时东陆:再论科学的定义

选择字号:   本文共阅读 1327 次 更新时间:2012-03-16 21:10:34

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时东陆 (进入专栏)  

  

  本文发表于<<科学>> 2007,59(5):23

  

  自本人<<科学的定义>>在2007年五月刊的<<科学>>杂志刊登之后,读者评论很多,众说纷纭,褒贬不一,这是十分自然的。科学界任何事物都可以质疑,不过真理是唯一的。这里引出一个小小的的思绪和插曲,也是笔者思考科学问题时的一点考虑。在这里与读者分享。

  

  对于人间事物,自然世界,我们认知的方式分为两大类。一类是信仰型的,比如基督教。世间所有认知,基督教都有教诲。在宗教的殿堂里,对于世间万物,圣经已经有精密的总结。这种圣经的知识和理论由牧师和神父宣告人间。他们大多经过良好的神学教育,口才极佳,风度翩翩。在神圣的教堂里宣讲人类知识时,教徒们洗耳恭听,心领神会。这种知识的传播是一种权威性的,不允许人们质疑和讨论。中世纪就是教会的社会。人们无法怀疑神的旨意。所以,圣经知识是唯一的,永恒的,不可质疑的。现代宗教似乎有些松弛,允许教徒们至少可讨论圣经, 探讨个人对神的解释,称为“查经。” 是一种人类认知上的进步。

  

  科学的方式正好相反。自笛卡尔创立“质疑说” 之后,现代科学的一个主要特征就是要求对任何人为的认知进行质疑。比如科学研究的结果在没有发表之前,不被科学界认可(仅仅为少数人接受) 。如果希望得到人类的接受,必须在科学会议上宣讲。与圣经的布道截然相反,无论科学界多大的权威还是泰斗,只要是学术报告,必需在同行面前受到质疑,质问,考察,检验,思索,怀疑,推敲,甚至激烈的批判之后才有可能被接受。文章如果送交学术刊物,也必需经过同行严格的审议和批评之后才可能发表。一个研究结果即便发表之后,还往往要等到众多同行们用不同的方式得到相同的验证之后才真正可能被接受。而最终的接受是在学术界重复检验之后写入教科书里才似乎可以施教人类。但是无论知识是出于哪种状态,只要它作为知识而存在,永远会受到科学界的质疑,这就是科学的真谛。在科学面前,普天下没有权威,宇宙中只有真理。

  

  主题

  

  科学是什么?它如何定义?我们做科学的人好像从来都没有认真的考虑过。但是如果我们考虑了,科学的定义就徒然变得如此严谨和神圣。科学应该由科学家来定义。任何人都没有科学家更有资格。就像神父与主教才能够定义神的旨意一样。这一点你必需接受。

  

  我们先来看维基对科学的定义:

  

  “Science is a system of acquiring knowledge based on the scientific method, as well as the organized body of knowledge gained through such research. Science as defined here is sometimes termed pure science to differentiate it from applied science, which is the application of scientific research to specific human needs. ”

  

  “科学是一个探寻知识的系统。而探寻知识的途径必需依靠科学方法。只有通过科学研究所获取的结果才能成为一个知识体系。科学可以分为纯科学与应用科学。应用科学把学术研究运用到人类具体的需求中”

  

  在以上定义中出现:系统,知识,研究,方法这几个关键词。其实,我们应该在这些词的前面加上“科学”两字。然后我们发现,科学是通过以下部分来组成并且定义的。它们是:

  

  科学语言,科学概念,科学方法,科学规范,科学系统,科学知识,科学道德,科学精神。

  

  如果我们离开以上这些方面,是无法定义科学的。我们必需对以上科学定义的关键词出发,“科学地” 定义“科学。”

  

  科学语言

  

  在本人<<科学的定义>>一文中已经清楚的指出:自有人类一来,世界上就发生了许多对自然的认知过程。即便是在远古,人类也对自然和宇宙有过许多正确的认知。比如潮汐,历法,天文,农耕,冶炼,等等。但是,正因为“科学” 仅仅是一个近代和现代的定义与概念,那些历史上对自然的认知都不属于科学。

  

  我必需拿出使人信服的证据。

  

  本人首先要例出的证据是:那些古代对自然的认知不用现代科学语言描述,没有运用科学概念,不通过科学方法,不具备科学的规范和系统,所以得出的不是科学知识。例如,那时的“知识” 无法用科学语言来描述,因而不构成科学知识。人类的认知都属于知识,但不是所有的知识都是科学知识。如果是科学知识必需用科学语言描述,通过科学方法获得。比如圣经知识,宗教知识,古天像知识,易经知识都不是科学知识。因为首先它们不是用科学语言描绘的。这是一个最为基础的科学识别。

  

  举例说明。先用中国古代的易经中的第一部分。

  

  “《易经》第一卦 乾 乾为天 乾上乾下

  

    乾:元,亨,利,贞。

  

    初九:潜龙,勿用。

  

    九二:见龙再田,利见大人。

  

    九三:君子终日乾乾,夕惕若,厉无咎。

  

    九四:或跃在渊,无咎。

  

    九五:飞龙在天,利见大人。

  

    上九:亢龙有悔。

  

    用九:见群龙无首,吉。”

  

  很显然,这段易经的描述用的不是科学语言。所以,这段文字可以是一种知识。但绝对不是科学知识。因为这段描述里任何概念都不是科学概念,在科学里毫无定义。而得到这种知识的方法是易经自己的方法,也绝对不是科学方法。

  

  科学语言有自己的规范。组成科学语言的词汇必需是具备严格科学定义的。它们是科学词汇。例如对于万有引力的描述:

  

  “万有引力定律是艾萨克?牛顿在1687年于《自然哲学的数学原理》上发表的。牛顿的普适万有引力定律表示如下:

  

  任意两个质点通过连心线方向上的力相互吸引。该引力的的大小与它们的质量乘积成正比,与它们距离的平方成反比,与两物体的化学本质或物理状态以及中介物质无关。

  

  用公式表示为:

  

  F = G m1m2/r2

  

  其中:

  

  F: 两个物体之间的引力

  

  G: 万有引力常数

  

  m1: 物体1的质量

  

  m2: 物体2的质量

  

  r: 两个物体之间的距离

  

  依照国际单位制,F的单位为牛顿(N),m1和m2的单位为千克(kg),r 的单位为米(m),常数G近似地等于6.67 × 10?11 N m2 kg?2(牛顿米的平方每千克的平方)。

  

  可以看出排斥力F一直都将不存在,这意味着净加速度的力是绝对的。(这个符号规约是为了与库仑定律相容而订立的,在库仑定律中绝对的力表示两个电子之间的排斥力。)”

  

  这段描述所用的是科学语言。里面所以的关键词汇都有严格的科学定义;比如重力,质量,力,电子,库仑,矢量,距离,等等。科学语言最精练的部分是数学语言。因为数学语言的定义最为严谨。因而,在纯科学里,组成科学语言的主要部分来自数学。科学里最纯粹,最严谨的部分是数学,其次是物理。另外,得到万有引力知识的途径显然是通过运用科学方法。

  

  综上所述,只有用科学语言描述的知识才有可能是科学知识。这是科学最为基本的判据。

  

  科学方法

  

  所有科学知识的获取一定是通过科学方法而得到。任何其它的方法所得到的知识都不是科学知识。那么什么是科学方法呢?这里我们还是利用对比来说明科学方法与其它任何方法的本质区别。首先科学方法是经过数百年现代科学的发展而建立起来的。它不仅有自己特殊的逻辑推理基础,更有严格的方式和步骤。在科学论文里,首先必需向读者(科学研究者) 交待的必需是非常严谨的科学方法。任何不是通过科学方法而得到的结论都不是科学的结论,显然无法被认为是科学知识。

  

  比如中医治病诊断时所用的号脉方法。

  

  “我国第一部脉学专著——《脉经》产生于晋朝,其中的诊脉方法和理论已相当完备。早期的切脉方法比较复杂,要切按头颈、手、足等多处部位的脉动。以后逐渐简化为只切按手腕部的脉搏,称为‘寸口’诊法。在这短短寸许长的脉动部位上,古代医家做足了文章。他们将腕横纹向上约一寸长的这段脉动分成了三‘寸、关、尺’三部。 左右手的寸、关、尺部位分属不同的脏腑,认为可以反映相应脏腑的病变。其中右寸反映肺的情况,右关反映脾胃,右尺反映肾(命门);左寸反映心,左关反映肝,左尺反映肾与膀胱。 仔细观察,大家可以发现:远端的寸部对应的是人体最上部的心、肺(上焦,呼吸与循环系统);中间的关部,对应肝、脾胃(中焦,消化系统);近端的尺部对应肾、膀胱(下焦,泌尿生殖系统)。如此,小小的‘寸口’,却俨然成为人体五脏六腑的全息窗口。“

  

  “实脉,三部脉举按皆有力,脉来盛而坚实,为一切有力脉的总称。是实证之象,提示邪气实而正气不虚。 促结代脉,即促脉、结脉、代脉,均为节律异常、有间歇的脉。促脉为脉来急数而有不规则的间歇,促而有力者为阳热亢盛之证,促而无力者多为气虚将脱之象;结脉为脉来缓慢而有不规则的间歇,有阴盛、气结、寒痰、瘀血等多种主病;代脉为脉来缓慢而有规则的间歇,间歇时间较长。为脏气衰微或气滞血瘀之证。”

  

  从以上描述中得知,中医号脉的方法不是科学方法,而是中医方法。因为号脉的所有步骤和概念在科学里面毫无意义。所以,中医号脉所得到的结论也仅仅是中医结论而不是科学结论。比如通过号脉,得到结论,某人阳热亢盛,而某人气虚将脱。这些结论显然不是科学结论,也不是科学描述,因而不可能是科学知识。

  

  我再看科学方法。

  

  以下文章摘自学术刊物:<<中国组织工程研究与临床康复>>,2007,11(3):405-407,411

  

  大鼠肝卵圆细胞增殖模型的重建及免疫组织化学定位

  

  摘要

  

  目的:拟改良常用的大鼠肝卵圆细胞增殖模型Solt-Farber建模方法,并对肝卵圆细胞的生物学特性和免疫组织化学定位进行分析。

  

  方法:实验于2004-09/2005-09在华中科技大学同济医学院完成。①分组:选用体质量180 g左右的雄性SD大鼠120只,随机分为5 mg/kg 2-乙酰氨基芴处理组,20 mg/kg 2-乙酰氨基芴处理组及空白对照组,每组40只。②造模及给药:对Solt-Farber造模方法进一步改进:5 mg/kg,20 mg/kg 2-乙酰氨基芴处理组分笼饲养1周后通过胃管灌喂2-乙酰氨基芴,1次/d,连续3 d,按20 mg/kg 剂量给予,第4天行2/3肝切除(手术当日不灌喂2-乙酰氨基芴),第5天继续灌喂,剂量分别按5 mg/kg,20 mg/kg给予,术后连续灌喂7 d。空白对照组除给予生理盐水灌喂外,不予以其他任何处理。③分别于术后第2,5,8,11,14天处死大鼠。观察大鼠肝脏标本的大体变化,留取肝组织行苏木精-伊红染色,免疫组化染色观察肝卵圆细胞增殖情况和肝卵圆细胞定位。

  

  结果:①5 mg/kg,20 mg/kg 2-乙酰氨基芴处理组大鼠术后肝脏均表现为明显充血,肝脏边缘圆钝。从术后第5天起处死的大鼠肝脏表面可见针尖样细小颗粒,呈局灶性,偶见肝脏有小出血点。②5 mg/kg,20 mg/kg 2-乙酰氨基芴处理组大鼠肝组织内可见明显的卵圆细胞增殖。两组肝卵圆细胞增殖数量比较差异无显著性(P > 0.05)。空白对照组大鼠肝组织内未见到肝卵圆细胞。③肝卵圆细胞形态学特征:细胞体积小于肝细胞,体积相当于肝细胞的1/4~1/3;细胞大小及体积不均一,差异较大;形态多为卵圆型,多排列成小腺管样结构或成簇或散在分布。④肝卵圆细胞OV6,CK19,AFP,C-kit,CD34染色呈阳性。

  

  结论:①采用术前短时间大剂量,术后长时间小剂量的实验设计方案可以使建立模型所需时间进一步缩短,动物的耐受性明显好转,增殖效果却同样理想,证明大鼠肝卵圆细胞增殖模型改进成功。②在肝卵圆细胞主要位于肝实质细胞和胆管上皮细胞相结合部或其附近。

  

  沈建伟,王继亮, “大鼠肝卵圆细胞增殖模型的重建及免疫组织化学定位.”

  

  <<中国组织工程研究与临床康复>>,2007,11(3):405-407,411

  

  [http://www.zglckf.com/ejournal/upfiles/07-3/3k-405(ps).(点击此处阅读下一页)

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