概念是哲学领域的常见词汇，而且对这俩的定义，可说是五花八门。

　　由于本文聊的是“科学哲学”，所以这里只给出波普尔用于科学哲学的定义。波普尔指出：陈述句（命题）的客观性在于——它们能通过不同的主体间进行相互检验。

经验 VS 理性

本文所说的“经验”是“经验主义”相关的；本文所说的“理性”是“理性主义”相关的。【不要】用日常的含义来理解 。

　　哲学有一个很重要的领域叫做“认识论”（有时也称为“知识论”）。“经验主义”和“理性主义”是该领域的两大流派。

　　“经验主义”所说的“经验”，通俗地说就是：用人的感官通过外界进行认识。“理性主义”所说的“理性”是跟前面的“经验”相对滴——也就是说，不依赖于人的感官，单靠大脑思考而获得知识。

　　举例：

　　对“数论”的研究，属于“纯理性”的范畴——不需要依赖外部客观世界，也可以思考数论的问题。

　　相对的，物理学和化学的研究，需要依赖“经验”——要做实验，研究外部客观世界，才能获取相关知识。

可验证性、可重复性、可操作性

• “可验证性”指的是某个命题可以通过【经验】的方式 进行检验。
  举一个“不可验证”的例子——隐身精灵。

　　假设某人声称地球上存在某种“隐身精灵”。这种精灵非常牛逼，你用任何技术手段都无法探知其存在。

　　那么，这种所谓的“不可知的精灵”，就是不可验证的。

• “可重复性”指的是，对某个命题的验证，必须是“对多人可重复的”。
• “可操作性”指的是对命题的验证要能够通过切实可行的、有限的技术步骤来完成。
• 举例：

　　如何判断某个软件是否具有智能？

　　普通人可能会说：只需要让这个软件跟人比一下智力，看它是否跟人一样聪明。

　　但是，上述这种说法，【不具备】可操作性——首先，“聪明程度”是很难量化的；其次，如何进行“比智力”，也很难化解为可操作的步骤。

证伪 VS 证实

通过检验，判定某个命题为“真”，称之为“证实”；反之，判定该命题为假，称之为“证伪”。

演绎法 VS 归纳法

“演绎法”在某些学术文章中也被称为“分析的”。通俗的说法是“推理”。下面是一个演绎推理的三段论：

　　大前提：人都是会死的。

　　小前提：哲学家都是人。

　　结论：哲学家都是会死的。

　　“归纳法”在某些学术文章中也被称为“综合的”。通俗的说法是“总结”。下面是举例：

　　因为每天都看到太阳从东边升起，于是就总结出（归纳出）：太阳永远都会从东边升起。

　　古代的欧洲人只看到过白天鹅，于是就总结出（归纳出）：天鹅全都是白色的。

　　“演绎法”和“归纳法”具有本质上的差异。

　　“演绎法”是严密的——如果“大前提和小前提”都成立，则结论【必定】成立。

　　反之，“归纳法”是【不严密】的——因为归纳法企图通过“有限次”观测来得到一个普适的结论。

　　用逻辑学的术语：“归纳法”企图通过 N 次“单称陈述”，推导出一个“全称陈述”。这必定是不严密的（始终存在例外的可能性）

0x1. 啥是“科学哲学”？

“科学哲学”顾名思义，是哲学的一个分支，用来研究“科学”。

　　它研究的内容包括：科学的定义（划界问题）、科学研究的方法论、科学知识的结构、科学的目的性......

0x2. 划界问题”及其流派

关于“科学的定义”也称为“划界问题”。意思是说：划一条边界，把“科学”与“非科学”区分开。

　　（请注意，此处说的是“非科学”，而不是“伪科学”。“非科学”是“伪科学”的超集。关于这两个概念，后面还会聊到）

逻辑实证主义 / 逻辑经验主义

这玩意儿洋文叫做“logical positivism”或“logical empiricism”。该流派统治了“科学哲学”很长时间。其代表人物包括“马赫、维也纳学派”等。

　　关于该流派的理论，简而言之就是：以【可证实性】作为划界标准。

证伪主义 / 批判理性主义

这玩意儿洋文叫做“falsificationism”或“critical rationalism”。为了避免歧义，本文后续部分一律采用“证伪主义”这个称呼。该流派由大名鼎鼎的卡尔·波普尔开创。关于该流派，本文后续会详述。这里先大致说一下——其核心观念是：以【可证伪性】作为划界标准。

　　（提醒大伙儿注意：该理论同样有一大坨，“可证伪性”只是最关键的要素，但【不是】唯一要素）

　　波普尔不但用“证伪主义”创立了一个新的划界理论，而且他还指出“逻辑实证主义”的致命缺陷。从那之后，“逻辑实证主义”的理论体系逐渐地破产。如今提及“逻辑实证主义”，大都是拿来当反面教材进行批判。

“逻辑实证主义”的【根本缺陷】

假设某理论包含如下命题——天鹅都是白色的（这是一个全称命题）。“逻辑实证主义”强调的是【证实】，它可以对这个命题做很多很多的验证（观察许许多多的天鹅），发现果然都是白色滴。但无论你观察的次数有多么大，你【永远无法】100%
担保这个命题为真。因为你不可能穷举所有的天鹅。哪怕你把当今世上所有活着的天鹅都检验一遍，还是不够。因为出生在【未来】的天鹅，你无法检验。

　　这就是“逻辑实证主义”的根本性缺陷——永远无法证实“全称命题”。

波普尔之后的“划界理论”

波普尔之后，又有若干哲学家提出其它的划界理论。简要列举其中几个：

　　托马斯·库恩提出了基于“释疑”的划界标准。

　　夏佩尔提出了基于“合理性”的划界标准。

　　萨伽德提出了“多元划界标准”，包括了“思维方式、经验验证、理论简单性、进步性”等判定标准。

　　这些人里面，以库恩的影响力最大，其代表作是《科学革命的结构》。他与波普尔生活的年代大致重叠，两人都批评对方的划界标准有缺陷。

对“划界问题”的消解

在波普尔之后，还有一批哲学家改换思路来解决划界问题——他们没有提出新的划界理论，而是致力于论证“划界问题”无意义（或者论证它是一个“伪问题”）。

　　这里面的代表人物包括“威拉德·蒯因、费亚阿本德、劳丹”等人。

0x3. 为啥只讲波普尔的“证伪主义”？

举例 1——理论物理大牛对波普尔的认可

波普尔开创了“证伪主义”之后，不但在哲学界造成轰动，甚至在理论物理领域也造成很大反响。

　　要知道，理论物理学界的风气，通常是看不起其它学科的，尤其看不起哲学家 。下面插几段理论物理学家的八卦。

　　那个聪明绝顶的费曼（Feynman，诺贝尔奖得主，搞出了“量子的路径积分表述”与“费曼图”）有次给朋友写信，其中提到：最近一切都好，就是我儿子让我担心——他居然想当个他妈的哲学家。

　　看过美剧《生活大爆炸》的同学，还可以回顾一下男主角谢耳朵（Sheldon
Cooper）的形象。据说谢耳朵的原型是长期执教加州理工的盖尔曼（Murray
Gell-Mann，诺贝尔奖得主，创立了“夸克理论”）。这个盖尔曼，不但鄙视哲学，而且鄙视其它自然科学以及实验物理学。

　　甚至连口碑极好的玻尔（Bohr，“哥本哈根学派”精神领袖）也曾经发过一句牢骚：我发现了，哲学家们都是在胡扯！。

　　因为这种传统，你很难找到某个哲学家，能被同时代的多个理论物理大牛认可。而波普尔恰恰做到了这一点。

　　有一年，波普尔到美国普林斯顿大学演讲，包括“爱因斯坦、玻尔、薛定谔”在内的多位理论物理学家，亲自到场听他讲演。（请注意：俺列的这 3 位，都是大师级的；而且他们不是光去捧场的，是真的去听讲的）。

　　理论物理学家邦迪（Hermann Bondi，创立“稳态理论”）甚至说过这么一段话：科学中，方法是最重要的；而科学方法中，波普尔的科学方法是最重要的。

举例 2——当前的心理学权威教材依然使用“证伪主义”

《对“伪心理学”说不》（洋文书名是：How to Think Straight about Psychology）。

　　其作者基思·斯坦诺维奇是权威的心理学家，发了 200 多篇论文，而且论文引用率很高。此书被全球几百所高校（包括一流高校）用作教材。

　　在这本权威心理学教材中，用大量的篇幅讲述“证伪主义”。

0x4. 如何定义“科学”？

首先，必须是个【理论】

所谓的“理论”，你起码得是【相互关联的】命题的集合。

　　举个反例：

　　像“诗歌、小说”是不能称之为“理论”的，当然也就不能称之为“科学理论”。

理论中的命题必须是【客观陈述】

科学理论中的命题/陈述，必须是“【客观】陈述”。

理论中的命题必须是【全称陈述】

科学理论中的命题/陈述，必须是“【全称】陈述”。因为“全称陈述”才有价值，“单称陈述”和“存在陈述”，几乎没啥价值。

　　另外，数学理论中虽然会有“存在陈述”，但这些“存在陈述”都是基于【纯理性】来验证滴。

基于【演绎法】建立理论体系

“科学理论”必须是基于“演绎法”来建立整个理论体系的。

　　说得更具体一点：

　　要建立科学理论，首先提出若干前提，这些前提是不言自明滴（有点类似数学公理）；然后基于这些前提，进行演绎推理。得出各种各样的推论。

　　举例：

　　爱因斯坦建立“狭义相对论”主要是基于两个原理：“狭义相对性原理”和“光速不变原理”。然后由这俩推导出理论的其它内容（比如“尺缩效应”和“钟慢效应”）

科学理论中的命题必须是【可验证】的

1. 此处所说的验证，必须是“可重复”验证。
2. 此处所说的验证，是基于“经验”的验证，而【不是】基于“理性”的验证。（关于“经验、理性”二词，不要望文生义，请仔细看“预备知识”）

科学理论中的命题必须是【可证伪】的

前面已经说了——“不可验证”的理论，不能算科学理论。下面来讨论“不可证伪”。

　　“不可证伪”包括如下几种：

1. 因为“不可验证”，所以无法证伪

（关于这种，参见前一个小节）

2. 恒真命题、重言命题、套套逻辑

为了通俗化，俺举几个例子，都是【永远为真】的命题：

菱形有 4 条边（基于“定义”的恒真句）

直角三角形的三条边，要么是直角边，要么是斜边（基于“定义及枚举”的恒真句）

任何人的身高，要么比我高，要么不比我高（基于“排中律”的恒真句）

3. 存在命题/存在陈述

前面的“预备知识”中已经介绍了何为“存在命题”。

“存在命题”是不可能证伪的。

命题的【可证伪程度】越高，则理论越好

聊完“可证伪性”，再来聊聊“可证伪”的程度。

　　先看如下两个命题：

命题 1：所有三角形的内角和必定等于 180 度

命题 2：所有三角形的内角和必定大于 90 度

　　假设有人找到一个三角形，其内角和是 150 度——那么就可以推翻第 1 个命题，但却无法推翻第 2 个命题。

　　因此，咱们就说：这两个命题中，第 1 个命题更容易被推翻。用行话就是：第 1 个命题可证伪的程度更高。

　　如果你稍微聪明一些，自然就明白：某理论可证伪的程度越高，说明该理论给出的预测越丰富和详细；因此，该理论包含的信息量（知识量）也就越大。用通俗的话来说就是：越容易被推翻的命题，知识量越大。

　　所以，那些看起来好像很容易被推翻，但是又迟迟没有被推翻的理论，那才是真正的牛 B 理论。 （广义相对论和量子力学，就属于此类）

只允许某种类型的【特设性修正】

早在波普尔写《科学发现的逻辑》的时候，他就料到有些人会采用“特设性修正”来规避理论的反例，因此也就可以让理论逃避“被证伪的命运”。

　　上述这句话比较抽象，俺第 N 次举例：

比如俺给出一个全称陈述：“所有的人，身高都小于 3 米”

假如有一天，利用基因工程让某人的身高突破 3 米，那么俺上述那个命题，就被证伪了（找到反例了）。

为了补救上述命题，俺可以给命题加上一个定语，变成如下：

“所有未经过基因改造的人，身高都小于 3 米”

　　在上述这个例子中，波普尔称之为“利用特设性修正逃避证伪”。

　　为了防范这种下三滥钻空子的行为，波普尔在他的“证伪主义”理论中加了一个约束条件，大意如下：

对理论进行“特设性修正”应该要【提高】理论的“可证伪程度”。只有这样，才算是科学理论；否则的话，就不是科学理论。

　　前面说了：“可证伪程度”越高，则理论的价值越高。正派的科学家，应该不断完善理论，于是理论的“可证伪程度”会上升（也就是越来越容易被推翻）；而如果通过“特设性修正”让理论的“可证伪程度”越来越低，那就相当于耍无赖了，同时理论也变得越来越没价值。

上述每一个要求，单独只构成“必要条件”

这里面的每一个标准，【单独】都只构成【必要条件】，而不是【充分条件】。具备上述某个单一标准的理论，【不一定是】科学。但是不具备的，就【一定不是】科学。

0x5.“证伪主义”的积极作用

1. 破除了“科学理论是绝对真理”的观念
2. 强调了基于经验证伪的重要性（“证伪”比“证实”更重要）
3. 由于鼓励了对科学理论的证伪，促进科学理论更快更好地发展
4. 提供了一种指导思想来建立科学理论（比如前面提及的：越容易“被证伪/被推翻”的理论，越有价值）

0x6. 啥是“非科学”？

从语言逻辑上讲，“非科学”等价于“不是科学”。根据“排中律”，任何一个玩意儿 ，要么是“科学”，要么是“非科学”。

　　在此，俺要提醒一句：千万不要把【非科学】当成贬义词 。

　　下面列举一些常见“非科学”：

文学、艺术

　　这些领域的理论，是【主观】的，而不是【客观】的。用波普尔的定义就是——无法在不同的主体间进行相互检验。

　　有句老话叫做：文无第一、武无第二。因为文艺领域是主观的，很难建立一个公认的评价标准。

宗教

　　前面俺已经提到了：大多数宗教理论，其命题/陈述，【不是】客观陈述。

　　另外，大多数宗教的理论的命题，有的是缺乏“可验证性”，有的命题直接在逻辑形式上就是“无法证伪”（比如前面提及的“存在命题”是不可能证伪的）。

大部分的数学分支

　　大部分的数学分支，都属于“纯理性”的认识领域（再次唠叨：此处的【理性】不是通常的用法/含义，请参见“预备知识”）。也就是说，这些领域不依赖于客观世界。比如：集合论、数论、算术......

　　那么，数学的哪个部分属于“科学”捏？俺认为“几何学”属于科学。几何学是研究空间的，因此几何学是需要通过【经验】进行检验的，也可以通过【经验】进行证伪的（再次唠叨：此处的【经验】不是通常的用法/含义，请参见“预备知识”）。与之相比，数学的其它分支，都是【纯理性】的。

　　实际上，传统的“欧氏几何”已经通过【经验】证伪了。

　　咱们在小学中学教的几何就是“欧氏几何”，它描述的是平坦的空间（空间曲率为零）。在平坦空间中，过直线外的一点只能作一条平行线（这就是“欧氏几何”中大名鼎鼎的平行公理）。而咱们生活的宇宙，空间曲率大于零（也称为“椭圆空间”）。在这种空间中，过直线外的一点不可能作平行线（总是会相交）。实际上还有一种空间叫做“双曲空间”，曲率为负数，过直线外一点，可以作不止一条平行线。

　　有兴趣的同学可以去看看维基百科关于“非欧几何”的词条

逻辑学

　　逻辑学也不是科学。

　　原因在于逻辑学中的真理是“绝对真理”，是无法证伪的（比如：矛盾律、排中律）。

技术

　　还有一类常见的“非科学”是技术。

　　咱们经常说的“科技”是“科学和技术”的总称。但这两者有本质区别：

科学理论是基于【演绎法】（逻辑推理）建立起来的。

技术理论是基于【归纳法】（经验总结）建立起来的。

0x7. 啥是“伪科学”（pseudoscience）？

所谓“伪科学”，通俗地说就是：本身不是科学，但是又伪装自己是科学。

　　从范畴上，“伪科学”是“非科学”的【真子集】。

0x8. 啥是“反科学”（anti-science）？

科学研究本身是以思维作为主体的活动，而且科学理论是欢迎质疑和反驳的。如前所述，对科学理论的证伪，往往会触发新理论的建立。

　　而“反科学”就是采用“科学之外的力量”来打击科学活动。有的采用政治手段，有的采用宗教手段，有的采用直接暴力手段。

0x9. 列举常见谬误

常见谬误：把科学理论等同于“绝对真理”

如果根据“证伪主义”的划界标准，科学恰恰是【最不可能】成为“绝对真理”的。

　　科学理论总是存在“被推翻的可能性”，所以科学理论要么“已经被推翻”，要么是“暂时尚未被推翻”。

常见谬误：混淆“非科学”与“伪科学”

“伪科学”只是“非科学”一个很小的【真子集】。

常见谬误：以为“科学”总是比“非科学”更牛逼

其实不一定。

　　比如“科学理论”需要依靠逻辑演绎法来建立。所以“逻辑学”是科学的基石。“逻辑学”应该比“科学”更牛逼，对吧。

　　但“逻辑学”属于“非科学”。

常见谬误：觉得只有“科学”是重要的，“非科学”不重要

“逻辑学”比“科学”更重要，并“逻辑学”属于“非科学”。

　　另外，人文领域全部都是“非科学”。人文领域同样是非常重要的。尤其像人文领域中的“伦理学”——重要性不亚于科学。

常见谬误：已经被证伪的科学理论就没用了

这个说法【不一定】成立！

　　有些科学理论被证伪之后，确实就废了。比如曾经的”燃素理论“，”以太理论“，如今几乎没啥用了（现在提到这俩，通常是拿来当反面教材）。

　　但是，还有一些科学理论，虽然被证伪了，依然还在使用。为啥捏？

　　比如当爱因斯坦发表《狭义相对论》和《广义相对论》之后，牛顿的经典力学体系就被彻底证伪了。但是现在的工程学科（比如机械工程）还在用牛顿力学。因为在速度远远低于光速，质量远远没有达到天文学尺度的前提下，牛顿力学与实际观测的误差，非常非常小，工程上可以忽略不计。所以工程上依然用牛顿力学。

0xA. 对待“科学和科学理论”的正确态度

【不要】盲目崇拜科学

这种现象貌似还挺普遍——很多人把”科学理论“当成是永恒真理，并对”科学“崇拜不已。

　　首先，对”科学理论“而言——既然每一个科学理论总有可能被证明是错的，没必要把它看得太过神圣。

　　其次，对”科学“本身而言，应该把它视作某种【手段】而不应该视作”终极目标“或”崇拜对象“。

【不要】以为科学是万能的

实际上，没有任何东西是万能的。

　　如果有人跟你说：某某东西是万能的，这人要么是傻子要么是骗子。

“证伪（推翻）”通常比“证实”更有价值

证伪（推翻）某个科学理论，其贡献是很大，超过了对科学理论的证实（验证）。

　　如果某人能够基于“经验”的观测，对某个理论进行证伪（找到反例），就可以把该理论推翻。推翻之后，科学家自然会去想办法创造出更好的理论，于是科学就进步了。