科学成功的悖论原因

科学理论彻底改变了人类的生活,使我们能够像其他知识领域一样预测和控制事件。这自然促使人们质疑为什么科学知识w

科学理论彻底改变了人类的生活,使我们能够像其他知识领域一样预测和控制事件。这自然促使人们质疑为什么科学知识效果如此之好。

受科学教科书,文章和其他媒体的影响,公众有时会以流行的亲科学信念回答这个问题,例如,科学可以产生“真实知识”或最终伪造不良理论的信念。但是,科学研究领域的学者(包括科学的历史,哲学和社会学)发现,许多公众对科学效力的信念实际上都是神话。

这些批评并没有被广泛渗透,但不应将其视为深奥的学术辩论,因为它具有严重的现实世界后果。毕竟,具有潜在危险议程的人可以利用这些神话的弱点,以使科学共识对气候变化,进化和疫苗接种等重大问题的有效性产生怀疑。这些人可以使用20世纪采用的相同策略来对抗烟草,酸雨和氯氟氟烷的科学共识。

打击这些不良信仰的论点需要对科学的功能以及科学过程如何建立可靠的共识。

科学作为“真实知识”

关于科学的一个普遍神话可以追溯到亚里士多德,他认为科学产生了真正的知识,即我们可以确定的,并且与单纯的意见不同。但是,这个想法曾被认为是毫无疑问的科学理论被认为是不充分的,并被其他理论所取代。牛顿的运动定律就是一个著名的例子。人们认为这是真实的200年,他们被爱因斯坦的相对论所取代。我们现在看到这种情况正在发生,因为他们抓住了对抗Covid-19的建议的变化,认为科学家不知道他们在说什么。他们认为,科学家们如何能够可信地声称戴口罩在某个时间点,改变主意,然后再次推荐面具?

人们可以通过认为首先分配牛顿法律真实地位是一个错误来挽救“科学作为真实知识”的神话,而这些法律只是爱因斯坦“真实”理论的近似。我们目前的许多科学理论似乎如此成功,以至于我们终于做到了,因为他们的成功将是奇迹。但是,无法构想替代方案一直是任何信仰的摇摇欲坠的基础。

就进化而言,长期以来一直认为人体的复杂性,尤其是像眼睛这样的器官的复杂性证明了它一定是由造物主设计的。但是,查尔斯·达尔文(Charles Darwin)和阿尔弗雷德·罗素·华莱士(Alfred Russell Wallace)提出的自然选择理论表明,简单的自然主义机制会出现复杂性。我们必须记住,在过去的任何时候,科学家都像我们目前拥有自己的理论一样坚信其理论的准确性。真正将永远推翻的理论。此外,我们怎么知道我们是否达到如此无所不知的状态?科学不像是钟声和锣声的游戏,表明已经达到了正确的答案。相反,科学家对他们目前的理论是否会持续存在永久怀疑。

伪造的功能

一个更复杂的神话承认,尽管科学理论绝对可以证明,但它们可以被证明是错误的。这种观点认为,任何理论仅在临时性上都是正确的,直到其预测与实验相矛盾。但是,没有单一的差异结果可以伪造理论,因为不能孤立地测试理论。这是因为实验和观察数据远非纯粹的感觉现象或经验事实 – 还嵌入了其中的理论。这使得它不清楚任何特定分歧的来源在哪里。新理论也可能只同意一些观察,而专门的科学家需要大量的努力来积累支持证据。始终存在异常结果,正是对这些差异的调查构成了很多科学研究。如果严格应用,伪造将是科学的灾难性的,因为每个理论都必须立即被视为伪造和抛弃,甚至我们持有的那些理论也是如此代表最好的现代科学。反对在给定问题上的科学共识的人通常是伪造的热心支持者,因为它使他们能够指出不差异的结果,并说共识是错误的,应该被拒绝。消除这个神话将消除他们的主要论点之一。

大量证据

因此,如果我们不能证明科学理论是真或错误,为什么要实验呢?因为这是构成科学证据的实验和理论预测之间的比较。科学之所以有效,是因为它创建了由可靠的专家使用科学逻辑来系统地获取和评估的全面证据机构,这些逻辑必须通过机构过滤器,例如合法的同行评审出版物。这一过程最终导致对重要问题的共识答案,因为这些问题是优先的问题证据支持他们。这类似于法律体系的工作原理,在该方式中,一群知识渊博的人权衡了证据,他们的集体工作会产生判决。如果出现新证据而没有改变这是达成当时最好的判决的事实,则该判决可能会改变。正是仔细权衡积累的证据(并非任何一个伪造的结果),这导致科学共识转移到新理论中。

科学史上的偶然性

像政治历史一样,科学历史是由胜利者撰写的,因此共识的转变通常被描绘成进步。新理论似乎在回答当前感兴趣的问题方面似乎更好。这为另一个神话提供了支持:我们必须越来越接近真正的理论。毕竟,如果科学进展,那么如果不是事实,那还能朝着什么发展?如果存在科学理论试图描述的独特,客观的现实(通常是委婉地称为“自然”或“世界”),那么认为这一现实也必须有一个独特的代表,并且很容易随着时间的流逝,我们将越来越接近它,因为发现较旧的理论不足。然而,神话的流行是因为它忽略了偶然性在科学历史上的作用。很容易看出偶然性在政治历史中如何发挥重要作用:世界的国家以特定的方式发展,基于自然灾害,民事灾害,民事灾害,民事灾害战争,市场崩溃。过去条件的略有变化可能会大大改变世界历史。同样,我们可以轻松地看到生物进化的偶然性。地球的多样化生命形式像今天一样存在,因为这些生物会随着时间的流逝而经历的独特的孤立环境,在世界各地产生了不同的物种。

更难看到的是,科学法则本身也可能取决于过去的条件。与政治史或进化不同,没有其他选择可以比较我们当前的科学理论。偶然性的作用是隐藏的。这是因为现代科学(及其产生的技术)非常成功,以至于它已经变得整体而普遍。就像生物学中的一种入侵物种一样,它超越并消除了所有其他相互竞争的物种。如果过去出现了不同的科学理论,那么这几乎不可能设想替代方案。

尽管我们不能从经验上检验我们目前的理论可能是偶然而不可疑的观念,但演变类比(托马斯·库恩(Thomas Kuhn)在他的经典作品《科学革命的结构》中有说服力地争论)可以帮助我们理解为什么会这样。我们有大量证据表明,通过更好地适应其同时环境,有机体进展。随着这些环境的变化,生物体会相应地发展。科学理论将融入真理的想法类似于将我们当前的生物生物群体视为成为其物种的完美标本的观点。但是我们知道,这种框架是错误的,而且如果我们可以再次运行时钟,那么可能会出现完全不同的生物。我们今天在我们周围看到的只是由于偶然的因素而出现的潜在无限的可能性之一。

同样,随着理论的发展,科学的发展是更好地回答在任何特定时间都很重要的问题。仔细观察历史记录表明,这些问题随着时间的流逝而发生了变化,这使得当前的理论取决于哪些问题在哪个时间被认为是重要的,以及如何回答问题。科学教科书中的截断历史记载通常通过将科学描绘成一年来寻求更好的答案,以解决与我们现在有关的相同问题寻求更好的答案。正是这种科学史的扭曲创造了神话,它渗入了公众意识:科学遵循线性道路;我们不可避免地最终到了今天的位置。而且我们正朝着真理聚集。因此,如果我们当前的科学理论不是真实的,或者是真实的,甚至朝着真理迈进的情况,如何才能如此有效?这种明显的悖论之所以出现,是因为我们只能以一种方式代表现实(“真理”),而科学仅在近似于独特的表示的范围内才成功。但是,正如我们认为生物物种在世界上的运作效果如何,尽管不一定相信它们是完美的,也不是唯一可以发展的人,我们也可以以相同的方式看待科学理论。正如库恩所说:

“在任何给定时间,我们是否不能考虑科学的存在及其成功的发展?想象有一个关于自然的完整,客观,真实的描述,并且科学成就的适当度量是它使我们更接近这个最终目标的程度吗?这可能比我们今天的效果(甚至更好)。我们的人恰好是由于历史意外而出现的。但是由于缺乏任何已知的选择,我们屈服于它们独特性的幻想。知道我们生产的科学是否不可避免的唯一方法是,我们是否可以将科学与外星文明进行比较,这些文明与我们的理论完全隔离。这不太可能发生。

挑战有关科学的神话,并强调科学理论的临时和偶然性可能会削弱科学作为可靠知识的来源的地位,从而有助于其敌人。悖论:正是这些神话,由于它们很容易被利用的弱点,因此实际上使科学更容易被抹黑。

为了有效地应对围绕重大科学问题的误解和扭曲,我们需要使人们意识到应该信任这些问题的科学共识之所可靠的专家。尽管这一共识并不是无限的,但比起议程反对共识的人所主张的替代方案的行动指南更为可靠,这些替代方案几乎没有证据支持他们。

Mano Singham是美国物理学会的会员,也是Case Western Reserve University大学教学和教育创新中心的退休主任,兼职副教授。这篇文章是关于他的最新著作《科学的伟大悖论》中详细介绍的论点的摘要:即使无法证明它们的结论,也可以依靠它们的结论(牛津大学出版社)。

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