啥是科学

Uni-Note Vol.187

先说科学的研究工具——数学。

数学的基石是“理性主义”，奠基之作是《几何原本》，作者是古希腊数学家欧几里得。

《几何原本》里首先给出了五条公理和五条公设，其中包括“凡直角都彼此相等”等几何规律。

其实自然界不存在严格意义上的几何图形。因此，《几何原本》里的公理和公设是理性思考的产物，是超越客观世界的。

数学的发展，就是对公理和公设的“演绎推理”。由于推理都是等价的，因此所有的数学成果实质上是对公理和公设的重复，不能给人们带来关于客观世界的新知识。

而科学的任务，是探索自然界，获取新知识。单靠数学的“演绎推理”是做不到的，还得搭配“归纳法”。

“归纳法”，就是观察生活中的现象，总结规律。比如离开树枝的苹果总是落到地上，就是观察生活得出的规律。

此时再用“演绎推理”，我们可以得出推论：离开树枝的梨也总是落到地上。这个推论可以做实验来检验。

可见，科学的基石是“经验主义”。

接着，牛顿出场了，他是集“演绎推理”和“归纳法”之大成的科学家。他的力学三大定律，比神学更令人信服地解释世界，后世以此为基础发展出能量守恒和质量守恒定律。

它们滋生出“决定论”。“决定论”认为，既然世间万物都可以用物理规律来解释，那么每一个事件之间必然要遵循严格的因果关系。整个世界该如何发展，该走向何处，都是由自然定律决定好了的。那么，人类只是被“决定”好了的提线木偶，

人类的一切工作都没有意义，人也不用为自己的任何行为负责。

打脸“决定论”的，是英国哲学家大卫·休谟的“怀疑论”。他指出，“演绎推理”和“归纳法”都有致命的缺陷。

数学靠“演绎推理”，基于“因果律”，这并不可靠。过去存在因果关系的事情，将来未必存在因果关系。比如一只鸡每次看到农夫进养鸡场都会带来饲料，就认为“农夫来了”是“开饭了”的原因。

直到有一天，农夫来的时候带了一把菜刀，他是来杀鸡的。

依赖“归纳法”的科学也不可靠，因为科学家只能观察到有限的事实，由此归纳出来的规律不可靠；同时，科学家只能做有限的实验，以此来验证规律也不可靠。

既然“演绎推理”和“归纳法”都被灭了，“决定论”自然也就崩盘了。有趣的是，休谟老爷子只搞破坏不管重建，他怀疑一通之后，没有给出认识世界的答案，或者说他并不认为人类有能力认识世界。

出来善后的是德国哲学家康德，他先是假装同意休谟，说世界的真面目是完全不可知的（康德命名为“物自体”），然后找了个台阶——但是，人类感觉到的世界（康德命名为“表象”世界），还是可以用理性去把握的——只要人类别膨胀，科学还是灵的！

与康德呼应的是，数学家们开创了非欧几何，修补欧式几何的BUG；物理学家提出了相对论和量子力学，修补牛顿经典力学的BUG。在相对论里，时间和空间、质量和能量都不是绝对的，而是相互影响不断变化的。在量子力学里，连世界的存在都是随机的。

科学不再万能的时代，滋生了“实用主义”，哪个理论好用就用哪个。更严谨地说，是在一堆科学假设中，那些能够解释已有的实验和观测数据（符合“演绎推理”和“归纳法”），并且表述尽量简单（符合“实用主义”），而且还可以被证伪（将来修补BUG的可能性）的理论，就是合格的“科学”了——不管它是否已经被休谟们灭掉了。

所以今天我们的物理课本仍然会教牛顿经典力学，因为它比相对论好用。

至此，科学不再是世界的终极真理，仅仅是此时此地的实用工具。这些工具指不定哪天就不灵了。但比起神学、神秘学，

科学仍是当今人类能掌握的最靠谱的工具。

本文的部分事实，梳理自《哲学家们都干了些什么？》，作者林欣浩。今天的封面和配图，来自动画《瑞克和莫蒂 第四季》（2019）剧照。

獭祭鱼

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