要問我科學(xué)的本質(zhì)是什么，我真的不知道，談?wù)摗改硞€(gè)東西的本質(zhì)」，是一個(gè)哲學(xué)「本體論」問題。

     那么，「科學(xué)的本質(zhì)是什么」，是【科學(xué)哲學(xué)（philosophy of science）】問題，搞科學(xué)的人不關(guān)心這個(gè)問題的。

     雖然目前并沒有給科學(xué)下一個(gè)準(zhǔn)確的定義，但不要以為什么「是科學(xué)」、「不是科學(xué)」分不清，也不要說什么「科學(xué)的盡頭是神學(xué)」這種鬼話。

     哲學(xué)問題，就是追問一個(gè)究竟，一直到追問道不證自明，疑無可疑為止，然后再進(jìn)行推理，并做到邏輯自洽。

     所以，我只有用哲學(xué)的思維方法，討論一下「科學(xué)的本質(zhì)」是什么，一家之言，也可能不對(duì)，或有漏洞，不周，歡迎批判審查，提出不同意見。

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科學(xué)本質(zhì)1：科學(xué)理論建立在「假設(shè)」之上。

【科學(xué)理論建立在「假設(shè)」之上】的等價(jià)命題是【科學(xué)理論是可證偽的】。

我們經(jīng)常說「科學(xué)理論是可以被證偽」？這是什么意思呢？為什么科學(xué)理論是可以被證偽的呢？

我們經(jīng)常說的「可證偽性」，其實(shí)是哲學(xué)家卡爾波普的提出的一個(gè)理論，

wiki對(duì)「可證偽性」的一段解釋，我覺得還可以，引用過來：

• 可證偽性（英語：Falsifiability），又稱可反證性、可否證性，在科學(xué)和科學(xué)哲學(xué)中用來表示由經(jīng)驗(yàn)得來的表述所具有的一種屬性，即“這些結(jié)論必須容許邏輯上的反例的存在”。

• 作為對(duì)比的則包括形式上的或數(shù)學(xué)的表述，如重言式（由于定義的原因它們總是真的），數(shù)學(xué)公理和定理——這些表述不容許邏輯上反例的存在。
  

• 一些哲學(xué)家和科學(xué)家（如卡爾·波普爾）宣稱：一切從經(jīng)驗(yàn)得來的假說、命題和理論必須邏輯上容許反例的存在，才是科學(xué)的。一個(gè)主張“可證偽”并不意味著這個(gè)主張是“假”的。宗教和偽科學(xué)是不可證偽的。
  

• 引自：維基百科詞條--可證偽性
  
• https://zh./wiki/%E5%8F%AF%E8%AF%81%E4%BC%AA%E6%80%A7
  

簡(jiǎn)單說一下，這個(gè)推導(dǎo)過程：

「可證偽理論」其實(shí)源自蘇格拉哲學(xué)家休謨發(fā)現(xiàn)的一個(gè)認(rèn)識(shí)論（epistemology）上的「難題」，叫做「休謨難題」：

• 1、因果難題
  

• 2、歸納難題
  
• 3、實(shí)然、應(yīng)然難題。
  

偉大的康德說休謨將他「從獨(dú)斷論的迷夢(mèng)中驚醒」，我第一次讀到「休謨難題」，非常震撼，身上起雞皮疙瘩，比量子力學(xué)的雙縫實(shí)驗(yàn)還震撼：

這么簡(jiǎn)單，這么深刻，那么多古希臘先賢、伽利略、牛頓沒有發(fā)現(xiàn)，竟然要等到被這個(gè)外貌與智慧不沾邊的蘇格蘭胖子發(fā)現(xiàn)。

與科學(xué)有關(guān)的是「因果難題」和「歸納難題」，「因果關(guān)系」也是「歸納法」得到的，也可以統(tǒng)一叫做「歸納難題」：

我們?cè)趺粗馈敢蚬P(guān)系」的？很簡(jiǎn)單，是通過「觀察枚舉」的「歸納法（Induction）」

• 我們首先發(fā)現(xiàn)兩件事件有「相關(guān)關(guān)系」，

• 如果兩件「相關(guān)事件」呈現(xiàn)出時(shí)間上前后相繼性：如果A則之后事件B
  

• 經(jīng)過多次觀察，不會(huì)出現(xiàn)反例。

當(dāng)然，也包括「一果多因，一因多果」，原理是一樣的。

也就是說「因果關(guān)系」是從「特稱判斷」直接過渡到「全稱判斷」：

• 有些事件A之后會(huì)出現(xiàn)事件B。
  

• 所有事件A之后之后會(huì)出現(xiàn)事件B。

一些典型的從「特稱判斷」到「全稱判斷」：

·美國(guó)的天鵝是白的，中國(guó)的天鵝是白的，英國(guó)的天鵝是白的。。。。。

• 世界上所有的天鵝是白的。
  

問題來了，從「特稱判斷」能夠下「全稱判斷」嗎？「有些是」怎么過渡到「全部是」？

仔細(xì)想問題，你就會(huì)發(fā)現(xiàn)完全不能，這當(dāng)中有個(gè)巨大的斷層，前者不蘊(yùn)含后者，邏輯上推不出。

因?yàn)榭茖W(xué)的經(jīng)驗(yàn)的，而我們不可能經(jīng)驗(yàn)所有時(shí)空的事件。我們只能經(jīng)驗(yàn)到一部分事件，「一部分是」不是能推理出「全體必然是」，再多的「特稱」也推導(dǎo)不出「全稱」。

你看到再多的白天鵝，也不能排除「黑天鵝」存在的可能性，事實(shí)上在澳大利亞真的發(fā)現(xiàn)了黑天鵝。

這就是「歸納難題」：「因果關(guān)系」、「全稱判斷」使用的「歸納法」，「歸納法」的可靠性還是通過「歸納」來驗(yàn)證，這是一個(gè)「循環(huán)論證」，是一個(gè)無限原地打圈的死胡同。

正是因?yàn)榭茖W(xué)方法之一「歸納法」有這樣的認(rèn)知缺陷，「歸納結(jié)論」永遠(yuǎn)是不完全歸納，從邏輯上來說不具備一般性和普適性，有錯(cuò)誤的可能，有發(fā)現(xiàn)「白烏鴉、黑天鵝」的可能，這就是「可證偽性」

所以，科學(xué)的第一原理，都是全稱判斷，是一種「假設(shè)、公設(shè)、假說」，然后在第一原理的基礎(chǔ)上做出邏輯推理，也就就能實(shí)現(xiàn)超越時(shí)間、空間做出預(yù)言。

比如：【MM實(shí)驗(yàn)】發(fā)現(xiàn)繞地公轉(zhuǎn)地球上不同方向上光速?zèng)]有差別，愛因斯坦假設(shè)：光速不變，無論是在哪一個(gè)慣性參考系，無論是在三十萬光年以外，還是三十億年以后，你側(cè)得到的光速是一個(gè)常數(shù)。并以此為基礎(chǔ)，推導(dǎo)出狹義相對(duì)論。光速不變的基礎(chǔ)上，我們可以推導(dǎo)出幾億年前的宇宙圖景。

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直到今天，「歸納難題」并沒有很好的解決，如果不做出假設(shè)，彌補(bǔ)這個(gè)斷層，會(huì)得出這樣明顯違反常識(shí)，從邏輯上卻是正確的結(jié)論：

我們從過去的經(jīng)驗(yàn)知道，從十樓跳下來必定摔死，但你就是沒辦法預(yù)言，你從十樓跳下一定會(huì)摔死。

似乎可靠的只是邏輯形式，比如：重演反復(fù)的廢話——男人是人，歸納法的斷層甚至?xí)?dǎo)致連數(shù)學(xué)的「公設(shè)」都不是很可靠。

比如「平行公設(shè)」：平行線永遠(yuǎn)不相交，幾乎是不證自明，但我要問下你，你無限延長(zhǎng)過平行線嗎？延長(zhǎng)到三十億光年以外也不相交？

其實(shí)，正是因?yàn)閷?duì)「平行公設(shè)」的質(zhì)疑，發(fā)現(xiàn)另一套曲面幾何學(xué)。

比如球面上的直線就是大圓線（Great circle），球面兩直線必定相交，沒有平行線。球面的直線叫「測(cè)地線、短程線」：兩點(diǎn)之間最短。

任意兩個(gè)人在地球上走直線，他們必定有一天會(huì)碰頭。從北極走直線，必定會(huì)到南極，

飛機(jī)如果不考慮補(bǔ)給，就需要盡可能的走測(cè)地線，中美航線其實(shí)走的跨越北極上的大圓線：

西雅圖到倫敦的走的也是大圓航線，平面上看起來是彎的，其實(shí)這條彎的是大圓航線，比另一條看起來是直線的航線要短：

地球公轉(zhuǎn)軌道也就是走的三維彎曲時(shí)空的測(cè)地線，三維時(shí)空的彎曲腦子無法想象，只有數(shù)學(xué)可以理解，或者降維，以二維膜彎曲模型進(jìn)行理解：

這是愛因斯坦非常了不起的成就，相當(dāng)于螞蟻發(fā)現(xiàn)了地球是球體。

科學(xué)本質(zhì)2：依賴模型的現(xiàn)實(shí)主義——是在感官經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上構(gòu)建邏輯自洽的數(shù)學(xué)公理體系。

我看到有人說：科學(xué)是「客觀」的，觀測(cè)「事實(shí)」。。。。等等之類的，我們可以追問一下這個(gè)『客觀、事實(shí)』是什么意思？

• 牛是色盲，它看到的世界是黑白的？我們和牛看到的世界誰更客觀？更事實(shí)？
  
• 蝙蝠依靠超聲波感知世界，它看到的世界客觀與否？是不是事實(shí)？
  

你可能認(rèn)為，當(dāng)然是人看到的世界更「客觀」，是「事實(shí)」，但是：

• 我們看到的五顏六色，只不過是不同頻率的光波而已，顏色是大腦加工的結(jié)果。顏色只存在于大腦中，那顏色是不是事實(shí)？客觀與否？

• 我們眼睛是看不到不可見光的，例如：紅外線，如果用紅外形夜視儀觀測(cè)的世界，是不是比不用紅外線觀察世界更客觀呢？

同樣「聲音、嗅覺、視覺、味覺」是不是「事實(shí)」？你怎樣覺察到的？是外界「光、聲音、氣味」跑到你腦子了？

沒有，都是生物電信號(hào)，經(jīng)過你大腦加工而成的。你感知到的一切絕對(duì)是主觀的。

就如同手機(jī)攝像機(jī)將光信號(hào)加工成電磁信號(hào)儲(chǔ)存，你認(rèn)為存儲(chǔ)在手機(jī)存儲(chǔ)卡里的電磁信號(hào)是「客觀」的？手機(jī)CPU處理的0和1電子信號(hào)是「事實(shí)」？

「客觀、事實(shí)」這個(gè)詞是好像我們都懂，但經(jīng)過詰問的，好像我們不那么確定。

「事實(shí)」「客觀」其實(shí)來自是我們的感官，是被大腦加工、修正以后的世界圖景，這一點(diǎn)我們可以非?？隙?，我們唯一可以依賴的就是我們的感官，這就是我們的「經(jīng)驗(yàn)」。

斯蒂芬·霍金在大設(shè)計(jì)一書中，舉了一個(gè)例子：一只圓形金魚缸中的金魚，他看到的世界圖景被玻璃扭曲了，但是這一點(diǎn)都不重要，假如這只金魚足夠聰明，他依然可以通過自身經(jīng)驗(yàn)，做出假設(shè)，構(gòu)建一套物理規(guī)律，一樣做出預(yù)言。

只有「上帝」才知道信息完備的世界是怎樣的圖景。比如：我們能跳出宇宙以外看到宇宙的全貌嗎？

不能，我們只有在宇宙內(nèi)部，觀察、摸索，像拼圖一樣拼湊出宇宙的摸樣：我們觀測(cè)宇宙星系彼此退行、宇宙微波背景輻射、氦元素豐度等多個(gè)「拼圖」，構(gòu)建宇宙標(biāo)準(zhǔn)模型，計(jì)算宇宙的年齡。

人受感官限制，觀察到的世界就是不完備的，經(jīng)驗(yàn)永遠(yuǎn)是局部的，我們只有不斷在觀測(cè)技術(shù)上進(jìn)步，盡可能達(dá)到認(rèn)知極限，更大尺度、更小尺度、更精確的觀察，獲得更加多的經(jīng)驗(yàn)細(xì)節(jié)，不斷拓展我們的認(rèn)知邊界，通過拼湊無限逼近所謂的「客觀、事實(shí)」。

     我們只要知道：在不同的經(jīng)驗(yàn)片斷的基礎(chǔ)上，訴諸邏輯和數(shù)學(xué)構(gòu)建一套規(guī)律或者叫模型，而這個(gè)模型可以超越我們的經(jīng)驗(yàn)，可以預(yù)言某些結(jié)果，與我們經(jīng)驗(yàn)一致，我們就可以相信這個(gè)用數(shù)學(xué)規(guī)律描述的認(rèn)知模型。

     斯蒂芬·霍金稱之為：依賴模型的現(xiàn)實(shí)主義((Model? -depen? dent Reali? sm)。

     換句話說：「客觀事實(shí)」是什么我們不知道，也不重要，即便「客觀事實(shí)」被我們你感官被扭曲、加工，或者不真實(shí)，但只要經(jīng)驗(yàn)與邏輯自洽，可以很好的預(yù)言，我們就可以暫時(shí)相信這個(gè)模型。

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     綜上所述：

     所以，人類理性的底層，其實(shí)并不比一只認(rèn)為「鈴鐺」和「食物」之間有「因果關(guān)系」的巴普洛夫狗更聰明。

     但區(qū)別是：我們知道自身受經(jīng)驗(yàn)和感官所限，是有認(rèn)知缺陷，那么，我們有可能是是錯(cuò)的，不是全知全能的，而狗不知道這一點(diǎn)。

     我們只有做出一些假設(shè)，科學(xué)才成為可能，在有限的信息之上進(jìn)行邏輯思考，構(gòu)建模型做出預(yù)言，并不斷驗(yàn)證、修正。

     所以，如果沒有科學(xué)假設(shè)，就完全淪為不可知論了。如果是信息是完備的，我們就是上帝了。