科學到底是什么？

科學到底是什么？

不需要定義的科學

“從小愛科學”是一個喊了幾代人的口號，現在大家都知道，科學是好的，應該愛科學，這已經成了一個常識。不過，我們愛科學，總該知道科學是什么吧。但偏偏這個問題很難回答，因為真正的科學家并不執著于“什么是科學”這樣的問題，他們在經過長期而綜合的思想訓練之后，對一些事情有了明確而堅定的信念，在具體研究的過程中，反而不受定義的限制，可以因地制宜。所以哲學家庫恩對科學有個奇妙的定義：科學就是科學家們在 做的事情。

其實，科學確實不需要一個明確的定義。因為科學是面向未來的，而誰也不知道未來會怎么樣，所以科學家們需要自由的思想和創造的勇氣，任何畫地為牢的定義，本質上都不利于科學的發展。不過，科學雖然沒有明確的定義，但是有規范和功能，另外也有一個包含的范圍。

所謂規范，就是不能因為科學定義不明確，就可以把任何事情都說成是科學。科學有其研究方法，就是重視實驗，用事實說話，用數據說話。很多民間的理論沒有實驗支持，也沒有數據支持，就是看大家相信不相信，那就不是科學。科學非常講究懷疑和批判，如果沒有證據，我為什么非要相信別人說的呢？

科學的功能是很明確的，那就是預測和解釋。科學是面向未來的，它可以做出其他任何理論都無法做出的精確預測。愛因斯坦提出相對論的時候，首先就是預測了1919年日全食的時候可以觀察到一個前所未知的天文現象，從此聲名鵲起。另外，科學必須對觀測到的結果有一個完整而合理的解釋，如果無法自圓其說，也不是科學。好比說20世紀，有學者提出大陸漂移學說，但是解釋不出大陸為什么會漂移，怎么能漂移，于是并不被認為是科學，直到后來發現海底火山，能解釋大陸漂移的成因和動力了，這才成為科學的理論。

廣義的科學

現代科學主要是數理實驗科學，就是用實驗和數字來說話。它的起源是古希臘的理性科學，后來受了基督教的一些影響，成了今天的樣子。廣義的科學里還包括了應用技術和對大自然的客觀記錄。

有一種說法，認為一切人類文明都有自己的科學，這個話其實是有問題的，因為邏輯太模糊了。應該說，一切文明都有應用技術和對自然的客觀記錄。

所有的人類古代文明，包括埃及文明、希臘文明、印度文明、中國文明，乃至美洲的瑪雅和印加文明等，都有很高的智力水平和先進的技術。以中國為例，漢代的玉雕，唐代的鑲嵌，水平之高，工藝之巧，令人嘆為觀止，以今天科技之昌明，也無法完全復制出來。其他的古代文明也是各有擅長，好比說印加文明的羊駝毛紡織技術就是獨步世界，技術失傳之后，到現在也做不出來。

但是，這些“技術”不能等同于科學。中國人總喜歡說科技這個詞，原因之一是我們分不太清科學和技術的區別。技術在一定程度上可以被看作科學的一部分，但技術畢竟只是技術，并非意識形態上的“科學”。

另一個人類文明共有的現象，是喜歡做博物性的歸納總結，就是對自然界各個物種，甚至天文地理現象，進行歸類和記錄。古書上經常會記載各種天文地理知識，還有農產品的分類甚至礦物的分類。這種學科以前叫作博物學，意思是博覽世上萬物，這個學科確實也是科學的一部分，但和技術一樣，博物學和科學最本質的概念還是有距離的。

要了解科學的核心本質，最直接的方法是了解科學的前因后果，了解了人類為什么會發展出科學，你也就明白科學究竟是什么了。

科學并非中國的傳統文化

關于科學的本質，我們必須從文化的角度去看，才能真正地理解。

從根本上說，科學的思想來自歐洲，它并不是中國傳統文化的一部分。中國古代沒有和“科學”相對應的詞，古時候的“科

學”指的是“科舉之學”，就是考試的學問，是一個基本上沒人用的詞匯。把英文的Science翻譯成科學，

是日本人的發明，在19世紀中后期，自然科學高度分化，變成了物理、化學、天文、生物等諸多學科，所以日本人以“科學”作為統稱，可以突出其“學科眾多”的含義。

中國古代沒有科學理念，只有“格物致知”的觀念，意思就是研究事物，從而獲得知識，但是在傳統教育體系里，這個觀念不太重要。中國古代教育的目標是讓人有良好的道德品格，從而可以達到“修身、齊家、治國、平天下”的目的。所以長期以來，中國都以人品道德作為知識和教育的核心。雖說鼓勵人們“德才兼備”，但德總是比才更重要。

中國近代對于科學的理解，一開始就是技術。在19世紀中期，魏源等有識之士，看到中國和歐洲的工業科技相差甚遠，提出了“師夷長技以制夷”的概念，就是學習西方先進技術，從而避免國家衰亡的悲劇發生。從1861年開始，中國興起了洋務運動，用西方的技術來修建工廠，制造武器。但當時人們并不理解什么是科學，不知道隨著科學的發展，技術會不斷提高，他們的觀點還停留在古代，認為技術學到就可以了，并不追求更新和發展。

到了1895年，甲午戰爭失敗，中國的知識分子意識到，光有技術不行，開始正視更深層的科學問題。1897年，康有為在《日本書目志》里提到了《科學入門》和《科學之原理》兩本書，這是中國人第一次接觸科學的概念，之后科學的傳播在中國步步深入，成了人們普遍最認可的觀念。但是由于科學并非中國傳統思想，大家理解起來有困難，所以長期以來，中國人都會把科學和技術混為一談。

古代中國和古代希臘的差異

真正的科學思想，發源于古代歐洲，具體而言是古代希臘。為什么科學的發源地是希臘而不是中國呢？是因為雙方完全不同的地理環境導致了文化上的巨大差異。

古代希臘文明和古代中國文明，都發源于距今三四千年前。從考古上看，希臘古老的克里特—邁錫尼文明和中國最早的二里頭—殷墟文明時間差的不多。真正相差巨大的，是雙方的地理環境。

中國文明起于河南，二里頭文明（也就是傳說中的夏文明）興起的地點，在今天河南偃師。在最古老的夏商西周三朝，文明全在內陸，對大海只有個模糊的認識。古中國的經濟基礎是農業，吃飽飯最重要，所以土地是最重要的財富，商業反而并不重要。中國人以前覺得商人不會種地，等于沒有生產力，是社會的負擔，于是在政策上重農抑商，這個傳統沿襲了三千多年。

但是希臘不同，它的文明誕生于愛琴海上，有一個半島和眾多小島，海運四通八達。希臘土地貧瘠，糧食產量不高，多的只有橄欖油和葡萄酒，為了獲得糧食，他們只好和外部開展貿易，方法就是到處航海經商。所以希臘文明一開始就是海洋商業文明。

農業文明不喜歡遠行，古人說“父母在，不遠游”，而且風險也大，出去一趟能不能活著回來都不一定。由于長期定居，不遠游，周圍打交道的都是熟人，所以中國人的文化是“熟人文化”，七大姑八大姨的都認識，干什么事喜歡講人情，而不是法理。但希臘不同，希臘人做生意，經常出海去很遠的地方，和完全不認識的人打交道，是徹底的“生人文化”，沒有什么人情可言。在這種情況下，法理就很重要了，只有雙發都遵守教義的契約準則，生意才能做得下去。所以希臘人和后來的歐洲文化，特別重視契約精神。

為了自由而誕生的科學

在歐洲的文化里，契約是人們交往的準則和基礎，那契約最需要的是什么呢？答案是自由。因為每個人都必須是獨立自主的人，這樣才能對自己的行為負責。

西方人在幾千年中，形成了“自由至上”的觀念。美國有自由女神像，法國最出名的畫作是“自由引導人民”，匈牙利詩人裴多菲更有一首名詩：生命誠可貴，愛情價更高，若為自由故，二

者皆可拋。可見“自由”二字在西方的地位是無上尊崇的。

與此相對，中國古代幾乎沒有“自由”這個概念，這個詞和科學一樣，都是日本人翻譯的。中國傳統文化認為人是社會的一部分，集體遠遠比個體重要，太重視自己是自私，而自私是個不好的事情。這就是文化上的巨大差異。

古希臘人認為自由是最重要的，所以最具侮辱性的詞匯是“奴隸”，因為奴隸沒有自由。那人該如何獲得自由呢？古希臘人認為，除了法律上的人身自由，還需要在精神上獲得自由。

古希臘人盡皆知的一個名言是“認識你自己”，這句話是“神諭”。為什么是神諭呢？因為它太重要了，所以只能說是神的指令，無可置疑。所謂“認識你自己”，就是必須要對自己進行反思，獲得屬于自己的知識，這樣才能獲得精神上的自由。

古希臘人認為，知識是屬于自己的，堅持追求知識，是自由的象征。而且這個知識和我們理解的不同，我們現在認為“知識就是力量”，中國古人認為“書中自有黃金屋”，都講究學以致用，知識必須要運用才行，但是古希臘的哲學家反復強調，純粹的科學唯一的目的就是求知本身，不能為了其他任何目的存在。曾經有一個人，找古希臘大數學家歐幾里得學習幾何，上來就問學幾何有什么用，結果被趕了出去。歐幾里得憤怒地說：誰不知道我的學問是完全無用的！

科學的最初目的是為了塑造自由的人格

古希臘和古中國有一點是一樣的，就是強調教育對人性的塑造。中國的三字經里說：人之初，性本善，茍不教，性乃遷。希臘人也是這樣認為的。

古希臘學者認為，只有自由的知識，才能塑造自由的人格。所以知識必須是非實用性的，因為如果知識成了工具和手段，那知識本身就不自由了，不是純粹為了自己而存在了。所以希臘人樹立的科學傳統，是為了知識而知識，為了學術而學術，不是為了實用，甚至不是為了發展技術，這一點和中國學以致用的思想是完全不同的。

古希臘人對于科學實用性的排斥，是有些過度了，但其精神依然值得學習。中國長期以來缺乏“獨立的思想、自由的精神”，骨子里就是因為學以致用的思維傳統太過強大，所有的教育都在強調知識有什么用，這在長遠來看是有害的，因為科學的發展需要那種“為了求知而求知”的精神。歷史上那些重要科學理論的發現，并不是為了獲得財富或者有什么實用價值，就是因為學者喜歡思考而已，但之后改變了世界。

這樣的例子比比皆是：牛頓創立牛頓力學，不是為了制造機械，卻讓世界進入工業時代。愛因斯坦創立相對論，也不是為了讓GPS衛星定位，但是今天的一切航天工業都要依賴于相對論。如果用一句話形容，那就是“無心插柳柳成蔭”。

古希臘的科學，不講究實驗，純粹就是思考，但是取得了相當出色的成果。好比說原子論、進化論、日心說等理論，都來自于古希臘的哲學家，因為這些理論是可以由純粹的思考來發現的。像進化論，古希臘人怎么知道人是進化而來的呢？因為人的嬰兒太弱小了，無法保護自己，甚至無法覓食，總之就是無法靠自己生存下去。那么無限倒推上去，世界上的第一個嬰兒也無法靠自己生存，所以人類的祖先必須是一種能自己生存的動物，我們是從那種動物演化而來的。

大學的誕生

從古希臘到古羅馬，哲學家們用自己的智慧盡可能地演繹了科學，尤其在數學和天文等學科上，取得了驚人的成就。到了兩千年前的羅馬時代，希臘哲學演變成了“自由七藝”，就是自由之人應該學習的七門基礎課程，其中包括語文三藝：語法、修辭、邏輯，還有數學四藝：算數、幾何、天文、音樂。

公元四世紀，羅馬帝國接受了基督教，不久之后羅馬帝國分裂并崩潰，但基督教作為羅馬帝國的國教，在歐洲一直延續了下來。

基督教信奉一個全能的上帝，和希臘科學是完全不同的思想派系。但是基督教在成長過程中，經歷了羅馬政府長達數百年的壓迫，所以它很了解如何跟不同的信仰體系打交道，甚至把其他派系的思想吸納到自己里面來。而且基督教的領導者也是希臘人和羅馬人的后裔，所以他們理所當然地把古希臘哲學和基督教融合在了一起。

基督教統治下的歐洲，是現代科學得以孵化的地方。在13世紀的法國和意大利，出現了世界上最早的大學。當時的本科學院只有一個，就是“藝學院”，學習的對象是“自由七藝”。在本科畢業之后，可以去法學、神學、醫學等專科學院深造。大學的觀點，是學生必須塑造好自由而有知識的人格，才能學習專業知識。

直到今天，歐美名校的本科依然是沿襲了中世紀的優良傳統，好比說世界最好的哈佛大學的法學院、醫學院、管理學院等是沒有本科生的，他們的生源都來自文理學院的畢業生，而這個文理學院就是中世紀大學教授自由七藝的地方。教學的方式主要是答辯，就是通過提問和辯論，讓學生獲得知識。

當歐洲的大學概念傳入中國的時候，著名學者蔡元培，也就是北大的第一任校長，力圖將北大建設成一個本科學校，希望學生完成了對知識系統的學習之后，再去專科進行深造。但可惜的是，后來沒有人繼承蔡先生的工作，中國大學的本科里逐漸出現了法學、醫學、管理學等專科學生，甚至連教學方式也由提問答辯轉成了課本教學。相信通過理順科學教育的發展史，將來中國的大學也會不斷改進。

走向現代科學

古希臘的科學和現代科學是有區別的。古希臘的科學，是純粹為了追求知識，他們認為有了自己的知識，才是真正的自由人。古希臘人也希望能認識大自然的本質，但大自然本身是神圣不可侵犯的，因為自然是諸神的領域，好比說海里有海神，山上有雷神，太陽上有太陽神，諸如此類。這是遠古時代薩滿文化的遺留，在文化上叫“多神論”。由于有這種觀念的存在，古希臘人認為，對大自然可以觀察，可以模仿，但是人造的東西永遠比不上大自然的東西。大自然是神圣的，不能隨意探索，至于拷問和改造大自然，更是不能想象的事情。

但我們看今天的科學概念，會發現一個很重要的原則，就是利用自然，改造自然。想要利用自然和改造自然，需要很多相關的知識，你要用水利來發電，就要知道水的運行方式，那這些知識從哪里來呢？答案就是拷問自然，科學家們會把自然界里的東西，好比說一塊石頭，放進實驗室，像對待犯人一樣，把不同的溫度、濕度、壓力......等等，一一施加在石頭上面，看看石頭遇到高溫會怎么樣，遇到強酸會怎么樣，施加各種刺激，看看石頭的反應。這其實就是用無數的方法，逼著大自然吐露自己的秘密。

為什么會有如此巨大的思想轉變呢？原因就在于基督教的影響。希臘人對大自然奉若神明，因為大自然就是神域，但是基督教極大地改變了人和自然之間的關系。基督教雖然主張有一個萬能的神創造了一切，但在所有的創造物中，人的地位是最高的。人類始祖命名了萬物，人是神在世上的代理人，而大自然反而沒有了神性，或者說，大自然是被神創造出來為人類服務的。在這個觀念的影響下，無論對大自然做些什么，似乎都成了合理的。現代科學雖然不相信有這么一個神的存在，但是也不能否認基督教在歷史上的影響。

培根和唯名論對科學觀念的改造

在基督教的思想影響下，大自然喪失了神性，但這并不等于人們就會對大自然開刀。真正完成這個思想轉變的，是英國的大哲學家佛朗西斯·培根（1561-1626）和基督教的思想派系“唯名論”。

培根有一句名言，叫“知識就是力量”。這句話針對的，就是古希臘的科學。

在培根看來，希臘人的科學雖然取得了巨大的成就，卻完全不拿來為人類造福，簡直就是暴殄天物。希臘人認識自然，目的就是認識本身，而培根認為，只有改造自然才是目的，認識只是手段。所以，現代科學和古希臘的科學一開始就有區別，現代科學為了給人某福利，可以隨意改造自然。改造自然需要技術，所以現代科學和技術一直就是聯系在一起的。科學家研究出科學理論，然后會有無數發明家和技術人員拿著科學理論去實踐，制造出先進精密的儀器。這就是為什么中國人了解科學，首先是從技術入手的。

另一個塑造了現代科學的理念，是基督教的唯名論。在古希臘人的眼里，大自然是穩定的，天地的運行有著穩定而完美的邏輯，你只要認真思考，用理性就可以了解世上萬物萬事的真諦。基督教一開始也接受了這個觀點，但后來有一派哲學家發現了希臘人和基督教的矛盾之處。基督教相信世界上有一個萬能的神，就是上帝，這個神既然是萬能的，那就什么事情都可以干，只要上帝愿意，他可以讓太陽從西邊升起來，也可以讓人返老還童。換言之，人類無法憑理性了解上帝會對世界做些什么。唯名論對古希臘科學的抨擊，催生了著名的經驗學派。他們認為，要了解世界上的一切，不能單靠想象，而必須從經驗入手，那怎么獲得經驗呢，就是靠實驗，在實驗室里做各種實驗，看看世界究竟是什么樣子。用一句老話說，就是實踐是檢驗真理的一切標準。

改變世界的科學

總之，培根的知識實用主義，還有經驗主義主張的“通過實踐來了解世界的真相”，極大地改變了古希臘科學傳統的面貌。傳承兩千多年的思辨求知傳統，還有深厚的數學積淀，和大量的物理實驗互相促進，讓人類對世界的認知一下子上了好幾個臺階。從17世紀之后，以牛頓為首的一大批科學家噴涌而出，還有卡特等一批發明家拿著最先進的科學理論去制作精密機器，于是世界的面貌從此被改變了。一些本來沒有現代科學的國家，包括中國在內，都被迫要進入新的科學時代，而這個過程可能是很痛苦的，就像中國悲慘的近代史那樣，很多古老的帝國，像印度，甚至徹底成了殖民地。

世界的近代史，外表看來是歐洲的擴張史，究其根本而言，其實也是一部科技普及史。這個過程給世界帶來了不少災難和悲劇，但是從長遠看來，科學給這個世界帶來的東西還是正面的。如果歐洲沒有出現科學，也許我們還過著男耕女織自給自足的生活，晚上沒有電燈電視，出門沒有汽車飛機，冬天沒有暖氣，夏天沒有空調，人均壽命只有三十多歲，一輩子聽不到幾次音樂，能吃飽飯就是上上大吉了，至于手機就更不用想了，一般人恐怕連字都不識。

科學是面向未來的學問。了解了它的過去，就可以明白科學的本質，但我們也要記住，就像唯名論認為的那樣，人類其實無法真正預知未來，就連明天太陽從哪里升起來，在太陽實際升起來之前，我們也無法絕對斷言。所以唯一科學的方法，就是認真總結經驗，然后抱著懷疑的態度，仔細觀察這個世界。

科學家根據經驗總結科學規律，再根據科學規律預測未來，然而一旦現實不符合預測，那就要對科學規律進行修改。科學規律歸根結底是人總結出來的，只能向真正的自然規律靠攏，但其本身并非真理。所以科學是不斷更新和進展的，科學家們的重要工作，就是發現科學中的錯誤，不斷地糾正，然后讓人類能更加完善地改進自己的生活。與科學相反，那些號稱自己是真理，從不修正的理論，反而不能給人類帶來美好的生活，因為人類的思想，根本就沒有一個是真理，但只有科學在努力地向真正的真理靠攏。

現在，科學對自然的改進，有時候反而會不利于人類自身。好比說大規模的工業生產會造成霧霾，威脅了人們的身體健康。但這些事情的解決，最終還是依靠科技的進步。歐美日本等國，在現代化的路上，都曾經遇到過嚴重的工業污染，但是隨著科技的進步，這些問題一一得到了解決，昔年著名的污染城市，英國的霧都倫敦，現在已經重現藍天白云了。我們相信，給一些時間，中國的科學家也可以讓中國的天空好起來。