科学的本质是证伪。
科学的本质是证伪
最近在一次聊天的时候，紫金山天文台的李程远跟我们谈起一个有趣的话题，那就是科学的本质是什么？他说早在上个世纪，波普尔就下了明确的定义——科学的本质，是可以被证伪。
它的意思是，当你提出一个科学理论时，你就必须同时告诉大家，该怎么证明你的理论是错的。如果理论经得住考验，它就幸存，否则，它就要被抛弃。
比如大科学家牛顿，发现了万有引力理论，咱们中学都学过，引力的大小和质量成正比，和距离的平方成反比嘛，但你发现没有，中间没有时间的概念，那么问题来了，引力传播需要时间吗？牛顿认为，引力传播不需要时间，不管多远都可以瞬间到达，但他也说，在这点上也许还有更深的假设是我不知道的。三百年之后，爱因斯坦发现了相对论，证明了引力的传播速度是光速，光速也是需要时间的，牛顿的理论只是在低速时有效，这一下拓展了科学的边界。
那爱因斯坦就是对的吗？爱因斯坦说了，相对论本身不完美，它在处理某些极端情况时会出现错误。现在科学家已经发现，在面对黑洞内部和宇宙大爆炸等极端情况的时候，相对论也会失效，说明有更新的理论可以革新物理学。
你看，科学的态度是：我可能错，你可能对，通过努力，我们可以更接近于真理。
本文源自：猜想与反驳
《科学究竟是什么》| 汪花生解读
关于作者
A.F.查尔默斯，英国著名学者，畅销书作家，同时也是一位科学家。他本科、硕士、博士学的都是物理，还在弗林德斯大学哲学系做了很多年的访问学者。现在是悉尼大学科学史和科学哲学部的副教授。
关于本书
本书是科学哲学领域的必读书之一。查尔默斯在书中介绍了归纳主义科学观、否证主义科学观、结构主义科学观、贝叶斯主义科学观等多种科学思想，试图通过对不同科学思想的梳理，来考察科学的本质究竟是什么，科学到底有哪些特别之处。
核心内容
不同的科学思想中对科学的定义不同，对科学本质的描述也各有侧重。在归纳主义科学观看来，科学是对事实进行归纳推理之后所得到的理论；在否证主义者看来，可以被检验的理论才能被叫做科学；在结构主义科学观看来，一门科学是遵循同一范式的多个理论的集合；在贝叶斯主义科学观看来，科学理论的对错未必是绝对的，而是一个概率问题。
一、归纳主义科学观
归纳主义科学观认为，科学就是对事实进行归纳总结之后，所得到的理论。
这种观点也被称为“常识科学观”，有力地推动了现代科学的发展。
- 科学是以事实为基础的
我们应当先观察事实，接受事实，再去建立一套符合这些事实的理论。
【案例】
伽利略通过比萨斜塔实验，证明了不同重量的物体具有同样的下落速度，推翻了亚里士多德的断言。这一案例被许多人视为现代科学的开端。
- 通过观察和归纳总结，未必可以获得正确的结论
人类的观察受到多重因素影响，有可能出错。归纳推理这一方法本身在逻辑上也是不严谨的。
【案例】
伽利略曾提出过一种测量恒星直径的方法，这个方法在数学算法上是完全正确的，但由于人类观察的局限性，采用这种方法只会得出错误的结论。
二、否证主义科学观
在否证主义科学观看来，科学是可以被检验的，并且有可能被证明是错的。如果一个理论无法被检验，或者无论怎么说都有道理，那就是伪科学。
- 科学是可以被检验的
“可证否性”是科学必备的条件，一套不能被检验的理论是没有价值的。
【案例】
在星座学中，无论一个人的运气好不好，它都有一套解释。但这种解释太过宽泛，无法被检验，因此星座学就是伪科学。
- 被证否的理论也未必就是错的
所有的理论在诞生之初都是不够完善的。由于人类认识的局限性，有些理论即使被证否，也未必就是错的。
【案例】
哥白尼所提出的关于地球公转和自转的理论，在几百年间一直被质疑，质疑者还提出了许多无法反驳的证据。但事后证明，这些否证只是人类认识不足的产物而已。
三、结构主义科学观
在结构主义科学观看来，科学是许多理论在一起所组成的一套理论结构。一套科学理论应当有一个核心的、被广为接受的“范式”。
- 一套理论是不是科学，就看它有没有核心“范式”
有核心范式的理论，就可以进行常态科学的研究，可以发展。没有核心范式的理论就不是科学。
【案例】
现代化学的核心范式是元素论，所有的研究都在这一范式下进行。而星座学等理论就没有一套被广泛接受的范式，因此是伪科学。
- 过于注重核心范式会阻碍科学的进步发展
不同的科学范式所面对的问题，对事实的判断，都完全不同。在这种情况下，就算出现了一个新的范式，科学家也很难接受。
四、贝叶斯主义科学观
贝叶斯主义科学观认为，一套科学理论的对错并不是绝对的，而是一个概率问题。
- 可以利用算法来计算理论成立的概率
一套科学理论的对错是一个概率问题，我们可以根据新证据对理论的支持程度，来调整这个概率。
【案例】
在赛马比赛中，我们会根据一匹马的过往战绩等来判断它赢得比赛的概率。但如果我们发现这匹马受伤了或生病了，就会调整它获胜的概率。贝叶斯主义科学观对科学理论成立概率的计算，就跟这个过程类似。
- 贝叶斯理论受到主观判断的影响，无法做到客观精确
在贝叶斯理论的算法中，我们必须要先给一个理论赋予一个概率，再来进行计算。而这个主观赋予的概率，会影响到最终结果。
金句
我们通过观察所得到的事实，并不一定都是可靠的。如果根据这些事实来进行推理，就得不出正确的理论。
一套什么都能解释的理论，就是什么也解释不了。一套不能被检验的理论，就没有价值。一套不可能出错的理论，就是伪科学。
所有成熟的科学，都要有一个处于核心地位的基础理论，要有一个被广泛接受的范式。
一套科学理论的对错未必是绝对的，也有可能是一个概率问题。
科学到底有什么用？
前两天GET项目组在和王爽博士讨论问题的时候，他说，你知道科学家最讨厌被问到什么问题吗？是被问到：“你研究这个有什么用？”因为大量研究还真的没什么用。但王爽用两个故事告诉了我们，没什么用的研究为什么还要搞。
第一个故事是关于电磁波的。现在我们已经知道电磁波是无线电通讯的基石，要是没有电磁波，就不会有广播，电视，手机。但当时赫兹发现了电磁波的存在时，一个记者问他：研究电磁波有什么用呢？赫兹很坦诚地告诉记者：我不知道研究它有什么用。这不是谦虚，赫兹当时真是不知道。
第二个故事发生在20世纪初的剑桥大学，有一群物理学家在研究原子到底由什么构成的，他们让原子以很高的速度和其他原子碰撞，看能不能撞出点新东西来。但能撞出什么，有没有用，他们完全不知道。结果，他们撞出了核能，一下子把我们带入了原子能时代。
你看，技术对世界的改变是线性的，比如一代一代的Windows改版，能让电脑越来越好用。但基础科学对世界的改变是飞跃式的，大量研究没用，但只要一个有用，就能像阿拉丁神灯一样，让人类文明直接跃升一个层级。
爱因斯坦说过，科学最大的作用就是满足科学家自己的好奇心。从这个意义上看，改变世界只是科学的一个副产品而已。
IPCreator：所谓的财富自由/成功只是自我成长的一个副产品。
本文源自：科学有什么用？
答案是：并没有。我们的皮肤外层是有一层角质层的，它会阻碍细菌和有害物质进入皮肤，也会阻止面膜里的功效成分进入皮肤，即使添加了脂溶性成分，面膜里99%的成分也都只能停留在皮肤表面，影响不到真皮层，什么玻尿酸、蜗牛粘液、猕猴桃提取物都一样。像胶原蛋白这种大分子糖蛋白也就只能给皮肤表面带来黏糊糊的触感而已，并不会带来实际的效果。也就是说，在天花乱坠的面膜功效里，只有基础的清洁、保湿功能是可以实现的。所以，别指望面膜帮你美白了，这条路行不通。
中国人对科学的三点误读
近代以来啊，中国人对西方科学的接触是越来越多。但是，有个问题不知你想过没有，即便是到了现在，我们是不是真正理解了科学的内在本质呢？北京大学哲学系教授吴国盛老师写过一篇文章，就指出我们对于科学的3点误读，并分析这些误读是怎么产生的，以及科学的本质应该是什么样的，我们一起来看看。
首先，中国人对科学的误读有哪三方面呢？
第一方面是，错把科学和技术对等起来，看作是一回事。近代中国人接受科学，是因为西方列强坚船利炮的轰击，我们技不如人，需要学习。而在中国人心中，这种“技”就是西方的赛先生——科学；
第二方面是，中国人认为科学有着很强的实用主义色彩，也就是说，认为只有可以被利用的才是科学，在生活生产方面没有作用的就不算科学；
第三方面是，把科学误读为分科之学，认为科学是有分不同学科的，忽略了它衍生出来的知识论传统。
那么，对科学的这些误读是怎么产生的呢？吴国盛教授说，科学不是中华民族土生土长的东西，是从外面引进来的，以本土的文化去对待外来的事物时就很容易引起误读。在西方，科学是一种有确定性的知识，是一种探究事物内在本质的精神。而在中国，往往就会简单地将科学看成是一种智力行为，觉得有了智商就可以搞科学，但实际上中国人的智商绝不能说低，但古代中国却没有发展出科学来。其实科学最本质的东西不在于智商，而在于文化。中国人对科学产生误读就是由于中西方文化的不同，中国人没有领悟到西方对于科学这种确定性的追求的内涵。
那确定性是什么呢？简单来说，就是追求要把事物的本质明白无误地说出来。举个例子，三角形内角和是180度，中国人只要测量一下得出结论就可以了。如果测量一个不行，就多测量几个。但是西方人会问，为什么一定是180度呢？有什么保证这个规律对所有三角形都是对的呢？于是就产生了演绎，产生了证明科学——如果一个定理在一套体系中得到证明，那它的正确性在这套体系中永远无法被质疑和否定，这就是一种确定性。
那么，西方文化为什么会对确定性有追求呢？这要从古代西方文化说起。在古希腊，人们认为最重要的是认识自己。什么是自己呢？通常人们通过在社会中的某些角色来定义，比如说你是你爸爸的儿子，是你妻子的丈夫等等，但这是真正的你自己吗？不同时间、地点、不同人眼中，你的角色都不一样。比如说今天你是老师，第二天被开除了，那你就不是老师了。
所以说，通过别人对你的定位来认识自己是不可靠的。希腊人认为需要找到你自身不变的东西，这才是真正的你自己。从巴门尼德开始，就坚持认为“存在者存在，不存在者不存在”，也就是说无论世间万物怎么变化，背后一定有一种不变的本质，这就是一种确定性，科学知识的存在必须依赖于这种确定性。
后来柏拉图继承了这种思想，认为科学就是去发现规律，找到这种确定性的东西，这成为了西方思想的主流观念。而中国文化并不重视对变化背后这种确定性的追求，比如说儒家和道家，认为变化是绝对的，追求的是如何在变化中达到中庸，找到最恰当的应对方法，而没有把问题的本质弄清楚。
最后，中西方文化之间的这种差异是怎么产生的呢？首先，人一生下来就在某种特定的环境中，这种特定的环境会形成某种文化。例如说中国，在农耕经济条件下，人口流动性非常低，人与人之间的关系是基于血缘，这时候亲情就成了核心要素。而希腊由于地理环境特殊，人们需要经常迁移，这种人口的流动使得社会关系不能靠血缘来维系，那么要怎么形成一个有秩序的社会呢？这就需要建立一种契约文化，比如说圣经，说的是上帝与人订约，其实就是民间很早就存在的契约行为。
西方这种契约精神使得他们在面对紧急事件、需要作出决策时，就会组织投票，这就必须要求每个人都是一个独立的个体，这些个体最根本的特点就是自由。这种对自由的追求才会让人们思考什么是自己这个问题，才会考虑追求事物的内在本质是什么。
而中国则不一样，遇到紧急事件时希望出现德高望重的人来引导大家，而不是去看每个人的想法是什么，这也就束缚了中国人对于自由、对于事物本质的追求。
你看，中国人误读科学，不单单有历史原因，更重要的是我们缺乏对自由的认同，没有思考过什么是自己，更没有从中领悟到确定性对于科学是多么重要，所以没有掌握科学之所以为科学的精髓所在。在21世纪的今天，中国已经完全被卷入了现代化的浪潮，采用了西方的生产和生活方式，但更重要的是，我们应该理解这种模式背后的逻辑，学习平等、自由的理念，和领略这种追求确定性知识的精神，再结合中国自身的特色，才能真正走出一条中国式的发展道路。
本文源自：微信公众号“中国健康与养老追踪调查”（吴国盛：中国人对科学的误读）
电影中的科学 第一季 Science of the Movies Season 1 (2009)
我们沉醉于电影,但很少深究动人影像背后的故事.这部新剧集将聚焦那些令人难忘的电影场景背后的科学理论,幕后极具创意的视觉艺术工作者,以及制作了这些精彩绝伦的电影,不断变革,不断进步的新技术.
《电影中的科学》截取著名的电影场景,详细解释每个片段如何能串联起来,内里有哪些科学要点.每集中,自诩为电影达人的主持人Nar Williams将向您展示这些”好莱坞骗术”的独家内幕真相.
实际上, Williams除了作为主持人,还是有其他贡献的.他将作为观众们的小白鼠,来体验在精彩场景背后的创意科技.并与一些奥斯卡得主一起,向您介绍那些创作了最夯的视觉特效的优良装备.
从动作捕捉技术和以科技透视追逐场面,到用全美最先进的摄像机进行3D世界的构造,《影中的科学》用珍贵的幕后镜头向观众展示了尖端的电影制作技术.
人人在说的科学教育究竟是什么
如今，科学已经成了中国家长教育孩子的重点内容。很多家长都十分关心，科学教育究竟是什么？王立铭是浙江大学生命科学研究院教授、著名科普作者，也是一位科学家奶爸。他在公众号“WePlan童行计划”写了一篇文章，谈了他对科学教育的理解。王立铭认为，科学教育至少有四个递进的内涵：技能、知识、方法论和价值观。
第一是技能。王立铭说，这是科学教育中最直接的。学会用手机支付，搞清楚家里的电器怎么用，都属于技能。但他认为，技能是最没必要专门学的，或者说，对孩子进行科学教育时，不需要重视具体的技能。
比如，有家长认为，要从小给孩子买个iPad，让孩子玩玩游戏，学学怎么操作，因为未来我们生活中会越来越多地用到平板触摸设备。但这种未雨绸缪其实是没必要的。首先，如今科技产品的发展趋势越来越友好，iPad上的应用和游戏已经设计的对用户非常友好了，大多数时候，任何人上手试试就会用，没必要专门学。而且，科技的迭代速度非常快，今天我们觉得生活中必备的技能，等孩子长大之后，有可能就用不上了。
第二是知识。现在一提到科学教育，人们想到最多的可能是这个层面的内容。一本讲人体知识的科学绘本，基本上就是告诉你，人有皮肤、骨骼、肌肉，分别长什么样子，等等。和技能相比，科学知识的迭代速度慢多了，学的时候至少不用担心过时。
比如，著名的神奇校车系列产品（The Magic School Bus），最早的书诞生于1986年，动画片诞生于1994年，已经有30多年了，而它里面绝大多数的内容今天看起来都仍然成立。
但是，王立铭对这种停留在知识层面的科学教育不是很满意。他觉得，对孩子们来说，这些内容只是一些必须记住的知识点。他们不知道这些知识是怎么发现的，也没有机会判断这些知识到底对不对，因此只能先记住再说。当然，王立铭也承认，作为一个现代人，应该对自己和自己所处的世界有一些基本的理解。他真正想表达的是，孩子们用这种方法学习科学知识，是不是最好、最有效的。
第三是方法论。王立铭表示，我们希望孩子懂一点儿科学，除了因为我们自己的生活方式已经离不开科学之外，可能还隐含着这样一个想法：用科学的逻辑思考，用科学的方法验证。这样的科学“方法论”本身就是一种非常有力量的生活方式。这才是科学教育的核心要素。
在《人类简史》这本书里，作者尤瓦尔·赫拉利用认知革命（出现人类智慧）、农业革命（人类开始定居、形成稳定的社会）和科学革命这三个里程碑，概括了人类历史的发展进程。王立铭说，科学革命指的不是某个特定的科学突破或者技术发明，而是一整套认识世界的方法论——利用观察形成理论，在观察和实验中检验和修正理论，再利用理论积极地预测和改变世界。
王立铭认为，如果只是简单地学一些正确的科学知识，其实是很难帮孩子形成这样一套科学方法论的。毕竟孩子在学的过程中，不是发自内心地提问，也不是很迫切地想知道答案，更不用说观察验证和总结了。但是，如果我们从具体的知识点出发，多问一个问题，从“是什么”走到“为什么”，比如问一句“为什么说地球绕着太阳转”，就立刻进入了科学方法论的范畴。“为什么”非常重要，它代表着科学思想是怎样认识世界的。这一整套方法论的教育，才是科学教育最核心的要素。
第四是价值观。王立铭说，科学价值观的核心，就是如何回答“为什么”，也就是说，要相信我们自己和我们所处的客观世界，从根本上是可以被认识、被理解、被改变的。这是科学教育最高级的层面，也是王立铭最想传递给孩子的。
王立铭举例说，一百多年前，照相机传入中国，当时照相机体积很大，中国人非常害怕，甚至觉得照相机能带走人的灵魂。有人可能会觉得可笑，但在当时是很自然的。因为相机虽然看上去很简单，它背后其实代表着欧洲科学数百年复兴的成就，比如光学、生物学和化学。那时候的中国人对科学一无所知，当然会觉得害怕。
而在今天，如果你把一个普通人带到大亚湾核电站的反应堆面前，他肯定也不理解里面的结构和零件都是干什么的。但他不会用阴谋论理解他看到的一切，因为他从中学的课本里学到了原子核结构，知道了一点儿核裂变知识，等等。虽然理解了这些，普通人也没办法理解核反应堆的原理，但他可以从这些基本知识出发，进行一些合理的推测，不会对人类制造出这样的机器感到奇怪。王立铭觉得，这种信念就是科学的价值观，而它建立在具体的科学知识和科学方法论之上。
王立铭说，对于一部分孩子来说，他们将来可能会从事科技事业，这种方法论和价值观是他们推进科学和技术的边界、改变世界的基础。对大部分不会直接从事科技事业的孩子来说，也需要这样的方法论和价值观，更好地理解、认同和欣赏当今这个科技时代。
本期内容参考来源《科学家奶爸解读：人人都在说的科学教育，核心究竟是什么？》，见于公众号“WePlan童行计划”。
改写：宝利
来源:得到
霍金先生，祝你生日快乐
2018-01-08 「得到」 罗辑思维
引言
今天，2018年1月8日，是物理学家霍金的76岁生日。提到霍金，你一定知道他瘫在轮椅上，基本不能活动，也一定会想到他风靡全球的《时间简史》。
但霍金为什么会享有如此高的声誉？《时间简史》到底讲了什么？这篇清单，带你了解一个真实的霍金。
霍金出生于1942年1月8日，正好是“现代科学之父”伽利略逝世300周年的日子。伽利略曾因坚持“日心说”而激怒教会，被判处终身软禁。霍金对伽利略有一种很强烈的认同感，认为他对现代科学的贡献比任何人都多，但也表示自己不想分享伽利略的噩运。
霍金的声誉有多高？举个例子，他曾经是剑桥大学的“卢卡斯数学教授”，这是剑桥大学授予数理相关研究者的最高荣誉职位之一，且同一时间内只授予一人。当年的牛顿、保罗·狄拉克等科学巨匠也都获得过这个荣誉。
霍金可不是从出生就坐在轮椅上的，而是因为患了“渐冻症”。年轻时病情较轻，可以正常运动，甚至还在大学时加入了赛船队。霍金23岁结婚，还生了三个健康的孩子。之后才随着病情逐渐加重，变成了现在瘫坐在轮椅上，失去了大部分行为能力的样子。
你肯定听说过《时间简史》这本书，它是霍金的科普著作。它有什么特别之处？其实根本原因不在于这本书的科普水平有多高，而在于它介绍了霍金的三大理论贡献，各个都意义重大。
霍金的第一个理论贡献，是和英国数学家彭罗斯共同提出的“奇点定理”。简单来说，霍金和彭罗斯成功证明了：根据当前的理论和观测结果，如今广袤巨大的宇宙，一定起源于一个无限小的奇点之中。
霍金的第二个贡献，就是提出了“无边界宇宙模型”。在主流宇宙大爆炸模型中，宇宙必须要有个开端。但科学家们又无法说清楚这个开端，所以总有人认为有一个“上帝创世的时刻”是宇宙的起点。而在霍金的无边界宇宙模型中，宇宙没有开端和起点，因此也就不需要上帝来创造，直接从根本上驳斥了神创论。
霍金曾在世界天主教的中心——梵蒂冈，发表过一次演讲，讲解了自己的“无边界宇宙模型”，暗示宇宙中没有上帝的位置。不过有趣的是，教皇并没有听懂他的言外之意。
霍金第三个重要的学术贡献，便是“黑洞辐射”，也被称为“霍金辐射”。过去人们认为，黑洞引力极高，任何物质都不能从中逃逸。但霍金提出：黑洞的边缘，其实在一刻不停地向外产生粒子对，其中带有负能量的会被黑洞吸收，带正能量的则可能从黑洞逃逸。 这个理论，直接刷新了人们对黑洞的认识。
霍金贡献这么大，为啥没有获得诺贝尔物理学奖呢？其中一个原因是因为霍金的几个重大理论，虽然影响巨大，但都还处于“假说”的阶段，并没有完全被证实。所以，一直没得过诺奖。
虽然是个享誉世界的大科学家，但其实霍金也有为五斗米折腰的时候。他写《时间简史》的动机之一，就是为了给女儿凑学费。霍金选择了和一家商业出版社合作，并且明确表示“要让它成为在机场书摊上出售的那种书”。他确实做到了，此书一出便风靡全球。霍金的一位博士后曾开玩笑说，霍金的科普书“比麦当娜谈性的书还好卖”。
也许你觉得《时间简史》看不懂，这可能不是你的错。内容的高深倒在其次，主要是由于霍金的写作风格过于简略、跳跃，经常不加解释地抛出一堆物理名词。有调查显示，大多数人看完《时间简史》后，唯一记得的内容就是最开始的笑话。为了让更多人看懂，霍金后来专门又写了一本《时间简史普及版》。
对于网上盛传霍金说的“月球背后有外星人”的言论，你可别相信，那只是谣言，霍金从没说过这样的话。不过关于外星人，霍金倒是曾在一部纪录片中提过：人类或许会在某天收到外星人的信息，但我们要谨慎回复。因为人类跟高等外星文明的接触，就相当于美洲土著见到了哥伦布，并不见得是一件好事。
对于近年大热的人工智能，霍金的态度并不乐观。他多次表示：人工智能可能是人类的重大机遇，但也可能造成人类的毁灭。在《果壳中的宇宙》中，他说相信电脑早晚能像人类一样具有智慧，甚至还能自行设计出比自己更强大的电脑。所以，2015年霍金和伊隆·马斯克等人签署了一份公开信，呼吁人们重视人工智能可能带来的负面影响。
霍金一直认为，由于地球资源有限，人类在未来务必要发展星际航行技术，移居到其他宜居星球。他可不只是说说，在2016年，他和俄罗斯投资大亨尤里·米尔纳共同启动了“摄星计划”，希望以1/5的光速将飞行器送至半人马座α星，以此让星际航行变成现实。