科学思想简史

科学究竟是什么？有的人说科学就是古今中外的各种发明，比如中国的四大发明，西方国家的蒸汽机、电灯泡等等；有的人说科学就是那些科学家们的重大发现，比如牛顿的万有引力定律、爱因斯坦的相对论以及达尔文的进化论等等，但是根据一些科学哲学的著作对科学的定义：科学是一场思想革命。

下面我就简单的梳理一下科学思想的发展历程。

1.归纳主义
归纳主义的简介：什么是归纳主义？一言以蔽之“科学知识就是我们运用归纳法从观察到的事实中推导出来的。这句话包含了两个要点：第一是科学知识是以观察和实验所确定地事实为基础的，而不是凭空捏造出来的，这个好理解就是任何事要讲证据；第二是整个推导地过程运用的是归纳法。

‘归纳法’最早地提出者是哲学家培根，我们经常挂在耳边的一句话“知识就是力量”也是他提出的，培根在他的著作《新工具》确立了自己的基本原则：一切地知识都来源于感觉经验，它是整个知识地基础和出发点，那如何通过感觉经验获得知识呢？培根提出了一套方法——经验归纳法。

在科学发展史上用归纳法推导出科学知识地经典案例还得属于“伽利略的比萨斜塔实验”。整个故事是这样展开的：当时的人们对物体的运动规律还停留在亚里士多德的思想层面，都一致的认为物体的下落速度与其质量是成正比的，因而，一个2Kg的物体下落速度要比1Kg的物体下落速度快，在伽利略提出他的否定意见之前，这种观念几乎成为了当时的一个公理，牢不可破。而伽利略却断言，物体的质量与下落的速度毫无关系，就算是两个不同质量的物体，也会同时落到地面（当然要排除空气阻力的影响）。可想而知，当时的这种想法受到了无数人的嘲笑。为了要证明自己观点的正确性，他邀请整所大学的人去见证他将在斜塔上完成的实验。用不同质量的两个铁球，并小心翼翼地使这两个球保持水平，同时推动它们，随着一声重响，两个铁球同时落入地面，在场地所有人为之震惊，旧的科学变成了错误，而此时地伽利略引领我们进入了新科学。

归纳主义的窘境：有没有人发现用我们的经验归纳法去推导知识有很大的问题，那究竟是什么问题呢？所有的命题永远都无法被证明，但随时可以被证伪。比如我们非常熟悉的黑天鹅理论：我观察到亚洲的天鹅都是白色的、欧洲的天鹅都是白色的、美洲的天鹅都是白色的、非洲的天鹅都是白色的，因此我得出结论说所有的天鹅都是白色的，直到有人发现澳洲有一直黑天鹅，那么此时“所有的天鹅都是白色的”,这个结论当即失效，这就是所谓的归纳法谬误，最先质疑归纳法的合理性的是哲学家休谟，在他的哲学著作《人类理解研究》说到：”人类所获取的绝大多数知识都是不可靠的，为此他提出的怀疑论和不可知论在西方哲学史上具有重大影响，尤其是对后来的哲学家康德。

2.证伪主义
证伪主义的简介：什么是证伪主义呢？简言之就是能够被证明是错误的理论才能被称之为科学的理论，这句话听起来大家可能无法理解，既然是科学的理论怎么可能是错的呢？还有既然被证明是错误的理论怎么还能称之为科学的理论呢？我记得当年爱因斯坦与波尔争执量子力学的微观世界所带来的震撼说了一句名言“上帝不会掷骰子“，而此时的波尔却说“谁要是第一次听到量子力学而没有感到困惑，那说明他没有真正的弄明白量子力学到底是怎么回事。李善友教授在混沌大学授课经常说这样一句话：“我所说的一切都可能是错的”，这就贯彻了可证伪性的思想。

可证伪性”是科学哲学家卡尔.波普尔在他的著作《科学发现的逻辑》提出的。波普尔认为“可证伪性是判断真科学与伪科学的唯一标准”,任何的科学理论都是试探性的被提出，然后再加以检验。他强烈反对用归纳法推导出科学知识，所提倡的科学方法论是“猜想与反驳”。

证伪主义的窘境：上面我们提到，证伪主义的定义就是能够被证明是错误的理论才算是科学的理论，造成这个错误的原因可能是理论本身也可能是初始条件，那如果这个错误不是理论本身造成的而是初始条件造成的会发生什么情况呢？这个时候证伪主义就失效了，比如我们熟悉的牛顿万有引力定律，当抛出物体我们知道最终的结果一定是物体由于受到引力的作用必然重新落回地面，但是我们为了证伪万有引力定律将物体在月球上重复实验，就会发现物体停留在空中不动，此时我们就得出结论,因为万有引力定律可以被证伪，所以它是是科学的理论，那就大错特错了，为什么呢？因为万有引力定律的成立是有初始条件的，而当我们忽略初始条件的时候证伪主义当即失灵。

3.结构主义
结构主义简介：什么是结构主义呢？简言之就是科学知识必须建立在理论框架之中，换句话说先有理论模型，接着才会有科学知识的确认。霍金在他的著作《大设计》提出了自己的哲学思想“依赖模型实在论”，总结一句话就是人类通过“依赖模型实在论”来认识世界。

“结构主义”是科学哲学家托马斯.库恩在他的著作《科学革命与结构》提出的，他的理论关键特征就是强调科学进步具有革命性，这里所说的革命就是用新的理论结构取代旧的理论结构。当某个科学共同体开始遵循某个单一的范式，就具备了科学的意义，范式是由一些具有普遍性的理论假设和定律构成，且被科学共同体的所有成员接受，想想我们都接受的牛顿的万有引力定律，我们就是科学共同体的成员，而达成的共识即范式就是万有引力定律。然而当万有引力定律出现无法解释的现象，此时引发危机，带来新的科学就是爱因斯坦的相对论，此过程称之为“范式的转换”，旧范式与新范式具有不可通约性。

结构主义的启示：“自柏拉图以来，我们一直都在探寻世界的本质属性问题（本体论），随着科学的发展，渐渐的才明白，我们根本无法借助感官或其他方式来直接接近客观实在，并解读它的事实，我们仅仅只能通过人为的视角去观察世界，并且用我们的理论语言来描述它。换句话说，没有某种理论框架我们无法观测这个世界，就像历史学家告诉我们的一样：“历史根本就没有真相，所谓的真相取决于你怎么看”。

科学理论的发展不是一蹴而就的过程，而是一个不断演进和深化的过程，由于人类的知识水平的局限性，所以我们永远都无法触及终极真理，因此也就不存在一种普世的科学方法论，可以适用于科学发展的所有历史阶段的所有科学。