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可到底什么是科学呢？科学是一个形容词吗？科学是一种行为吗？科学是一套知识，还是一套方法？我们为什么相信科学？科学和不科学的区别到底在哪？这一讲我们要明白认识科学。
我先给你出一道选择题。以下四个选项中只有一个是最正确的 ——
我们为什么相信科学？
A：因为科学知识是客观的。
B：因为科学是一套方法。
C：因为科学理论是可证伪的。
D：因为科学家很厉害。
正确答案可能出乎你的意料。
“科学是什么”，你问科学家是不行的，你得去问哲学家。这就好比鸟自己并不知道什么是鸟，你得问鸟类学家才知道什么是鸟。
1.方法
科学和迷信的最大区别是什么呢？十九世纪有个法国哲学家叫奥古斯特·孔德（Auguste Comte，1798–1857），提出一个关键洞见：宗教迷信给你的是“教条（doctrine）”，科学则是一套“方法（method）”。授人以鱼不如授人以渔，如果第一个人只告诉你一些什么是什么，第二个人却告诉你如何取得知识，你应该听第二个人的。
相信方法，就是要重视事实调研，而不是听从别人给的预设立场。弗朗西斯·培根（Francis Bacon，1561-1626）曾经把“科学方法”总结为下面五步 ——
1.观察
2.提出理论假设
3.用你这个假设做出一个预言
4.做实验来验证预言是否成真
5.分析你的结果
如果结果符合你的预言，你的理论就可能是对的；如果不符合，你就需要修正假设。
1910年，美国哲学家和心理学家约翰·杜威（John Dewey，1859-1952）写了一本书叫《我们如何思维》[1]，正式提出“科学方法”是判断科学和不科学的标准。杜威有个来自中国的学生叫胡适，胡适有句名言叫“大胆假设，小心求证”，说的就是科学方法。我们相信科学并不是因为科学是什么“权威”，而是因为科学的方法厉害。这个认识够高级吧？
一般人，包括很多科学家，对于“科学是什么”的认识也就到此为止了，但是这个认识太浅了。其实那套方法并不足以让人相信科学。
比如你听说了牛顿力学，就在家里抛小球做实验，发现牛顿的重力加速度理论是对的。你能说你*验证*了牛顿力学吗？你只能说在你家这个地方，对小球来说，牛顿力学是对的。那别的地方和别的东西呢？你敢说登陆器在火星上的运动也符合牛顿力学吗？太阳系以外呢？就算你做的所有实验结果都符合牛顿力学，你也只能说你的结果“支持（corroborate）”牛顿力学，而不能说你验证了牛顿力学。这个道理就如同就算你看到的所有天鹅都是白色的，你也不能保证天鹅就一定是白色的……你无法排除黑天鹅存在的可能性。
这就是“归纳法”的局限性。这有个新药，对美国患者都有效，那你能肯定它对中国患者也有效吗？一个以美国大学生为实验对象得出的心理学理论，你能说它对亚洲人也适用吗？你不知道。
思考需要事实、只是事实和全部的事实 —— 可是你永远都无法验证全部的事实。事实可以误导，绝对的客观公正根本就是一个神话，科学理论也不可能是绝对客观的。如果牛顿力学可以被相对论取代，你又怎么能说相对论就一定是对的、就不会被别的理论取代呢？
只有数学可能绝对是对的。对真实世界来说，没有任何方法能判定一个理论绝对是对的。现代的哲学家有很多观点都不一样，但是有一点是他们的共识 [2]：根本没有什么一锤定音的“科学方法”。
2.证伪
进入20世纪，卡尔·波普尔（Sir Karl Raimund Popper，1902-1994）横空出世，他是只要你谈论科学哲学就不得不提的人物。波普尔的招牌观点叫做“可证伪”。波普尔说，科学不是方法，而是态度：科学的本质是“我不信，我要提出质疑”。
想要证明一个科学理论，那是不可完成的任务；但是*证伪*一个理论则只需要一个实验。1919 年日全食，爱丁顿观测到本该在太阳背后的星光出现在了太阳的正面，说明空间不是平直的，牛顿力学立即就被证伪了 [3]，爱因斯坦这才上位。
所以波普尔说科学家真正应该追求的不是证实，而是证伪。科学理论，是用来等着被证伪的。波普尔还把这个思想推广到了政治上，提出了“开放社会”的概念，说知识分子的使命就是去质疑。“可证伪”这个观念现在也已经深入人心，一提科学，人们就会想到“可证伪”。
然而真实的科学家并不是整天都在“证伪”。“可证伪”大多数时候根本不具备可操作性。
我给你举个例子，密立根油滴实验。物理学家罗伯特·密立根（Robert Andrews Millikan，1868-1953）把一些非常小的油滴通过电场悬浮在空中，根据油滴的重力和电力这两个数值，就能计算出油滴带有多少电荷。密立根发现，不管油滴大小，它的带电量总是一个数的整数倍，比如有时候是3倍，有时候是4倍，有时候是7倍 —— 那么那个数，就必定是最小的电荷单位，也就是单个电子的电荷。这个实验给密立根带来了1923年的诺贝尔物理学奖。
好，现在我们本着波普尔的质疑精神，请你重做一遍油滴实验。
我敢打赌你做不成。我上大学的时候做过这个实验的模拟，操作实在太难了，你会遇到各种麻烦。假设你的实验结果跟密立根的不一样，你没有发现电量都是某个数的整数倍。那请问，你能说你证伪了密立根的理论吗？
你当然不能。实验结果不对可能是密立根的理论有问题，但更可能是你的实验操作有问题，也许你的仪器不精确。就算你对自己的实验很有信心，也不一定仅仅是密立根错了啊，你做计算要用到电磁学和牛顿力学，为什么不是电磁学和牛顿力学也错了呢？
事实是密立根本人也好，后来重复油滴实验的物理学家也好，他们都有意无意地修饰了自己的数据，他们是刻意地想让实验数据符合理论 [4]。他们根本就没有在证伪！为什么呢？因为科学家知道，证伪是个没有建设性的动作，证伪是无法得出新理论来的！
这个道理是要验证也好、证伪也好，你必须得先*信*点什么东西才行。什么都不信，不是做学问。你总要*维护*一些什么东西才行。你得相信牛顿力学、电磁学和你的实验仪器，才谈得上使用它们。
可是你那个“信”又是从哪来的呢？
3.共同体
只能是来自科学家的集体。最早认识到这一点的是一位出身微生物学家的哲学家，路德维克·弗莱克（Ludwik Fleck，1896–1961）。以前的科学哲学家都默认科学是科学家单干的行为，弗莱克说不对，科学其实是科学家的集体行为。
没有哪个科学家是孤立的。每个学科都是一个共同体，所有科学家形成一个个圈子。科学家们总在一起开会，写论文互相引用，要编写教材、讲课带徒弟。“民间科学家”才单干，真正的科学家必须入圈，必须尊重同行的工作。你的实验成功与否不是你自己说了算，必须是科学共同体说了算。
科学进步不是由某个科学家使用某个方法推动的，而是由科学家这个集体推动的。这就引出了另一位科学哲学的大人物，托马斯·库恩（Thomas Kuhn，1922–1996）。
库恩的招牌概念叫“范式（Paradigm）”。所谓范式，就是科学共同体对当前局面的共同认识。量子力学出现之前，所有科学家都认为原子是一个一个的小球、都是粒子，这就是范式。量子力学出来以后，人们认识到微观世界的“波粒二象性”，有了不确定性的观念，这叫“范式转移（Paradigm shift）”。
要点在于，范式转移并不经常发生。大部分情况下，科学家是在当前范式之内搞研究。你不是质疑共同体的理论，你是补充和完善那些理论。你的实验结果要是跟范式对不上，最大的可能是你实验有问题，而不是范式错了。只有当证据实在太明显了，很多科学家反复证明以前那个范式确实不好使了，范式转移才会发生。
库恩这个说法的问题在于他不能说明为什么这个范式比那个范式好。并没有一套标准化的操作方法，比如让科学家们开个会，投票表决要不要范式转移。范式转移有点像“涌现”现象，不是安排出来的 [5]。
＊
孔德说科学不是教条是方法，波普尔说科学不是方法是态度，弗莱克说科学不是个人是集体，库恩说科学不是单个理论是范式，他们说的都有道理。
在他们的基础上，最新一代科学哲学家，比如美国科学史专家娜奥米·奥雷克斯（Naomi Oreskes，1958 -），有两个关键认识 [6] ——
第一，科学不是方法，而是一系列的实践；
第二，科学不是个人的事，而是社区的事。
4.“当前科学理解”
科学是一个社会行为。所谓科学知识，其实是当前这一代科学家的集体共识，仅此而已。
我们为什么相信科学？我给你打个比方，这就好比一个清朝人，他为什么承认大清政权的合法性呢？他不是用逻辑推导出来爱新觉罗家族就应该是中国的皇族正统。他承认清朝，是因为大清有兵。我们之所以相信科学，是因为科学家很厉害。前面那道题你应该选 D。
这就是为什么精英日课专栏总爱说“当前科学理解” —— 我从来没说我们在使用“真理”，因为真理根本就不是科学这门业务所能得到的东西。当前科学理解，是当前这一代科学家共同编织出来的、对世界如何运行的一套描述和解释。
但是请注意，我服从当前科学理解可不是因为我害怕科学共同体，并没有人拿枪指着我说你文章必须这样写，而是因为我对科学共同体表示服气。科学共同体有四个厉害之处，你不得不服。
第一，它是相对客观的。没有绝对的客观，但是相对科学家个人有各种偏见，科学共同体是比较客观的。客观是因为这是一个开放的、充满多样性的群体。你从哪来、怎么想、用什么方法都可以，只要你能说服我们就行。
第二，它有很强的纠错能力。科学家和科学家不搞互相吹捧，永远都是互相质疑的关系。你提交一篇论文，审稿人的任务就是给你挑毛病。科学家互相批评但是又很讲理，他们是最愿意被人说服的群体。
第三，科学家有创造性。科学家不是一群机器人，科学研究不是在执行算法。“没有科学方法”的意思是不存在标准化的科研操作，每一代科学家都在发明自己的研究方法。科研活动就像是一门艺术，而这恰恰保证了科学能够不断地发展。
第四，科学这门业务永远联系实际。有时候科研活动跑偏了，比如超弦理论已经跟实验没关系了，或者宏观经济学模型解释不了中国的经济增长，那么就一定有科学家跳出来反叛：我不跟你们蹭论文了，我非要去看看中国到底是怎么富起来的。科学家永远在意真实世界。
我们信任科学是因为我们信任科学家。这就如同你会信任医生、信任水管工一样。并不是因为他们身上带有魔力，而是因为他们就是做这件事的。水管工的任务就是知道哪根水管好使，科学家的任务就是要发明新理论、对理论提出质疑，兢兢业业地把理论跟真实世界对比，不讲情面地互相批评。
民间大师做不到这些，传统疗法做不到这些，政治意识形态做不到这些，所以我们选择不信任他们那些社区，而信任科学家。
我们号称是科学思考者，可是我们已经从纯逻辑后退到了讲立场讲信念讲希望，又后退到讲审美，现在又后退到了讲社区。这是我们对真实世界不得不做的妥协。
但我们这个信任是有条件和边界的。我们知道“当前科学理解”不一定对。
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