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科学的科普(4)科学不科学伪科学假科学 精选

已有 4243 次阅读 2024-6-7 06:54 |系统分类:科研笔记

科学的科普(4)科学不科学伪科学假科学

张武昌2024年6月7日星期五

 

目前科学思想深入人心,全球、全社会都在强调科学精神,国家强调科教兴国。但是,科学也有局限性,并不是所有的认知都是科学的,并不是不科学的就是错的。我们的日常生活中常说的与科学对应的词还有不科学、伪科学和假科学,这些词汇和科学的关系是怎样的呢?我们通过科学的边界来进行解释。

 

科学是以学科的方式整理的知识(对事物的认知),科学工作包括

科学整理(包括但不限于文献整理)、

科学教育(知识的有组织、系统和规模化的传承)

和科学研究(产生新知识)。

 

本节以科学研究的特点来阐述科学的边界。

 

前面提到学科的命名基本是按研究客体进行的,对于这些不同的研究客体,科学研究要同时具有两个特点:第一,同时具有可证实性和可证伪性;第二, 研究客体要量化并能进行数学分析。

 

 

科学的可证实性和可证伪性

 

科学研究的特点是讲究实证。科学发现要通过发表的方式向世人宣告,一般可以总结为一小段话,说明自己的观点,使用“”谁主张谁举证“”的原则。你不能主张说灵魂是存在的,但是让反驳者提出灵魂不存在的证据。

 

科学发现要能证实又能证伪。证伪就是可以证明是错的。否定句是不能证伪的,所以不能用否定句。

科学发现的最高境界是发现新事物和新的因果。

对于新事物:要说明新事物的特点(形状大小质量温度等范围),在已有的认知中没有记录,所以是新事物。不能使用“不是A形状,大小不在B-C的范围内,温度不在D-E范围内”这样的句式。

对于因果关系的发现:要用“A现象是B造成的”的句式,不能用“C不是D造成的”这样的句式。

 

在科学研究中有一个重要的词叫实验experiment。比如一根木棒能否承受100g的力量,你根据木棒的材质、厚度、长度等指标,按照已有理论判定能或不能,提出假说这根木棒能承受100g的力量,然后进行实际验证,看看你的假说是对是错叫实验。如果你不知道能不能承受,没有预想的答案(假设,假说),用个100 g的砝码试一试,叫试验test。即有假说的试验即为实验。即科学结论一定要摆明你的态度,行还是不行有个说法,模棱两可不能证伪不行。

 

 

 

证实就是“只要满足条件,就会出现结果”。所有的科学问题都是通过取样来完成的,不可能对所有的事物进行检查,例如著名的例子:所有的天鹅都是白的,几次实验的正确并不说明其正确,而是实验次数多,说明其正确的可能性大。满足的条件是计数所有的天鹅,这是不可能完成的,所以理论上所有的科学发现都是部分证实,不能完全证实

 

但是要证明其错误,只要发现一只天鹅是黑的即可(证伪也很难,如果没有发现黑天鹅,就要一直数,直到最后一只天鹅。但是如果运气好,第三只就是黑天鹅,就显得容易了)。因此科学理论发现几乎永远处于被验证之中。

 

(赠:在上面的语境中,天鹅是一个物种。但是实际上,黑天鹅和白天鹅属于不同的物种,有着不同的染色体数量(黑天鹅的染色体数量为2n=46,而白天鹅的染色体数量为2n=44)和DNA序列,无法进行杂交繁殖。因此从理论上讲,黑天鹅白天鹅的例子并不恰当。)

image.png

科学世界中这样的著名案例是牛顿的宇宙模型,解释了大部分的星体运动,但是只有水星的进动没有解决,就被相对论取代了。

 

“灵魂的有无”是既不能证明也不能证伪的典型,所以不在科学范围之内。祥林嫂问鲁迅“这世上究竟有没有灵魂”,鲁迅回答说“也许有吧,我也说不清”。孔子对鬼神的态度是存而不论,鬼神可能有,也可能没有,所以 “子不语怪、力、乱、神”。民间遵守“信则有,不信则无”的说法,即这一问题属于信仰领域,不是科学领域。

 

 

科学的量化和数学分析

 

对物质的量化包括两类:第一类是物质(事物)的存在,即通过探测方式证明其存在,要给出这个事物的特征(如温度,质量,体积,形状,速度,硬度等能量化的特性),用以通过仪器观测来辨别是这个事物而不是其他事物,在数学上的表达就是最为简单的0(不存在)和1(存在)模式。灵魂、气功的气、暗物质由于没有直接的证据,都不能证明其存在,所以不是科学。是的,你没有看错,暗物质虽然炒作的很火,现在还没有进入科学研究的阶段。

 

量化的第二个标准是事物存在的情况下,对其数量和变化程度(如速度)进行量化。不能量化的事物有很多很多,例如笑是客观存在的事物(跨过了0和1的量化),但是目前没有对笑进行有效的量化,人们形容笑的程度只有微笑、大笑、狂笑等。与此相似,幸福感的量化也没有,生气的量化也没有。

 

没有量化并不表示无法进行因果描述,例如虽然无法对高兴的的程度进行量化,黄金的数量和高兴的程度却有大家公认的数量关系,黄金越多越高兴,由于不是数量的精确表达,因此属于哲学范畴,不是科学的范畴。

 

不能量化的知识不一定错,例如中药有很多验方,它们的实证说明有效,是(部分)正确的。但是由于没有说明有效物质的分子式(化学和数学结合的语言)、分子量等,因此不是科学的,但是中医中药有很好的实证,可以说有千百年的临床验证。西医药品要说明分子式、有效成分含量,要有临床试验数据,要有禁忌症、毒副作用说明,国家要求商品严格表明保健品和药品,区别就是保健品没有这些说明。

科学和她的伙伴们

 

看到这里,我们就可以比较什么是不科学、伪科学、假科学

正是由于科学的这些做事方式,科学一词也被用做形容词,科学的方式要符合上述两条标准,不符合其中的任何一条都被认为是不科学的(但不一定错)。

 

如果一件事被科学界认为不是科学的范畴,而有人对非科学界的人欺骗说是科学即为伪科学。例如养生产品中大量出现某某生物活素,因为在其说明中并没有说明其分子结构(没有给出物质特性加以定义),没有给出含量(可以验证),所以是不科学的,但是打擦边球,没有明说自己是科学,但是说得和科学语言近似,有冒充科学的嫌疑,打击伪科学很难,属于文字游戏类,科学家不愿惹上一身骚,这就是社会上抱怨科学家没有站出来为老百姓说说明白的原因)。

如果科技圈的人数据作假或逻辑作假(玩魔术),即为假科学,学术打假就是查出有人造假,是严重的学术不端。因为有可以证伪的方法,所以打击科研造假很容易。如果科研造假者不是傻而是坏,一般会被驱逐出科技圈(类似行业准入制度)。如果科研造假者是由于疏忽或技不如人,而不是主观故意,虽然不至于受到严重惩罚,但是科研声誉会受到很大影响。

 

当年司马南先生与气功大师和魔术人员有一场持续很长时间的论战,焦点就是要区分魔术表演和科学实验,不是科研圈的事,属于伪科学和科学之争。

 

方舟子先生搞的学术打假运动则是对证据和逻辑链的质疑,大部分的案例集中在科研人员夸大实验的代表性、夸大实验的价值。

 

总结一下,科学不科学伪科学假科学的关系可以用下图表示:

 image.png

 



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