網絡資訊流通量現在每一年半增長一倍,有估計單是2020年內全球流通的資訊量就有 210 Exa-Byte (EB = 108 Byte)。如何在大量的資訊中找出客觀準確的知識已成為毎個人的基本生活技能。要學會這項技能,我們可以從了解人類一直以來在尋找知識的方法—— 科學 ——入手。

科學方法

科學(science)源自於拉丁文 scientia,意思就是知識,而科學的唯一目的就是追求知識。中學生都會知道,要從客觀世界得到科學知識就要運用科學方法。根據維基百科引述 Merriam-Webster 字典

科學方法是一種有系統地尋求知識的程序,涉及了以下三個步驟:問題的認知與表述、實驗數據的收集、假說的構成與測試。

這解釋其實不夠全面,裡面的缺乏了科學方法一個重要的特質,就是科學(方法)是一個永續不完的過程,在科學上沒有一個理論是完整的。

各個科學範疇或許會對具體的科學方法有不同的理解,但大致上可以用下圖概括。

要獲取知識,先要對事物提出一個問題,比如:為什麼天空是𦾐色的?之後就對問題提出一個假設的答案,繼而由假設推論出一些預測,而這些預測必定要是能以觀察去驗證的,再來就對預測作出要測試,測試結果經過分析後,我們會就結果重新審視假設還是否成立。看似十分簡單,中學生都一定明白,但其實科學方法成功的關鍵在於以下細節。

第一,一個科學的假設及其預測,必然是可證偽的(Falsifiable)

第二,測試必須可被重複,無論什麼人去作測試,在同一條件下,結果應該是一致的。測試設計要致力提高結果的精確度(Precision)及去除偏差(Bias),比如要用較大的樣本數。同時要推算結果的誤差範圍。

一般人對第二點比較容易理解,以下會詳細說明第一點。 

可證偽性

可證偽的命題,可以有多個可以證明自己是對的可能,但一定要有最少一個證明自己是錯的可能。相反,不可證偽的命題,只會包含可以證明自己是對的可能。這可能比較抽象,來看兩個例子:

例子1: 天空是藍色的,因為天空的顏色由海洋反射上去,而晴天時海洋是藍色的。

在很多情況下,例子1 所講的原因都可以是對的,例如:晚上海洋跟天空都是黑色的,黃昏時,兩者都是金黃色等等。我們可以有很多事例去支持這說法是對的。同時,我們可以想到有些情況下,這例子可能會錯,比如在沙漠中沒有海洋,天空不應該有任何頻色才對。沙漠的觀察就是證明例子1 是錯的。 

(圖片來源 :龍鼓灘,圖片來源https://kknews.cc/travel/265a269.html)

(圖片來源 :Western Desert of Egypt,https://www.aviontourism.com/en/destinations/marsa-matruh-2224)

例子2: 世上有藍精靈,藍精靈可以令白天變成藍色。

這句話是沒有可能用客觀事實去證明是錯的。先不管藍精靈如何技術上將白天變藍,要證偽,即證明藍精靈不存在,不能只靠一兩個例子,在我家找不到藍精靈,在你家也找不到,不等如在其他地方找不到,要證明世上沒有藍精靈,就要去世上所有地方找找看,但世界無限的大,這是理論上不可能的做到的。所以例子2 基本上不會被推翻。

提出可證偽性的Karl Popper認為,如果一個命題或理論不可能被證偽,就不算屬於科學。原因是科學的目的是要獲得可靠的知識,但一個無論如何、永遠都是對的假設,根本是內容空範,說明不了什麼的。只有有可能錯但又沒有錯的假設才有內容。

那為什麼不主動找出支持一個假設的證據呢?原因有二。

第一,對一個無論如何都對的命題,所有理由都只會證明它是對的,這令提出理據本身失去意義。比如足球評述員說:「這球十二碼,或許會射入,要不然就不會射入。」在電視旁的你都可能會文雅地說出一個單字作回應… 要不然就不會。

第二, 我們能夠做測試的一般是該假設所推論出來的預測,比如

假設:宇宙存在藍精靈,藍精靈令白天變成藍色。

預測:每日上午都有藍天(雲層以上為準)。

測試/觀察結果:昨日上午出現藍天。

雖然“昨天是藍天” 跟預測沒有矛盾,但還是不能確定藍精靈是否存在。

只靠觀察到預測為真,仍然無法確定前題假設是對是錯,亦即是證實到預測為真,其實不會令我們知道更多。只有能證偽,才會令我們獲得新知識。

所以科學可以說是一個以排除錯誤觀念去獲得新知識的方法

沒有最真,只有更真

最後一個科學之為科學的元素是一個永遠假設還有未知而樂意自我修正的心態。當有新的測試結果(即新理據)明顯地排除了原先的理論(假設),科學就會把理論廢除,再定立新的理論,而新理論必須通過原有理論裡所有的測試及新的測試。這就是科學進步的過程。其中一個例子是原用了二百多年的牛頓力學無法準確計算出從地球觀望水星的方向,結果愛因斯坦用他的相對論預測出在1919年5月29日的日蝕時水星的準確位置,自此人類就確定相對論的地位。及後,相對論一直應用在衛星科技上,我們手機上的GPS都是拜科學沒有留戀牛頓二百多年的感情,尊重新理據,樂於修正的特質所𧶽。

總結

稱得上為科學要有三大特質:科學方法+可證偽性+追求進步的心態。

科學方法提供一個系統化的架構給我們去追求知識,同時給研究員以外的人根據各個步驟進行檢視,提高科學的透明度。可證偽性保證了命題不留於空洞。求進的心態使科學不停追求新理據,不停反省自身的不足,繼而改善。

看似叫做科學的都是好東西。但世間上除了科學,還有非科學,例如: 宗教和藝術,他們都有大部份主觀元素,不是科學,同時他們亦非有害。

直正對人類有害的是將自己包裝成科學出售的偽科學。一般而言,偽科學會以科學方法去包裝,令人以為他們很科學,但仔細一看,不難發現他們缺乏了可證偽性和追求進步的心態。之後有機會再分享個偽科學的例子,從中學習如何在日常生活中辨認出偽科學。