“真金”緣何不怕“火煉”

“科學(xué)”區(qū)別于“偽科學(xué)”或“迷信”的一個(gè)最為重要的特點(diǎn)就是，科學(xué)理論不怕被反復(fù)檢驗(yàn)。正所謂“真金不怕火煉”，在一次又一次檢驗(yàn)的過(guò)程中，科學(xué)理論被不斷地證實(shí)，得到發(fā)展。為什么科學(xué)的“真金”不怕“火煉”？人們通常又是怎樣來(lái)考量和檢驗(yàn)科學(xué)的理論的呢？

一、科學(xué)知識(shí)的確實(shí)性、一致性、邏輯性要不斷地被考核

科學(xué)探究基本上是一個(gè)破除迷思、改變觀點(diǎn)的歷程。

人有一種本能，不管看到什么現(xiàn)象或者發(fā)生什么事件，總是用自己已有的經(jīng)驗(yàn)和看法來(lái)詮釋現(xiàn)象或事情的發(fā)生，這種經(jīng)驗(yàn)和看法很多時(shí)候就被稱(chēng)為“科學(xué)知識(shí)”或“科學(xué)理論”。當(dāng)“科學(xué)知識(shí)”、“理論”不能被接受，或者不能完滿解釋當(dāng)前的現(xiàn)象的時(shí)候，人們就會(huì)試圖改變它，建構(gòu)一個(gè)能夠?yàn)槿藗兘邮艿摹靶碌睦碚摗薄Ｈ藗兿Ｍ靶碌睦碚摗辈粌H能夠解釋以往的經(jīng)驗(yàn)，且不得與其他已有的理論有矛盾或沖突。所以科學(xué)知識(shí)總是隨著探索在不斷地更新和完善。

人類(lèi)對(duì)大自然的觀察和探索最初其實(shí)依賴(lài)于自己的感官，如觀天測(cè)影、感知冷熱、體察快慢，而現(xiàn)在則會(huì)借助哈勃望遠(yuǎn)鏡、溫度計(jì)、顯微鏡及各種傳感器來(lái)觀測(cè)。人們所能發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象都在用已有的理論或想法來(lái)加以詮釋、理解。若是科學(xué)家發(fā)覺(jué)有一兩個(gè)現(xiàn)象是以前所未見(jiàn)過(guò)的，或是現(xiàn)有理論所無(wú)法解釋的，那是他們最大的期待，也是對(duì)他們辛勤工作最豐厚的回報(bào)——科學(xué)上的突破。

在這一個(gè)過(guò)程中，我們可以體會(huì)到科學(xué)家努力工作的態(tài)度，從這個(gè)態(tài)度中，我們也可以體驗(yàn)科學(xué)的本質(zhì)：科學(xué)知識(shí)必須和事實(shí)相符，建立一個(gè)理論必須是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)模槐仨毧剂恳酝睦碚摚⒑鸵酝睦碚摫３忠欢ǖ难永m(xù)，建立這些理論必須是富想象力的、有創(chuàng)意、不拘泥于教條、不偏執(zhí)、具有包容心……

還有一種科學(xué)研究是我們平常不太熟悉的。這一類(lèi)科學(xué)研究者，被稱(chēng)之為理論研究者，他們也許并沒(méi)有動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，但他們知道實(shí)驗(yàn)室的工作程序和研究成果。他們的邏輯思維縝密而嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致而清晰，于是，他們綜合別人研究的證據(jù)，加以整合，建構(gòu)出一個(gè)統(tǒng)一的理論。比如化學(xué)家亞佛加厥提出“同溫、同壓、同體積的氣體，含有相同的分子數(shù)”（亞佛加厥定律），就是依據(jù)雅克·查理的溫度與氣體體積關(guān)系的定律、蓋·呂薩克的氣體體積反應(yīng)定律、波以耳的氣體壓力與體積關(guān)系的定律等提出的新理論。還有的科學(xué)家會(huì)重新定義一些“科學(xué)概念”，使各種科學(xué)論述得以協(xié)調(diào)一致。例如，在愛(ài)因斯坦之前，對(duì)“時(shí)空”的定義是以牛頓絕對(duì)時(shí)空為主要操作性定義的，而愛(ài)因斯坦則重建時(shí)空的坐標(biāo)，提出了著名的“相對(duì)論”。

直接從事科學(xué)研究的人以一種嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致且務(wù)實(shí)負(fù)責(zé)的態(tài)度去探索，以富有想象的、創(chuàng)造性的方法去解決問(wèn)題、建構(gòu)想法。而理論工作者通過(guò)檢視和整合已有理論建構(gòu)新的概念體系，他們的工作都是非教條的，都是不管權(quán)威只顧論據(jù)的，都是能夠接受其他研究者的公開(kāi)批判的，在這種狀況下提出的并為大家所接受的“知識(shí)”，必然先天地具有信實(shí)可靠的特質(zhì)。

二、對(duì)獲得科學(xué)知識(shí)的過(guò)程與方法要作嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臋z驗(yàn)

某一知識(shí)是否被視為“科學(xué)”，不僅要從知識(shí)的確實(shí)性、一致性、邏輯性去考核，也可從獲得知識(shí)的“過(guò)程與方法”上去檢驗(yàn)。因此，獲得知識(shí)的“方法和過(guò)程”也常成為檢驗(yàn)“此一知識(shí)是否為科學(xué)”的依據(jù)。科學(xué)教育的重要目標(biāo)之一就是培養(yǎng)學(xué)生在科學(xué)探究過(guò)程中所需運(yùn)用的各項(xiàng)技能；設(shè)想學(xué)生一旦擁有這些技能，便可憑借這些技能來(lái)探究周?chē)氖澜纾⑶宜@得的知識(shí)也就能具有“科學(xué)”的特質(zhì)。

我們也應(yīng)該意識(shí)到，科學(xué)不僅是對(duì)知識(shí)的要求，更是對(duì)獲取知識(shí)的過(guò)程的要求。只有認(rèn)識(shí)到“科學(xué)是一種過(guò)程”，才有可能全面把握科學(xué)的本質(zhì)。

提出“科學(xué)過(guò)程”，主要基于以下兩方面的理由：

1.科學(xué)知識(shí)的獲得離不開(kāi)科學(xué)過(guò)程。

任何科學(xué)知識(shí)都不是孤立于科學(xué)過(guò)程之外而存在的，相反，它是科學(xué)過(guò)程的產(chǎn)物。簡(jiǎn)單地說(shuō)，科學(xué)過(guò)程就是獲取科學(xué)知識(shí)的過(guò)程。它包括：觀察和發(fā)現(xiàn)，假設(shè)和檢驗(yàn)，推理和形成結(jié)論，解釋和預(yù)測(cè)，等等。科學(xué)知識(shí)的獲得和科學(xué)過(guò)程是緊密不可分的。正如前述，任何科學(xué)知識(shí)的來(lái)源都不是權(quán)威論斷，也不是主觀臆斷，而是事實(shí)的證據(jù)和合乎邏輯的推理，即科學(xué)探索的過(guò)程。從這個(gè)意義上說(shuō)，科學(xué)過(guò)程舍棄了科學(xué)知識(shí)的具體性，體現(xiàn)了不同科學(xué)知識(shí)背后共同的特性。

2.科學(xué)不僅表現(xiàn)為結(jié)論的科學(xué)性，更表現(xiàn)為過(guò)程的科學(xué)性。

應(yīng)該說(shuō)，科學(xué)過(guò)程不僅體現(xiàn)了各種具體科學(xué)知識(shí)在獲得途徑上的共同性，還具有超越于具體科學(xué)知識(shí)之上的、經(jīng)久不變的永恒性。

前面提到，人們的科學(xué)認(rèn)識(shí)并不是一成不變的，而是不斷發(fā)展、變化的。科學(xué)知識(shí)要不斷地接受新事實(shí)的檢驗(yàn)。過(guò)去認(rèn)為是正確的、科學(xué)的知識(shí)，完全可能被新的事實(shí)所推翻、所否定，被新的認(rèn)識(shí)、新的理論所取代。從科學(xué)發(fā)展史的角度看，沒(méi)有永恒不變的真理，沒(méi)有永遠(yuǎn)正確的知識(shí)。

但是，科學(xué)知識(shí)可能被推翻，而獲得科學(xué)知識(shí)的過(guò)程卻是永恒不變的。從某種意義上說(shuō)，科學(xué)的客觀性，不僅在于其認(rèn)識(shí)結(jié)果的客觀，即科學(xué)知識(shí)符合客觀實(shí)際，更在于它的過(guò)程的客觀，即在可觀察的客觀事實(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行合乎邏輯的推理。可以說(shuō)，獲得科學(xué)認(rèn)識(shí)的過(guò)程的客觀性保證了科學(xué)知識(shí)的客觀性，尤其是保證了科學(xué)知識(shí)在新的事實(shí)證據(jù)面前，能及時(shí)地修正自己，使之成為一個(gè)成長(zhǎng)性的知識(shí)體系。

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，科學(xué)研究的手段也日益更新，探究科學(xué)知識(shí)的過(guò)程也日益復(fù)雜。但是，作為科學(xué)知識(shí)來(lái)源的基本科學(xué)探究過(guò)程——觀察和發(fā)現(xiàn)、假設(shè)和檢驗(yàn)、推理和形成結(jié)論、解釋和預(yù)測(cè)等，卻是經(jīng)久不變的。從肉眼的觀察，到光學(xué)顯微鏡的應(yīng)用，再到電子顯微鏡的應(yīng)用，工具改進(jìn)了，觀察的結(jié)果可能更精確了，但觀察本身并沒(méi)有改變。這正是過(guò)程的科學(xué)性的一個(gè)具體體現(xiàn)。

三、從科學(xué)所能發(fā)揮的社會(huì)功能去認(rèn)識(shí)科學(xué)

認(rèn)識(shí)科學(xué)的本質(zhì)還需要從科學(xué)本身的功能去考量。

科學(xué)、宗教和道德法律分別建立了這個(gè)社會(huì)的不同秩序，科學(xué)建立起來(lái)的是人類(lèi)周?chē)淖匀恢刃颍诮探⑵饋?lái)的是人類(lèi)的心靈秩序，而道德和法律則建立了人類(lèi)的社會(huì)秩序。

科學(xué)是復(fù)雜的社會(huì)活動(dòng)，科學(xué)是各式各樣的人參與的結(jié)果，科學(xué)無(wú)可避免地會(huì)反映當(dāng)時(shí)的社會(huì)價(jià)值觀點(diǎn)，科學(xué)家群體所形成的行為典范會(huì)影響進(jìn)入此領(lǐng)域的人：如何提出研究計(jì)劃、如何撰寫(xiě)研究報(bào)告、提出規(guī)范才能獲得獎(jiǎng)金。同樣，科學(xué)家也會(huì)利用期刊發(fā)表他們的研究成果，或是在會(huì)議上表達(dá)他們的想法。因此，科學(xué)知識(shí)的可靠性不是因?yàn)樗奶岢稣叩牡匚唬茖W(xué)不依仗權(quán)威），也不在于科學(xué)家多么辛勤地努力，而是因?yàn)樗膽?yīng)用的客觀性。例如，某人生了病，由體征上判斷是某種類(lèi)型的病毒感染，于是，在科學(xué)手段的檢測(cè)下（電子顯微鏡或者某種試劑），果然發(fā)現(xiàn)了病毒的蹤跡。

再比如，丁肇中發(fā)現(xiàn)J粒子，J粒子非常微小，就如同下一場(chǎng)暴雨，其中只有一滴雨是綠色的，丁肇中就是在這樣一場(chǎng)“雨”中找到了J粒子。那么在另外一個(gè)實(shí)驗(yàn)室的研究者，只要環(huán)境條件相同，他也能找到J粒子！這就叫做科學(xué)的“可驗(yàn)證性”。許多科技的發(fā)明，就是將“事件發(fā)生的必要條件設(shè)計(jì)出來(lái)，而使事件必然地發(fā)生”。

我們對(duì)科學(xué)知識(shí)的各項(xiàng)檢驗(yàn)，由科學(xué)知識(shí)本身、獲得科學(xué)知識(shí)的過(guò)程及方法、科學(xué)發(fā)揮的功能這三個(gè)角度去討論，發(fā)現(xiàn)科學(xué)知識(shí)一直處在接受公開(kāi)批判的地位，而這些批判都是以確實(shí)的事件為依據(jù)，以非教條、非個(gè)人權(quán)威的方式在進(jìn)行，所以，它是可更改、可發(fā)展的，也因此它是具有成長(zhǎng)性的知識(shí)。雖然它是開(kāi)放的、可更改的，但并不意味著它會(huì)一夕驚變，它又是非常信實(shí)可靠的。

（作者單位：江蘇省江陰市華士實(shí)驗(yàn)小學(xué)）