科學本質觀及其養育（上）

吳俊明++張磊

摘要：要對科學作深入的了解，必須從了解科學本質觀開始。介紹了科學的各種界定及分界標準；討論了科學的本質及其歷史概括、科學本質觀的分類和結構，以及科學本質觀養育的必要性和現實意義。科學本質觀的養育不能孤立地進行。精心設計科學本質養育的內容和過程、改進養育的實施策略、提高教師的科學哲學修養、同步培養科學精神和品性等是搞好科學本質養育的基本策略。

關鍵詞：科學觀念；科學的界定；科學的本質；科學本質觀；科學教育

文章編號：1005-6629（2016）2-0003-07

中圖分類號：G633.8

文獻標識碼：B

了解科學是進行科學教育的前提。不能正確地理解科學，不知道什么是科學，不知道人類為什么需要科學，不知道為什么科學是值得信賴的，不了解科學的內涵、結構、過程、方法等方面的特質，不了解科學的真諦，甚至于把偽科學、非科學當成科學，科學教育就可能搞偏、出問題。在現實中，這些情況并非少見。從另一個角度看，不關心科學觀念、不重視作上位思考，是不可能搞好化學教育的。所以，重視對科學作基本的了解，形成正確的科學觀念，是十分必要的。《化學教學》多次發表有關文章，是有遠見的。為了搞好有關的討論，筆者不揣淺陋，也來談談科學本質觀及其養育的一些問題。

1 科學觀與科學本質觀

科學觀是把科學作為探究和思維對象而形成的、對科學的基本問題的總括性的看法，是科學實在在人腦里形成的概括映象，或者說，是科學實在在人的意識中的反映。科學觀涵蓋了對科學實在的本性、認識過程以及價值等方面的認識，包括科學本質觀、科學認識觀、科學過程觀、科學價值觀等。

古希臘學者后期代表人物亞里士多德認為，哲學研究的主要對象是實體，而實體或本體的問題是關于本質、共相和個體事物的問題。他認為研究實體或本體的哲學是第一哲學，高于其他一切科學。由此可以認為，科學本質觀是科學觀首要的核心內容；要對科學作深入的了解，必須從了解科學本質觀開始。

說到科學本質觀，可能有人會想：（科學的本質）不就是探究嘛，何必要討論來討論去……其實，這種認識是欠妥的，問題沒有這么簡單，我們的認識不能浮在表層，否則就不能真正地、有效地解決認識和實踐中存在的有關問題。

2 科學的界定

人們對科學本質的認識是跟對科學的界定緊密地聯系在一起的。所謂事物的本質，是指事物固有的，決定事物性質、面貌和發展的根本屬性；是同類事物必然具有的最一般、最普遍和最穩定的共同屬性；是同類事物區別于他類事物的特有或獨有的屬性；是規定和影響該類事物其他非本質屬性的根本屬性，是由該類事物的特殊矛盾決定的；是該類事物變化發展的根據。界定通常是對概念而言的。科學的概念都必須進行界定，這是它跟日常概念的重要和顯著的區別。界定有狹義與廣義之分：為了揭示事物的本質，人們常用描述概念內涵的方法（即下定義的方法）來反映事物最重要的屬性，狹義的界定即是指定義；廣義的界定還包括明確和限定概念的外延，弄清“什么是”以及“什么不是”等問題。本質是界定的依據，界定則反映本質，考察界定有助于了解本質。

科學本質觀是人們對科學本質問題的認識，闡明了科學的最基本的特征。自然科學產生后，什么是科學本質的問題就受到哲學家的關注，他們提出了各種各樣的看法，使科學本質觀逐步地形成和發展起來。了解科學本質觀的形成和發展過程，有助于更好地了解科學的本質。而要了解科學本質觀的形成和發展，需要了解科學界定的變化和發展。

2.1 多種多樣的科學界定

據一些學者考證和辭書記載，13世紀時，在羅吉爾·培根的著作中首次出現關于科學的獨立的觀點。當時科學被視為scientia，與等價詞episteme（認識）有關，具有普適知識的含義，而哲學是把普適知識看作是它的本分的，因而科學只是哲學關注的一部分。在17世紀科學革命前，雖然scientia的意義有所變化，科學與知識基本上仍舊是同義詞。從1620年到1830年，是“科學”一詞在意義上發生變化的時期：由science是scientia的哲學取向，逐漸轉化為以實驗和數學為主要支柱的近代框架。法語的science一詞從17世紀中期就開始特指“自然科學”。從19世紀開始，science（科學）一詞在英語世界被廣泛采用，這可能與法國思想的影響有關。總之，科學在產生之初就被跟知識聯系在一起，長時間被認為“與知識是同義詞”，“是哲學的專門化的分支”。

后來，許多學者分別從不同角度對什么是科學進行思考、界定，其數量實在太多，下面只介紹一些主要類型：

2.1.1 注重科學的知識屬性

由于科學與知識有著密切的聯系，從知識的角度對科學進行界定是很自然的事。19世紀以來，人們習慣于把科學定義為系統化的知識。例如，W.C.丹皮爾在其著作《科學史及其與哲學和宗教的關系》緒論中給科學下了這樣的定義：科學可以說是關于白然現象的有條理的知識，可以說是對于表達自然現象的各種概念之間的關系的理性研究，認為科學是人類認識自然現象所獲得知識的總結；《自然辯證法百科全書》界定科學“是反映客觀世界（自然界、社會和思維）的本質聯系及其運動規律的知識體系”……迄今仍有許多人把科學視作一種知識體系，是系統化的知識的總和。

在這類界定中，狹義的科學僅指以自然現象為研究對象的白然科學。盡管經驗在數學產生的歷史過程中發揮了重要的作用，因為數學討論的是純粹形式的問題，不與任何具體現象有關，所以通常都傾向于不把數學包括在科學的范疇中。后來，科學的研究對象逐步擴展，直至認為科學是關于自然界、社會和思維的知識體系，是社會實踐經驗的總結。

按照這類界定，科學是關于客觀世界的知識，但是關于客觀世界的知識并非都是科學。更重要的是，這類界定沒有指明科學知識是怎樣獲得的，不能反映它跟其他“關于客觀世界的知識”的重要區別，因而是有缺陷的。endprint

2.1.2 注重科學知識的表述形式

科學知識在形式上表現為定理、定律、范疇等。由此，有人把科學定義為以范疇、定理、定律形式反映現實世界各種現象的本質和運動規律的知識體系，或者說是關于自然、社會和思維領域的各種具體規律性知識的理論體系。

這種界定關注的是表現形式，不能揭示科學跟數學的區別，不能涵蓋科學的全部內容，定理、定律、范疇等也不一定都是科學知識，顯然沒有概括科學的本質屬性。

2.1.3 注重科學知識形成的過程

有人認為，就像牛奶不是奶牛一樣，知識并不是科學，而是科學的產物，反對用知識來界定科學，反對把科學看成知識體系。例如，英國的C.辛格認為科學創造知識而不是知識本身，“科學”往往等同于“研究”，是一個動態的過程，而不是靜態的知識。保加利亞的T.H.伏爾科夫認為：“科學的本質，不在于已經認識的真理，而在于探索真理”；“科學本身不是知識，而是產生知識的社會活動，是一種科學生產”。這類思考促成了根據過程特點對科學進行界定。例如，1888年，達爾文曾給科學下過一個定義：“科學就是整理事實，從中發現規律，作出結論”。法國《百科全書》曾定義“科學首先不同于常識，科學通過分類，以尋求事物之中的條理。此外，科學通過揭示支配事物的規律，以求說明事物”。蘇聯《大百科全書》定義“科學是人類活動的一個范疇，它的職能是總結關于客觀世界的知識，并使之系統化。‘科學這個概念本身不僅包括獲得新知識的活動，而且還包括這個活動的結果”。

按照這類界定，科學要發現事實，并以此為依據，實事求是，經過實踐檢驗和邏輯論證發現客觀事物之間內在的必然聯系即規律。因此，科學是建立在實踐基礎上的關于客觀事物的本質及運動規律的知識體系。這種界定重視的是科學知識形成的微觀機制，缺乏宏觀的考察，也可能夸大了具體方法的作用。

2.1.4 注重科學活動的指向、目的

英國科學委員會于2009年把“科學”定義為：以日常現象為基礎，用系統的方法對知識的追求、對大自然的理解以及對社會的理解。這個定義說明了科學是追求，是行動，涉及了創造知識的目的和意義，但卻沒有涉及本質；而且比較寬泛，既適用于自然科學的研究，也適用于社會科學的研究。

2.1.5 注重社會和歷史角度的考察

科學是逐步形成、發展為一種特殊的社會現象的。現代科學已經成為生產知識的社會活動，成為特殊的社會生產形式，成為一種“社會建制”，逐步發展為國家規模和跨國規模。因此，不應把科學理解為僅僅是知識本身，也不能看成是簡單的社會活動。科學既是歷史發展總過程的產物，義是推動人類歷史進步的巨大動力。

前蘇聯科學學專家拉契科夫認為：“科學是關于現實本質聯系的客觀真知的動態體系，這些客觀真知是由于特殊的社會活動而獲得和發展起來的，并且由于其應用而轉化為社會的直接實踐力量。

美國科學社會學家默頓把科學看成是一種特殊的社會活動和社會建制，主張從科學社會學的角度建立綜合的、含義廣泛的現代科學概念。

歷史主義的代表人物庫恩認為，科學不僅是一種知識，也是一種社會事業和活動，應當從歷史的、社會的角度來研究。科學是歷史的過程，起初是“前科學”，然后是“常規科學”，兩者的差別在于后者形成了“范式”。科學家按照一定范式解決難題的活動就是科學。實際上，庫恩認為科學的劃界是相對的、變動的。 這類看法比較宏觀、上位，但難于在具體的識別中發揮作用。

2.1.6 注重多視角的綜合

上述思考和界定各有其可取之處和缺陷，這促成了對科學的多視角的綜合。 默頓就說過，科學“通常用來表示：（1）證明知識可靠性的一種獨特的方法；（2）貯存從應用這些方法產生出來的累積知識；（3）一套支配所謂科學活動的文化價值和慣例；（4）上述各項的任何組合”。

關于科學的界定，貝爾納認為：“科學在全部人類歷史中確已如此地改變了它的性質，以至無法下一個適合的定義”；“過于刻板的定義有使精神實質被閹割的危險”；“對于科學或科學學，我們也無須下一個嚴格的定義，因為科學或科學學正是此類性質的活動”；“科學不是個能用定義一勞永逸地固定下來的單一體。科學是一種有待研究和敘述的程序，是一種人類活動，而（且）聯系到所有其他種種人類活動，并且不斷地和它們相互作用著”。貝爾納認為，因為科學本來不能用定義來詮釋，故而“必須用廣泛的闡明性的敘述來作為唯一的表達方法”，通過多角度的描述來幫助人們認識科學。

受此啟發，筆者曾經做過如下界定：科學是崇尚真理和真實的人們通過探索、實證等過程，以及運用范疇、定理、定律等思維形式力求如實地反映客觀事物固有規律的活動（或事業），是人類在特定意識指導下的活動，它不僅包括獲得新知識等活動的過程，而且還包括活動的結果。在現代社會，科學已經成為社會生存產力的重要因素，并因而成為一種社會建制。科學活動的成效對其主體的精神追求和某些品性都有特別的要求，這是在界定科學時不應該忽視的重要因素。

總的看來，界定科學主要有兩類不同的方法：一類是還原論一本質主義方法，一類是整體論一非本質主義方法。在上面列舉的各種界定中，前面幾種界定多采用了還原論一本質主義方法，后面的界定則采用了整體論一非本質主義方法。

“屬概念加種差”是科學概念最常用的定義方法。在明確科學的屬概念是人類的活動之后，再用其性質、過程、結果、功用以及主體等方面的特點揭示它跟同層次種概念的主要差別（種差），可以得到比較完整和合理的“全息式”的科學界定：科學是一種特殊的人類活動，其特殊性在于由特殊的人群（崇尚真理和真實、真相的人們）在特定意識（追求對包括自然、社會以及人類自身在內的現實世界及其種種現象的理解）指導下，用特定方式（理性思維和實驗探究、實證等獨具特點的實踐）達到特定目的（獲得關于現實本質聯系的客觀知識、否定錯誤意見），并以范疇、定理、定律等特定形式反映現實世界各種現象的本質和運動規律，形成關于自然界、社會和思維的動態的知識和經驗總結，從而具有特殊屬性的社會活動，它不斷地跟人類的其他活動（特別是技術活動）相互作用著，并且由于其應用而轉化為社會的直接實踐力量。現代科學技術已經逐步形成、發展為一種特殊的社會生產形式，成為一種“社會建制”，是推動人類歷史進步的巨大動力。endprint

2.2 對科學界定問題的進一步認識（對這一部分，讀者可以作選擇性閱讀）

1981年，美國的阿肯色州曾發生過要求平衡對待“科學創世論”（Creation Science）和進化論的訴訟。所謂“科學創世論”綜合上帝創世說和一些現代科學理論，企圖用科學的方法尋找上帝存在的證據，主張①宇宙是突然從無到有地創生；②雖然自然選擇曾起了一定作用，但不足以解釋所有的生物起源；③大多數動植物是創生的，只在很有限的范圍內改變；④人和猿有著不同的祖先，人不是由猿進化而來；⑤用災異（如大洪水）來解釋地理變化；⑥相對較早的地球和生物開端（大約幾十萬年）。可是，當時美國的公立中學教的是進化論。“科學創世論”的信徒就向阿肯色州法院提起訴訟，要求在公立中學平衡對待創生論和進化論，引發了教育界和司法界的一場大爭論，爭論的焦點在于“科學創世論是不是科學？”，涉及到科學的特征究竟是什么？這場爭論也波及到科學界和科學哲學界。

科學的非凡價值和重要的現實意義，似乎使它成了_一種時尚，誘使形形色色的偽科學打著科學的幌子招搖撞騙，給人類帶來危害。另一方面，科學起源于自然哲學，后者起源于自然宗教，科學與哲學、宗教有淵源聯系，對它們進行分界也是必要的。因此，了解科學的分界問題，對于科學教育T作者來說，是很有意義的。

2.2.1 科學分界的標準

非科學并不自稱為科學，不會帶來壞的影響，所以，科學的分界問題通常指科學與偽科學的分界問題。

在科學分界的各種主張中，實際使用的分界標準可以分為不同類型，主要是：

（1）明確的分界標準

邏輯實證論提出的可證實性標準、波普爾提出的可證偽性標準都是明確的分界標準，義被稱為絕對標準。由于科學涉及具體的經驗世界，其真假可以用經驗來檢驗，上述分類方法的共同特點就是用經驗證據作為判斷的標準，采用的是認識論方法。

（2）模糊的分界標準

由于證實常常存在困難、證偽只能作為科學的必要條件而非充分條件，而且科學實際上常常處于真理與謬誤之間、對抽象的理念世界無法用經驗證據來判別其真假，使絕對標準無法應用。在這種背景下，庫恩、拉卡托斯等人提出了模糊的相對標準。

庫恩認為，科學的發展是常規科學和科學革命交替發生的過程，不同階段常規科學有著不同的典范，它們之間是“不可通約”的，沒有合理比較的共同基礎。由此，現代科學與古代的科學思想可能只是典范的不同，沒有科學與偽科學之分。庫恩提出了科學的相對性，但義不放棄科學的合理性和客觀性，他的科學分界標準是歷史的、模糊的。

拉卡托斯認為，科學與偽科學的分界有著重要的社會和政治相關性；科學理論和其他假說一樣都是不可證實的；波普爾的樸素否證主義不符合科學研究的實際情況：當理論與觀察結果沖突時，科學界可以增加輔助性假說來說明反常現象，或者忽略這些反常現象。拉卡托斯提出，科學分界的單元應該是“科學研究綱領”，而不是孤立的假說。科學研究綱領由硬核和保護帶組成，硬核是指核心的理論和概念，它應該是穩定不變的；保護帶主要指圍繞硬核的輔助假說，是可以調整、改變的。拉卡托斯還認為，科學假說不是被觀察實驗直接否證的，所謂“判決性實驗”是不存在的；科學檢驗有一定的韌性，需要長時間的全局性考驗；科學的發展其實是進步的研究綱領取代落后的研究綱領，它們的區別主要在于能否不斷回應反常的挑戰和成功地預言新的事實。因此，拉卡托斯把科學分界問題歸約為如何區分進步綱領和落后綱領，即科學評價問題，其標準不再是邏輯的絕對標準，而是涉及到人的主觀判斷，有歷史的維度。

這兩種分界標準都采用了解釋學方法。

（3）消解標準的主張

費耶阿本德認為，隨著經驗證據質量的提高，任何時期的真理性理論都可能變成“謬誤”，真理與謬誤沒有絕對的界限，最終可能取消分界。科學技術史的研究表明，任何無論多么有道理或者是在認識論上根據十足的方法，有朝一日都終會被違反。古代原子論的產生、哥白尼革命、現代原子論的提出、光的波動學說等，都是科學家有意無意地擺脫了固有的方法論法則束縛的結果。所以，他反對方法和規則，認為科學研究是“怎么都行”，形成“方法論的無政府主義”。他還認為，由于觀察滲透著理論，所以理論和事實之間有循環論證之嫌。這使得我們不可能從內部發現錯誤，而需要外部的批判標準，需要鼓勵事實的不一致。

費耶阿本德認為，人類知識的發展不是向真理的逐漸逼近，而是一個日益增長的互不相容的各種認識的海洋。科學總是利用非科學的方法和非科學的成果來豐富白己，所以，科學和非科學的劃界是人為的，對知識的進步和科學本身的發展是有害的。為了理解自然和支配環境，一定要使用一切的思想、一切的方法。費耶阿本德還從“自由社會”、“人本主義”的立場出發，批判科學劃界在道德上有害，有可能禁錮思想的白由，成為壓迫其他思想的科學沙文主義。他認為意見的多樣性是客觀知識必需的，鼓勵多樣性才能夠和人本主義相容。科學追求的是真理，但真理不是惟一的價值，例如自由和獨立思考也是。他說：“科學是人已經發展起來的眾多思想形態的一種，但并不一定是最好的一種。”

費耶阿本德從知識和道德兩個方面都主張取消科學與非科學的劃界，從反對科學沙文主義角度看，可以使科學尊重人本、更為寬容，有其積極意義。但是他主張的消解標準不能解決反偽科學的問題，不利于消除偽科學的危害。

費耶阿本德的觀點是后現代主義的。

（4）多元標準

針對消解標準的不足，一些學者提出了科學分界的多元標準。例如，撒伽德認為科學分界應該涉及理論、共同體和歷史背景3個要素，把分界標準由傳統的對理論的考察擴展到對信奉該理論的共同體和所處的歷史背景進行分析。邦格更是提出了涉及知識領域10要素的12條標準，還列出了科學家與偽科學的態度和活動比較表。

從明確的分界標準到模糊的分界標準，再到后現代主義的消解標準，直到現在的多元標準，科學分界的標準呈現了清晰的發展邏輯。endprint

2.2.2 科學與偽科學的分界

什么是偽科學（pseudo science）？偽科學總是沒有可靠的科學研究基礎，在理性或實證方面缺乏可靠的根據和理由，然而義打著科學的旗號，標榜自己是最新最正確的科學，任意吹噓夸大自己的作用，其本質是欺騙的工具。當非科學試圖裝扮成科學時，也會成為偽科學。

“偽科學”是違反科學的基礎理論、方法和體系的。但是，偽科學總是利用暫時難以實踐檢驗和解釋的新名詞或者以夾雜著科學名詞、令人難以理解的玄異術語裝扮白己，褻瀆科學。偽科學具有很強的虛假性，并因而總是害怕和逃避理論批判與事實檢驗，害怕并排斥客觀的、實事求是的質疑和批評。其虛假性主要表現在兩方面：一是證據“虛”，或者以“權威”意見代替真理、取代實證，或者以虛假的事例、扭曲走樣的傳聞冒充證據；二是邏輯“假”，可能是內部邏輯白相矛盾，不能自圓其說，或者其核心觀念不能成立，與整個現有科學體系內核不相容，或者存在著邏輯漏洞。

像偽劣商品和假幣一樣，偽科學泛濫會造成嚴重的社會后果。科學的真偽應該是可以辨別的，但科學的真偽辨認也不乏困難的時候，以至于歷史上既有把新科學當作偽科學加以排斥的事，也有偽科學鉆空子得逞、被當作“新科學”而貽害社會的情況：由于可靠依據的獲得有時需要比較漫長的過程，已經獲得廣泛驗證的科學結論可能還有局限性，因此，對科學與偽科學常常一時難以做出絕對可靠和簡單、明確的鑒別：若強調經驗證據的可證實性會把過時的科學理論（例如牛頓理論）當作謬誤排斥在科學之外，而強調經驗證據的可證偽性會把偽科學誤認為是科學，因為可證偽性并不是科學唯一的本質特征，而且偽科學也是可以證偽的。

科學原理能夠對分界實踐起重要的指導作用。從目的、原理、方法、實證等方面系統地、全方位地考量其邏輯和證據，是識別偽科學的比較可行的方法。

在科學發展的歷史中存在著各種誤判偽科學的情況。不過，“是金子總要發光”，在歷史的長河中一時的錯誤終會得到糾正。科學的發展要經歷其基礎從無到有、從薄到厚、從不完善到完善的過程，對偽科學的判斷需要慎重，防止把不夠完善的科學判為偽科學。

劉華杰曾經提出如何識別偽科學的常識性方法：（1）看它所聲稱的功能。科學是絕對有限、有條件的，科學有其無能為力之處，而偽科學常說神功無限，無所不能。（2）看它與整個現有科學體系內核的兼容性。科學體系的內核已為無數次實驗所檢驗，即使未來科學有重大進步，也必然將此內核作為特例包含在內，因而科學是向下兼容的。而偽科學常別出心裁、自立門戶，與科學大廈的邏輯、概念體系根本不相容。（3）可重復性和可檢驗性。一項驚人的主張或實驗結果要在科學上確立，必須是可檢驗、可重復的。科學的見解原則上應當是“可證偽的”，即可錯的。作者應當有勇氣聲明在什么樣的事實面前主動放棄自己的假說，而不是無窮后退。偽科學常聲稱其見解放之四海而皆準，其實驗結果獨一無二，原則上不可重復。偽科學是“常有理”，以不變應萬變，無論你給出多少反例，它總能找到理由固執己見。（4）要看它與神靈世界是什么關系。偽科學主張‘心誠則靈”，這是它的萬能法寶。科學不相信神靈，科學上實驗結果的正確與否與個人是否相信它無關。當然，還能列舉出其他許多識別方法，在實踐中最好采取綜合判斷。

金吾倫認為，偽科學最根本的特征是處心積慮、想方設法力圖逃避對它的觀點、命題陳述進行科學的批判。偽科學主張通常都是理論上不能批判、事實上無法檢驗的。

2.2.3 科學與非科學的分界

非科學的范圍很廣，哲學、宗教、藝術、道德等等都可以包括在內。

從文藝復興起，近代自然科學開始從哲學的母胎中分離出來，同時義逐步擺脫宗教的束縛而得以獨立。周林東認為，科學以站在形而上學的對立面來表明白身與哲學的分界，同時義以“實驗科學”的身份來表明白身與信仰圣經權威的宗教的分界。周林東還認為，“科學雖脫胎于哲學，但在研究的問題、方法和結果諸方面迥異于哲學”：（1）哲學始于研究普遍性問題，而科學始于研究局部性問題；（2）哲學的研究方法是思辨的，而科學采用經驗方法；（3）哲學企圖對整個宇宙及其起源和現狀作出完美而終極的解釋，而科學只想就那些能夠明確區分開的現象作出部分的和暫時的解答。科學是建筑在經驗證據的基礎之上的，它與完全脫離經驗基礎的形而上學是格格不入的。科學與哲學、宗教的分界實際上并不難。

王巍提出了科學與藝術、道德分界的一個簡潔的方法：科學領域有真假問題，而藝術、道德等領域只能評價其好壞，無真假之分。endprint