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[美] K. E．鲍尔登
原载Science杂志第207卷

在人类知识领域内，科学是一个模糊的体系，科学的界限似乎可以任意划分，科学确实是一个远比许多科学家所想象的更为模糊的体系。虽然如此，在全世界范围内，还是存在着一个核心的科学社团；尽管这个“无形的共和国的公民”在很大程度上是自封的（因为连哲学博士也不一定证明他是社团的一员），但这个社团还是有其大致明显的范围，它所考虑的和所做的一切可以称之为科学。科学遗产中某些组成部分源远流长，可以追溯到古代巴比伦的迦勒底天文学、希腊和印度的数学以及中国的工艺学，甚至能够重建濒于灭绝的科学学科。但是，在科学史上堪称“伟大的加速度”的，通常自哥白尼时代开始。当然，从哥白尼到伽利略这一期间，科学的进展获得了巨大的推动力，它促使科学家的队伍几乎不断扩大，科技书刊日益增多，同时所研究的科学问题也越来越复杂。此外，由于这种推动力，科学思想和科学概念的正确性也有了不断的提高。像这样的情况，人类历史上是前所未有的，今后恐怕再也不会出现。随着这种推动力的产生，科学事业欣欣向荣，然后停滞或下降，因而出现了拱形曲线的情况。任何事物都不会永恒地发展下去，也许只有整个宇宙是例外。至于我们现在究竟处于这一发展过程中的哪个阶段，尤其是我们是否已经达到顶点，不可避免地开始走下坡路了，对这个问题，今天还存在着相当大的争论。

??类文化中一个分支的科学，其崛起是由于文化上的变革因而产生了强大动力的结果，而文化上这种变革基本上是由于伦理标准变革的结果——人们的评价方式（伦理标准）的变革，后来通过它所创造的文化一代代留传下来了。产生科学变革的起源至今尚未完全弄清，这与西欧的文艺复兴不是没有关系，后者又与希腊东正教的东山再起、以及土耳其征服君士但丁堡之后希腊学者从拜占廷向别处渗透有关，而且还与新教（耶稣教）的改革及随之而来的宗教运动有着一定的联系。但是至令个人迷惑不解的是，为什么科学在信奉基督教的欧洲如此迅速地发展，而不在中国，也不在伊斯兰国家。有一点值得推究，即科学之所以在信奉基督教的欧洲崛起，不是偶然的，因为基督教是由一个木匠创建而由一个造帐蓬的人和一个渔民传播的无产者的宗教，后来经过君上但丁终于在欧洲取得了统治地位，这样一来，使劳工和物质合法化了，同时也使深入科学的变革更有可能。但是，即使就当时的情况而言，科学上的变革为什么发生得如此晚呢？在这方面，科学与技术（甚至“民间技术”）之间的相互影响，也许给我们提供了一个线索。

好奇心、试验和诚实

为什么发生科学变革，我们也许还不能解释清楚。但是它毕竟发生了，这是毋庸置疑的：从十五世纪以来，一支小小的、通讯联系很差的亚文化群，在以社会精神素质异乎寻常为特点的欧洲发展起来了。它非常重视好奇心。这民间有句谚语：“好奇会招祸，”。如果有人对得到公认的宗教或统治者的合法性持怀疑态度，几乎在任何社会里都是朝不保夕，非常危险的。与好奇心相联系的是相信试验，即相信现实世界不仅存在，而且其本身还会对各种疑惑作出解答。因此对谬误进行检验，并非不相信经典著作，而是检验已有的经验和期望。与此相关的，就是用试验作为筛选因素，在理论形成过程（想象的突变）中，对逻辑推理与设想极不容易结合这一点应约特别予以注意。没有设想，科学就没有可试验的对象：没有试验，设想就无从引起异议。试验的进行，既要靠逻辑推理，又要靠有条理的信息输入，这些信息是从客观外界、直接从各个感官以及从别人可靠的记录中获得的。

相信别人的记录，对科学的发展是很重要的。所以科学社团中另一个重要的伦理原则，就是要诚实第一，即特别注意不要说假话。这个标准，在民间文化中偶尔有之，在官僚政治文化中很少见到，而在科学文化中则是最主要的。如果发现有人在对试验作总结时弄虚作假，就要将他从科学界清除出去，当然这仅仅是难得发生的少数情况之一。与诚实这一原则相关的还有另一个原则，这就是不要把威胁作为迫使别人改变自己的观点和做法的手段。要别人改变观点，应当凭证据，而不是靠警察威胁，这是科学界的一项基本原则，这就是科学界实质上不同于共它一切集团，特别是政治界和许多宗教团体的地方。

这一支小小的亚文化群及其精神素质的发展潜力，事实证明是非常大的。科学家在全人类中所占的比例非常小——也许不到千分之一，然而科学却是非常普遍的。在这个世界上，恐怕没有一个国家在其某地学校教室的墙上不挂着元素周期表，不管这个国家的社会是穆斯林的、天主教的、共产主义的或佛教的，而元素周期表则一律相同。不过，科学有他自己活动的场所——大学、实验室、研究所，这些地方存在于社会生态系统中，虽然这种生态系统（无论是教会、国家、商业部门或慈善团体）在经济上支持科学事业，但是他却不遵从科学界的准则。由于科学界有其特定的伦理标准，他与自己所处的并受到其支持的社会上各界之间，始终潜伏着一种紧张气氛。不过，这种紧张气氛很小演变成为公开的冲突，但过去也偶尔发生过，现在很难保证今后不会发生。

对科学合法地位的威胁

科学这份遗产现在非常牢靠地创立起来了，在此谈论对科学今后的发展可能产生某种程度的威胁，似乎有点荒唐。科学占居着社会生态的“神龛”，是人类社会中必要的因素，但对于这一因素重要性的认识，在很大程度上取决于非科学家们，尤其是那些预算（无论是政府机关、教育部门或工矿企业的预算）决策者们头脑中对科学如何看待，如果他们心目中对科学的看法发生不利的变化，那么科学所占据的“神龛”只好开始关闭。之所以有可能发生这种情况，或者由于有人散布一种对科学不切实际的幻想，或者由于有人对科学的本来面目加以完全相反的歪曲，这一点危害性更大。

因此，设法察觉可能出现对科学的错误看法是很重要的。有一种糊涂观念在科学界以的人士中，甚至在科学界内都有一定市场，他们认为有那么一个唯一的“科学方法”，即所谓试金石，可以用来鉴别什么是科学，什么不是科学。

我们科学界内部所使用的方法是多种多样的，而当前科学上仍然面临的问题之一，是如何制定一些合适的方法，能够符合各个不同领域的认识规律。在某一领域内行之有效的方法，不一定适用于其它领域，这就需要经常对这些方法本身加以评价和改进。目前阻碍科学界知识增长的最大障碍之一，也许是不加分析地将在某一认识领域中行之有效的方法照搬到另一个确实不合适的领域中。此外，有许多科学方法并非科学所独有的。如炼金术士需要实验，占星学家要进行仔细观察，泥土占卜者和算命先生要利用测算，神学家也懂得逻辑推理。凡此种种都不是科学上独有的方法，因而不能以此来划定科学的界限。

专门的和一般的科学方法

观察和实验是两个“专门”的方法，二者是可以同时使用的，不过在某些学科中侧重观察，在其它学科中却侧重实验。最早使用的一种专门科学方法不是实验，而是对时空关系进行观察所作的详细记录。这种方法首先在天文学中使用，后来在地理学、林奈生物学、考古学、文字记载的历史以及经济学中国民收人统计等方面都使用了。实验方法适用于研究具有大概率事件，具有不变参数以及包括独立子系统的系统。在这些认识领域内，实验方法一直是很有用的，这一点，我们在化学、物理学和分子生物学中看得格外清楚。参数是否固定不变，对于观察和实验都是重要的，因为预测能否成功，有赖于参数的恒定性。例如，天体力学之所以取得成就，主要是由于太阳系的演变过程实际上已经结束了，因而其参数是恒定的。

测量和逻辑推理是所有学科都要使用的“一般”方法，当然使用的程度不同。要使科学能够将人类对世界的认识超越人类领域之外，向着宏观世界（例如宇宙学研究的）或微观世界（如分子、原子、质子、电子及比目前更小的基本微粒结构）探索，测量是特别重要的一种科学方法。测量是一种技术手段。的确，情况很可能是这样：从历史上看，技术对科学的贡献大于科学对技术的贡献，至少在两者之间始终有着反馈作用，不断地相互促进，在试验中，测量是十分重要的，尤其是对那些宏观领域和微观领域的研究，更是如此。

然而必须强调指出，测量结果所得到的数字是人脑的产物，而不是现实世界的客观存在。现实世界中有些参数，诸如加入π、e、光速、普朗克恒量，等等，是独立于人脑之外的；有些数字可以通过计算求出，其书写形式如何取决于记数法。不过，无论采用什么记数法，这些数字只表示一定的大小，正如用任意单位的计量所推导得出的数字一样。还有一些是表示心理知觉的数字：7±2。但是，就大部分而言，现实世界不是由数字构成，而是由不同形状、不同大小的物质组成的；与其说它是定量关系，不如说它是拓扑结构。定量分析主要是人脑的一种代替方法，当然它还是很有用的。然而，要是有谁认为现实世界是由数字构成的，那他便堕入糊涂概念的迷惘之中。可惜这种错误看法目前还相当普遍。也许有人认为：由于人的神经系统有某种缺陷，不能使我们形成拓扑结构的复杂图象，因而只好使用定量分析，这种看法确实值得商榷，幸亏，拓朴结构可以映射成一系列数字这一原理，使我们能够将数字映射成拓扑结构，以理解现实世界（甚至更复杂的空间结构）中拓朴结构的相互关系。尽管如此，我们所试图理解的仍然是拓朴结构。

逻辑推理也许是人们进行探索活动必不可少的最一般的方法。现在对科学有一种很普遍的错误看法，认为科学上基本理论的原理和范例，是根据观察和实验归纳推理的结果。我认为这么说比较确切：科学是对现实世界有条理的想象的产物，它要不断受到内在必然性的逻辑和外部各种期望的公开记录的检验。所谓理论是智力在这种演变着的生态系统中突变的结果，而由内在逻辑和外部未实现的期望进行的实验乃是筛选过程。

然而，筛选过程是从内在的逻辑推理开始的，它主要包括对真实的可证实性或同一性的知觉过程，与亚里士多德相反，我们认为对真实性或同一性的感知，可以有程度上的差异。这样，我们就可以根据其真实性的程度，对科学界的设想、理论和范例进行分类。作为科学的核心的当然是从数学开始的逻辑上的可证实性，而且所有这些可证实性一旦被论证，便成为不言自明的公理。凡是最终还不能证实的假设，便不能算是数学公理。