什么是科學?(1/4)-兩種常見的“科學”

輿論場上平時是見不到科學的,往往是有人主動“請神”了,科學才會現(xiàn)身,而且很多時候恨不得是“上身”,以便狐假虎威:我即是科學,反對我就是反對科學!既然是神像、是手牌,那就得全知全能、所向披靡,打造成SSS級神將!于是,科學被塑造成唯一正確、無所不包的知識百科全書,而那些被認定為“沒有科學依據(jù)”的觀點、技術(shù)、學科通通被打入冷宮,好一個“神卡在手,天下我有”,霸氣!
這樣的思潮最直接的表現(xiàn)就是“科學解釋不了的看都不看!”“有科學就行了,還要那些東西做什么?”然而,科研工作者往往是謙遜的,知道自己工作的局限性、知道自己認識的局限性?,F(xiàn)有的科學理論、科學知識解釋不了暗物質(zhì),科學家絕不會認為暗物質(zhì)不科學,而是繼續(xù)想盡辦法去研究暗物質(zhì)為何物。更有甚者,竟然用“你現(xiàn)在所有的一切都是科學帶來的”來拒絕一切對科學的反思。這才是所謂的“前現(xiàn)代”、這才是所謂的“封建禮教”,通過道德綁架達到反智的目的。
輿論場如此,常常清流自詡的知識分子也不能免俗。由于分科之精細,隔行如隔山,知識分子通常只對本領(lǐng)域的某一方向非常專業(yè)。在同行交流時,知識分子一般還會保持應(yīng)有的謙虛謹慎;面向公眾宣傳時,或者提出政策建議時,知識分子就不太愿意承認自己的無知。由于研究工作的影響,知識分子自覺不自覺地把本專業(yè)生產(chǎn)的知識當作顛簸不破的真理、把本專業(yè)制定的標準當作至高無上的標準,用學術(shù)共同體的共識、甚至是自己的觀點來丈量世界。人文社科領(lǐng)域尤其是經(jīng)濟學領(lǐng)域有太多這樣的例子,而流傳最廣的笑話來自物理學,“世界是公式的近似!”
我們應(yīng)該盡快擺脫這種思維方式,討論一點真問題。
可證偽性是科學的一個常見規(guī)定。落實到具體的科研工作中,可證偽性表現(xiàn)為可重復(fù)性:只要你買到同樣的樣品,按照同樣的步驟操作,一定可以得到同樣的結(jié)果、得出同樣的結(jié)論。工作整理發(fā)表時,文章中應(yīng)該提供必要的技術(shù)細節(jié)方便后人重復(fù);接續(xù)前人的研究時,應(yīng)該沿著前人的技術(shù)路徑準確重復(fù)出前人的工作。這就是“站在巨人的肩膀上”,無論相距多遠、相隔多少年,科學研究都能持續(xù)地、前赴后繼地進行下去,成為一個全人類的、公共的事業(yè)。如果提供的技術(shù)細節(jié)不足以重復(fù)工作,審稿人和后來的研究者都可以以各種方式指出;如果確認工作無法重復(fù),就應(yīng)當評論(comment)的方式駁回或是逼迫撤稿。
在現(xiàn)實的科學研究中,因為“無法重復(fù)”而導(dǎo)致撤稿的事件并不罕見。例如,這兩年我們就經(jīng)歷了心臟干細胞相關(guān)工作的造假、阿茲海默癥成因研究的造假,兩個工作都是國際頂尖的研究者發(fā)表在國際頂尖刊物,經(jīng)歷了十幾年時間的檢驗,最后被認定為造假。又有,從今年(2023年)6月開始,超導(dǎo)材料被反復(fù)炒作。聞海虎團隊證偽之后,又被批評“樣本制備不當”。這里涉及到一個問題,在不考慮主觀惡意的情況下,1:1的重復(fù)實驗是否可能?
重復(fù)實驗其實是非常困難的。教科書上的實驗精挑細選出來的,以此為材料進行制式教育,塑造了“重復(fù)實驗是理所當然”的觀念。但是,除了這些極為簡單的情況,實驗條件、實驗操作對結(jié)果的影響是無法完全掌握的。
比如說,r.t.(room temperature,室溫)應(yīng)該怎么設(shè)置?這并不是玩笑,冬夏氣溫相差幾十度,對實驗的反應(yīng)速率有數(shù)量級的影響,于是,嚴謹?shù)难芯空邥捎?5℃水浴來避免這個問題。即便采用了水浴,水浴的容器大小、浸入深淺、溫度閾值等等的影響是不可能完全記錄的,寫進文章可能反倒會被批評用“不重要的細節(jié)”占用版面,但流體的運動和導(dǎo)熱對實驗會產(chǎn)生何種影響是未知的,有可能影響可重復(fù)性。
又比如,70 mL的液體一般要求用大量器一次性量取,如果手邊恰好只有50 mL的量筒,偶然造成了分批加入,也有可能對反應(yīng)結(jié)果產(chǎn)生影響。這種無意的分批加入顯然也是“不重要的細節(jié)”,不會被刻意公開。
計算機模擬的實驗是否能避免這種問題呢?其實也很困難。為兩臺計算機配制完全一樣的系統(tǒng)環(huán)境是很困難的,哪怕是新機器,也可能因為一些未知的原因不得不改變某些程序的版本。常用的程序原則上要求向下兼容,即舊版本的合法文件、合法操作在新版本應(yīng)當同樣合法、能得到同樣的結(jié)果。事實上,C++的編譯器隨著標準改變,python2和python3不兼容,OpenMPI有嚴重的版本依賴性……
小結(jié)一下,想要重復(fù)實驗是非常困難的,大致可以歸結(jié)為哲學上的命題“人不可能兩次踏入同一條河流”。想要重復(fù)實驗,往往需要多次嘗試(另一個角度可以說是“訓練”),也就意味著需要付出大量的時間(例如超分子化學往往需要3-6個月才能上手),更需要大量的經(jīng)費。這樣,我們也好理解為什么有些學術(shù)丑聞需要十幾年才能曝光:考慮投入產(chǎn)出比,審稿人不太可能去重復(fù)實驗,而是通過自己的直覺(物理直覺、化學直覺……)來判斷能否重復(fù)、是否靠譜;后來人即便無法重復(fù),面對領(lǐng)域中前輩專家的工作往往是敬畏的,哪怕敢于批評也可能被一句“樣本制備不當”堵得說不出話來,不得不花費更多的時間和金錢去換取一個平等對話的機會。
因此,“可證偽性”規(guī)定的是科研的理想,是科研追求的目標,科研的現(xiàn)狀與之相距還是挺遠的。既然選擇去追求這樣的目標,我們就得問一句,這到底意味著什么?