编者按：在《科学声音》栏目里，@卓老板、@吴京平、@汪诘 这三位科普人在一期为《我们对科学的认识》节目里，一起开展了一次关于“什么是科学”的讨论，笔者觉得他们这期讨论非常有意义和价值，便将这档音频节目转成了文字，分享给大家；内容有改动。
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@汪诘
有位网友就给《科学声音》留言，说有个最大的问题，就是从来没有清晰的阐明科学到底是什么、不是什么。我一想这还真是，我们之前讨论了科学的局限性、讨论了科学与宗教，还讨论了中医的伪科学问题；但恰恰就是没有讨论到底什么是科学，或者说我们心目中的科学到底是什么。
《辞海》对“科学”是这么定义的：”科学是反映自然、社会、思维等的客观规律的，分科的知识体系。"《维基百科》对“科学”有另外的定义，感觉好像更好一些：“科学是通过经验、实证的方法，对现象（原来指自然现象，现在泛指包括社会现象等）进行归因的学科。”
但是无论如何，用一句话来说“科学是什么”都是很难令人满意的；毕竟定义是不能丢失简洁性的，但也正是这种简洁性，使得定义丢失了太多的东西。所以才值得专门花一期节目来讨论一下什么是科学。
@卓老板
科学这个词是英文“science”的中译，但不是中国人，而是日本人翻译的，被民国时期的海归们带回了国。
理解什么是科学，可能要从很多角度去谈；其中一个角度是这样的：科学是一种人类获取最靠谱知识的方法论。具体来说，这个方法就是通过观察，然后提出假设，再通过实验来验证这个假设；这套流程是逐渐形成的。
比如曾经在古希腊文明中提倡的知识，他更注重的是内在的逻辑推演，只要逻辑推演的过程是正确的，得出的结论再荒谬也会被人接受。所以在那个时期，跟数学相关的内容进展是最快的。数学严格来说不能算作是科学，它只是在某一些分支上跟现实世界有相似性；但一旦跟现实世界相联系了，“能被验证”这一条就越来越重要了。
比如文艺复兴后期，对一个假设的论证可能只是在某一个地区，或者是某一学术组织内部进行；但等到交通发达了，邮政系统出现了，远在伦敦的科学家就可以跟远在哥廷根的科学家沟通；再到后来学术期刊出现了，数量逐渐增多，就更能把优质的与劣质的研究区分出来，也更加速了验证的速度，提升了验证的严格程度。互联网的出现更加快了参与验证的规模，有的时候验证工作的工作量甚至远多于做出成果所需要的工作量。
验证的越多，最后能够经受住验证、考验的知识就越可靠。
@汪诘
科学的一个基本范式就是通过观察，然后提出假设；但这个假设必须要包含至少一个可以被验证的预言，如果这个预言通过了严格的验证，那么这个假设就可以上升为一个科学理论。如果不能通过验证，那么这个假设就会被推翻，或者要求这个假设做出修正，然后再继续验证；如此循环往复，直到成为一个科学理论为止。
这方面最典型的例子就是人类对地球和太阳之间关系的认识活动。哥白尼的日心说之所以能够推翻托勒密的地心说，关键的关键就在于验证。
@吴京平
科学活动所得到的知识是条件明确的，不可能模棱两可、随意解读。像相声里面描述给人算卦，算人家有几个兄弟，结果算卦给出来的答案是“桃园三结义，孤独一枝。”这话就可以做很多很多解释，他们家哥几个都能解释，那可不行。科学必须是明确的，不能模棱两可，而且还要能经得起检验，而且不能与任何适用范围内已知的事实产生矛盾。
虽然对“科学”这个词，每个人可能都有自己不同的看法、不同的说法，也很难找到一个所有人都满意的定义；但科学有一些特征，大家还是举世都公认的。首先科学研究的对象是可检测的，假如检测不到，那就只能放弃这个东西，你不能拿它作为证据。你说“月食是天狗吃月亮造成的。”那好，请问该怎么去检测这个“天狗”？根本就不能检测到这个“天狗”，那你怎么能拿“天狗”来当作一个证据去证明月食是由“天狗”吃月亮造成的？要是根本不能检测，最后只有放弃。物理学上曾经有过这样一段历史，大概有一百多年的时间，科学家们都在研究一个东西，叫做“以太”；各种各样的检测结果、各种各样的实验结果，老是互相出现矛盾；没办法，我们最后不得不把“以太”这个概念给放弃掉了，我们不再用它来解释任何东西了。
我们往往会面对很多很多未知的东西，有很多东西一时半会儿我们是搞不清楚的，人其实对于未来是有恐惧情绪的。为了平复这种恐惧情绪，或者是为了给我们现在一个解答，我们有时候会臆造出来一些东西给予解释；比如说“神仙”、“妖怪”、“上帝”、“老天爷”。当然，现在很多人喜欢动不动就把所有事往“外星人”身上推；特别是在香港，那里特喜欢干这种事。这些东西它都是不可检测的，我们没有办法去检测它，我们自然也就没有办法去研究它，所以这种东西根本就不属于科学研究的范畴。
还有一个很重要的规则，就是你提出的这个命题，它必须具有“可证伪性”。咱们还拿“相面”举例子，有时候相面会对你说：“看这位可客官天庭饱满，可惜印堂发暗，注定近日内必有一场官司，恐怕有贵人暗中相助给您保过去了，您自个儿现在还不知道？”那甭说这位客官、那相面自己也不知道，那相面的为什么敢说这句话？因为这段话他压根儿没法儿证伪，这巧妙就巧妙在这个地方，你没有办法去推翻他，你怎么能说他说的不对？所以这相面不愧是走江湖卖艺，常年的经验极其丰富。
比如古代欧洲治疗黄热病都是用放血疗法，假如病人好了，那就证明我放血疗法是有作用的，它发挥作用了；假如这病人死了，那就可以归结为病得太重了，治得了病，治不了命。但是你会发现这个说法它本身是不可证伪的。为什么不可证伪？因为它两头堵，它封死了一切证明这个理论错误的途径，如果你容忍这种东西进入科学体系，那我们很难依靠检测、排除这种手段把错误的东西给它剔出去，那我们这个科学体系得有多少东西被藏污纳垢地塞在里面，那可麻烦了！我们就不知道这个东西可信度如何。因此这一类不可证伪的命题，连被科学讨论的资格都没有。当然，我们平时吵架或者不严谨的辩论，特别喜欢这种狡辩性的技巧，用的就是这种“两头堵“的办法；总是想尽办法防止被对方推翻，那我不就赢了？但这种办法叫”逞口舌之快“，对于真正了解问题、解决问题是没有任何帮助的。
我们平常不自觉的就喜欢把某种理论当作“普适理论”。这又涉及到科学研究上一个非常有意思的现象，凡是”普世理论“放之四海皆准，那可就有麻烦了！因为从逻辑上推导，就会发现，凡是那些放之四海皆准的东西，都是永远正确的废话。落实到数学上，你最后就会推出了一个恒等式，毫无意义的恒等式“0=0”，没任何意义。一个真正有用的理论，一个有意义的理论往往都是需要前提条件的；在什么情况下、什么东西是成立的，而且还有适用范围；就是说在这个范围之内这个东西是好使的，出了圈就不好使了。科学研究往往就是在研究这个边界到底在哪儿？这个前提条件到底是什么？它还需要哪些前提条件？这样一遍一遍地不断拷问自己。
比如爱因斯坦搞相对论，它推翻了牛顿的理论吗？不是！它缩小了牛顿理论的适用范围。原来质量不太大的情况下、速度很低的情况下，牛顿理论是好使的；但是一旦偏离这个范畴，牛顿理论就开始不好使了；它其实是缩小了牛顿定律的适用范围。一个人如果真要能够独立思考的话，那首先就体现在你在接受一个新的知识、新的认知的时候，能不能首先去探究一下，这个东西需不需要什么前提条件？它的适用范围到底在哪儿？你要不断地去问自己这个问题。你如果先问这个问题，然后再去审视这个要接受的知识，那么我可以认为你有独立思考的能力；所以这种问题都是值得好好去考虑的。
还有一个情况就是归纳与逻辑推演的关系了。比如你说“天鹅都是白的”，结果发现了黑天鹅，那麻烦啦！你的理论立马就破产了！你不得不去做出修改一个理论。在适用范围内，它必须能够准确地预测结果，不能有例外；如果有例外，那就是你错了。像“天鹅都是白的”这种说法，它为什么会出错？因为它依赖的是归纳总结的方法，这个归纳总结都是对已知的事物做出的；对未知的东西它其实它挨不上，它并不能真正地去了解未知的东西。所以我们需要改换另一种方法，就是用逻辑推演。归纳总结的可靠性显然是不如逻辑推理的方法严密、可靠。
我们知道达尔文过去是博物学家，这个“博物学”很长时间内都不算是自然科学，其实它算是文科，跟地理、古董、收藏其实是一类的。卢瑟福就说这个这“博物学”简直跟集邮差不多，那就因为博物学长期以来，它并没有一条特别严密的逻辑体系在后面撑着。博物学家们到处去采集各种标本、记录各种各样的物种长什么模样之类的，然后拿过来进行细致的分类。但为什么要这么分？它背后有没有什么逻辑关系？这个标准到底是谁定的？其实这些都是人为主观规定的，并没有什么背后的客观规律。那这个物种跟那个物种长得挺像，他们俩之间有什么逻辑关系？也没有，我只知道他俩长得像。
达尔文为什么伟大？他就是发现这些表象背后其实是有逻辑关系的，因此他提出了“进化论”；在“进化论”的眼光里一看所有的这些分类、所有的这些物种，发现原来它们背后有着共同的祖先，所以他们长得这么像。这个逻辑关系找到了，生物学一下就从文科就变成理工科了；它被正式地纳入了自然科学的体系。所以没有达尔文也就没有现代的生物学，如果没有达尔文的这套体系的话，那么博物学还是文科，还只是收集、整理、分类这些东西。所以我们就知道一个逻辑系统要比一个归纳、总结系统更加可靠。所以现在自然科学系统是尽量用逻辑去代替归归纳和总结，这样的话它的体系就更加严密、更加可靠，而且预测未来的能力就更加强。
科学说到底是属于认知的范畴，它其实就是对外界万事万物做出的探究。那所谓的规律，就是在给定条件下要重复发生的事儿，不能重复叫什么规律嘛！所以科学也就特别重视重复性实验。
前一阵子中国有两位学者，就是因为他论文描述的那些个东西，没有办法被别人重复，闹得一片哗然；那是不是学术造假了之类的全来了。同样前一阵子日本的两位学者也是类似情况，那事儿还闹大了，闹得导师自杀身亡。为什么科学方面的伦理对这一点看得这么重？你一定要能重复，就是因为科学的根基就在于此；如果不能重复的话，连规律都不是，我怎么研究这玩意？因此在给定条件下可以重复的东西才能叫规律。
@汪诘
卓老板说到了，科学的方法是观察、假设、验证。而吴老师说到了科学的共同特征是理性、客观、可证伪、可重复，而且存在一个适用范围，并且具有普遍必然性。你们似乎已经把我想要说的都给说完了，那我只好从什么不是科学这个角度来谈了。
我是这么认为的，第一，如果研究对象和研究方法是既不能定性、又不能定量的，那么这个不是科学。但并不是说这就没有价值，比如文学、艺术这些虽然不是科学，但依然是人类文明的最重要的组成部分，很有价值。它们的共同特点就是无法做定性、定量的分析，大多数情况下靠的是人的主观感受。
第二，不以客观存在的事物或现象为研究对象的学问不是科学。更准确地说，就是事物或者现象还没有被证明存在之前，也可以去研究；但这个研究活动还不能称之为科学活动。只有在研究的事物和现象被证明了它确实是存在的之后，你的研究活动和结论才能被认为是科学。最典型的例子就是神和鬼以及各种人体的特异功能，研究这些是可以的，没有人拦着。但是在鬼、特异功能还没有被证明是确实存在的之前，对不起，你不能算科学；你要想踏入科学之门，你首先还要先拿出你的这个研究对象确实存在的、过硬的证据才行。
第三，虽然看上去用了一大堆的科学术语，但实际上研究方法和成果并不符合科学的基本范式（这里所说的科学的基本范式，也就是前面所说的那些方法和特征）；那么这些研究成果就是我们常常说的“伪科学”。这些伪科学往往喜欢用哲学思辨来代替严谨的推导和证明，所举出的证据也往往是孤证，基本上可以当作传说和故事来看待了。伪科学还经常和另外一个词一起出现，这就是“民科”；其实民科并非只来自民间，大学教授也可能是民科；鉴别民科的关键在于有没有科学精神。他们身上具备的一般特征是这样子的，他们都对科学富有狂热而近乎执拗的热情；却不曾接受过基本的专业训练，也无意接受科学训练；并且他们常常以“独特之梦想”为由，拒绝进入科学共同体，拒绝接受同行评议，拒绝承认既有的专业规范，拒绝接受从专业领域出发的任何批评。
第四，技术发明不是科学发现。比如中国古代的四大发明，我们都是耳熟能详的；但科学史的主流观点认为，这些只是具体的技术发明，不是真正的科学发现。科学发现必须是对自然现象本质、规律的探索。
第五、哲学是可以分东、西方哲学的，但是科学却没有东、西方之分。凡是一看到有人反对我们说，“你不要拿西方科学的这套标准来考察我们东方的东西”。那么每听到这里我就只能苦笑。科学只有一套标准，没有“东方科学”“西方科学”；科学就是科学，虽然它起源于西方，但是它是属于全人类的智力财富，没有国界，更没有文化的隔阂；甚至对科学来说，文化和感情都是多余的东西。
我暂时就想到这五点，不过这仅是我的个人观点，并不是引用哪个权威的说法。
不过说到这里，又想到另外一件事；李善友老师做过一期节目，好像叫“跨越不连续性”。在节目里他说”人类过去的一切知识的来源都是建立在归纳法之上的，而且还有一个‘连续性的前提假设’，并且还要假设‘明天和昨天一样’。“于是李善友老师就像道破天机一样，说这个假设前提是错的，所以我们的知识其实不那么靠谱（时间有点长了，可能记得不是十分准确，但有这么个印象）。我不知道李善友老师的这个观点是自创的，还是从别人那里引用过来的。我从来没有看到过一本严谨的科学史书，认为人类知识的来源靠的是归纳法；人类知识的来源靠的是科学方法，这个科学方法就是之前所提到的那些方法和特征，可不是单单靠归纳法。
爱因斯坦认为科学大厦的基石有两块：第一块是古希腊人从欧几里德的几何学中创立的”形式逻辑系统“，也被称为”公理演绎法“，从几个不证自明的几十个公理往前推演；第二块就是文艺复兴时期发现，通过系统实验可以找出因果关系。可以说现代物理学甚至绝大多数伟大的科学成就都是在这两个基础上发展起来的，并不是什么归纳法。恰恰相反，很多科普著作往往是把归纳法当作反面例子来说的，归纳法并不是严谨的科学研究方法，这个在科学界百年前就达成共识了。归纳往往是帮助科学家来寻找线索的，不是用来定论的。李善友老师大可不必当做什么了不起的新发现来说。
@汪诘
谈到科学，还不得不谈另外一个概念，那就是科学精神（或者说科学思维、科学思想都可以），这也是一个无法给出明确定义的词，这可能比”什么是科学？“更难说清楚。但既然今天我们聊到这个话题了，就想听听各位认为的科学精神是什么？
@吴京平
既然谈到科学精神，有一句话算是表达最到位的，就是”科学是来不得半点虚假的。“所以科学精神更是一种态度、一种治学的态度；是不是动用了你所能够动用的所有手段去确保一个理论的可靠性。怎么做呢？首先要保证你的证据是可靠的。所以医学上要做”大规模双盲试验“，孤证不立是因为孤证的偶然性太大了，都不能说明问题；我们必须随机、双盲、多样本，各种各样的试验要求，也就是为了避免这种偶然性。为什么要求试验一定要重复？就是为了把某次的偶然性给它消除掉。你碰巧碰上了，那不行！它必须是可以重复的。
我们现在已经拥有仪器、设备来延伸人的感官，我们知道人的感官。并没有想象的那么灵敏。那你为什么要排斥这些手段？你为什么就不肯使用这些手段？我们要尽量用能够拥有的手段去观察这个世界，观察这个宇宙。所以我们人类就要造越来越大的望远镜，造越来越大的加速器，就是为了把这个宇宙看得真真切切、看得明明白白。古人没这个条件，我们不能苛求古人；但现代人就不能再拿过去的落后当作某种光荣传统。可是现在还有很多学说，他们是拒绝使用现代化的检测手段，那显然就不能被纳入科学体系。这说到底我们还是可以把它归结成某种态度问题。
有了可靠的证据，你还得保证你推理过程没有错误。你凭着你脑子去毛估一下，那显然不靠谱！或者是仅凭着哲学思考、哲学思辨在那儿坐而论道。有数学工具你为什么不用？人类已经有了这么多的数学工具，你不用你不是亏了？这不是你没有穷尽你的手段去确保你的结论的可靠性。
总之，科学是一栋非常宏伟的大厦，这栋大厦建成是不容易，它是一砖、一瓦、一块石头一块石头垒起来的，它的地基就是我们现在的公理系统；各种各样的定理、定律、一层层累加起来的推论，就是构成这座大厦的砖头、瓦块，一砖一瓦，每个节点都在支撑着上面。如果没有公理，我们就没有地基了，如果有个节点不牢靠，那整个上面的建筑都会有问题；你要是不可靠的节点多了，那你这整个体系就成了豆腐渣工程了！所以整个科学不怕慢，就怕错，为了保证这个目标，我们才衍生出一大堆科学方面的伦理道德；比如说”来不得半点虚假“，就是为了保证每个科学结论可靠性。
一个零件不经过质量检测、不经过千锤百炼，你怎么敢往机器上装？这就是科学严谨性要求的来源。所以那些个动辄就就喊，”我被打压了！我有创新，他们打压我！“这可不行。那要去好好理解一下，为什么这些论文都是要经过同行评议的，那是防止不靠谱的东西渗透到现在科学体系里面；为了防止这个情况发生，我们不得不去动用这样一个手段。你大开脑洞有可能会带来某些效益，比如说一不留神有了个伟大发现，但是恐怕这种可能性也是微乎其微的；如果放任这种人进来，那风险不是一般的大。这是我的看法。
@卓老板
我想补充一点关于科学的现实意义，不知道大家注意到没有，曾经中国的土豪、最富有的那些人，在人们的口中大多是为富不仁的形象。为什么？因为他们的财富来源大都不是通过个人的能力，还有个人努力得到的；而是通过一些非法的手段，或者是垄断、腐败的手段得到的。这些人的孩子的素质也不高，也就是花天酒地，所以就造成了”富二代“这种说法。
但这近十年以来，越来越多的中国富豪不是这样的了；他们财富越来越多的比例，是通过合法手段获得的。他们这些人到了五六十岁之后，依然是高负荷的、长时间的工作，他们的下一代既有上一辈人巨额的财富积累，又有上一辈人的人脉关系，而且从小又被教育得要比上普通学校，或者上那种公立大学的学生有更努力的习惯。这样发展下去，中国社会留给平民阶层翻身的机会就会远不如从前多了！
比如说往前倒三十年，1980年，在那个时候的中国谁也不比谁富多少、穷多少；但是从2016年再往后推30年，这种差别会越来越大。平民阶层，要能够跳脱这个阶层，实现更大的价值，取更多的自由度，该怎么做？我觉得只有我们有一个”英雄主义“的心态才可以，而科学思维跟科学思想就是这把利刃。在当前的环境中，你掌握了一种如何取得最靠谱知识的技能，就算是这种技能不能让你赚到更多钱，也能让你在信息大潮中处乱不惊。不会因为，比如一篇10万+的文章情绪大乱，也不会因为自己关注的内容没什么人关注而迷失方向。这种气质、这种技巧传承给自己的下一代也是有百利无一害的。
我相信只要人类文明继续往前、往先进的方向发展，掌握科学思维就是有竞争力的。当然，咱们不排除人类文明有那种大跌落的情况，我觉得科学精神能在最近三百多年逐渐成为人类文明重要的分支，和它强有力的竞争力是分不开的。如果人类文明还能继续发展几千年，比如4016年，那会儿历史教科书里头应该就会像我们现在讨论”希腊哲学“一样讨论science。
@汪诘
我经常会看到有人留言说，“你们不要太迷信科学。” 对这句话我总是不太能听懂，因为科学就是破除迷信的最有力武器。那么”迷信破除迷信的武器“到底又是一个什么概念？科学精神的第一条就是与迷信完全对立的”怀疑精神“，不怀疑才叫迷信。那么”迷信怀疑“又是啥意思？总之，我觉得这个逻辑很怪，反正我是不太懂这样的”神逻辑“。但我还必须要说的是，光有”怀疑精神“是远远不够的，如果只有”怀疑“而没有”实证精神“，那么就很容易落入我前面谈到的”民科精神“中：怀疑现有的一切科学成就，但又拒绝用举世公认的科学研究范式来研究问题。
比如不懂什么是大样本、随机、双盲、对照实验，也不懂孤证不立的基本道理，只是一味毫无证据的坚信自己就是当代的”布鲁诺“。所以怀疑必须要加上实证才是科学精神。一个双盲对照实验就不知道破除了多少迷信。
科学精神还离不开理性的思维。比如相关性不等于因果性，证明因果性远不是一个统计相关就够了。例如你要想证明某一个传染病与某个病原体相关的话，就要满足著名的”科赫法则“才行；这个”科赫法则“是怎么说的？第一、必须在所有病人身上发现该病原体；第二、必须从病人身上分离并培养出病原体；第三、把培养出的病原体接种给动物，动物应该出现与病人相同的症状；第四、从出现症状的动物身上又能分离、培养出同一种病原体。你看！这四个步骤环环相扣，最后得出的结论不得不让你信服。你说这个”科赫法则“难道不是全人类共同的智力财富？当然对某些人来说，只要一听到”科赫法则“这四个字，完全不用去管具体的内容是什么，他就可以气势汹汹地说：”你们不要迷信来自西方的法则。“这样的话，在我看来就是一个”万能大棒“，什么都可以打。但是我想请问你，倒是说说看，这个来自西方的”科赫法则“，它到底哪里错了？
再比如说，”无法证明不存在可不等于必定存在“；像外星人、飞碟这样的传说，要证明不存在几乎是不可能的，但这可不等于外星人、飞碟就一定来到过地球了；举证责任恰恰是在宣称存在的一方。但还要记住一条，”越是惊人的声称就越要有惊人的证据。“
故事、传说，或者某个看上去有点奇怪的东西，可不是过硬的证据；还有就是自认为无法解释的现象不等于不能解释，很可能解释它的论文早就汗牛充栋了，只是你从来没有认真地查阅过资料而已。这些我通通称之为理性精神。
在一期节目中，无法在把所有的”理性精神“都总结全了，这个话题实际上是非常大的，还有很多可谈。比如说科学其实还分狭义和广义之分，也就是”基础科学“和”应用科学“之分。再比如说”科学“和”技术“到底是什么关系？再比如数学、逻辑学算不算是科学的问题等等。就科学这个话题延伸开去，其实可以谈好多期节目，但今天我们就讨论到这里，以后有机会我们可以继续在这个话题上延伸开来。
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