五四九十周年说科学精神+东吴大学校长+刘源俊.docx
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五四九十周年说科学精神+东吴大学校长+刘源俊
「五四」九十周年说科学精神
──讲于98年5月30日「2009张昭鼎纪念研讨会─科学与文化」
刘源俊
摘要「五四」时代迄今已有九十年。
当年所标榜的「赛先生」(如今大家口中的「科学」)到底在中国实施得如何?
就科学知识与技术发展而言,海峡两岸无疑都已相当程度地赶上西方。
然而就「科学精神」而言,则大部分人仍然茫然无知。
本讲先剖析关于科学精神的各家说法,指出其间矛盾;然后说明现代科学精神并指出其与传统儒家精神的相通处。
认为科学精神是「实事求是」、「诚真求美」、「发明求善」,而非一般所误以为的「求真」。
最后指出一般人对科学精神的种种误解;强调科学精神原是人文精神的一支,于是科学当然是文化里的重要成分,人们无由把科学与文化对立看待。
检讨起来:
「科学」一词为沿用日人之讹译,还不如清末「格致」一词达意。
提倡「科学精神」实不知所云,不如提倡「格致精神」。
──────────────────────
科学须从三个层面来谈──科学知识、科学方法与科学精神。
科学知识特指十六世纪以降,用新的方法(后来称之为「科学方法」)探讨世界,所得的各种学问,英文与法文都名为sciences,德文名为Wissenschaften(knowledges),俄文名为Наука(nauka,即knowledge),中文现沿用日译为「科学」(寓意「分科之学」)。
科学方法(scientificmethods)主要有四个方面:
(一)厘清现象(characterization)──观察(observation)、实验(experimentation)。
(二)从现象形成律则(formulation)──理想化(idealization)、归纳(induction)、择适(abduction)。
(三)建构理论(theorization)──假设(hypothesis)、演绎(deduction)、想象实验(thoughtexperiment)。
(四)检验理论(testing)──解释(explanation)、预测(prediction)。
新的现象与旧理论的关系可能是赞成(corroboration),可能是修改(modification),也有可能是否决(falsification)。
于是周而复始:
新现象→新理论→新现象→新理论→……。
这一层面不是本文要旨,在此不多说。
科学方法基于「科学精神」(scientificspirit),那是一种价值观──为学、做事的基本精神。
本文要说明的的就是科学的这一层面。
在科学教育界,关于「科学态度」(scientificattitudes)的探讨俯拾皆是,而「科学精神」则几乎避而不谈;可能是因为西方比较少提到scientificspirit一词之故。
但我以为,态度的根基在于价值观,其精神必须先厘清。
在此特别藉「五四」九十周年的时机,一说科学精神。
科学精神众说
首先要检讨民国初年提倡「赛因斯先生」诸位重要人士关于科学精神的说法。
「科学精神」一词是任鸿隽创用的,他在《科学》第一期开篇中说:
『科学精神者何?
求真理已。
』又提到「崇实」、「贵确」。
陈独秀早年在《新青年》中说到「以科学说明真理,事事求诸证实。
」、「别是非」、「明真伪」这些观念。
梁启超应邀在南通科学社讲〈科学精神与东西文化〉,说:
『科学精神是什么?
我姑从最广义解释:
有系统之真知识,叫做科学,可以教人求得有系统之真知识的方法,叫做科学精神。
』胡适讲「科学的方法」,提到「怀疑」、「实事求是」、「拿凭据来」、「求真理」这些;又讲到『科学的方法,说来其实很简单,只不过「尊重事实,尊重证据。
」在应用上,科学的方法只不过「大胆的假设,小心的求证。
」』竺可桢将「科学精神」归纳为「求是」两字,又进一步解释「求是」:
『就是实事求是,就是探求真理。
』
这里有几个重要的问题。
其一,许多人并不分别「科学方法」与「科学精神」。
其二,他们都提到「真」,以为世界上有「真理」、「真知识」,所以要「求真」。
其三,胡适说要「大胆的假设」,又说「求真理」;试问,既然是从「假设」出发,如何能得「真理」?
真与假在他们理解里,难道不是相对的?
如何自圆其说?
说穿了,他们对科学精神的认识是肤浅的,甚至是错误的。
我们来看看现代西方人又是怎么说的。
艾德勒(MortimerJ.Adler)在《题汇─观念索引》里解释「科学精神」,说是「实验探究与实验知识的整理。
」,压根没提「求真」之说。
潘卡瑞(HenriPoincaré)在《科学与假设》这本书的前言中说得很清楚:
科学理论都是从假设(hypotheses)开始建构的,有些假设可经由实验证实,有些是用来界定思考,有些则本质上不过是「约定」(conventions)──约定乃属心的自主活动,惟受实验的约束。
换言之,理论并无「真或假之分」,只有「适用程度大或小的差异」。
所以,当胡福明说『实践是检验真理的唯一标准。
』,他的用意或是对的,但用语不对。
大陆上有些倾向「科学主义」的人,看法更是偏差,例如何祚庥在〈呼唤科学精神和人文精神的结和(代序言)〉中写到『至于科学所追求的是客观真理,而客观真理只有一个。
在追求真理的过程中,虽然也会有不同的歧见,……(但)「道德准则是评价科学真理的最高标准。
」』『就科学工作者的绝大多数人来说,是排斥这种「多元主义」的真理观的。
』大陆上最近出一本书《论科学精神》,其中有好些「胡说」,例如扯到马克斯或引用一些政治人物的说法,或又奢谈「求真」之类;也有些讲得颇可取,例如席泽宗说到『公正、客观、实事求是。
』又例如蔡德诚提出「六条」:
『客观的依据,理性的怀疑,多元的思考,平权的争论,实践的检验,宽容的激励。
』(缺憾是竟然漏了「假设」的角色)。
他们又都犯了过份强调「客观」的通病。
近代科学不偏理论(theorization),也不偏实验(experimentation),讲求实验与理论相辅相成。
中国老祖宗有许多话倒是可用的。
例如『致知在格物。
』;『实其事而求其是。
』──这里的「是」指的是「一套说得通、可信验的道理」,并不是「真」;『即物而穷其理。
』。
换言之,必须接近事与物;而「知」是「致」得的,「是」是「求」得的,「理」是要「穷」的。
务实明理利用
要说明白科学精神,须先弄清楚科学家的作为。
每位科学家的工作对象与性质不同。
自然科学家的工作大别有六类:
一、实验家(experimentalist)的工作是广征立据,他们发现现象(discovery)。
二、形象家(phenomenologist)的工作是即事求理,他们发明规律(inductionandformulation)。
三、理论家(theorist)的工作是推理穷原,他们建构理论(deductionandconstruction)。
四、说明家(explainer)的工作是依理解事,他们理解现象(explanation)。
五、应用家(appliedscientist)的工作是据理致用,他们应用规律或理论应用(application)。
六、哲思者(philosopher-scientist)的工作是索隐探赜,他们诠释现象与理论的本质(interpretation),探讨研究方法。
(见附图)
有些科学家只从事前述一项工作,例如吴健雄、丁肇中是实验家,狄拉克是理论家。
有些科学家从事前述好几项工作,例如牛顿既是实验家,又是形象家、理论家、说明家与哲思者;法拉第是实验家兼形象家;爱因斯坦是形象家、理论家、说明家兼哲思者;波尔是理论家与哲思者。
费米是实验家、形象家、理论家兼应用家;费曼是形象家、理论家兼说明家。
将物理世界大分为现象界、理论界与应用界三界,其个别需要的精神大约如下述:
现象界的工作需务实。
这里面包含了「探索」(exploration)、「实验」(experimentation)、「重复」(repitition)、「精益求精」(elaborationandrefinement)、「诚真不欺」(sincerityandhonesty)、「撷要舍末」(graspandessence)、「渐近」(approximation)种种精神。
理论界的工作需明理。
这里面包含了「概念化」(conceptualization)、「正名」(definition)、「统贯」(consistency)、「旁通」(compatibility)、「信验符实」(correspondencetothefacts)、「心同此理」(intersubjectiveverification)、「简约」(simplicity,economyofthought)、「广达」(generality)、「循序渐进」(apprxmationbyorders)、「日新又新」(evolution)、「择优去劣」(survivalofthefittest)、「并行相竞」(competition)、「知有所止」(limitedness)种种精神。
应用界的工作需要利用。
这里面包含了「解决问题」(usefulness)、「据理行事」(rationality)、「知所先后」(order)、「因时因地制宜」(adaptation)、「止于至善」(optimization)种种精神。
实事求是诚真求美发明求善
以上所述或过于庞杂。
试问:
可否简而言之?
一般不假思索就说是「求真」。
但「真」这个字出于道家经典,在儒家经典里是没有的,其原意指「天真无邪」、「天然」、「非人为」或「本原」;被用来翻译英文truth(或德文Wahrheit)一词是近代的事,乃是一讹译。
而在科学里,若说有truth,也是一误会──试问:
在现象界里「务实」,只能做到撷要舍末,精益求精,如何得其「真」?
如其「实」?
在理论界里「明理」,也只能做到「即事求理」、「信验符实」、「简约施博」,「日新又新」,「真」又从何而来?
所以说:
「求真」既是讹译,也是误会,不可取。
如何说才好呢?
中文里本有「求是」的说法,将truth译为「是」(「是非」的「是」)就好得多。
求是之前先要实其事。
拉瓦锡写道:
『每一门物质科学须包括三样东西:
作为科学对象的一系列实事(facts),代表这些实事的意念(ideas),及表示这些意念的文辞(words)。
…文辞须表达意念,意念须是实事的图象。
既然意念要经文辞保存且传播,显然,任何科学语言的改良必伴随科学本身的改良;另方面,不改良其语言或命名,也必不能改良科学。
』
在求是之外,还有求美、求善的面向。
先说「求美」。
科学家说的「美」是什么意思呢?
不外乎「雅」(elegance),或俗语的「漂亮」、「精采」或「干净」。
这里面包含了一些观念:
一(unity)、贯(system)、简(simplicity)、精(economy)、宏(generality)、和(harmony)、明(clarity)、整(orderliness)等。
理论讲究漂亮,实验也要讲究漂亮的。
我们看,许多大算学家与理论物理学家都强调「美感」在他们工作里的重要性。
潘卡瑞说:
『科学家研究天地不是为着用,是因为他喜欢;他喜欢是因为它美。
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。
当然,我在此讲的不是激发感官的美,那是形与质的美;我不会贬抑这种美,绝不会,但这种美与科学无关;我指的是那种深邃的,来自使部分调和成秩序的美,这只有纯净的心灵能捕捉。
』
狄拉克说:
『…。
我想这一故事有其寓意,即求方程式的美,要比求它们符合实验还要紧。
…似乎若人着眼于在方程式中得着美,而他又确有扎实的洞见,他肯定走上了成功之路。
…』
海森堡说:
『如果天地引领我们得到大简大美的算学形式──指的是假设、公设等构成的统贯体系──…我们不禁会认为它们是「真」,它们显露了天地的本性。
…』
杨振宁说:
『它们的极度浓缩性和它们的包罗万象的特点也许可以用W.Blake的不朽名句来描述:
「一沙世一界,一花天一重;一掌握无尽,一时持永恒。
」(指例如马克斯威尔方程式只有几行,但包罗万象。
)』
再说「求善」。
何谓善?
有用、有益就是「善」。
首先,科学理论执简驭繁,科学有「求善」的本质。
牛顿发明运动三律与万有重力律,因而天上与地面各种能预测未知;其次,科学的发展日新又新;其三,科学技术能利用厚生。
所以说,运动得以解释,力学得以发达;拉瓦锡发明化学命名法,于是现代化学得以奠基。
爱因斯坦说得很清楚:
『物理是在缔造一合乎理则的思惟体系,它是演进的,它的基础不能用任何归纳法自生活经验蒸馏得到,只能经由发明获取。
这一体系的正当性来自,基于感官的经验证明其推论为有用。
……。
』
科学当亦能为害,但这非科学本身之过,而是利用科学之人的问题。
前面说过不该说「求真」,但如果一定要用「真」字,我认为倒无妨说「真求」──认真地求,诚真地求;求什么?
求美,求善。
所以十年前,我有「真求美善,易简又新。
」的说法。
综而言之,科学有三追求:
一、实事求是──求言之成理,征而有信;二、诚真求美──求论简意赅,文雅形美;三、发明求善──求取精用宏,日新又新。
这里说「三追求」,还有一涵义,就是有「求是」、「求真」与「求美」三个面向,而不是一个面向;三个面向彼此之间有相关的部分,也有不相关的部分。
研究的领域不同,着重就不一样。
有些人或强调「美即是」,如前面提到的狄拉克,或以为「善即是」,只能视为各自的信念。
「三追求」间的关系如附图。
一般对科学精神的误解
以下要破除一般对科学精神的误解:
1、许多人以为「科学家比较科学」,或「现代人比古代人科学」,或「西方人比中国人科学」;这些当然都是误会。
其实,依前述,懂得「务实、明理、利用」的人就是有科学精神。
在农田工厂里、古代、中国都有许多「务实、明理、利用」之人;反之,在科学界、现代与西方都有许多「不务实」、「不明理」或「不利用」之人。
2、许多人以为「科学万能」。
其实「知有所止」、「毋必」是重要的科学精神──任何科学理论都有其适用的范围,不能期望「放诸四海而皆准」。
科学的方法,不论是归纳法或演绎法,都是有缺陷的。
科学并非万能,但很有用!
科学方法很是厉害(verypowerful),但不能解决所有问题。
3、一般以为「科学讲求客观」。
其实科学是人心的产物──科学家的研究对象既是科学家界定的,实验也一定有出入(errors),现象的观察当不可能真确;科学理论也都是人心创造的(爱因斯坦称之为‘freecreationsofthehumanmind’),科学里的「律」是人立的。
所以,科学家讲究的是诚实,是严谨,是冷静,是开明,是谦虚,是不固执成见,是与人沟通,但并不是「客观」。
现代物理学大师波尔(NielsBohr)对主体与客体的关系想得最透彻,他深知在小世界里,知即测,测即扰的本质,因而有『在人生的大戏里,我们自己总既是观者,又是演员。
』的说法;换言之,主体与客体是相摄的。
惠勒(JohnWheeler)更新造「观参者」(observer-participant)一词来形容现代物理学家的角色。
4、许多人又以为「科学理论是发现」,例如说「牛顿发现万有引力」,这又是误解。
科学是人的发明(invention),而非发现(discovery)。
正确的说法是:
牛顿发明了万有引力理论,并成功地用来解释天体与地上物体的运动;否则,如果万有引力律是被发现的「真理」,怎么能容许后来爱因斯坦提出广义相对论来「革它的命」?
5、一般人常说什么「科学求真,宗教求善,艺术求美」,用真善美三面向把三者区分。
其实,前面分析过,任何科学理论都是从「假设」出发,当然不可能求得「真理」。
科学态度是「认真」,是「真求」,是「实事求是」而非「求真」。
科学重视诚真,据以求是、求美、求善;艺术的感情更真,追求致宜、致美、致善;宗教劝善,但也说「真理」──说是「悟」得的。
6、有人又以为「科学应是价值中立的」,甚至还以此标榜科学,当成它的优点。
但前面说得很清楚,求是、求美、求善就是科学的价值取向,怎会是中立的呢?
7、有些人以为科学是要破除迷信的,所以「科学家不谈信仰」。
科学家当然是有信仰(beliefs)的,他们信仰的是科学精神。
他们信既成理论,用它,但同时抱着怀疑的态度,绝不迷信它。
所采取的是「理信」(beliefbasedonreason)的态度,与宗教的「执信」(beliefbasedonfaith)不同。
8、还有人以为「成一家之言就是科学」。
瑞士的丹尼肯(vonDäniken),写了好多书讲「上帝是外星人」、「金字塔的秘密」之类,都引经据典,论述地球文明来自外星。
丛书畅销于世,一家之言已成。
然而,这样的学说不能跟其它物理、化学律相通──例如不能解释「外星人的飞碟」在数十年的飞行中如何维持大而自持的生态系统。
他的作为当然不符科学精神,科学是要注重「旁通的」(compatible)。
9、许多人还把「科学精神」与「人文精神」相对立,这是全然的误解!
常听人说到「两种文化的鸿沟」──科学家缺乏「人文素养」,而人文学者缺乏科学素养;若是只从科学知识方面立论,当然说得通。
但这并不重要,每个人的知识领域都是局限的;一般物理学者缺乏生物学素养,生物学家缺乏物理学素养,不是吗?
重要的是要问:
人文学者与科学家在科学精神方面是否相通?
那首先就要问:
何谓人文精神?
《韦氏字典》解释人文主义(humanism)时,特别强调「理性的自我实现」。
换言之,人文学者与科学家有着相通的人文精神。
10、最后要提到,民国以来的科学提倡者常认为「儒家妨碍了中国科学的进步」。
若是因为儒家不讲「真」,就「不科学」,那真是很冤枉!
从以上分析,可清楚看出:
科学精神与中国原始儒家的精神是相通的。
儒家最为世人称道的就是「人文主义」,所谓『道不远人;人之为道而远人,不可以为道。
』孔子所说『人能弘道,非道弘人。
』这句话,原本不易理解,但若认识到科学理论都是人心的发明时,就豁然开朗了。
现代物理学家兼哲学家vonWeizsäcker说:
『天在人之前,人在理之先。
』与孔子的那句话实相互辉映。
《中庸》上说人「与天地参」,与惠勒所描述的「观察者与宇宙同成长」,是类似的意思。
我以为,谈现代人文精神,应包含五种──伦理精神、民主精神、科学精神、艺术精神与宗教精神。
科学精神是其中一支,也是重要的一支;但显然,只谈科学精神是不足的。
说科学精神不如说格致精神
要提倡一个观念,必须用社会一般人所习用的语言,方能期其有成。
「赛先生」一词昙花一现,固不必论。
「科学」一词来自东洋讹译,有其根本的问题。
在知识层面,「科学」一词虽不及清末所用「格致」达意,但学问本来就必须分科,所以推行起来不会遭遇大困难。
但在进一步叙述时,亦有必要检讨相关翻译。
例如《大英百科全书》将学问归为五大类,我建议不妨译为:
范言之学(logic);数与形之学(mathematics);验实明理之学(science)──又分为即物穷理诸学(naturalsciences)、致用之学(technologicalsciences)与经世之学(socialsciences);人文诸学(historyandhumanities);穷本究原之学(philosophy)。
在精神层面,「科学精神」一词顾名不能思义,若思得其义则又不能苟同(难道是「分科之学的精神」?
),当然难以推行。
无怪乎!
九十年来,虽然台湾海峡两岸发展科学从无一日懈怠,一般人对「科学精神」则或茫然不解,或误解流行。
每思及此,感慨万千!
于是想到:
与其提倡「科学精神」,不如提倡「格致精神」。
说明如次:
1、西学东渐的清末时期,一度将西洋的「自然科学」译为「格致」,但不久由于大批留日学生影响,「格致」改为「科学」,沿袭至今,甚是可惜。
2、「格致」一词出自《礼记‧大学》篇的「格物致知」,又经朱熹注解,有文化传承、发扬意味。
3、「格致」一词有动作的意味,比「科学」一词死气沉沉的好。
「格物」寓意实验精神(experimentation),「致知」寓意知识的发展(developmentofknowledge),联系现象界与理论界,有日新又新的意味,也合乎现代学问的本质。
4、在知识层面若复用「格致」或「格致学」取代「科学」,实大可不必,因为近代学问到底比先秦时期相去不可以道里计;但在精神层面说「格致精神」则古今可以相通。
理由已如前述。
5、提倡「格致精神」容易联想及「诚意正心」,因而提示人本主义,自然也有求善求美的价值取向。
6、「格致精神」在中华文化里本有根苗,于是茁壮可期。
提倡「格致精神」亦有宣誓脱离西洋或东洋文化本位思考的意义。