从哲学的角度去看科学，其实是很晚的事情，不过一百多年。这种探索的发展后来成就了一门特殊学科，即科学哲学：Philosophy of Science。这门学科严格来讲，也才有半个多世纪的历史。我们要从哲学这个角度对科学进行清理，为科学做出限制。那么，限制是什么意思呢？就是要揭示它的范围，它的界限。当然，它有着不同于其他研究的特征。其中一个最典型的研究方法就是我们平常所讲的定义。讲定义首先是来自人们不断的觉悟。因为“science”一词很迟才出现，由此词回朔以前的科学研究，我们就会发现其实在古希腊时代就有了科学的萌芽和源头。随着技术的发展和人类视野的不断拓宽，各种具体学科才会逐渐分离，走上独特的发展道路。而这个过程也正是人类不断觉悟的过程。
其次，讲定义其实是来自于对“人”的追问。苏格拉底追问人是什么？美德是什么？他老问什么，“X是什么？”据说，从苏格拉底，一直到他的学生柏拉图，再到他的徒孙亚里士多德，终于把这个定义的方法说出来，叫做“属＋种差”的方法。那么，用这种方法来看“人是什么”这个问题，他们是怎么追问出来的呢？所谓“属＋种差”，就是先找到一个范围，一个“属”，就是人属于动物类，那个“种差”就是说人又是一种特殊的动物，有些特征只有他具有，其他动物不具有。柏拉图就开始想这个问题。人跟其他动物不同，人是有两条脚的动物，这就是他的第一个定义。马上就有学生提问，“鸡也是两条脚的动物！”柏拉图说，“对，再把人和鸡分开”。鸡有毛，人是没毛的，所以，人的定义是：人是无毛的两条脚的动物。当时他心安理得了。结果，第二次讲课的时候，有个学生就送给柏拉图老师一个礼物。一个木盒子一打开，是一只鸡，但把毛拔掉了。大家注意，根据柏拉图定义的方式，这个盒子里的鸡就是人啦！所以，在这个方向一直追问，追到最后，大家一致认为亚里士多德的定义是经典：人是有理性的动物。但是，我马上要强调，这个理性不是我们现在理解的理性：为了个人的利益去算计。错！他这个理性的要害是灵魂，有神圣性。人之为人是有德性，有觉悟，这才是要害。用这个方法我们就知道人是什么了。
我今天要给大家汇报的题目，主要是要为科学做一个限制。也就是我们要用这个定义的方法来提示科学的基本特征。科学不同于其他学科的最根本的特征是什么？换句话说，就给科学做了个限制，这个限制就防止它僭越。
让我们从古希腊一下跳到十六、十七世纪。按照爱因斯坦最标准的说法，近代科学真正在哪个人手上诞生呢？伽利略。为什么呢？伽利略做的事情为我们科学的研究奠定了方法论。按爱因斯坦的表达，就是“逻辑＋实验”。那么，也就是说，要揭示科学最根本的特征，就要抓住这两个要素，一个是逻辑，一个是实验。在伽利略手上，他正是很好地把这两个要素结合成为一个有结构的方法论。所以，爱因斯坦说，近代科学严格来讲，是从他手上诞生的。那么，在他手上，我们来展示一下逻辑的威力。伽利略从反面否定了以亚里士多德为主导的整个古代的科学传统。其中一个要害，可以看一下他对亚里士多德的反驳。大家知道，亚里士多德有一个很直观的命题：一个重的物体，一个轻的物体，一起从同样的高度，我们一放手，它们就下落，亚里士多德断定，重的物体先落地。为什么？他认为重的物体所含的土质多，而土又在最下面，它想回家的心情很急切，所以说走得很快，急欲回到自己的“自然位置”。注意了！根据这个断定，原来科学史上说，伽利略就跑到比萨斜塔上去做实验。拿一块小木头，拿一块砖头，一丢，同时落地。后来考证，伽利略根本就没做这个实验，他不必做，他用逻辑，用亚里士多德教给他的逻辑就可以否定亚里士多德整个的基础。那好，我们一起来做。现在一块轻物体，一块重物体，伽利略说，把它们捆在一起。请问，这个捆在一起的物体和原来那块重的物体相比，哪一个先落地呢？根据亚里士多德的判断，这个捆起来的物体就比原来那个重的物体要重，因此这个捆起来的物体先落地。但是，同样根据亚里士多德的逻辑，这个物体是如何捆起来的呢？是一块重物体和一块轻物体捆起来的。原来是重物体先落地，轻物体后落地，那么，重物体和轻物体一捆，应该是轻物体把重物体拉着，所以这个捆起来的物体跟原来的重物体相比，应该后落地。你看，根据同样的前提，非常合乎逻辑，推出了相反的结论。那么，只能得出一个结论：前提是错误的！这是伽利略发现自由落体运动定律的一个契机。这就是所谓的逻辑的厉害。至于实验和观察的威力，我们就不说它了，大家只要学过中学都知道了。
所以当这样讲时，科学的范围就非常狭窄，不仅我们人文学不是科学，就连数学都不是。因为科学是讲我们可观察，有实验。所以，“ science”这个词经过这样一反思，严格讲就是经验科学，只是省略了经验那个词语。按照这个角度，从逻辑和实验观察两个角度的关系去反思科学的时候，哲学的反思给我们提供了两个可供参考的维度：一个维度是把科学看成是一些用语言表达的命题构成的整体或命题的集合，也就是说是科学的成果、科学的概念、科学的命题、科学的定律、科学的理论；另外一个维度呢，是把科学看成是科学家活动的有结构的整体。简单地讲，一个是从成果，一个是从取得成果的需要的活动来反思。正是从这两个角度反思，那么，就给出了最典型的三个可供参考的关于科学的模型。我把它们分别称为归纳主义的模型、演绎主义的模型、历史主义的模型。
所谓归纳主义其实非常简单，也非常符合我们的常识。科学是什么形象呢？刚才讲，科学要从逻辑和经验意义上讲，所以我这里列出，所谓意义的标准。这里注意，这里的意义就是认知意义。现在就问，科学在什么意义上，满足什么条件，它就有认知的意义呢？根据逻辑经验主义，这就是用语言表达的科学成果，这个成果我们就看，表达出来的语言，首先分成两种，一种是有认知意义的，一种是没有的。那么哲学家就把它们分别叫做评价性的语言和描述性的语言。很简单，马上来举个例子。我说邓晓芒是位教授，这是描述性的语言，有认知的意义的，我讲了一个事实。第二，我说，邓晓芒是个十分漂亮的男子汉，我没讲事实，我在评价，我说得很激动，如果恨他的人和我争论，你说他很漂亮吗？他说他很丑，我们就有争论了，没有客观可检测标准，这个时候没有认知的意义，是评价性的语言，它就不纳入科学之中。因此，首先要澄清什么叫科学，它的语言一定是描述性的语言。
在描述性的语言中，从结构上讲，它还分为两类，一类是要说经验的事实，一类只是逻辑和意义的关系。比如说，“单身汉都是未婚的。”那还用说，单身汉，它的定义就是，未结婚的男子汉嘛。还有另一类。我说，“明天要么下雨，要么不下雨”；“邓晓芒要么是教授，要么不是教授”。废话，这永远正确。这一类不需要去对照经验事实就能够判定其真假的，就叫作分析命题。我们所讲的逻辑命题和数学命题都是这一类。另外一类，就是要跟事实来对照，才能知道它的真假，比如说“单身汉都喜欢喝啤酒”，那要做调查呀，是不是呀？我们通过社会调查，说80％以上的单身汉喜欢喝啤酒。哦，那这句话大体上是不错的。如果撇开经验事实，你不可能准确说这句话是对还是错，因此，这句话是有经验内容的。它的真假要去调查，这个调查的含义就是，我们能够确定它是真是假。确定它是真是假这件事情，就叫作这个命题有可证实性。
有了这个以后，经验科学由什么构成呢？归纳主义的建构就是，由可证实性的命题来构成。可证实性的命题怎么得来呢？两个基础：第一，我们要搜集材料，要恭恭敬敬地去观察和做实验；第二，搜集到一系列的材料以后，我们要用逻辑归纳出一个普遍性的命题，比如科学的定律。最通俗的例子：我们在福州去看，天鹅是白色的；我们到广州去看，天鹅也是白色的；我们再到美国加州去看，天鹅还是白色的。这样看多了以后，我们就得出一个命题：天鹅都是白色的。因此，归纳主义最基本的建构就是科学的命题就是这么得来的。那么，随着观察事实越来越多，观察的手段越来越先进，我们从中通过归纳概括出来的科学命题就会越来越多。这样，科学的进展就是一个积累性的进步，象滚雪球一样，总是后面的成果包容前面的成果，比前面的成果更丰富、更精确。这幅图画好象非常符合我们的常识。本人读理科一直读到硕士阶段，我在实验室呆了三年。我当年是这样教学生，老师也是这样教我们：你进实验室的第一件事就是，恭恭敬敬、实事求是地做实验。也就是说，你自己不要带着主观的愿望，而是看到什么数据你就记录下来，不要去造假。它后面有个预设，就是我们人人都可以非常客观地观察，观察所用的语言也是中立的，人人都能接受的客观的语言。非常符合我们这种直观。也就是说，我们国家讲科学观的时候，可能这个是主流。
那么，我们来追问一下。其中涉及的第一个问题是所谓中立的观察，因为中立的观察，我们就能得到坚硬的事实。第二个就是严格的归纳的逻辑推理。有问题没有？请问，有中立的观察吗？请大家观察一下，一定实事求是。（举起两个手指头，构成V型）你们观察到了什么？不敢答嘛！观察到了什么？两个指头，两个指头，对吧？大家都观察到两个指头？还有人说“胜利”、“victory”。好，你看，只要说两个答案，就不一样了。我给你们讲两个故事。一个心理学家，这个人上课从来不会迟到一分钟，非常严格。但是，有一次上课铃响了，学生在教室里等他，足足等了他三分钟。大家都以为他病了，后来看到他非常小心地拿着一杯无色透明的液体走进教室，慢慢地走到讲台上。他说，同学们，我们今天要做一个实验，这是一种特殊的无色透明的液体，它有一种奇怪的味道，但是什么味道，我请你们观察。而且，这个味道，人闻了以后，超出一分钟，就会对健康有极大损害。所以，我希望大家实事求是，你闻到气味的，就请你把鼻子捂住，然后举起手来。如果没有闻到气味的，一定不要举手。打开杯盖以后，他就自己先把鼻子捂住，然后第一排、第二排……到所有人都举起手以后，他端起那个水就喝了。“同学们，这是一杯白开水。”观察是渗透着理论的，观察是受期望影响的。更有意思的，在国际上做过这样一个实验。三百多人开一个学术会议，来自各行各业，有科学家，有艺术家，有行政管理的干部，有媒体的，男女老少，等等。所有与会者一进来，就发现桌子上都放了一张白纸，一支铅笔。会议一开始，主持人就说注意，门一打开，一男一女，穿着奇装异服跳舞，各种动作都有，表演两分钟。然后，主持人让所有与会者，一定要实事求是、客观地描述所观察到的现象。最后，统计的结果很有意思，没有两份一模一样的观察报告。可是有一个规律，所有男士对那个女的表演描述得更仔细，所有的女士都对那个小伙子的表演描述得更仔细。看来观察还与性别有关。所以，客观的冷静的观察，要从里面把握冷冰冰的、硬梆梆的事实，那是不可能的。所以有一个命题，就是观察渗透着理论。说得标准一点，就是观察本身有理论的负荷，观察藏着理论。这就打掉了归纳主义的第一个命题。
第二个命题，就是根据观察可以进行归纳。他说，假设有一只火鸡，它是一个高明的归纳主义者。有一个老太太把这只火鸡买回去了。这个火鸡就开始观察老太太的行为方式，而且它非常严格地观察。从星期一到星期日，下雨观察，晴天也观察，结果终于得出一个规律性的陈述：老太太每天总是早上九点钟来喂它吃东西。于是它就每天九点钟等着老太太来喂它吃东西。圣诞节的前一天，它想着，老太太今天肯定要喂好吃的。老太太九点钟真的来了，它把脖子伸出去，老太太用刀，咔嚓！结束了它伟大的生命。这个故事是什么意思？就是，不管你怎么观察，不管你观察的事实有多少，观察的技术有多先进，你所得出的结论，只要一个反例就把你驳倒。事实上，我刚才举的那个例子，“天鹅都是白的”，我们相信了多少年啊！结果在澳大利亚发现了一只天鹅是灰色的。只要有这只灰色的天鹅存在，我们就敢说，“天鹅都是白的”肯定是错的。正是根据这个逻辑关系，一个普遍性的命题，一个全称的陈述，只要有一个反例就可以驳倒，而且是非常严格地必然地被驳倒。
这个驳倒的逻辑是演绎的逻辑，而不是归纳的逻辑，这就是证伪主义理论的根据。也就是说，根据证伪主义一个科命题，要能称之为科学命题，应该具有这样一个特征：应该在一种情况下，可能被一个反例所驳倒。用标准的话讲，就是应该具有可证伪性，在逻辑上可能会被一个反例所驳倒。可证伪性其实就是，逻辑上能够在经验中找到一个反例。所以，证伪主义的科学观不是强调从正面去证实它怎么可能对，而是从反面怎么揭示它是错的。如果老想去找反例而找不到，那就暂时接受。其实，我们的科学是这样一种形象。那么，可证伪性是什么意思呢？可证伪性就是说它可错。因此，凡是不可错的，就不可能是科学的。而且可证伪性的含义，刚才讲，至少有一个经验的反例。我们反过来讲，不可错的意思，就是任何情况下找不到或不可能找到一个经验的反例。如果你在任何情况下都是对的，你就没有揭示经验的事实，没有提供知识。证伪主义的创始人波普尔，当时批评了非常盛行的一种心理学，叫自卑感心理学。这种心理学的代表人物是阿德勒，上个世纪八、九十年代我们国家翻译了他的很多著作，其中一本叫《自卑与超越》。自卑感心理学的一个基本原理，就是认为人的一切行为方式都是来自他的自卑。那么，根据可证伪性提供的标准，我们来看看，这种心理学有没有值得称之为科学的地方，是真正的科学还是伪科学？
我采用一个改编的故事来讲。设想，我们政法管理干部学院有一对学生，正在谈恋爱，然后就到乌龙江边去散步，女孩一不小心就掉到江里去了，而且那女孩还不会游泳。我站在旁边，我是一个顽固的阿德勒信徒，坚持他的自卑感心理学。女孩掉下去之后，男孩可能有两种反应。第一种反应，他马上跳下去救人。这时我可以说，“你看，他冒着生命危险，奋不顾身、舍己救人，这要克服多大的自卑感才能做到！”印证了我这个理论是对的。他的行为来自于自卑感，要克服自卑，要超越自卑。但是，如果男孩出现另外一种反应，即女孩掉下去之后，他站在边上不动手救人，他心里想，“好极了！两三年前我就想跟你分手了，但是又不行，今天天助我也！”此时，我一看，说，“同志们，看看，一般人都有恻隐之心，都会跳下去救人，他竟然还在一旁笑眯眯地看着她，这要克服更大的自卑感才能做到啊！”因此他的行为方式还是来自于克服他的自卑感。因此，在两种情况下我都是对的。那么就相当于说，你们明天要去旅游，来问我，“张老师，明天的天气情况你能不能说一下。”我说，“很简单，明天要么下雨，要么不下雨。”我这说法不可证伪，我说了一个放之四海而皆准的真理。是科学吗？不是，它不具有可证伪性。这就是证伪主义建构模型给我们提供的科学解释特征和划界定义的一个最主要的贡献。当然，又是可证伪，又没有中立的观察，它给出的科学形象或科学模型就很不一样。它不是先去抓事实，再来进行归纳。它认为，科学研究不是这样，而是先有问题，为了解决这个问题，我们去猜想，猜出一个普遍性的命题来，然后就想办法去反驳它，老反驳不了，这就是科学的命题，我们就暂时接受它。这就给出了一个高度可错的、高度可批判的科学研究的形象。所以，科学家与其说是追求绝对真理，不如说科学家是带着批判的精神去暂时接受一个相对的真理。这就是它给出的科学形象。当然，可证伪性还和一个命题的精确度有关。你说得越精确，它就越可证伪；你说得越糊涂，它就越不可证伪。因此，科学研究也要求在语言表达方面要极其精确，而不要有歧义。所以，最好我们一般用数学语言来表达，不能用日常语言，讲一句话有多义。
这样看，好像证伪主义相当好啊。但这个观点给我们留下了什么困难呢？根据这个讲法，科学家在进行研究的时候，提出了一个命题，如果遇到了一个反例，负责任的科学家应该是什么举动呢？应该抛弃他所提出的命题，然后去猜测一个新的命题。带着这个证伪主义的模型去看科学家真正的活动和科学史上的典型案例，人们发现，科学家都不是这样。科学家遇到反例的时候，绝大多数根本不予理睬。所以有人说，根据这个标准去看科学家将会发现，科学家绝大多数都是厚脸皮的！明明提示他错了，他却装作听不见，成了一个坚持错误的群体。这就提示我们，这一套所描述的科学形象，和科学家的集体劳动活动，和科学史的事实不符合。这不符合就表明了建构模型的根基出了问题。这个根基就是刚才我讲的，把科学看成是已经完成的命题的集合，而没有注意科学家作为人的活动方式，没有注意科学史真正的研究情况。正是为了弥补这个缺陷，出现了第三个建构科学的模型，我们把它称为历史主义的科学观。
历史主义的含义，最简单的就来自于，它强调要基于科学的史实来考虑科学的形象，强调科学史与科学哲学的关系，强调对科学的哲学反思和历史反思之间的关系。对这种关系，专家有很多理论上的分析，我们不去介绍它了。我们可以有这么一个形象的比喻，科学的哲学反思与科学的历史反思相当于瞎子和瘸子的关系。如果只有历史的反思而没有哲学的反思，就是一个瞎子；如果只有哲学的反思而没有历史材料的支持，就是一个瘸子。但是两者一结合好极了，瞎子看不见，但走路走得好，瘸子走路走不好，但他看得见。两个就扶着走，那很正常，合则两利，分则两伤。所以，现在对科学的哲学反思后面都有历史的维度。
不知大家知不知道一个著名人物托马斯·库恩。这个人，我们要讲点故事。这个库恩是个怪才。库恩是哈佛大学理论物理学的博士，毕业后也从事理论物理学的研究。哈佛大学的校长看好他的才干，请他为全校讲通识课程。由于他的专业，讲的就是十六、十七世纪物理学的发展，就是那场革命：从哥白尼至牛顿。既然称之为物理学的革命，就是推翻前面以亚里士多德为主导的科学的那种传统。所以，库恩就回过头去看看亚里士多德主导的科学传统是什么，他就读亚里士多德的《物理学》这本书。读了之后，他有一个感受。从来都介绍亚里士多德是古希腊一个百科全书式的伟大学者，而且是逻辑学的创始人。但他的感觉是：为什么亚里士多德这么傻？为什么他的逻辑学这么差？他讲的话怎么都是错的？比如说，亚里士多德坚决反对自然界有真空，他有句名言，叫做“自然界厌恶真空。”但我们现在都知道，自然界怎么会没有真空呢？真空还是我们的专门研究领域呢。所以，库恩就想，亚里士多德从逻辑上讲自然界没有真空，他又讲运动，怎么动呢？没有真空，大家都挤在一起，动不起来嘛，但他又讲运动，这不是逻辑混乱吗？他很苦恼。他有一个很简单的推论，那就是我比亚里士多德聪明，不仅我比他聪明，我比其他人都聪明！别人都说亚里士多德聪明伟大博学，只有我一个人看出他是傻瓜。他想，不大可能吧？可能是我是傻瓜？那就看看我是不是傻瓜吧。先不要去看亚里士多德的错误，先把亚里士多德当作真正聪明的人，先随着他的思路去读。读啊读，据库恩自己介绍，在一个炎热的夏天，他读累了，就在野外乘凉，看着星空，突然顿悟，“对！对！对！亚里士多德聪明！真正的傻瓜是我库恩！”他发现一种方法。刚开始为什么读亚里士多德的书读不懂，还认为他是傻瓜呢？他是带着理论物理和现代科学给他的训练这个眼光去看亚里士多德，结果怎么看怎么不合现代科学，现在的科学常识亚里士多德都不懂。现在放下架子，忘掉现代科学，重新读亚里士多德。他发现，精彩极了，刚才的问题就解决了。真空怎么还可能有运动呢？亚里士多德怎么解决的呢？别人反驳他说，自然界没有真空，那好，我们不是可以射箭吗？箭射得这么快，说明里面有真空嘛！亚里士多德说，这个例子刚好表明自然界没有真空，你想想，如果有真空，那个箭为什么不一直飞下去呢？为什么射出去，它越来越慢，然后就停下来了呢？本来自然界挤得满满的，没有真空，你现在用人为的方式去破坏它，你一拉弓，一挤，箭后面就留下真空。因为自然界厌恶真空，所有物体就奋不顾身去填那个真空。因此，就挤啊挤，把箭挤到前面去了，然后大家商量好了，就把箭停下来了。所以自然界厌恶真空，没有真空，但是有运动。看，这个逻辑很自恰，现在听起来也非常简单。但想想看，这要多么富有聪明才智的人才能想出这种解释的方式来？这就给库恩一个启示：我们读书，我们去看科学跟原来不同，其实这整个的变化相当于世界观的变化。他专门为此选用了一个词，叫“paradigm”，我们把它译为“范式”。1962年，库恩发表了的《科学革命的结构》一书，几乎通篇都在用这个概念。但奇怪的是，他那本书的索引里没有收这个词。所以有人就问他，你这本具有革命性的著作，最重要的概念你自己说是范式，为什么索引里面没有这个词呢？库恩说，索引是干什么的呢？索引就是给读者提供参考，它在哪一页，什么地方。我如果在索引里要列“范式”这个词，我只能说从本书第一页到最后一页，那等于没有列嘛！但是，这带来一个问题，这本书里对范式的概念没有任何一个严格的定义。有一位女的科学哲学家，就为他做了一项工作，为他做了一个统计，发现这个词在他这本小书里，有21种不同的用法。为了讨论这个词，专门开了两次国际学术会议，讨论什么叫“范式”。
最后，库恩借助“专业基质”对“范式”一词作了重解。按此，范式有四个部分构成：第一个部分是符号概括，主要指那些常常用数学方程来表达的科学定律；第二部分是模型，它设定相关专业研究对象的存在状态，并且发展出基于类比推理的方法论；第三个部分是价值，如简单性、对称性等标准；最后一个部分最重要，叫做范例，也就是科学家从事研究的典型事例，理科教材中的例题就发挥着训练学生从事科学活动的范例的功能。
范式是特定科学共同体共享的信念系统、价值系统、知识系统和操作方法等，它界定着什么活动叫做“科学活动”的资格。遵循同一个范式，一群科学家所做的工作构成了所谓常规研究，库恩称之为“解难题”。当这种解题活动遇到反例时，我们就说范式遇到了反常。一串顽固的反常可能会使一些科学家对原有的范式失去信心，导致危机状态。为了克服这种危机，有些科学家就可能尝试提出新的范式，启动新的解题活动。新旧范式之间的更替就是所谓科学革命，按此，历史主义绘制出一幅新的科学发展图景：由一个范式变更到另一个范式，由一种常规研究过渡到另一种常规研究。
但是，库恩认为新旧范式之间不可通约，甚至不可能从理性角度对它们的优劣作出评判。于是，科学的合理性成了问题。可以说从库恩开始，科学的合理性问题成了一个关键问题。就连库恩本人，后来也弱化了他的不可通约性论题，最终坚持的是这样一种观点：两个范式之间，在局部的核心部分总有一些基本概念和命题不能互译，但并不妨碍它们之间的理性比较。至于一些具体的论证，我在这里就不展开讨论了。
现在让我们来作个小结：
从哲学角度反思科学，这是一种人文学的工作，目的在于正确地理解科学。换句话说，面对科学，哲学让我们觉悟，让我们对科学持一种正确的态度。科学面对的是经验事实，科学哲学面对的是科学本身。科学哲学告诫我们：科学追求的认知价值既有其伟力，也有其限度。明了其限度，这本身就是一种人文学的眼光！从归纳主义和证伪主义发展到历史主义，科学哲学终于把人的因素引人自己的视野之中：科学不仅仅是命题的集合，而且更是科学家的活动。作为人，科学家理当具有人文关怀！