科学网—科学的科普（4）科学不科学伪科学假科学
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2024-6-7 06:54
| 系统分类: 科研笔记
科学的科普（4）科学不科学伪科学假科学
张武昌2024年6月7日星期五
目前科学思想深入人心，全球、全社会都在强调科学精神，国家强调科教兴国。但是，科学也有局限性，并不是所有的认知都是科学的，并不是不科学的就是错的。我们的日常生活中常说的与科学对应的词还有不科学、伪科学和假科学，这些词汇和科学的关系是怎样的呢？我们通过科学的边界来进行解释。
科学是以学科的方式整理的知识（对事物的认知），科学工作包括
科学整理（包括但不限于文献整理）、
科学教育（知识的有组织、系统和规模化的传承）
和科学研究（产生新知识）。
本节以科学研究的特点来阐述科学的边界。
前面提到学科的命名基本是按研究客体进行的，对于这些不同的研究客体，科学研究要同时具有两个特点：第一，同时具有可证实性和可证伪性；第二， 研究客体要量化并能进行数学分析。
科学的可证实性和可证伪性
科学研究的特点是讲究实证。科学发现要通过发表的方式向世人宣告，一般可以总结为一小段话，说明自己的观点，使用“”谁主张谁举证“”的原则。你不能主张说灵魂是存在的，但是让反驳者提出灵魂不存在的证据。
科学发现要能证实又能证伪。证伪就是可以证明是错的。否定句是不能证伪的，所以不能用否定句。
科学发现的最高境界是发现新事物和新的因果。
对于新事物 ：要说明新事物的特点（形状大小质量温度等范围），在已有的认知中没有记录，所以是新事物。不能使用“不是A形状，大小不在B-C的范围内，温度不在D-E范围内”这样的句式。
对于因果关系的发现 ：要用“A现象是B造成的”的句式，不能用“C不是D造成的”这样的句式。
在科学研究中有一个重要的词叫实验experiment。比如一根木棒能否承受100g的力量，你根据木棒的材质、厚度、长度等指标，按照已有理论判定能或不能，提出假说这根木棒能承受100g的力量，然后进行实际验证，看看你的假说是对是错叫实验。如果你不知道能不能承受，没有预想的答案（假设，假说），用个100 g的砝码试一试，叫试验test。即有假说的试验即为实验。即科学结论一定要摆明你的态度，行还是不行有个说法，模棱两可不能证伪不行。
证实就是“只要满足条件，就会出现结果”。所有的科学问题都是通过取样来完成的，不可能对所有的事物进行检查，例如著名的例子：所有的天鹅都是白的，几次实验的正确并不说明其正确，而是实验次数多，说明其正确的可能性大。满足的条件是计数所有的天鹅，这是不可能完成的， 所以理论上所有的科学发现都是部分证实，不能完全证实 。
但是要证明其错误，只要发现一只天鹅是黑的即可（证伪也很难，如果没有发现黑天鹅，就要一直数，直到最后一只天鹅。但是如果运气好，第三只就是黑天鹅，就显得容易了）。因此科学理论发现几乎永远处于被验证之中。
（赠：在上面的语境中，天鹅是一个物种。但是实际上，黑天鹅和白天鹅属于不同的物种，有着不同的染色体数量（黑天鹅的染色体数量为2n=46，而白天鹅的染色体数量为2n=44）和DNA序列，无法进行杂交繁殖。因此从理论上讲，黑天鹅白天鹅的例子并不恰当。）
科学世界中这样的著名案例是牛顿的宇宙模型，解释了大部分的星体运动，但是只有水星的 进动 没有解决，就被相对论取代了。
“灵魂的有无”是既不能证明也不能证伪的典型，所以不在科学范围之内。祥林嫂问鲁迅“这世上究竟有没有灵魂”，鲁迅回答说“也许有吧，我也说不清”。孔子对鬼神的态度是存而不论，鬼神可能有，也可能没有，所以 “子不语怪、力、乱、神”。民间遵守“信则有，不信则无”的说法，即这一问题属于信仰领域，不是科学领域。
科学的量化和数学分析
对物质的量化包括两类：第一类是物质（事物）的存在，即通过探测方式证明其存在，要给出这个事物的特征（如温度，质量，体积，形状，速度，硬度等能量化的特性），用以通过仪器观测来辨别是这个事物而不是其他事物，在数学上的表达就是最为简单的0（不存在）和1（存在）模式。灵魂、气功的气、暗物质由于没有直接的证据，都不能证明其存在，所以不是科学。是的，你没有看错，暗物质虽然炒作的很火，现在还没有进入科学研究的阶段。
量化的第二个标准是事物存在的情况下，对其数量和变化程度（如速度）进行量化。不能量化的事物有很多很多，例如笑是客观存在的事物（跨过了0和1的量化），但是目前没有对笑进行有效的量化，人们形容笑的程度只有微笑、大笑、狂笑等。与此相似，幸福感的量化也没有，生气的量化也没有。
没有量化并不表示无法进行因果描述，例如虽然无法对高兴的的程度进行量化，黄金的数量和高兴的程度却有大家公认的数量关系，黄金越多越高兴，由于不是数量的精确表达，因此属于哲学范畴，不是科学的范畴。
不能量化的知识不一定错，例如中药有很多验方，它们的实证说明有效，是（部分）正确的。但是由于没有说明有效物质的分子式（化学和数学结合的语言）、分子量等，因此不是科学的，但是中医中药有很好的实证，可以说有千百年的临床验证。西医药品要说明分子式、有效成分含量，要有临床试验数据，要有禁忌症、毒副作用说明，国家要求商品严格表明保健品和药品，区别就是保健品没有这些说明。
科学和她的伙伴们
看到这里，我们就可以比较什么是 不科学、伪科学、假科学 。
正是由于科学的这些做事方式，科学一词也被用做形容词，科学的方式要符合上述两条标准，不符合其中的任何一条都被认为是 不科学的 （但不一定错）。
如果一件事被科学界认为不是科学的范畴，而有人对非科学界的人欺骗说是科学即为 伪科学 。例如养生产品中大量出现某某生物活素，因为在其说明中并没有说明其分子结构（没有给出物质特性加以定义），没有给出含量（可以验证），所以是不科学的，但是打擦边球， 没有明说自己是科学，但是 说得和科学语言近似，有冒充科学的嫌疑，打击伪科学很难，属于文字游戏类，科学家不愿惹上一身骚，这就是社会上抱怨科学家没有站出来为老百姓说说明白的原因）。
如果科技圈的人数据作假或逻辑作假（玩魔术），即为 假科学， 学术打假就是查出有人造假，是严重的学术不端。因为有可以证伪的方法，所以打击科研造假很容易。如果科研造假者不是傻而是坏，一般会被驱逐出科技圈（类似行业准入制度）。如果科研造假者是由于疏忽或技不如人，而不是主观故意，虽然不至于受到严重惩罚，但是科研声誉会受到很大影响。
当年司马南先生与气功大师和魔术人员有一场持续很长时间的论战，焦点就是要区分魔术表演和科学实验，不是科研圈的事，属于伪科学和科学之争。
方舟子先生搞的学术打假运动则是对证据和逻辑链的质疑，大部分的案例集中在科研人员夸大实验的代表性、夸大实验的价值。
总结一下，科学不科学伪科学假科学的关系可以用下图表示：
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