什麼是科學精神？
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1 什麼是科學精神？ 劉源俊 /東吳大學 南山中學 科學與人文的對話講座 101年11月2日 2 大綱 • 科學 •務實 明理 利用 •求是 求美 求善 • 一般對科學精神的誤解 • 格致精神 •學驗思 3 科學 ─十七世紀開始發展的近代學問 • 知識層面 – – – – – Sciences （英、法） Wissenschaften （德） Наука (俄，nauka） 格致學 （清末） 科學 ──分科之學！（日→ 中） • 方法層面 – Scientific methods – 科學方法？ • 精神層面 – scientific spirit → scientific attitude – 科學精神？ 4 知識 5 方法 知識 6 學問 精神 →態度 方法 知識 7 學問的分類 ──據《新大英百科全書•前百科》 The New Encyclopædia Britanica-- Propædia Knowledge 學問 Logic 理則學 範言之學 Mathematics 算學 數與形之學 Humanities and History 人文諸學 Science Philosophy 科學 哲學 驗實明理之學 窮本究原之學 Natural Technological Sciences Sciences 即物窮理諸學 致用諸學 Social Sciences 經世諸學 8 常人的作為 （現象界） （應用界） 9 科學家的作為 5 3 2 (理論界) 4 1 6 （應用界） （現象界） 1：實驗家（experimentalist） 發現 2：形象家（phenomenologist） 發明 3：理論家（theorist） 建構 4：說明家（explainer） 理解 5：應用家（applied scientist） 應用 6：哲思者（philosopher-scientist） 詮釋 10 藉〈中庸〉五句說科學方法 • 博學之 廣泛並仔細觀察蒐集事情 • 審問之 揀選其中有用的資訊 • 慎思之 形成概念並建構理論 • 明辨之 預測並進一步驗證 • 篤行之 付諸應用 —«禮記•中庸» （現代詮釋） 11 實驗與理論的關係 實驗生理論 ─ 歸納 induction 擇適 abduction 理論靠實驗 ─ 贊成（支持）corroboration 修改（調整）modification 否決（證妄）falsification 12 愛因斯坦 A. Einstein 『沒有實驗能證明我對；但一個實驗 就可證明我錯。』 "No amount of experimentation can ever prove me right; a single experiment can prove me wrong." (1910’s) The New Quotable Einstein by Alice Calaprice (ed. 2005) 13 一般人的認知 •胡適：『真理是深藏在事物之中的； 你不去尋求探討，他決不會露面。』 1926〈我們對待西洋近代文明的態度〉 14 西方學問家（一） • 潘卡瑞 (Henri Poincaré, 1854-1912) ： 『科學理論都是從假設 (hypotheses) 開始建 構的，有些假設可經由實驗證實，有些是用 來界定思考，有些則本質上不過是「約定」 (conventions)──約定乃屬心的自主活動，惟 受實驗的約束。 』 1903 《科學與假設》 15 西方學問家（二） • 艾德勒 (Mortimer J. Adler, 1902-2001) ： 『科學精神：實驗探究與實驗知識的整理。』 “Scientific spirit: Experimental inquiry and the organization of experimental knowledge.” 1952 The Syntopicon—An Index to the Great Ideas （《題彙 ─重大觀念索引》） 16 西方學問家（三） • 頗柏（Karl R. Popper, 1902-1994）： 適者生存。 ‘Survival of the better adapted.’ --- ‘evolutionary theory of knowledge’ All Life is Problem Solving, Part I Questions of natural science, 1999 （德文本出版於1994） 17 西方學問家（三） • 頗柏（Karl R. Popper, 1902-1994）： 『最適者生存。』 “Survival of the fittest.” 1999 All Life is Problem Solving（德文本出版於1994） ──理論並無「真或假」之分， 只有「適用程度大或小」的 差異。 18 近年大陸學者的言論 •胡福明 『實踐是檢驗真理的唯一標準。』 •何祚庥 『至於科學所追求的是客觀真理，而客 觀真理只有一個。在追求真理的過程中，雖然也 會有不同的歧見，……（但）「道德準則是評價 科學真理的最高標準。」』『就科學工作者的絕 大多數人來說，是排斥這種「多元主義」的真理 觀的。』 •席澤宗 『公正、客觀、實事求是。』 •蔡德誠 『客觀的依據，理性的懷疑，多元的思 考，平權的爭論，實踐的檢驗，寬容的激勵。』 缺憾是竟然漏了「假設」的角色。他們又都犯了 19 過份強調「客觀」的通病。 中國老祖宗的話 •『致知在格物。』 《大學》，取其現代流行的說法，出自朱熹。 •『實其事而求其是。』 《漢書•河間獻王傳》 ──這裡的「是」其實指的是「一套說得通 的道理」，並不是「真」。 20 中國老祖宗的話（二） •『即物而窮其理。』 朱熹《四書集注•大學章句》 ──必須接近事與物；而「知」是「致」得 的，「是」是「求」得的 ，「理」是要 「窮」的。 •『物有本末，事有終始；知所先後， 則近道矣。』 《大學》 • 『理之為物，但有主觀的意義，而無客 觀的意義。』 《王國維遺書》第六冊（靜庵文集） 21 科學家的作為 5 3 2 (理論界) 4 1 6 （應用界） （現象界） 1：實驗家（experimentalist） 發現 2：形象家（phenomenologist） 發明 3：理論家（theorist） 建構 4：說明家（explainer） 理解 5：應用家（applied scientist） 應用 6：哲思者（philosopher-scientist） 詮釋 22 科學精神 務實 明理 利用 23 務實 • • • • • • • 探索 exploration 實驗 experimentation 重覆 repetition 精益求精 elaboration and refinement 誠真不欺 sincerity and honesty 擷要捨末 grasp and essence 漸近 approximation 24 明理 • • • • • • 概念化 conceptualization 正名 definition 統貫 consistency 旁通 compatibility 信驗符實 correspondence to the facts 心同此理 inter-subjective verification 25 • • • • • • • 簡約 simplicity, economy of thought 廣達 generality 循序漸進 approximation by orders 日新又新 evolution 並行相競 competition 擇優去劣 survival of the fittest 知有所止 limitedness 26 愛因斯坦 A. Einstein 『創造一新理論並不是像毀去舊穀倉後， 就地建造一高樓。是像登山，見得更新更 廣，而發現原先出發點與其豐饒環境間意 想不到的關連。出發點仍然在，也仍然看 得見，祇是變得更小，成了更廣見地中的 一個小部分。…』 Einstein and Infeld The Evolution of Physics (1938) 27 藉孔子「四句」說「理」 • 毋意 consistency （順理統貫） • 毋必 limitedness（不能放之四海而皆準） • 毋固 falsifiability （可否證） • 毋我 Inter-subjectivity （可說、可傳） 28 利用 • • • • • 解決問題 usefulness 據理行事 rationality 循序漸進 order 因時因地制宜 adaptation 止於至善 optimization 29 科學精神再探 求是 求美 求善 30 「真」的本義 • 儒家經典不見「真」字。 • 道家經典中「真」指「天真無邪」、「天 然」、「非人為」、「本原」。 • 英文 ‘truth, goodness and beauty’ 被譯為 「真、善、美」，當始於西洋傳教士及日人。 中文裡首次用「真理」一詞，是約1500年 前的南朝佛教人士。 見清末辭書及《辭源》 • 「真理」？──把本義天然的「真」與人為 的「理」兩字湊在一起，實不知所云。 31 愛因斯坦說 ‘truth’ • 愛因斯坦：『甚至很難為 ‘scientific truth’ 這一詞賦予精確的意義。‘truth’ 這字的意義 依情況而異，或指經驗之實（a fact of experience），或指算學之題（a mathematical proposition），或指科學之 理（a scientific theory）。 ‘religious truth’ 於我，一點都講不明白。』 1929 On scientific truth —Answer to a Japanese scholar 32 科學求真？ • 在科學裡，若說有truth，是一誤會── 試問： ◇ 在現象界裡「務實」，只能做到擷要捨 末，精益求精，如何得其「真」？如其 「實」？ ◇ 在理論界裡「明理」，也只能做到「即 事求理」、「信驗符實」、「簡約施博」， 「日新又新」，「真」又從何得知？ 33 說求真不如說求是 • 「求真」既是訛譯，也是誤會，不可取。 • 中文裡本有「求是」的說法，將truth譯為 「是」（「是非」的「是」）就好得多。 ◇ 邏輯學界將 true-false 沿襲日人譯為「真─假」， 又將 truth table 譯為「真值表」，是一不幸。宜分別 譯為「是─非」與「是非（評價）表」。 ◇ 嚴復在譯《穆勒名學》(System of Logic, by J. S. Mill) 時，將 ‘the pursuit of truth’ 譯為「求誠」；又 在譯述耶方斯的《名學淺說》 (Logic, by W. S. 34 Jevons)一書中，將true譯為「信」，false譯為「妄」。 求是 •『實其事而求其是。』 《漢書•河間獻王傳》 這裡的「是」指的是「一套說得通、可信驗的 道理」。 ◇ 『是，則也。』 《爾雅•釋言》 ◇ 『是，理也。』（『王弗是。』注） 《國語•楚語》 •「求是」英譯可作： ‘search for a fit theory’ 。 35 牛頓 I. Newton 『其一，天地事物之因，但取其是且足釋 其所以然者。是以智者知天地不虛費，少 足則多費；天道寧簡，不好過飾之因。』 Rule I : We are to admit no more causes of natural things than such as are both true and sufficient to explain their appearances. To this purpose the philosophers say that Nature does nothing in vain, and more is in vain when less will serve; for Nature is pleased with simplicity, and affects not the pomp of superfluous causes. Rules of Reasoning in Philosophy, Natural Philosophy of Principia Mathematica (1687), Book III 36 拉瓦錫 A. L. Lavoisier 『每一門物質科學須包括三樣東西：作為 科學對象的一系列實事 (facts)，代表這些實 事的意念 (ideas)，及表示這些意念的文辭 (words)。…文辭須表達意念，意念須是實 事的圖象。 既然意念要經文辭保存且傳播， 顯然，任何科學語言的改良必伴隨科學本身 的改良；另方面，不改良其語言或命名，也 必不能改良科學。』 1789 Preface of Elements of Chemistry 37 求美 科學家說的「美」是什麼意思呢？ • 不外乎「雅」(elegance)，或俗語的「漂 亮」、「精采」、「乾淨」。 • 一 unity 貫 system 簡 simplicity 精 economy 宏 generality 和 harmony 明 clarity 整 orderliness • 理論講究漂亮，實驗也講究漂亮的。 38 潘卡瑞 H. Poincaré 『科學家研究天地不是為著用，是因為他喜 歡；他喜歡是因為它美。如果天地不美，就 不值得知；若天地不值得知，人生就不值得 活。當然，我在此講的不是激發感官的美， 那是形與質的美；我不會貶抑這種美，絕不 會，但這種美與科學無關；我指的是那種深 邃的，來自使部分調和成秩序的美，這只有 純淨的心靈能捕捉。』 1914 Science and Method 第一卷第一章「科學與科學家」 39 狄拉克 P. A. M. Dirac 『…。我想這一故事有其寓意，即求方程 式的美，要比求它們符合實驗還要緊。… 似乎若人著眼於在方程式中得著美，而他 又確有紮實的洞見，他肯定走上了成功之 路。…』 1963 The Evolution of the Physicist’s Picture of Nature 40 海森堡 W. Heisenberg 『如果天地引領我們得到大簡大美的算學形 式─指的是假設、公設等構成的統貫體系 ─，…我們不禁會認為它們是「真」，它們 顯露了天地的本性。…』 1971 Physics and Beyond 41 楊振寧 『它們的極度濃縮性和它們的包羅萬象的 特點也許可以用 W. Blake 的不朽名句來描 述 ：一沙世一界，一花天一重；一掌握無 盡，一時持永恆。 』 （指例如：馬克斯威爾方程式只有幾行，但 包羅萬象。） 1997 〈美與物理學〉講演 42 求善 •有用、有益就是「善」── 科學理論執簡馭繁，能預測未知。 科學的發展日新又新，致廣大而盡精微。 科學技術能利用厚生。 •例如：牛頓發明運動三律與萬有重力律， 因而天上與地面各種運動得以解釋，力學 得以發達。 •又例如：拉瓦錫發明化學命名法，於是現 代化學得以奠基 。 43 愛因斯坦 A. Einstein 『物理是在締造一合乎理則的思惟體系， 它是演進的，它的基礎不能用任何歸納法 自生活經驗蒸餾得到，只能經由放心的發 明 (free invention) 獲取。這一體系的正當 性來自：基於感官的經驗證明其推論為有 用。… 』 1936 Physics and Reality 44 科學的三追求 •實事求是─言之成理，徵而有信。 •誠真求美─論簡意賅，文雅形美。 •發明求善─取精用宏，日新又新。 «易•繫辭»：「易簡而天下之理得也；易則易知，簡則易 從。」 «禮記•大學»：「苟日新，日日新，又日新。」 45 求是 求美 求善 求是 求善 求美 46 一般對科學精神的誤解 47 一般對科學精神的誤解（一） • 科學家比較科學 • 現代人比古代人科學 • 西方人比中國人科學 • 科學萬能 • 科學講求客觀 48 客觀 • 科學家講究的是誠實，是冷靜，是嚴謹， 是開明，是謙虛，是不固執成見，是與 人溝通，但並不是「客觀」。 • 現代科學哲學家：inter-subjective verification （「心同此理」）取代 objectivity。 『心之所同然者何？理也、義也。』 《孟子‧告子上》 49 波爾 N. Bohr • 量子力學的哥本哈根詮釋： 知即測，測即擾，主客相攝。 互補觀、整體觀、機運觀 • 『在人生的大戲裡，我們自己總既是 觀者，又是演員。』 “ …wir selbst ...-nach Niels’ Worten immer zugleich Zuschauer und Mitspieler im großen Drama des Lebens. ” Heisenberg: Physics and Beyond (1971)結束語 50 惠勒 J. Wheeler • observer-participant 觀參者 • Universe as a selfexcited circuit 人「與天地參」《中庸》 天地演化出人心， 人心觀參作物理。 物理推陳見新奇， 天地舞台人文戲。 51 一般對科學精神的誤解（一） • 科學家比較科學 • 現代人比古代人科學 • 西方人比中國人科學 • 科學萬能 • 科學講求客觀 • 科學理論是發現 52 發現 Discovery • 發現 本有的事物或規律，經過探索或 研究，才開始知道，叫做「發現」。 如：牛頓發現萬有引力。（錯誤舉例） 《辭海》 • Discovery the act, process or an instance of gaining knowledge of or ascertaining the existence of something previously unknown or unrecognized. Webster 53 發明 Invention • 發明 創制新的事物，首創新的製作方 法。 《辭海》 • Invention an act to finding or of finding out; The power to conceive new ideas and relationships. Webster 54 愛因斯坦 • 『物理概念是人心的創作，而非，無論如 何像是，由外在世界決定。』 • “Physical concepts are free creations of the human mind, and not, however it may seem, uniquely determined by the external world.” 1938 The Evolution of Physics 55 「律」是人作的 • laws 在西方原本用於 ‘laws for the society’（為社會立法）。 • 文藝復興時期才開始有 ‘laws for the nature’ （為天地作律）的觀念。 • 到二十世紀，量子力學的哥本哈根詮釋出 來後，又有 ‘pictures for the nature’ （為天 地繪景）之說。 國人把 law 譯為「定律」乃是一不幸，譯為「律」即可。 嚴復當年譯為「例」。 56 一般對科學精神的誤解（二） • 科學是價值中立的 57 價值觀 • 精神 • 價值中立？ • 1996年 OECD的教育部長會議中的決議： 關於學生素養 (competences) ，包括知識 (knowledge)、技能 (skills) 、態度 (attitudes) 與價值觀 (values) 四大項。 • 求是、求美、求善就是科學的價值取向 。 58 一般對科學精神的誤解（二） • 科學是價值中立的 • 科學求真，宗教求善，藝術求美 59 一般對科學精神的誤解（二） • 科學是價值中立的 • 科學求真，宗教求善，藝術求美 • 科學無關信仰 60 科學家的信仰 • 科學家信仰的是科學精神。 • 信既成理論，用它；但同時抱著懷疑的態 度，不執信，絕不迷信。 • 所採取的是「理信」 (belief based on reason) 的態度，與宗教的「迷信」(belief based on faith)不同。 蔡元培：《德育講義》第十六講 「理信與迷信」 61 一般對科學精神的誤解（二） • 科學是價值中立的 • 科學求真，宗教求善，藝術求美 • 科學無關信仰 • 成一家之言就是科學 62 一般對科學精神的誤解（二） • 科學是價值中立的 • 科學求真，宗教求善，藝術求美 • 科學無關信仰 • 成一家之言就是科學 • 科學精神與人文精神相對立 63 科學與贋科學 science and pseudoscience • 贋科學表面也採科學的形式，例如有實驗， 有理論，有引證。 • 科學在科學期刊上發表，贋科學藉出書或在 小眾間或普通媒體上發表。 • 科學不怕公開討論；贋科學限定討論對象。 • 科學注重旁通，贋科學自成體系。 64 常見的贋科學 • 超心理學 「心電感應」 「千里眼」、各種「神通」 「特異功能」 • 占星術，算命 • 巫術 「神明附體」 「法力加持」 • 「飛碟」與「外星人」 65 贋科學通常的特徵 • • • • • • 說法模糊、誇大或不能證實。 保存支持案例，避開不利證據。 逃避其他專家的公開試驗。 缺乏進展。 題材個人化。 使用誤導的語言。 66 科學與科幻 • 科學是知識、學問。科幻是文學。 • 兩者不能混為一談。 • 科學理論的創造須受實驗制約。科幻的創 造則不受限制，甚至可以違反科學。 • 適度的科幻或可有利於想像力的培養，但 過度的科幻則對理性思考有害。 67 現代人文精神 • 明倫精神 忠恕 安和 守分 • 和群精神 尊重 講理 和群 • 格致精神 務實 明理 善用 • 閑適精神 誠真 自然 和諧 • 超越精神 博愛 捨己 超然 68 Humanism "A doctrine, attitude, or way of life centered on human interests or values; especially a philosophy that assures the dignity and worth of man and his capacity for self realization through reason and often that rejects supernaturalism.” Webster 人文主義：『一種以人的興趣或價值觀為中心的說 法、態度或人生觀；特別是保證人的尊嚴、價值 及他經由理性（通常排除靈異）而自我實現的本 領的一種哲思。』 69 原始儒家的人文主義 •觀乎人文以化成天下。 ─《易•傳》 •道不遠人；人之為道而遠人，不可以 為道。 ─《禮記•中庸》 •人能弘道，非道弘人。─《論語•衛靈公》 •是非之心，人皆有之。……是非之心， 智也。 ─《孟子•告子上》 •心所同然者，何也？謂理也，義也。 ─《孟子•告子上》 70 K. F. von Weizsäcker • “Nature is earlier than man, but man is earlier than natural science.” 『天在人之前，人在學之先。』 71 一般對科學精神的誤解（二） • 科學是價值中立的 • 科學求真，宗教求善，藝術求美 • 科學無關信仰 • 成一家之言就是科學 • 科學精神與人文精神相對立 • 儒家妨礙了中國科學的進步 72 原始儒家的科學精神 •不能以不講「真」字而認為儒家「不 科學」。 •科學精神的判準：務實、明理、利用； 求是、求美、求善。 •現代科學精神與中國原始儒家的精神 是相通的。 73 格致 • 清末時期，一度將西洋的「自然科學」 譯為「格致」。 • 但不久由於大批留日學生影響，「格 致」改為「科學」，沿襲至今。 74 觀念的提倡 •要提倡一個觀念，必須用社會一般人所習 用的語言，方能期其有成。 •「科學精神」一詞顧名不能思義，若思得 其義則又不能苟同（難道是「分科之學的 精神」？），當然難以推行。 •無怪乎！九十年來，雖然台灣海峽兩岸發 展科學從無一日懈怠，一般人對「科學精 神」則或茫然不解，或誤解流行。 75 格致精神 • 「格致」一詞出自《禮記‧大學》篇的「格 物致知」，又經朱熹注解，有文化傳承、 發揚意味。 • 「格致」一詞有動作的意味，比「科學」 一詞死氣沈沈的好。「格物」寓意實驗精 神（experimental inquiry），「致知」寓意 知識的發展（development of knowledge）， 聯繫現象界與理論界，有日新又新的意味， 也合乎現代學問的本質。 76 提倡格致精神 • 在知識層面若復用「格致」或「格致學」 取代「科學」，實大可不必；但在精神層 面說「格致精神」則古今可以相通。 • 提倡「格致精神」容易聯想及「誠意正 心」，因而提示人本主義，自然也有求善 求美的價值取向。 • 「格致精神」在中華文化裡本有根苗。提 倡「格致精神」亦有宣誓脫離西洋或東洋 文化本位思考的意義。 77 香港中文大學《二十一世紀》雙月刊 二○○九年十二月號•第一一六期 說科學精神 劉源俊 78 孔子 學而不思則罔， 思而不學則殆。 ─《論語》 79 Science 學驗思 學而不驗則泛（不實在） 驗而不思則散（不整合） 思而不學則陷（不開明） 80 學驗思行 81 請指教 82
