什麼是科學

余創豪

十七世紀荷蘭人虎克以顯微鏡發現了微生物,這發現導致了後來巴斯德提出了微生物為疾病之源的醫學理論。有論者認為幾乎同一期間中國大夫吳有性亦有類似發現,在其【瘟疫論】中他認為疾病「乃天地間別有一種異氣所感 氣即是物,物即是氣。」

此外,中國學者程巢父認為:中國近三百年來的考據學跟西方的自然科學方法同出一轍,「顧炎武、閻若璩的方法,同伽利略、牛頓的方法是一樣的;他們都能夠把學說建立在証據之上。戴震、錢大昕的方法,同達爾文、柏司德的方法,也是一樣的;他們都能大膽的假設,小心的求證。」

看到這堙A讀者會以為我想批評中國傳統學術並沒有現代意義的科學精神,以上所說是牽強的穿鑿附會。非也,十幾年前我會抱著這個想法,但今天對於什麼是科學,我會採取比較開放態度。

智慧設計論飽受批評,批評者其中一個要點是:智慧設計論並不算是科學。筆者必須強調,我自己對於智慧設計論的論証方法亦有所質疑,但是,反對者認為這不是科學,未免太快終止了所有對話、探索的可能途徑。

說一樣東西不是科學,我們首先要探討什麼是科學的研究範圍和什麼是科學方法。批評者表示:科學必須要訴諸自然,而不是超自然。但科學哲學家加沙(Jeffrey Kasser)說得好:科學家首先將科學方法定義為自然方法,那麼得出來的結論當然是自然的解釋,將這些結果反過來探討什麼是科學方法,那當然是訴諸自然的東西。

那麼,是否無法証偽的東西就不算是科學呢?宇宙和生命起源的其中一個說法是多重宇宙(Multiverse),在無窮多的眾宇宙中,出現了一個適合人類居住之世界的或然率便很大。可是,誰可以將人類無法接觸的多重宇宙証偽呢?

批評者說:我們知道鐘錶匠製造的計時器是什麼樣子的,但是,人類根本無法知道所謂智慧設計者會怎樣創造這個世界,現在倒果求因,無非緣木求魚。然而,許多科學家卻煞有介事地參與「搜尋外星智慧」(Searching for Extra-Terrestrial Intelligence,簡稱 SETI)計劃,相信不少人都觀賞過茱廸科士打的科幻電影【接觸】(Contact),SETI 的搜尋方法就好像電影中的描述,科學家監聽外太空,若果有不尋常的的複雜訊息,那就可能是來自外星文明。但是,誰知道外星文明會傳達什麼模樣的訊息呢?誰見過外星人呢?然而,誰會批評這研究計畫是不科學呢? 即使是著名懷疑主義者邁克爾(Michael Shermer),頂多只是說 SETI 屬於「邊緣科學」(Borderland of science)。

其實,以「不是科學」作為反對理據,並不只是見於宗教與科學的衝突。曾幾何時,在社會科學家中,採用觀察、面談、文本分析等的「定質方法」(Qualitative methodology),被採納統計學方法的定量(Quantitative)學派一口咬定為不科學,但是,現在這些爭論大致上已平息下來,不少研究人員都採取混合了定質與定量的方法。

現在科學家已經接受「宇宙論」是一門科學,但是以研究宇宙起源而聞名天下的天文物理學家霍金斯(Stephen Hawking)卻指出:曾幾何時,宇宙論被當成是偽科學,原因有兩個:第一,宇宙論缺乏了可靠的觀察,直至一九二零年為止,在宇宙論中一個比較重要的觀察結果是:在晚上天空是漆黑的。這是一項值得令人深思的觀察結果,若果宇宙永恆,那麼在無盡時間堙A許多已經毀滅的星星之光線,會跨越億萬光年到達地球。第二,宇宙論無法預測關於宇宙的東西,除非研究者作出許多假設。故此,人們認為宇宙起源的問題屬於形上學或者宗教的範疇,但絕對不是科學。

眾所周知,對於講求數據資料的研究人員來說,實驗幾乎是唯一的科學方法,沒有數據的「思想實驗」被嘲笑為枯坐冥想式的哲學,所謂「思想實驗」,就是假設不同的情況會發生什麼樣的可能後果。後來思想實驗逐漸被接受為合法的科學,愛因斯坦用來挑戰量子力學的Einstein-Poldalsky-Rosen Experiment (簡稱 EPR Experiment),就是一個思想實驗。

天才科學家沃爾夫勒姆(Stephen Wolfram)二十一歲就拿到了理論物理博士學位,筆者亦曾採用過沃爾夫勒姆發明的軟件Mathematica 作為研究工具,他曾經撰寫一本題目是【新類型科學】(A New Kind of Science)的書,顧名思義,它提出了嶄新的科學方法。可是,諾貝爾獎得主、德克薩斯大學物理學與天文學教授溫伯格(Steven Weinberg)卻批評這所謂「新類型科學」的可行性。

美國科學哲學家基摩(Clark Glymour)在接受韓克斯(Vincent Hendricks)訪問時指出:「若果科學繼續通過革命來進步,那就需要新思想、另類項目、擴張不同的可能性,包括在某種意義上不算是科學的東西。」 筆者並非對科學方法採取無政府主義的立場,但同時我亦不想一下子就以「不是科學」而劃地自限,我所受的研究方法訓練是統計學,但自己亦會接納定質方法;我講求實質証據,但也歡迎思想實驗;我並不完全明白沃爾夫勒姆的新科學,但參考其主張亦無妨;關於中國文化是否蘊含著科學精神,現在我要重新審視。同樣道理,我希望反對創造論、智慧設計論的學者,能夠以接納多重宇宙、搜尋外星智慧的胸襟去處理問題。

 2007.1.7
更新於 2008. 6.24


「美麗的誤會」

有人問我:為什麼在文章刊出之後,我很少回應別人的批評,原因之一,是許多批評並不是針對我說過什麼,論者只是批評他們自己對我說話的詮釋。要我為自己沒有說過的話而辯護,有時候真不知從何說起。

在【情回中國】網站上面,iamcaibird 君於二零零七年四月二十七日放上一個帖子,分析拙作【什麼是科學?】,以下是一段節錄:

「看來你對物理學史了解不夠,思想實驗並不是愛因斯坦的發明,也不是到了二十世紀才流行起來的。第一個經典的思想試驗是和現代物理學幾乎是同時誕生的,伽利略的重物下落試驗,和流傳的不一樣,實際上伽利略並沒有真的登上比薩斜塔投兩個不同重量的球,而是假設了重球和輕球連接在一起的情形得出的結論。思想試驗一直都是物理學的重要方法,但把它發揮到極致的是愛因斯坦。

對於神創論, 或神導進化論,之所以說它不是科學, 有如下原因:

1, 不能証偽

2, 不能比進化論更有效

3, 誕生之日起就是為反對進化論而存在,而不是企圖更好地解釋生物進化現象

4, 沒有証據支持

它的在人類思想史的地位, 還不如拉馬克的用進廢退高。」

讀完回應之後,筆者有如丈八金剛,摸不著頭腦,我在文章堶掖o樣寫:「後來思想實驗逐漸被接受為合法的科學,愛因斯坦用來挑戰量子力學的Einstein-Poldalsky-Rosen Experiment (簡稱 EPR Experiment),就是一個思想實驗。」到底我在什麼地方說過「思想實驗是愛因斯坦的發明」?到底我在那婸﹛u思想實驗二十世紀才流行起來的」?

其實,關於伽利略的思想實驗,我曾經多次在其它文章提及,例如筆者曾經在二零零四年【中國神學研究院期刊】第三十七期的論文<伽利略學說與天主教神學的衝突>提過:「伽利略的方法與現代科學大相逕庭,因他只有興趣做『思想實驗』。有一個流傳甚廣的傳說,就是伽利略在比薩斜塔上進行實驗,反証了重物體比輕物體更快下墜,其實他並沒有做過這實驗,只是用邏輯推論題去否定這說法。」(頁五十八)我所說的跟 iamcaibird 君幾乎一模一樣。此外,我這篇論文的英文節錄版一直放在我的網頁:http://www.creative-wisdom.com/education/hps/galileo.html , 採用搜索引擎,只需幾秒鐘就可以找出來。我不能為科學下一個嚴謹的定義,但我知道什麼是不科學、怎樣是缺乏科學精神,就是沒有努力去搞清楚客觀事實便先下判斷。

至於「第一個經典的思想試驗」是否源自伽利略,這大有商榷餘地。Nicholas RescherPeter King 都指出:遠在伽利略之前,例如在前蘇革拉底時代、中世紀,便已經有不少人採用過類此思想試驗的方法。如果要考慮實驗是否跟伽利略、愛因斯坦那般具有「經典」地位的話,James Brown 便會推舉古羅馬思想家呂克里修斯(Titus Lucretius Carus (約公元前九十九年至公元前五十五年)論証宇宙無限的思想試驗,呂克里修斯 假設:若果我們走到宇宙的盡頭,然後把一支矛槍投射過去的話,那會怎麼樣呢?第一個可能性是:矛槍穿過所謂「宇宙的盡頭」,如是者,在盡頭之外還有空間,這樣宇宙應該是無限的。第二個可能性是:矛槍反彈過來,那麼一定有些東西在對面,例如一面牆壁,換言之,在盡頭之外還有東西,這般宇宙便不可能是有限了。

我雖然沒有說過「思想實驗二十世紀才流行起來的」,但提及「後來思想實驗逐漸被接受為合法的科學」,這個「後來」是不是指二十世紀呢?不錯,二十世紀之前許多人曾經採用思想實驗,但從前這個做法還沒有正式名堂,故此哲學家、科學家無從爭論思想實驗是合法還是非法。Ernst Mach1838-1916)在十九世紀末期提出 Gedankenexperiment,這觀念類似現在我們所理解的思想實驗,他認為因著進化的緣故,人類累積了祖先存留下來的經驗,所以即使沒有真正的實驗結果作為証明,人類還可以通過本能、直覺,推測沒有實驗証明的知識。一九零五年,愛因斯坦使用思想實驗,發表了革命性的特殊相對論,正如iamcaibird 君所說:「把它(思想實驗)發揮到極致的是愛因斯坦。」不過,明顯地,當時科學界仍未全然接納只有思想實驗、而沒有實質証據的理論,有兩次科學家希望趁著日蝕去觀察光線是否受引力影響,第一次因著一次大戰爆發和天氣關係而失敗,第二次觀察於 Sir Arthur Eddington 主導下,成功地証明了愛因斯坦的理論,簡單地說,在二十世紀初,思想實驗的推論,到頭來還需要實証。宣稱只有思想實驗或者虛擬思維(Counterfactual reasoning)就可以當為合法科學方法的學派,直到二十世紀後半期才擁有地位,表表者如電腦學家 Judith Pearl

坦白說,筆者從筆耕多年,如今已感到極其困倦。許多人閱讀之目的,並不是要認真地考慮對方真正說過什麼,而是要找出破綻,那管只是一字之漏,也不會放過顯示對方認識不足的機會。過去一些人曾經對我作出無中生有的批評,但無論自己怎樣澄清,結果對方仍然抱著「作者而死」的態度。既然一些人以為「擊中了我」,那就熟性保留著這個「美麗的誤會」罷!

2007.9.14


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