真正的科学：绝对务实，相对求真

science，是中古英语借拉丁语scientia，本意知识，后指科学。明治维新时期，日本的西周助将science翻译为科学，意为斗量学。在晚清，中国学者曾并用“格致”和“科学”来表示science，后来我们把这个词的翻译统一为科学。

1915年，陈独秀创刊《新青年》的第一篇文章《敬告青年》，就提出人权与科学并重的口号，后来叫“德先生”和“赛先生”。

科学是农耕社会进入工业社会的关键要素。我们今天波澜壮阔的现代化进程，离不开科学技术这个第一生产力。然而，在新文化运动的100年后，我们真的接纳了赛先生吗？这篇文章说的，就是什么才是真正的科学。

科学之萌芽是很早的。有人说亚里士多德和墨子，杠杆原理和小孔成像就已经是科学了。

但严格地说，公元前的科学萌芽，应该归结为自然哲学、数学和工程学，都不是现代意义上的自然科学。现代科学的奠基者，主要是伽利略和牛顿。1619年，伽利略为了跟教会辩论彗星问题，写了一本书《试金者》。1713年，牛顿为了消除对《自然哲学数学原理》的误解，创作了《哲学的推理规则》。正是这两篇著作，阐述了科学家应有的方法论，从而解决了现代科学诞生的两大前提。第一，科学与（古）哲学是怎样区分的。第二，科学与玄学是怎样区分的。搞清楚这两个问题，就知道什么是科学了。

在古代文明的多数时间，学者并不使用科学，而是用哲学阐述自然现象。但这不代表古人当中没有天才，或自然哲学不够伟大。比如德谟克利特的原子论、王安石的元气论，都预言了物质是由不可分解的基本单位组成，而道德经中的宇宙起源，甚至跟大爆炸理论不谋而合。

大爆炸理论跟“三生万物”之论具有相似性

但为什么我们不能把哲学家的工作看成科学呢？这就是科学的方法论问题。哲学和科学的主要区别，是理论建构的过程不同。自然哲学，要思考和假设什么是宇宙真理，然后用演绎法推断真理的表现形式。而自然科学，首先解释各种自然现象，然后用归纳法，总结真理在观测能力之内的“有效理论”。

所谓“形而上者谓之道，形而下者谓之器”。自然哲学从形而上出发，是“乘天地之正，而御六气之辩”。自然科学从形而下出发，是“博观约取，厚积薄发”。

科学与（古）哲学的不同构建形式

同样是解释自然现象，为什么自然哲学的路线就不可取呢？这是因为人类的理性，是无法摆脱自身局限的。不管什么样的天才，他想出来的宇宙真理，都很难做到跟老天爷一致。即“道可道，非常道”。

这里最经典的例子，就是亚里士多德在自由落体问题上的错误。亚里士多德认为，一个物体之所以下坠，是因为四大元素要向自然方位运动。而四大元素漂浮在无处不在的以太当中。所以物体下坠就像水中行船，重力越大，速度越快。重力越小，速度越慢。

这个理论看起来很有道理，但我们现在知道，下坠的原因的不是自然方位，而是万有引力。阻碍运动的不是以太，而是稀薄的空气。跟外力成正比的也不是速度，而是质量乘以加速度。所以抛掷两个重量不同的小球，是会同时落地的。

比萨斜塔实验存疑，但伽利略对自由落体的理解无疑是正确的

在这里，亚里士多德没有出现逻辑问题，但他的前提假设都是错的。而这些错误的假设，很可能是受到日常生活的启发，想当然的结果。像亚里士多德这样的哲学家，他们倾向于通过理论阐述真理，而不追求实验的完备性。这很难保证不失误了。

所以无论是水火土气还是阴阳五行，都是偏离真理非常远的。

偏离真理的阴阳五行和四大元素

所以要真正地理解自然，不能走哲学家的路线，而要走科学家的路线。我们不要急于描述真理，而是要扎根于观测，立足于证据，研究真理的有效理论：即对实验数据的最简单解释。在伽利略、牛顿采取这种工作方式之后，18-19世纪的自然科学就突飞猛进了。比如在基础物理方向，科学家根据大自然的具体现象，迅速开发了力、热、电、光等一众理论，经典物理学的大厦就完成了。

在这种路线下，科学理论有两大特点。第一，科学永远是有效的，它不会被学科的发展彻底推翻。比如我们说经典力学被量子场论推翻了，但这种所谓的推翻只是对微观和高速物体的修正，凡是宏观低速物体，仍然适用于经典力学。

经典力学和量子场论的不同适用范围

第二，科学研究的方向是明确的，即尚未解读的自然现象。所以在经典物理学之后，人类对自然的认知局限，一定是观测范围和数学水平，只要“致广大而尽精微”，就可以探索科学前沿了。举例来说，由于光速不变，当我们用微波辐射和引力波观察最远的天体时，我们就等于在观察最早的宇宙，而由于宇宙初期能量高、密度大，这又等价于在观察最细的物质结构。反过来也一样，当我们通过对撞机实验和中微子实验，观察物质的最小结构时，就等同于在研究宇宙大爆炸一瞬间的相变过程了。

基础物理的方向之一：致广大

基础物理的方向之二：尽精微

所以基础科学的最高理论，一定是在人类观测范围的边缘上，解释大自然的有效理论。比如基础物理学的最前沿，就是用粒子物理标准模型描述强相互作用和电弱相互作用，又单独用广义相对论描述引力。从理性角度来说，这套理论明显是不完整的，但由于我们没有足够的观测能力证实超弦等万有理论，我们就只能坚持标准模型，直到更强的实验推翻它为止。

基础物理的现状：标准模型仍是有效理论

而最先进的应用科学，像高温超导，核聚变，量子计算，也都致力于在最极限的物质结构上开发新应用，这跟基础科学的发展逻辑是类似的。

近期诺奖（物理）的研究领域

总而言之，科学和哲学的最大区别，就是怎样看待求真和务实的关系，真正的科学，不会强求真理，而是开发真理的有效理论，即绝对务实，相对求真。所谓道可道非常道，强求真理，必会陷入迷茫；实事求是，才能接近自然法则。

从学术角度来说，需要区分科学和（古）哲学。但从社会角度来说，科学的更重量级的对手，是神学和玄学。

世界宗教之分布

宗教、民间信仰在社会中举足轻重，人类的84%都信教。但从历史上来说，宗教往往是科学的绊脚石。从科学诞生的第一天起，神创论，地心说，地平论，长生术这些广义上的玄学，就开始不断地干扰和反驳科学理论。

《最后的审判》，与展示极乐世界的唐卡

玄学有非常丰富的形而上学体系，虽然在具体问题上，他们总被科学实验打脸。但他们有两大杀手锏可以反击科学。第一，玄学可以通过逻辑推理，在现有科学的体系之上，进行额外假设，从而给上帝创造空间。比如在日心说成熟之前，地心说就给天体运行添加本轮，通过复杂的数学自圆其说，直到开普勒发现椭圆轨道，日心说才占据上风。

地心说曾经使用“本轮”自圆其说

第二，玄学可以通过自我修正，把鬼神的生存空间，压缩在人类的观测范围之外。比如我们经常听到什么人有特异功能，什么地方闹鬼。我们或许能求证具体哪件事是装神弄鬼，但由于鬼的出现可以随便定义，科学家无法证明鬼不存在。所以见鬼的事是永远不会消失的。

不可证伪的鬼神之说

作为科学方法论的奠基人，伽利略和牛顿都深刻领教过教会的手段。所以他们不得不思考反击的办法，在长期辩论之后，他们找到了科学反对玄学的武器，就是实证原则和哲学剃刀。

在《哲学的推理规则(RULESOFREASONINGINPHILOSOPHY)》一文中，牛顿给自然哲学定了四条规范，第一，我们只解释自然现象，而不给大自然提出额外假设。

第二，相同的现象，应归结为相同的原因。

第三，事物既有自身性质，也有普遍性质。

第四，从现象归纳出的理论一定是接近正确的，除非有反例。

这些就是最早的哲学剃刀。

后来在牛顿的基础上，人们把科学实验的方法论，总结为三大原则。第一，简约原则或奥卡姆剃刀（Ockham'sRazor），即如无必要、勿增实体。（注：奥卡姆为中世纪修士，曾表达类似思想，故19世纪后人冠其名。）

第二，实证原则或牛顿的激光剑（Newton'sFlamingLaserSword），即无可观测的理论没有辩论价值。（注：不是牛顿原文，是数学家Alder在2004年总结的，它同逻辑实证主义，即维也纳学派在1930年代的实证原则是非常类似的。）

第三，卡尔波普尔的验证原则，即科学假说必须在逻辑上可证伪（Falsifiability）。（注：可证伪性本质上还是可验证性，但考虑到了正向验证可能出现的技术困难。）

哲学剃刀的存在，并不是打击宗教或制造冲突，而是作为一道防火墙，有效阻止了玄学对科学的干扰。简单来说，就算世界上真有鬼，只要它跟现实物体不发生相互作用，那就等价于鬼不存在。所以不管是气功还是迷信，只要不干扰科学家工作，就好自为之吧。

论语说“子不语怪、力、乱、神”。但上千年来，人们对这句话的理解并不透彻。

然而，科学诞生以来，“实证原则”就是对孔子这一思想的最高总结。到了20世纪，“科学哲学”成了一门新学科（如托马斯库恩《科学革命的结构》），科学就在正确的轨道上运行了。

到这里就论述完了。总而言之，科学是自下而上的学问，是扎根于“器”的学说。而只有解决好“道”和“器”的辩证关系，哲学才不会陷入迷茫，走向唯心论或机械论。王夫之说，天下惟器而已，道者可谓器之道，而器者不可谓道之器。我觉得这就是很好的总结。

从另一个角度说，虽然赛先生诞生在西方，但它跟明清儒学的“实事求是”和“知行合一”是高度兼容的。今天中国处在工业发展的关键转型期，我们不仅需要足够的人口，也需要科学素质。怎样抛弃门户之见，摒弃封建迷信，增强知识水平，是任重而道远的。