3.辨别科学

基于目前我们对科学的认知，还有很多不明朗的问题值得讨论。技术是否属于科学？科学是否旨在为我们提供一个最接近自然本身面貌的真实故事，就像现实主义所提倡的那样？或者科学是否旨在解释可观察到的现象，而不是告诉我们一个真实的故事，正如一些反现实主义者所主张的那样？科学和宗教是完全对立的吗？我们将在这一章讨论如何辨别科学。

技术的不同

科学研究需要先进的技术装备的支撑，尤其是当利用科学来造福人类时，我们会对技术有更加广泛的需求。而新技术装备的使用也反过来推动了科学的进步。例如，伽利略利用望远镜的观察，如图2.13所示，发现了托勒密地心说的不合理性，为哥白尼提出日心说奠定了基础。

从1609年伽利略制作第一台天文望远镜开始，望远镜技术稳步发展，从光学波段到全波段，从地面到空间，随着望远镜观测能力不断增强，可捕捉的天体信息越来越多。时至今日，望远镜的发明与使用已经关联了电磁波段、中微子、引力波、宇宙射线等多个研究领域。望远镜技术的发展也对以光学为代表的科学提出了更高的要求，推动了科学的发展。

如上所述，科学的进步需要依赖技术的提升，而技术的发展又反作用于科学。因此，我们有必要对科学与技术加以区分。

在过去的200年中，“技术”一词的使用发生了巨大变化。在20世纪之前，该词在英语中并不常见，一般指代对“有用的艺术”的描述及研究，或是现代技术教育。直至20世纪初，第二次工业革命使“技术”一词兴起，该词的含义开始发生变化。当时美国社会学家托斯丹·凡勃伦开始将德语中的“technik”概念转化为“technology”（技术）。到20世纪30年代，“技术”不仅指代对工艺的研究，也指代工艺本身。[25]1937年，美国社会学家雷德·贝恩写道：“技术包括所有工具、机器、器具、武器、仪器、房屋、衣物、通信和运输设备以及我们生产和使用它们的技能。”[26]现如今的多数学者，特别是社会学家常用贝恩的定义来理解技术，而科学家和工程师通常更喜欢将技术定义为应用科学。[27]

如今，学者们开始把技术的含义扩展为各种形式的工具理性（instrumental reason），例如米歇尔·福柯的著作《自我技术》。图2.14显示了技术概念的变化。

技术的起源是人类开始将自然界的材料（例如石块等）制作成简单的工具。人类与许多动物的一个重要区别是人类制造并使用工具的能力更加突出。古时人类制作斧头、使用火种、发明轮子……再到如今，印刷机、电报、电脑、手机、互联网等发明无一不推动了人类社会的发展进程。不过，技术并不单纯用于改善生活，无论是最原始的棍棒还是具备极强杀伤力的核武器，无论是单纯为了获取食物和生存空间，还是为了侵略和反抗，最终的目的都是击败对手。图2.15是人类技术进化图。

科学、技术与工程

科学、技术与工程的区别并不明确。一般而言，广义的“科学”可指基础科学、应用科学等。科学较注重对自然的观察和理论研究，工程则多聚焦于实际举措，而技术介于两者之间。

狭义的“科学”是指基础科学（自然科学），是研究和解释自然现象的科学，着重寻找事物间的关系，通常利用科学方法来进行理论研究。工程学主要是利用科学原理来设计结构、机器、设备、系统和过程，以解决问题或实现特定的目标。这通常会利用科学的研究成果或方法，但并不总是如此。技术并不只是科学发展的产物，因为技术发展亦讲求效用、实用性和安全性。除此之外，为解决问题，技术发展还会应用数学、语言学、历史等多个领域的知识，力求取得实质性结果。

人类的技术发展历程其实早在基础科学和工程发展之前就已经开始，现今技术发展大多需要后两者作为基础。例如，科学家研究电子在导体内的流动，工程师利用这些新知识制造出新工具或设备，由此获得如半导体、电脑及其他类型的先进技术成果。在这种情况下，可以说科学与工程都为技术发展做出了贡献。因此，科学、工程和技术三个领域的研究对象时常被认为是密不可分的。

20世纪后期的科学家、历史学家和政治家，对于科学和技术之间的准确关系有着不同的看法。在第二次世界大战时，人们普遍认为技术就是单纯的“应用科学”，而支持基础科学的研究只是为了及时收获技术成果。范内瓦·布什在论文《科学：无尽的前沿》[28]中提到战后的技术政策：“新的产品、新的产业、更多的就业职位，这些都需要持续地探索自然定律来维持……我们只能透过科学来从事这种探索。”[29]但到了20世纪60年代后期，这种观点受到了各方的攻击。这个议题至今仍然备受争议，但一般情况下人们已不再认为技术就是科学研究的成果。[30]

释义2.6：工程

美国工程师专业发展委员会将工程定义为：有创意地应用科学定律来设计或发展结构、机器、装置、制造程序；利用这些定律生产作品；在完整了解项目设计条件下建构或设计上述物品；在特定运作条件下预测项目行为，所有举措都是为了保证项目预期的机能、运作的经济性或人员及财产的安全。

完成一个有技术含量的项目通常被称为一个工程，例如都江堰工程、载人深潜工程、载人航天工程等。大型复杂工程项目是科学与技术最好的应用场景，也对新理论、新方法、新思想、新技术提出了很大的挑战。一个重大工程项目的实施，往往能够有力地推动科学与技术的发展，如图2.16所示。

技术价值

技术的早期运用主要是为了提高人类的工作效率，或让动物分担人类的部分工作。随着技术的发展，人们开始设计、制造机器来替代或辅助人类进行各种劳动。因为技术的巨大作用，人们把技术称为第一生产力。

在漫长的人类发展进程中，温饱问题一直是重中之重。纵览中西历史，饥荒不胜枚举。但在现代社会，人类生产出来的粮食富足有余。其实天还是那个天，地还是那个地，所有环境没有变化，为什么现在人类变富裕了？这就是科学技术的进步带来的幸福。

随着人工智能技术的发展，人类的很多工作都可以被机器人取代，自动驾驶汽车、建筑和餐饮机器人、智能翻译机，可以将人们从繁重的劳动中解放出来。

当今世界，新科技革命和全球产业变革正在兴起，新技术突破加速带动产业变革，对世界经济结构和竞争格局产生了重大影响。总体而言，现在世界科技发展有几个趋势，如图2.17所示。

面对世界科技发展的新趋势，世界主要国家争相加快发展新兴产业，加速推进数字技术同制造业相结合，推进“再工业化”，力图抢占未来科技和产业发展制高点；部分发展中国家也正在加大科技投入，加速发展具有比较优势的技术和产业，谋求跨越式发展。

有人认为，当下的技术变革是“第四次工业革命”。如果通过互联网平台汇集社会资源、集合社会力量、推动合作创新，形成人机共融的制造模式，那么全球技术要素和市场要素配置方式将发生深刻变化，产业形态、产业结构、产业组织方式也将受到深刻影响。例如，随着3D打印技术规模产业化，传统的工艺流程、生产线、工厂模式、产业链组合都将面临深度调整。大家虽然对“第四次工业革命”的具体内涵有不同看法，但积极探讨世界科技创新发展趋势，以求抢占先机的心态是十分明显的。元宇宙也是在这种发展趋势下出现的一个新思维范式。

真理的认知

“什么是真理”是一个非常棘手的问题。在科学发展之前，人们认知世界主要依赖于神话和传说：女性被认为是由男性的肋骨创造的，雷电被视为神明的力量，瘟疫被认为是上帝的惩罚，人们相信宇宙以地球为中心，世界的形状是天圆地方，彗星被视为不祥之兆。这些观点曾经长期影响人们的世界观。然而，随着科学的进步，许多神话和传说被科学事实推翻。生物学揭示了性别是由染色体决定的，物理学解释了雷电是由云层中的电位差产生的，瘟疫是由细菌侵入免疫系统引起的；地理学和天文学则证明了地球是一个两极稍扁、赤道略鼓的不规则球状体，而且地球并非宇宙的中心，彗星的运动有规律可循。因此，这些曾被视为“真理”的观念在科学的检验下被证明是错误的。

打破真理与谬误一墙之隔的，是科学的实践。数千年来，人类在漫漫长夜中摸索前行。如果说真理是灯，科学就是火种。科学将未知变为已知，使真理变得触手可及。自从有了现代科学，人类代替神成为自我的主宰，自然万物向人类展露其真容，人类社会乘上了文明的快车。

科学确实触及了我们称之为真理的东西。例如，科学帮助我们了解重力是如何运作的，虽然我们不知道重力是什么，重力的概念会随着时间的推移而改变。科学真理是通过事实证据获得的共识，而其他大多数真理是基于信念的共识。

何谓真理

什么是真理？真理是指放之四海而皆准的道理，它通常被定义为与事实或实际相一致。科学的一个目的是探求真理，但科学方法本身无法证明真理。因此，迄今为止，并没有任何一个真理被学者普遍接受。许多真理以及检验真理的标准一直被广泛争论。我国在1978年曾经开展过关于真理标准问题的大讨论，提出“实践是检验真理的唯一标准”的观点，这次大讨论起到了很重要的解放思想的作用。

真理在深处。

——德谟克里特

释义2.7：真理

（1）与事实一致；

（2）客观自然在思维中的映射；

（3）认知集合范围内超越集合理论逻辑的科学对自然的信仰。

真理很难被准确定义。首先，“真相”本身很难定义，甚至难以辨认。我们无法确定目前的认知就是自然的真相。另外，在一个群体中，具有给定道德价值观的文化可能被认为是正确的，但它在另一个群体中可能并不正确。这样的例子很容易找到，如死刑、堕胎权、动物权利、环保主义、拥有武器的道德规范等。

其次，在科学领域，科学理论也很难被信任。科学的目标是在不依赖于任何信仰或道德体系的情况下得出结论。科学旨在实现价值中立。科学的目标是尽可能准确地描述自然，发现我们可以称之为“绝对真理”的东西。运用这种方法的人是启蒙运动概念的典型继承者，即将人类的复杂性排除在外，并拥有绝对客观的世界观。然而，这是一项艰巨的任务。

人们很容易相信科学是通向真理的最佳途径，因为在很大程度上，科学确实在许多层面上取得了胜利。例如，人们今天能够驾驶汽车（是因为力学和热力学定律在起作用），美国航天局的科学家和工程师设法让“机智”号[31]独自在火星表面起飞。

在这种狭隘的意义上，科学说的确实是真话。它可能不是关于自然的绝对真理，但它肯定是一种真正被应用的实用的真理，是科学界基于对假设和结果的共同测试而达成的共识。

以重力为例。我们知道自由落体中的物体会撞到地面，我们可以使用伽利略自由落体定律（在没有摩擦的情况下）计算它什么时候会撞到地面。这是运用科学定律的一个例子。如果您从同一高度扔掉1 000 000块岩石，那么相同的定律适用于每块岩石，这证实了科学定律的普适性，即所有物体无论质量大小，都以相同的速度落到地面（在没有摩擦的情况下）。

但是如果我们问：“什么是重力？”这便是一个关于“重力是什么”而不是“它是做什么的”的本体论问题。这里的事情变得更加棘手了。对伽利略来说，这是产生向下的加速度；对牛顿来说，两个或多个大质量物体之间的力与它们之间距离的平方成反比；对爱因斯坦来说，由于质量或能量的存在，时空会有曲率。爱因斯坦有最终决定权吗？当然没有。

科学知识的本质是，它是不完整的，这取决于我们用仪器测量自然的准确度和深度。科学家测量所获得的准确度越高、深度越大，它们就越能填补我们当前理论中的裂缝。

宗教与信仰

到了21世纪，科学与宗教的冲突更为激烈。人们往往以为科学是冲突中最常胜利的那个，实则不然。《视野：科学之全球史》中写道：“现代科学是欧洲发明的神话，不但是错误的，而且破坏性很大。”[32]俄罗斯等国近几年出现的宗教教派也已经配备了科学所提供的新的传教工具。科学与宗教的冲突愈发扑朔迷离。

尽管现在处于一个科学占统治地位[33]、很多政府倡导宗教信仰自由的时代，但似乎绝大多数人认为宗教与科学是两码事。“宗教是宗教，科学是科学”，甚至在部分人眼中两者处于对立地位，其隐含的意义是宗教都是无法通过科学标准检验的。

诺贝尔奖得主也有宗教信仰。对于科学与宗教的关系，大众往往认为宗教是迷信的。这样的评判太过简单。因为宗教作为一种文化现象能够长期存在，必然有它的价值。而且宗教有很多派别，不能一棍子打死。我根据2002年出版的《1901—2000年诺贝尔奖获得者大全》，绘制图2.18。在总数为467人的物理学、化学和生理学或医学奖得主中，有明确宗教信仰者320人，占比68.5%；而没有宗教信仰的获奖者所占比例非常低，只有10.3%，共48人。可见宗教信仰并没有影响他们取得科学研究成就。

1901—2000年诺贝尔物理学奖获得者共计161人，我们从图2.18中可以看出，其中有明确宗教信仰者116人，占72.05%；极可能或可能有宗教信仰者20人，占12.42%；本人信仰不明，但承认有宗教背景者8人，占4.97%；无神论或无宗教信仰者12人，占7.45%；无资料记录者5人，占3.11%。1901—2000年诺贝尔化学奖得主共计134人，其中有明确宗教信仰者75人，占55.97%；极可能或可能有宗教信仰者34人，占25.37%；本人信仰不明，但承认有宗教背景者4人，占2.99%；无神论或无宗教信仰者17人，占12.69%；无资料记录者4人，占2.99%。1901—2000年诺贝尔生理学或医学奖得主共计172人，其中有明确宗教信仰者129人，占75.00%；极可能或可能有宗教信仰者10人，占5.81%；本人宗教信仰不明，但承认有宗教背景者9人，占5.23%；无神论或无宗教信仰者19人，占11.05%；无资料记录者5人，占2.91%。

我们应该平等对待为人类文明做出过贡献的各种理论。如果我们换一种思维，把它们都平等地当作某种理论，按照确定的标准来检验它们是否科学，这样可能最为公平。回顾人类文明进化历史，曾有一段时期，人类文明达到了一次高峰，现在我们称其为轴心时代（公元前800至公元前200年）。那时，人们对于宇宙、人生现象的解释只有一个理论，没有哲学与宗教的区分。后来亚里士多德把研究宇宙的理论称为哲学，把关于人类幸福的理论称为宗教，这时西方的宗教才诞生；直到牛顿时代，科学从哲学中分化出来。而东方“天人合一”的理论，是一起探索宇宙与人生的奥秘。

科学在很多领域已经能够提供更具体、更系统的解释和答案，哲学对于某些问题的讨论逐渐减少，这并不意味着哲学失去了其重要性。探索发现是人类追求幸福的一部分，因此宗教家也要回答很多关于宇宙的问题，哲学界也把宗教中的世界观、价值观、伦理道德标准甚至认识世界的方法论都纳入了自己的研究范围。这样，哲学、科学、宗教三者之间的重合越来越多。哲学与科学之间的界限相对来说比较容易划分，凡是可以用逻辑和实验证明的是科学，凡是不可以证明的就是哲学。而所有的宗教，除了相应的哲学和科学的理论，还特别对信徒强调了学习和实践的方法。

释义2.8：宗教

科学、哲学与宗教，三者一直是古今学者热衷研究的热门课题。科学家对他们所观察现象的描述其实没有我们想象的那么客观，所有的观察描述都带有科学家个人的主观意志。当然，如果用科学的标准检验某些宗教，我们也会发现宗教中存在很多符合科学标准的知识。从牛顿力学开始，科学研究的对象一般都是确定具有质量的物体，其认为质量是物质的基本属性。

图2.19展示了宗教、哲学和科学三者之间的关系。凡是可以通过观察验证的都被称为科学，凡是不可以通过观察验证的都被称为哲学，宗教是关于人类幸福的理论，包括相应的哲学、科学和实践方法。如果一个宗教的理论僵化，不与时俱进，则这个宗教必然会失去信徒的信任，最后走向消亡。如果某个宗教能够与时俱进，不断吸收哲学与科学的最新研究成果，并且为哲学和科学的发展做出贡献，则它最终会走向爱因斯坦所期望的宇宙科学或宇宙宗教，在这个层面上，宗教与科学完全一致。把东方的儒道佛统一归类为宗教，这是一种错误的分类方法，它们应该对应于现在的复杂系统理论。

爱因斯坦对此有自己的观点。他在晚年花了10多年时间研究世界上的哲学与宗教，他说：“没有宗教的科学是跛子，没有科学的宗教是瞎子。”[34]在谈到科学时代需要什么样的宗教时，他说：“未来的宗教将是一种宇宙宗教，它将是一种超越人格化的、远离一切教条和神学的宗教。这种宗教包括自然和精神两个方面，作为一个有意义的统一体，必定是建立在由对事物的——无论是精神的还是自然的——实践与体验而产生的宗教观念之上的。佛教符合这种特征。”[35]

[1] BLA CHOWICZ J. How science textbooks treat scientifi c method: A philosopher’s perspective[J]. The British Journal for the Philosophy of Science, 2009, 60(2): 303-344.

[2] JOH ANSSON L G. Philosophy of science for scientists[M]. [S.l.]: Springer, 2016.

[3] POPPER K. Conjectures and refutations[M]. [S.l.]:Routledge, 1963.

[4] 韩启德 . 关于科学，需要认真思考的12个问题[J]. 江苏科技报，2020 (1).

[5] BERTALANFFY A R, BOULDING K E, ASHBY W R, et al. L. von Bertalanffy, General system theory[M]. New York: George Braziller, 1968.

[6] 在这里，我们把英文“mind”专门翻译为心识，以区别于我们科学上广泛使用的意识（consciousness）。大乘佛教唯识宗把内在的心识分成八个层面，即眼识、耳识、鼻识、舌识、身识、意识、末那识和阿赖耶识。

[7] KAN T I. Metaphysical foundations of natural science[M]. [S.l.]: Cambridge Uni versity Press, 2004.

[8] 托马斯·库恩. 科学革命的结构：第4版[M]. 金吾伦，胡新和，译. 2版. 北京：北京大学出版社，2012.

[9] 偶然真理是根据充足理由律，凭借经验方法形成的真理，如对某个事实的判断和自然科学的真理。

[10] 必然真理是根据矛盾律而确定的具有逻辑必然性的真理，如数学公理那样的普遍必然的真理。

[11] R.笛卡尔 . 方法论[M]. 1版. 沈阳：辽宁人民出版社，2015.

[12] DON IGER W. Merriam-Webster’s encyclopedia of world religions[M]. [S.l.]: Merriam-Webster, 1999.

[13] KRI CHELDORF H R. Getting it right in science and medicine: Can science progress through errors?Fallacies and facts[M]. [S.l.]: Springer, 2016.

[14] ADLER C G. Does mass really depend on velocity, dad?[J]. American Journal of Phys ics, 1987, 55(8): 739-743.

[15] OKUN L B. The concept of mass[J]. Physics Today, 1989, 42(6): 31-36.

[16] WONG C L, YAP K C. Conceptual development of Einstein’s mass-energy relationship[J]. New Horizons in Education, 2005, 51: 56-66.

[17] HECHT E. Einstein never approved of relativistic mass[J]. The Physics Teacher, 2009, 47(6): 336-341.

[18] BUNGE M. Energy: Between physics and metaphysics[J]. Science & Education, 2000, 9(5): 459-463.

[19] 主动力是活着的生命体的心识与身体相互作用而产生的一种力，它的大小和方向由心识的自由意志决定。当心识与身体分离后，生命体死亡，主动力也就消失。

[20] TU L C, LUO J, GILLIES G T. The mass of the photon[J]. Reports on Progress in Physics, 2004, 68(1): 77.

[21] SCOTT C D. The death of philosophy: A response to Stephen Hawking[J]. South African Journal of Philosophy, 2012, 31(2): 384-404.

[22] MAYANTS L. The enigma of probability and physics[M/OL]. Springer, 1984 [2022-06-06]. http://link.springer.com/10.1007/978-94-009-6294-1. DOI: 10.1007/978-94-009-6294-1.

[23] VON NEUMANN J. Mathematical foundations of quantum mechanics[M]. [S.l.]: Princeton University Press, 1955.

[24] ORIOLS X, MOMPART J. Overview of Bohmian mechanics[G]//Applied Bohmian Mechanics.[S.l.]: Jenny Stanford Publishing, 2019: 19-166.

[25] SCHATZBERG E. Technik comes to America: Changing meanings of technology before 1930[J].Technology and Culture, 2006, 47(3): 486-512.

[26] BAIN R. Technology and state government[J]. American Sociological Review, 1937, 2(6): 860-874.

[27] MACKENZIE D, WAJCMAN J. The social shaping of technology[M]. [S.l.]: Open University Press, 1999.

[28] BUSH V. Science: The endless frontier[J/OL]. Transactions of the Kansas Academy of Science, 1945, 48(3): 231 [2022-04-21]. https: // www.jstor.org/stable/3625196?origin=crossref. DOI: 10.2307/3625196.

[29] GUSTON D H. Between politics and science: Assuring the integrity and productivity of re search[M]. Cambridge: Cambridge University Press, 2000.

[30] WISE G. Science and technology[J/OL]. Osiris, 1985, 1: 229-246 [2022-04-21]. https://www.jour nals.uchicago.edu/doi/10.1086/368647. DOI: 10.1086/368647.

[31] “机智”号是首架火星直升机，是第一个在地球以外的星球执行飞行任务的人造飞行器。

[32] POSKETT J. Horizons: The global origins of modern science[M]. Boston: Mariner Books, 2022.

[33] WALACH H. Beyond a materialist worldview: Towards an expanded science[M]. [S.l.]:Scientific, 2019.

[34] 许良英，等. 爱因斯坦文集[M].北京：商务印书馆，1979.

[35] Albert Einstein, the human side[M/OL]. [S.l. : s.n.], 2013 [2022-04-20]. https://press.princeton.edu/books/paperback/9780691160238/albert-einstein-the-human-side.