费耶阿本德对科学持批评态度。费耶阿本德尖锐地指出,20世纪科学在科学家和外行人心目中的形象,是受彩色电视、登月着陆、红外线烤炉这一类技术上的奇迹,以及关于这些奇迹如何产生的方式的流行谣言或神仙故事决定的。费耶阿本德也认为科学并没有固定的和普遍的方法论规则可以遵循,恰恰相反,科学得到发展,科学家获得成功是因为他们不允许自己受“理性的规律”、“合理性的标准”,或“永恒不变的自然规律”所束缚。墨守成规,就会妨碍科学的进步。费耶阿本德进一步指出,没有人会否认科学的成果,但假定科学成果的获得完全不借助于任何非科学的成分,它们也不能由于混杂有这样的成分而得到改进;更假定科学的成功归功于正确的方法,而不单纯由于幸运的偶然事件,这些假定都是站不住脚的。
费耶阿本德把“观察渗透理论”的观点推向极端,他认为,由于理论的影响,对同一个事实,在不同背景理论的指导下,可以得出不同的观察结果,因此,高层背景理论决定观察结果。对于同一个现象以不同的理论为指导,就会得出截然不同的重构,这更需要一种科学的宽容精神,以促进科学家和科学家之间以及科学家与哲学家之间的交流与对话,从而加速科学进步的步伐。
费耶阿本德建议把科学放在适当的地位上,“科学不是神圣不可侵犯的”,他指出科学沙文主义是现代社会的严重问题。
费耶阿本德的思想和传统方法论是根本对立的。他用增多原则或理论多元主义来反对教条主义和常规科学。用方法论的多元主义或认识论的无政府主义来反对唯一正确的方法或“法律与秩序”的方法论。他不承认任何固定的方法和普遍有效的规则。由此,费耶阿本德批评了传统科学哲学中的逻辑经验主义和批判理性主义。
费耶阿本德通过对伽利略个案的研究,认为在科学革命时期,如果仍然墨守成规,科学事业就要被断送。因此,“非理性”方法的使用便成为科学进步的先决条件。任何方法论规划都是有局限性的,狭隘的、限制过严的理性会妨碍科学的发展。
费耶阿本德强烈反对科学中的教条主义和方法论中的教条主义。既不把任何方法看做普遍有效、永远适用的,但也不排斥任何方法,把它说成完全无用,毫无价值。认为我们要认识世界,便需要使用一切的方法,包括理性主义者最瞧不起的方法,也需要保留一切的观念,包括最可笑的神话。这就是他的多元主义方法论。按照多元主义方法论,科学研究并不需要这样的外在标准或规范的指导。他认为,规则和标准不是先天的、抽象的、普遍有效的,而是在具体的研究过程中涌现出来的。
科学家用以陈述已知和进入未知的观念只是很罕见地同逻辑或纯数学的严格指示一致,试图使它们符合就会剥夺科学的灵活性,没有这种灵活性,进步就不可能实现。费耶阿本德强调的是科学的发展和进步,当理性同进步的先决条件发生冲突时,理性也要被否决。
只有暂时停止理性的作用才能够导致未来理性的胜利。
(六)夏皮尔(D·Shapere)的科学实在论
夏皮尔认为自己的科学哲学既不回到预设主义,也不陷入相对主义。他承认科学发展是合理的,科学理论之间的选择、判定是有合理根据的,可以评价相继理论各自的优劣好坏,又坚决反对先验主义,反对科学中有绝对不变的东西。
夏皮尔把科学信念当作科学的基础,推理的依据,科学选择的理由,科学发展的支配因素。“科学信念”是夏皮尔的一个极为基本的科学哲学概念。它表明科学获得知识,也就是获得自己存在、发展的根据。它表明了夏皮尔科学发展观中既保留变革又保留积累的特征,也表明了他的科学观的一个与众不同的形象:极力反对外在主义,把一切科学生存、发展所需要的东西皆收入科学之内,把讨论科学特性时所涉及的一切问题都交给科学内的因素来回答。
夏皮尔的科学实在论具有自己的特点:他认为科学实在论也是科学的内在成分,是被科学内在化的一个信念群。他利用现代心理学理论来为科学实在论辩护,认为科学实在论是科学的需要,只有它才能说明科学知识何以可能。实在论观点是科学信念,因此也不是预设。
夏皮尔的科学实在论试图解决以下两个问题:第一,既然科学史家和科学哲学家已从历史上和逻辑上证明科学作为求知的事业很可能是错误的,那么科学、特别是现代科学的成就如何可能?第二,既然按照任何当前的方法论,我们不能够决定哪些理论是真的,乃至是或然的,并且既然理论在历史上的前后相继在某种程度上是非累积的,科学研究如何可能?具体地说,科学事业如何可能是合理的、有进步的、客观的,或整个地说可作实在论的(以别于工具论)解释?
从以上几位科学哲学家科学观的陈述中可以看出,“新”科学观并非完全一致,而是涵盖着许多不同的观点。科学哲学学派林立,形形色色的科学观不断涌现,异彩纷呈。但是,哲学是时代精神的精华,科学观作为一种对科学的哲学态度也不例外,它必然会受到所处的时代以及其他文化的影响,与科学发展和时代文化的浸染不可分离,这样,人们还是可以从中发现一些规律性的东西,作为今天科学研究和科学教育的指导理论。对于这种研究成果的关注,对于今天的科学教育显得特别重要。
第三节 科学本质的范畴与内涵
近年来,科学教育中越来越重视科学本质的教育,认为这是提高学生科学素养的核心。
美国在1996年颁发的国家科学教育标准(National Science Education Standard,NSES)明确地将科学本质的相关理念放入其中,另外,英国的科学教育协会(Association for ScienceEducation,ASE)在1983年的课程改革草案中也提到:“学生应该对科学原理(principle)及理论(theory)的历史发展有一些基本的了解。”我国新颁布的科学课程标准也强调学生必须领悟科学的本质。科学的本质是科学教育的理论基础,对科学的认识不同,科学教育的理念也不同。
当前科学教育界常说的“科学本质”或“科学的本质”一词源于对英文“Nature ofScience”的直译,其英文可简写为NOS。科学本质所关心的,是科学家在从事科学活动时,科学知识是如何发展的。其探究的问题包括科学知识、科学方法、科学事业、科学家、科学观察、科学理论、科学定律等本质、意义以及关系等。
一、从评价科学本质的工具发展看科学本质的范畴
科学本质的研究可以追溯到1954年威尔逊(E·O·Wilson)发展的Science AttitudeQuestion 施测工具,其中包含了三个向度——科学、科学家、科学态度。之后克劳普福(L·E·Klopfer)等于1961年开发出“了解科学测验(Test on Understanding Science,简称TOUS)”的研究工具,其在科学本质的界定上分成三个领域:科学事业、科学家、科学方法与目的。
金贝尔(M·E·Kimball)于1967年开发了“科学本质量表”(Nature of Science Scale,简称NOSS),其科学本质的理论架构为:推动科学进步的基础,是对于自然界的好奇心,除了知识的产生以外,它与结果、应用或用途无关。当探究新知识时,科学是过程取向的、动态的、持续的活动,而不是静态的累积信息。科学知识是被发展与操弄的,科学的目标始终在追求能扩大理解范围且更单纯化,强调能精确且简明描述关系的数学语言。没有像学校教科书中所描述的那种(唯一的)“科学方法”,反而是多少科学参与人员就有多少种方法,科学方法的种类非常多。科学方法的属性特征应是价值领域高于技艺领域。这些特征是指:对感官体验的依赖、监守操作型定义、武断的定义与分类架构的认知,以及对未来科学探讨的生产能力与其贡献的观点来评鉴科学工作。科学的基本特征,是对“人类规则和理解能含摄物质世界”具有信心。科学有一个开明的特征,心智的开明使得在面对新证据时,愿意改变想法;研究领域的开明,不受宗教、政治或地理因素的影响。科学具有暂时性与不确定性的特征,没有科学知识能完全被证实,此一事实是科学的指导准则。
韦尔奇(W·W·Welch)和佩拉(M·O·Pella)在其开发的“科学过程量表(Science ProcessInventory,简称SPI)”中,将科学本质分成科学的假设、科学的活动、科学的结果、科学的伦理共四大项。而科尔斯(Korth)(1968)则在其发展的“科学的社会面相”(Test on the SocialAspects of Science,简称TSAS)中,把科学本质的研究着重在社会面相,提供科学本质研究的另一个方向为科学与社会之间的关系,内容包含有科学、技术和社会的交互作用,科学事业的社会本质,科学家的社会及政治责任。
拉伯(V·Rubba)和安德森(H·Anderson)(1987)发展的“科学知识本质量表”(theNature of Scientific Knowledge Scale,简称NSKS)则对科学有以下的定义:非道德的(科学知识本身是没有好坏之分,但科学知识的应用功能可被判定是好的或坏的)。创造性的(科学理论就像艺术工作一样是人们的一种创作)。发展的(科学知识并非一定是真理,而是可修改,甚至被推翻的)。简言的(如果两个科学理论对同一现象的解释都一样好,则选择较简易的理论)。可测试的(科学知识必须建立在证据上,而且可以一再重复地验证)。统整的(各种领域的科学学科构成整个科学知识的整体,而且它可使人们了解自然界的运行及规律)。
二、科学教育机构的看法
美国国家教育发展评鉴小组(NAEP,1989)、美国国家研究理事会(NRC,1996)等都对科学本质作出了阐释。尤其是美国科学促进协会(American Association for theAdvancement of Science)提出的着名的美国科学教育改革的纲领性文件——2061计划,在《面向全体美国人的科学》一书中从科学世界观、科学探究、科学事业三个方面对科学本质进行了阐述:
1.科学的世界观
科学家们对自己所从事的工作,以及如何看待自己的工作都有一些共同的基本信念和态度。
(1)世界是可被认知的
科学假定宇宙间的众多事物都以恒定的规律发生和发展,通过认真的、系统的研究都是可以认知的,科学家们相信,运用智慧和借助扩展感官功能的仪器可以发现宇宙间各种特性的规律。科学还假设,宇宙是一个巨大的单一系统。在这个系统的任何地方,基本规律都一样适用。
(2)科学观念是会变化的
研究科学的过程也是一个发掘和获得知识的过程。这个过程要依靠对现象进行仔细的观察,并从观察中创立各种理论。知识变化是不可避免的,因为,新的观察发现可以对现行的理论提出挑战。无论一种理论对一组现象的解释多么完美,但可能还有其他理论同样适用,甚至更好,或适用范围更广泛。在科学界,不管理论新旧,总要不断地对其进行验证、修改,有时还会抛弃。科学家认为,即使无法获得尽善尽美和绝对正确的真理,以说明这个世界及其怎样运转,但得到日益精确的近似真理还是可以做到的。
(3)科学知识的持久性
虽然科学家反对获得绝对真理的观念,并认为不确定性是事物本性的一部分,但绝大部分知识都具有持久性。当一个有影响的概念力求保存下来,变得更加精确而为更多人所接受时,是去修正概念,而不是彻底地否定“概念是科学的推测”。连续性和稳定性如同变化一样都是科学的特征,试验性和置信性同在。
(4)科学不能为所有问题提供完整答案
世间有许多事物不能用科学方法检验(如信仰)。科学家也没有能解决好与坏问题的手段,尽管在确认某些特别行动的可能后果时,他们有助于权衡好坏并对最终的决定作出贡献。
2.科学探索
从根本上来说,科学的各学科在依靠证据、利用假设和理论、运用逻辑推理等很多方面是相同的。然而科学家在调查现象,开展工作,对历史数据或试验结果的依赖,使用定性或定量分析的方法等方面是很不相同的;在使用基本原理和借助其他学科原理方面也是不相同的。离开了具体的调查研究背景,科学探索就难以叙述清楚。没有一个简单的一成不变的步骤可供科学家们遵循,没有一条道路可以担保正确地引导科学家获取科学知识。然而,科学的某些特性给予科学的探求模式以显着的特征。科学探索一般具有以下几方面的特征。