《科学理解的方法论 08》

科学首先通过观察，再由归纳和总结，演绎和数学推理，以及还原或者其它非演绎和归纳的思维方式，在广度和深度上扩展人类的认知。科学在这些方法的不断交织和循环使用中往前发展。可以先是一个和一些有关现象的陈述，再到一个和一些规律的陈述，再到一个科学理论体系。为确保科学认知的发展，每一步都走得足够扎实。科学的陈述或者说命题的真实性必须由经验中的实践来检验。这就是科学的最基本的实证主义态度。科学从经验中来，再回到经验中去。科学现象和规律必须是普适，有可重复性的。有些命题，比如2+2=4的先验知识和逻辑上的同义反复，是自明和自洽的，无法检验。但是比如摩擦生热的科学命题是可以检验的。一个科学理论的合理性是通过对它的前提假设或者关键推论进行检验。高斯在研究非欧几何时就曾经尝试探究自然的空间属性。他测量三个山峰之间构成的三角形的内角和。因为测量精度不够，他无法得到肯定的结论。现在我们知道，类似的实验必须在更大的尺度和更强的引力的条件下才能有确定的观测结果。

科学的检验方法除了观测还有实验。我们知道事物的联系往往有一果多因和一因多果的情况。实验就是通过控制环境和条件，去除可能会干抗的因素而对单一因素的效应和结果的观测。有效合理的实验中一定会设定参照物或者参照样本。实验设计在针对人或生物的复杂系统的生物学或生理心理学里尤为重要。人的意识的介入往往会影响实验结果。比如，在心理学或药理学研究里，作为实验对象的人可能会对实验结果有所期待，从而造成实验结果的偏差。这时，实验安排对接受实验的病人保密。病人分为两组。参照组分发安慰剂，试验组分发真正的药物。最后对两组的结果进行比较。这是单盲实验。有时实施实验的人员也会影响实验结果。病人在和实验人员的交往中察觉或获取到实验信息。这时就可以将接受实验的病人随机编号编入参照组或者实验组。病人的信息也对实验人员保密。这叫双盲实验。这也是迄今为止最合理的实验方式。为确保实验的准确性，西方的药物实验多数采用双盲实验。我很想知道为什么中医药研究不用双盲实验。

深究而言，通过经验检验来确认一个科学命题或理论的合理性的想法有其内在的缺陷。实证检验可以看成经验归纳的逆过程。归纳是由经验观察里总结出现象和规律。而检验是以经验现察对总结出来的现象和规律进行验证。如果说简单的归纳法不能产生新的知识，简单的检验也就无法证实或者否定新的知识。当我们认为硬币第十一次抛掷后落在正面时，我们仍有二分之一的可能性是对的。第十一次和第十二次都出现正面仍有四分之一的可能性。在当前的粒子物理研究中，环境的影响（或者说背景噪音）足够的大，以至于观测和检验都变得十分困难。科学检验也不是绝对客观的。除了检测的过程，对检测结果的评估都是人的参与。这时人的作用类似案审中独立的陪审团。我们仍然无法肯定案审的结果一定公正合理。托勒密提出地心说后的一千多年里人类积累了许多的新的观测。这些新的知识无法证实也无法否定地心说，只有在本轮上再加上一个本轮的修正。如果我们不能打破固有的观念，就不可能得到真正的新的知识和新的科学。尽管经验检验不完美，它仍然是科学认知发展中不可或缺的关键部分。波普尔认为，当我们检验科学命题或者理论时，应该从批判和否定的角度进行检证。

--写于2022年7月2日（图片来自网络）