郑念：科学需要理解吗？

　　也许有人会认为：“科学有什么好理解的，科学还需要理解吗？对于大学生来说，谁都知道科学是干什么的。”是的，也许你们都知道，科学是从事实验，进行测量和观察，运用假设、推理、论证等过程，建立起解释事物的结构、状态、行为和原因的各种理论；科学家通过研究发现规律，发明技术和工具，提出解决问题、改变事物运动方式的建议和安排；科学家在了解和掌握规律、原理、理论的基础上，对未知现象提出假设、进行检验，探索种种有关自然界的问题，并努力对它们作出回答，为后人留下继续探索的阶梯；同样，科学家也

　　在科学发展的历史上，科学历尽坎坷。科学曾被宗教当作神学的奴婢，在欧洲，为了冲破中世纪的黑暗，一些科学家为之付出了生命的代价；而在科开始显示自己的力量的时候，开始成为推动世界前进的时候，有人又把科学当作战争的工具，用来屠杀人类自己；人们一会儿把科学当作发财的机器，倍加推崇；一会儿又把它当作“毒蛇猛兽”，鼓吹要回到原始时代；一会儿把科学当成神秘不可测的高峰绝顶，可望不可及，以至把科学家神化；一会儿又认为“科学人人能干，人人都是科学家”。等等，这都说明，人们要正确理解科学，还有很长的路要走。

　　实际上科学普通又不普通，科学家平凡而又不平凡。

　　科学有自身的规律，而这种规律是可以被认识的；只要按照科学的方法去探索，去求证，就会有收获，哪怕一时还找不到正确答案，但否定了错误的答案，也就向正确的答案靠近了一步。科学家有自己的特点，这是一种科学家的精神气质，这种气质的凝聚就是科学精神的重要组成部分，既是可以培养成的，也是可以作为文化进行传承的。

　　科学家虽然有着与常人不同的特质，尽管具有种种自身的个性，他仍然是常人，并非是无所不知、无所不能的先知先觉者，有时甚至在自己专业以外比普通人还不如。同时，科学家的调查结果、报告、发现，必须接受同行的检验，需要得到科学共同体的认可。

　　同样，“科学不能解决一切问题”，科学既是耐用的，又是发展的。科学的发展正是从科学的缺陷处开始的，因此，科学的瑕疵和它所显露的完美程度同样重要，都是人类进步的结果、是进一步探索的前提和需要。同样，科学家的成就赢得我们最深切的尊敬，但是，科学家承认还存在许多他不能解释的事物，承认他的知识结构中存在着缺陷，或者说他所掌握的知识不能完全“科学地”说明、解释我们人人都了解的某些平常事情。科学家像我们当中的其他人一样，也不是“完人”。但这并不能成为我们藐视科学和科学家的理由，而只是给我们树立了一种向任何权威挑战的勇气，唯如此，才能使一个个科学的高峰被踩在人类的脚下。

　　不容讳言，今天我们人类，我们这个世界，在科学上取得了极大的成功，并且，通过科学转化为技术，技术转化为生产力，在征服世界、取得物质财富方面，也取得了巨大的成功。然而，我们也为此感到悚然，即不知何时我们已经或将要为它的成功付出高昂的代价。

　　第一，科学在战胜灵魂的同时，也把人与人之间的关系赤裸裸地表现为物质利益关系，并暴露在传统的说教（礼仪道德教化）面前，使传统黯然失色。但时间一长，科学也会羞涩地低下高贵的头，因为它不得不面对自然的报复和接受事实这位老师的教诲。在人类对真、善、美的追求中，科学可以给人真实、美好，但科学不能给人善良，在这方面科学“无能为力”。

　　第二，我们的普及文化中，科学家一直被描绘成疯疯颠颠的、不讲道德的，或者是天真轻信的。在我们对于科学家的想像中，我们似乎认识到科学家受到某种根本的和危险的“强制”（也许是一种好奇，一种勇往直前的探索精神）去探究、发现、打开潘朵拉的盒子。这种无约束的揭示将使得隐藏在我们自身之中的任何东西都难以保存下去，连隐私也越来越难以存续。于是，我们苦于既想要认识又害怕发现，苦于既渴望这种知识所带来的力量，又厌恶这种力量强加于我们大家的令人畏惧的责任。我们的各种社会与文化设施，我们的教育体制，我们的经济全都显露出这种分歧。这种分歧处在“科学的”和“人文的”这“两种文化”之间，我们落进了二者之间的鸿沟：一方面我们知道科学是理性和人类文化的最高成就，另一方面我们同时又害怕科学业已变成一种发展得超出人类的控制的不道德和无人性的工具，一架吞噬着它面前的一切的没有灵魂的凶残机器。于是，科学与人文之间的融合和沟通甚至比纯粹的科学研究更加重要，这种连接是科学文化的培育场。

　　第三，科学不仅让我们超支了子孙后代的财富，还恶化着我们居住的环境。尤其让我们担忧的是，我们这个星球、我们所在的环境，对科学的负荷还能承担多少、多久？于是，为了改善和提高人类的生活水平，我们不得不向自然界索取；而为了人类的繁衍生息，我们有必须保护环境，珍惜仅有的资源。这就使人类徘徊在希望和恐惧之间，站在现在与未来的十字路口。

　　其实，不管人类对科学采取何种态度，希望也好，恐惧也罢，对于科学的许多畏惧以及许多期望都是建立在无知的基础之上的。要解决这些问题，就需要理解科学。这种需要的理由是，我们希望有一种人道主义的文化，有一个自由和文明的社会的心愿。这对于科学家和非科学家都是一种同样重大的需要。唯有理解能使我们超越出流传的神话，超越出习俗，超越出教条的和传统的观念。这种理解是社会公众的责任，也是保持社会正常发展的需要。惟有这种建立在大众理解的基础上的科学，才是克服了“神秘化”的科学，才是人民大众的科学，才能真正为全人类服务，才能保持正确的发展方向。

　　理解科学并不难。我们只需对科学的基本特征作理性的考察和在批判中加以继承和超越，同时，认识到科学中没有“神秘”，有的只是需要加以理解和研究的东西。

　　理解科学有两条主要途径。一条是通过正规教育对科学本身的研究；一条是通过非正规教育（职业教育、科普教育、培训等）对科学增加了解，以达到理解科学的目的。

　　第一条途径所要求的目标，也是我们的教育目标之一。这种教育的全部课程，从小学到大学都提供对科学的学习、认识、研究。学生在学习中接触到关于“宇宙”、“自然”、“物理世界”、“生命”、“社会”等已知知识。通过这种学习既了解多彩纷呈世界，也了解科学的本质、过程和功能等。通过对科学知识、原理、方法的学习，理解物质的构成、相互作用，认识定律的作用方式和理论的运用范围。通过学习理解、掌握和运用“能量、力、染色体、原子量、适应和重力”等这些理论术语。使普通的加减运算变成更抽象、更具有理论性的“数学”，“数的知识”代替直观计数，规则代替传统习惯。数学被结合到对物理的描述和有关事实的推理中。

　　客观地说，如此广泛范围的对科学的学习是建设当代文化的要求，是适应现代社会发展的需要，也是科学技术高速发展的基础和条件。但问题是，现在的教育体制是否真的能够或满足了这种需要？从现实情况看，目前的教育体制培养的结果是，学生完成中等教育的时候，他虽然已经获得了大量的基础科学知识，但其中的很大一部分与他的实际工作和生活是无关的，也就是很少有运用的机会，当然，也就会很容易忘记，而真正实用的知识又不够；另一方面，对于一些科学的原理、方法一知半解，并不能融会贯通。结果是中学毕业的学生，许多是不能满足社会对劳动力的要求的。这种情况一方面说明，我们的教育体制需要改革，教育内容需要修正；另一方面说明，科学发展到现代，要求实行终身教育，即大力发展非正规教育，才能满足社会和科技发展的要求。

　　改革需要从学习的方式入手，因为把一生的学习任务让教育来承担，既不现实，也无效率。对传统的教育方式，从而对传统的学习方式进行反思，已是十分必要和紧迫。如果避开对教育本身的讨论，我们可以从学习的方法、途径上来探讨。我们需要在科学自身的范围之外去进行学习。

　　这种学习就是对科学的概念框架的学习。这种对概念框架及其背景的学习是对科学进行理解的捷径，因为这些框架在科学领域内发挥作用，但也同样与我们的非科学的理解有着密切的联系，与我们关于事物的存在方式的普通概念有着密切的联系，与我们通常称之为常识的知识有着密切的联系。同时，这种学习方式，摆脱了单纯记忆概念和知识的传统的以应试为目的的束缚，具有过程学习的一些优点，是以理解为目的的。而这种学习方式也是符合科学自身发展的历程的。因为，在科学的里程上，铭刻着其带有共同经验、带有共同的理解方式以及带有共同的交流和思想方式的历史连续性的印记，科学不是一蹴而就的。虽然，科学已经创造了十分严格和优雅的语言，但是，在科学之外，在科学被运用到生产中、社会实践中的时候，它还是不得不讲述人类共同的自然语言，不得不用科普的方式，用大家都听得懂的语言来进行交流、传播。要求采取一种方式，把在我们的普通语言和理解中所表示的世界，跟出现在科学对话的语言和理解中的世界联系起来。显然，这个任务只有科普能够承担、胜任。

　　科学对话中所揭示的世界，科学家看待世界的方式，与我们日常关于世界的观念是不同的。科学家的生理器官（眼睛、耳朵和手）虽然和其他人一样，但他所看到、听到的世界，处理事物的方式，却与一般人大不相同，他具有一种观察事物的独特眼光。通常我们接触到的事物如桌子、椅子、星星、动物、风霜雨雪，在普通人眼里，是一个个的实体，是一个个具体概念。而在科学家眼里，则是一些抽象的关系。他们用结构、规律、部分与部分之间的关系以及部分与整体之间的关系、起源与发展、变化及其有序的序列等术语对它们加以研究。他们的探究导致各种事物概念的科学表述，形成科学术语。正是这种细微的、深入的研究，导致对各种事物的不同的和日益增长的理解，并加以整理、形成系统化的理论和知识体系，又通过与别的科学家交流，深化、改善、修正自己的理论，最终形成种种对最复杂特征的认识。通过这种对科学过程的学习了解，人们可以认识到，像质量、运动、位置、时间、化学元素和原子结构、物种和适应、社会和文化这类概念，并不是各种孤立的零星碎片。相反，它们是彼此联系的，并且联系于一个概念网络，依靠这个概念网络，就可以举一反三地得以理解，形成我们可以称之为概念框架或概念结构的东西。对于科学家来说，这些概念指导他们进一步的工作——既包括他的理论活动也包括他的实践研究和实验。这些概念结构使科学家的工作系统化，从而使他在此处的发现影响着他对彼处的发现的理解，通过概念框架提供的思维和推理网络彼此联系起来。

　　因此，我们可以说科学概念是从事科学思维的工具。它们不仅是一些单纯的、零碎的知识，而是一些科学的方法、思维和精神，科学家用这些方法已学会了理解复杂现象，认识它们的相互关系，并以可交流的形式把它们表述出来。因此，科学概念是科学思维和对话的尖端工具和高超技术。

　　但是，我们也应该看到，这些概念并不是凭空产生的，他是以世袭的概念和传统的习惯为基础的。从科学与常识的联系中理解科学，并在这里发现科学与人文学的共同根源，如此所达到的对科学的理解与通过研究科学本身所达到的理解不同。科学家对科学的理解是以其研究的内容为目的的，受到学科和专业领域的限制。而我们所提倡的对科学的理解，超出任何专门的学科限制，更大程度上是一种文化的沟通，是领会其精神，具有科学哲学的性质。采取这种理解方式，并非让大家都从事科学哲学研究，也不是要大家成为科学哲学专家，而只是把这种概念框架提供的科学思想的基本形式，与我们的日常习惯想结合，使我们的日常行为符合“科学”的规范。这种日常规范的内核就是科学文化，是科学与人文的融合和沟通。这种理解是科学和人文学之间的桥梁。

　　由此可见，正规教育也好，非正式教育也罢，目的都是要掌握知识、理解科学、正确地运用科学。我认为，衡量是否具备科学素养，是否真正理解科学，其中很重要的一个标准是看他对待异常现象的态度。诚然，自然界和人类社会还有许多未知现象，也会出现一些异常现象。如果把这些未知现象和异常现象归结为神秘力量所为，归结为外星人的杰作，甚至归结为上帝，无疑是一种逃避和遁世的态度。因为，既然一种未知现象是另一种不可知的神秘力量（现象）所为，那么，“结果”已经清楚，又哪里还有继续探索的动力，又怎么能够探索出结果来呢？