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第3章 科学教育概述(2)

E=(C,S,D,G,F,B,P,K,A,M)。其中E为特定的知识领域;C为确定知识的共同体;S为承认C地位的社会;D为E的论域;G为C的世界观;F为E的形式背景(逻辑和数学工具);B为特殊背景;P为问题组合;K为E所积累的特殊知识储备;A为C在对E提高上所抱的目的或目标;M为方法论体系或E中使用的方法。这些元素共有十二个方面的特征,满足了这些条件的知识领域才是科学,而任何不能满足上面所说的所有十二个条件的知识领域都将被称为非科学。邦格认为,只要精确区别于上述十个元素的特征以及它们的相互关联,就不难区别科学与非科学。

三、科学的特征

尽管科学哲学家在划界问题上还远远没有取得一致的意见,但可以看出,科学作为人类的一种活动,有其自身的规范和特征。给科学与伪科学各下一个完备的定义是永远不能令人满意的,但至少可以从一定的维度找出区分它们的基本特征。与伪科学相比,人们将科学的特征归纳如下。

(一)客观性

科学的研究对象和研究内容都是客观的,其研究结果——科学知识是人类通过对客观世界的认识而形成的相对正确的概念体系。科学的天职在于追求真理,科学必然以“真”作为评价标准。在真与其他因素之间,譬如“美”,科学自然选择真而不是美。

伪科学极端蔑视现象知识的客观性地位。它所赖以确立的事实材料无法复核,其中大都是虚假的传闻,不具备科学事实的起码要求。伪科学常常缺乏对客观世界的深入研究而致力于探讨所谓的“不解之谜”或“神秘之物”。

(二)理性

科学追求理性至上,提倡怀疑精神,不惧怕任何权威,敢于提出问题和分析问题,并用实践标准检验理论。因此,理性是科学研究的最高原则之一,也是科学研究的出发点和归宿点。科学理性是由逻辑、数学和实验三大要素组成的,它们分别对科学知识的系统性、精确性和可靠性提供基础和保证。

而伪科学则不同,其方法论的核心是信仰。伪科学所提出的命题、原则和假设等,都以信仰为前提,不要求人们提出问题和分析问题,不允许人们怀疑和进行实践检验。

(三)可检验性

科学知识是经验上可检验的。“经验上可检验”意指:其一,能够通过受控研究可靠地鉴定被研究对象(即观察陈述)产生的相关条件之间的依赖关系;其二,再现这些条件的变化对被研究对象的影响,即实验的可重复性;其三,理论的预测能被实验精确地检验,由于预测是可检验的,即有丰富的经验内容,因而具有可证伪性。任何理论,只要称得上是科学的,就要经得起实践的检验。生产实践和科学实验不仅是科学的来源,也是检验科学的标准,尤其是科学实验,是人类创造性的实践活动,具有检验科学理论的能力。一个重大的科学“判决性实验”,就可证实、证伪或推翻某种结论。

伪科学则不然,它往往自称是最新科学,实则是违反科学的方法和规范。由于伪科学没有公认的范式,没有清晰、精确的术语,从事伪科学的人必须按自己的理解作出假说和预言,在论证自己的所谓“理论”时,伪科学常常求助于神话传说,而不是通过科学实验来证实,其结果经不住真正科学实验的检验。如果说伪科学也标榜自己经得住经验的检验,那么不过是“眼见为实”一类的魔术表演罢了。伪科学的预言是不可证伪的,预言的结果尽在“信则有,不信则无”的“忠告”之中。

(四)可重复性

重大的科学发现,不仅实验者本人能重复,而且其他科学家和实验室在相同的条件下也可重复,否则就得不到科学共同体的公认。可重复性是科学客观性或主体间性的重要体现。

而伪科学思想往往具有特殊性,缺乏解释力,所以,一旦发现有巧合事件就紧紧抓住不放,企图通过对这一事件的案例分析来印证自己的理论。即使所谓的伪科学“实验”,也是主观臆造的产物,违背客观规律。

(五)增长性

科学知识的增长问题是指,如果能被一种科学知识说明的新的经验领域的事实越来越多,这种科学知识的预测越来越多地经受住了严峻的检验,那么就意味着这种知识进步了;反之,如果一个知识体系遇到越来越多无法解决的难题,那么就意味着危机产生了,或者它将被与之竞争的理论所代替,就像爱因斯坦广义相对论的引力理论代替了牛顿引力理论那样;或者它的合理部分被归并到新的理论中,就像光的微粒说和波动说的合理部分被归并到光量子理论中那样。因此,一个科学共同体一方面努力发展自己的理论,另一方面,也十分关注相关理论和与之竞争的理论的发展,不绝对拒绝新的假说和新的方法。

由于伪科学在经验上是不可证伪的,也没有任何理论研究的目标,所以一般来说,伪科学理论长期处于不发生变化的状态。伪科学不仅不需要借鉴任何其他科学理论,而且与所有科学理论的本质是相悖的,所以它的理论与其他科学理论的发展无关,如果说伪科学也时常使用一些科学术语和科学常识,那不过是为了更好地掩饰它们杜撰的虚假事实,其实它们使用的那些科学术语与科学常识与它们自己的理论牛头不对马嘴。

(六)批判性

科学欢迎合乎理性的批判和自我批判。在科学界,任何一个自称为科学的理论,都必须接受经验事实的检验,而不管它的提出者的地位或学术如何高。从这个意义上来说,科学无禁区。正如波普尔所指出的,科学家看一种理论应看它是否能受到批判讨论:看它是否使自己受到各种批评,又是否能经得住这些批评。牛顿理论、爱因斯坦理论都受到类似的检验。

一切真正的检验实际上都是有意的反驳。只有当一种理论成功地顶住了这些反驳的压力,我们才能声称它已为经验所确证或确认。

有组织的怀疑导致科学不断发现自身的错误,形成自我纠正的良性发展机制。组成科学的一切要素都要经受经验或实践的批判,经受科学家根据自己或他人经验结果所作的批判。不管用什么科学方法得出的科学理论,或从理论推演出的结论,还是用来检验理论的证据,甚至科学方法本身,都必须经受批判性的评价。而伪科学则拒绝批判,认为自己已被证明从来不会有错,不允许别人提出反驳,拒绝对自己的学说进行修正,更谈不上自我批判了。

第二节 科学观的演变

从科学哲学的发展来看,科学观自诞生之日起就一直随着时代的发展而发生着改变,甚至在同一时代也存在多种不同的科学观,科学哲学的不断发展使得人们对科学本质的理解也愈加丰富。从科学哲学的视角来看,我们可以粗略地把科学观分为传统科学观和当代科学观两大部分。

一、传统科学观

传统科学观主要有经验主义的科学观、理性主义的科学观、实证主义的科学观和逻辑实证主义的科学观。

(一)经验主义的科学观

经验主义科学观又称为归纳主义科学观,其要义是:科学是从经验事实通过归纳法得出来的知识。科学始于观察,科学是客观的,科学知识是可靠的知识。

经验主义科学观以哲学上的经验论为理论基础,其代表人物有培根、洛克(J·Locke)、贝克莱(G·Berkeley)、休谟(D·Hume)等。经验主义强调经验和感觉的重要性。培根指出,“一切自然的知识都应求之于感官。”洛克则认为,“我们的一切知识都在经验里扎着根基,知识归根到底是由经验而来的。”总之,经验主义的基本观点是:知识的来源是现实的生活,而不是间接经验和书本知识;知识获得方式是从个别到一般,而且只有以这种方式获得的知识才是可靠的。它反对由一般演绎为特殊,也就是说,认为知识是纯粹经验的产物而不是理性的产物,因为知识的源泉是经验,而科学是建立在事实基础上的。

(二)理性主义的科学观

理性主义认为,一切知识均源于理性所显示的公理。理性主义的科学观把科学知识当作外在于主体的客观存在,学生的学习就是获得这些客观知识。理性主义科学知识观以哲学上的唯理论为哲学基础,其主要代表有笛卡儿(R·Descartes)、斯宾诺莎(B·Spinoza)、康德(I·Kant)、黑格尔(G·W·F·Hegel)等人。早在古希腊哲学家柏拉图时代,知识就被认为是人类理性的产物。在理性主义科学观中,科学知识被认为是“客观的”、“绝对的”、“科学的”。“客观的”是指知识是一种具有客观基础的、得到充分证据的真实信念,它与仅仅是个人的意见或证据支持的主观信念相区别。“绝对的”是指通过严格的与科学的逻辑过程(即理性思维过程)获得的知识具有绝对的、永恒的和普遍的价值特性,是不容置疑的。“科学的”是指知识是按照学科体系各自成为一种具有某种共同本质属性的学科知识,每一种学科都有自己的知识体系和语言。

(三)实证主义科学观

实证主义继承经验主义传统的流派,自称为自然科学发展的产物,要以自然科学的实证精神建立知识的范式。其代表人物有孔德、穆勒(J·S·Mill)、斯宾塞。实证主义者认为,科学代表了人类最可靠的客观知识,是科学家通过实验或经验的科学方法获得的关于自然界的规律。由此形成了科学研究所必须遵循的价值观,亦即实证主义的准则:超然、诚实和公正。从科学理论与科学证明方法分析实证主义的知识理论,认为:科学由观察经验开始,从观察和实验收集经验事实,然后对事实加以分类和整理,再推出定律与理论,也就是说观察先于理论;理论的可靠基础在于观察和实验的检验,凡是能被实验或观察检验的理论即是真理,或至少包含了真理。

(四)逻辑实证主义科学观

20世纪上半叶,逻辑实证主义成为占主导地位的科学哲学。逻辑实证主义即是由着名的维也纳学派为表明自己的基本哲学立场而创立的一个名词,而其基本特征就是对于经验主义立场的坚持与逻辑方法的强调。其逻辑的原则受惠于弗雷格(G·Frege)和罗素创立的现代逻辑的分析方法,经验的原则无疑来自从休谟、孔德、穆勒到马赫(E·Mach)的经验主义传统,维特根斯坦的《逻辑哲学论》则为其奠定了基本的哲学原则。

逻辑实证主义科学观体现如下一些主要特征:

第一,从科学认识论的角度去分析,逻辑实证主义所采取的显然是一种经验论的立场,即认为只有直接经验是完全可靠的,从而,这也就应当被用作科学的逻辑重建的最终基础。

他们拒斥“形而上学”。

逻辑实证主义崇尚经验科学,主张用怀特海和罗素的符号逻辑分析现代科学。它所提倡的科学方法是假设-演绎法。整个科学研究的过程,就是先以开放的眼光观察自然现象,通过归纳发现获得某些规则,进而在头脑中形成某种假说,再收集资料验证假说,若假说成立就变成科学知识。这样,所产生的知识就可称为科学知识。而且一旦被确证,科学知识就变成绝对的真理。这种真理不会被推翻,因此,科学知识以一种线性累加的方式不断增长。

逻辑实证主义者正是用逻辑和经验这两把“刀子”,砍掉了他们所怀疑的反映客观世界深刻规律性的知识,保留了他们用逻辑方法确立的经验知识。

第二,逻辑实证主义者用“逻辑分析”确立科学知识,这是因为他们认为,科学知识是用逻辑工具分析经验的结果,而不是用先验理性综合经验得到的。这就孕育了一种逻辑的知识观。

逻辑实证主义者认为,所谓科学知识,乃是科学语言的“逻辑形式”,即卡尔纳普所说的“语言的逻辑形式”——语词和语句(概念和命题)之间的逻辑关系。按照这种科学知识观,科学追求的是形式化的逻辑推理性的理论。逻辑实证主义由此对发展现代自然科学的逻辑方法论作出了重大贡献。正是他们把数理逻辑作为有力工具引入现代自然科学,为它们成为精密完整的理论科学提供了必要的条件。

不过,这种知识观把科学知识的形式方面绝对化了,看不到科学知识本质上是发展着的概念体系,在一定程度上窒息了科学认识前进的活力。这是由逻辑实证主义总的经验主义知识观所决定的,因为它认为科学知识来源于经验,是表述经验的语言的“逻辑形式”,而理性的概念在这里是没有地位的。

第三,逻辑实证主义对于“统一科学”的追求显然也可被看成先前所提及的关于“一个世界、一个真理、一个科学”这一信念的一个具体体现:“既然整个世界是统一的,那么,整个世界便可以在一个体系中阐述:同一主义必然演化为‘体系癖’,导向后现代主义批判的‘宏大叙事’与‘元叙事’。”

他们认为,科学的分门别类是由于“分工的实用理由”造成的,而事实上,不仅经验科学的各个分支,而且各门社会科学和人文科学,也都是一种“总括万殊的统一科学”的一部分。

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