声称“科学尚未解决“ 关于是大多数人对科学如何运作的无知的表现。
那么什么是科学方法,为什么很多人,有时包括那些受过科学训练的人,都会错误地理解它呢?
首先要明白的是,科学没有单一的方法,也没有单一的做事方式。这与我们一般的推理方式密切相关。
科学与推理
人类有两种主要的推理模式:演绎和归纳。当我们进行演绎推理时,我们会梳理出现有信息的含义。
例如,如果我告诉你 Will 的年龄在 Cate 和 Abby 之间,并且 Abby 比 Cate 年长,你可以推断 Will 一定比 Cate 年长。
这个答案已经嵌入到问题中,你只需要把它从你已经知道的事情中解开即可。这就是数独谜题的工作原理。演绎也是我们在数学中使用的推理。
归纳推理超出了我们已知的信息范围,可以将我们的知识扩展到新的领域。我们使用概括和类比进行归纳。
概括包括观察自然界的规律性,并想象它们到处都是统一的——这在一定程度上就是我们创造所谓的自然法则的方式。
概括还创建了事物的类别,例如“哺乳动物”或“电子”。我们还概括地定义了人类行为的各个方面,包括心理倾向和经济趋势。
类比声称两件事之间有相似之处,并将其扩展以产生新的知识。
例如,如果我发现一种已灭绝动物的头骨化石,它有锋利的牙齿,我可能想知道它吃什么。我寻找今天还活着的有锋利牙齿的动物,并注意到它们是食肉动物。
以此类推,我得出结论,该动物也是肉食动物。
通过归纳法并推断出与证据一致的最佳解释,科学教会我们的关于世界的知识比我们简单推断的要多。
科学与不确定性
我们的大多数理论或模型是对世界或其一部分的归纳类比。
如果我的特定理论的输入产生与现实世界相匹配的输出,我认为这是一个很好的类比,因此也是一个很好的理论。如果不匹配,那么我必须拒绝它,或者完善或重新设计该理论以使其更加相似。
如果我在时间和空间上得到许多相同类型的结果,我可能会归纳出一个结论。但再多的成功也不能证明我是对的。每一个证实的例子只会增加我对我的想法的信心。正如阿尔伯特·爱因斯坦著名地说:
“再多的实验也不能证明我是对的;一次实验就能证明我是错的。”
爱因斯坦的广义相对论和狭义相对论(它们是模型,因此是他认为宇宙如何运作的类比)在许多条件下多次得到实验证据的支持。
我们对这些理论作为对现实的良好描述充满信心。但它们无法被证明是正确的,因为证明是属于演绎的生物。
假设演绎法
科学还通过假设演绎法进行演绎。
事情是这样的。我有一个假设或模型,预测 X 在某些实验条件下会发生。
实验上,X 在这些条件下不会出现。因此,我可以推断出该理论是有缺陷的(当然,假设我们相信产生 not-X 的实验条件)。
在这些条件下,我证明了我的假设或模型是错误的(或者至少是不完整的)。我通过演绎推理这样做了。
但如果X确实发生了,那并不意味着我是正确的,它只是意味着实验并没有表明我的想法是错误的。我现在更加确信我是正确的,但我不能确定。
如果有一天毫无疑问的实验证据与爱因斯坦的预测相反,我们可以通过假设演绎的方法来演绎证明他的理论是不正确的或不完整的。但没有多少证实的事例可以证明他是对的。
一个想法可以通过实验来检验,可以有实验结果(原则上)表明这个想法是不正确的,这就是使它成为科学的原因,至少根据科学哲学家的说法卡尔·波普尔。
以澳大利亚气候否认论者和一国参议员的立场为例,这是一个无法检验、因此不科学的立场。马尔科姆·罗伯茨。罗伯茨坚持认为有没有经验证据人类引起的气候变化。
在 ABC 的一集节目中提供权威证据时问答最近电视辩论节目中,他声称证据已损坏。
然而,他关于人类引起的气候变化并未发生的说法无法得到检验,因为他不会接受任何表明他错误的数据。因此,他的行为并不科学。他正沉迷于伪科学。
解决并不意味着证明
公众对科学理解的最大错误之一是将已解决与已证明等同起来。虽然爱因斯坦的理论已经“确定”,但它们还没有被证明。但计划让它们不工作将是完全愚蠢的。
正如哲学家约翰·杜威在他的书中指出的逻辑:探究理论:
“在科学探究中,被视为已解决或知识的标准是[科学的]已解决,以便可以作为进一步探究的资源;而不是以不以不可能会在进一步调查中进行修改。”
那些要求我们在采取行动之前先“解决”科学问题的人是在我们进行归纳工作时寻求演绎的确定性。还有其他造成混乱的原因。
一是关于因果关系的简单陈述很少见,因为自然是复杂的。
例如,理论可能预测 X 将导致 Y,但 Y 将因 Z 的存在而减轻,并且如果 Q 高于临界水平则根本不会发生。将其简化为简单的陈述“X导致Y”是幼稚的。
另一个问题是,尽管一些广泛的想法可能得到解决,但细节仍然是激烈争论的根源。例如,进化的发生肯定可以通过任何理性的解释来解决。但自然选择如何运作的一些细节仍在充实之中。
将自然选择的细节与进化的事实混为一谈,就像在很明显地球总体正在变暖的情况下,对气候变化建模和研究中的日期和确切温度提出质疑一样。
当我们的理论成功地预测结果,并形成一个本身成功的更高层次的理论网络时,我们就有充分的理由将我们的行动建立在这些理论的基础上。
智慧的标志是在不确定的世界中取得进步,气候变化科学、人类健康科学和地球生态科学给了我们比我们采取行动所需的更多的信心。
在采取行动之前要求演绎确定性并不会让我们变得强大,反而会让我们瘫痪。