【美】 迈克尔·斯特雷文斯 著，任烨 译，《知识机器》

推荐序

• 总结一下，斯特雷文斯这部《知识机器》，依照我的理解，可以让我们看到以下几点。

  • 一、科学是在17世纪的欧洲通过反抗宗教与哲学传统脱颖而出的。

  • 二、铁律清理了科学研究，使其成为独立于区域文明文化的高度有效的“知识机器”。

  • 三、非欧洲文明中不曾有过“科学”并不奇怪，而不受欧洲传统文明/文化的影响的科学可能反倒会带来比欧洲更多、更大的贡献。

  • 四、要发展科学为社会造福，一个国家或民族只需要做好两件事情：维护铁律以提高知识机器的效率，合理管理知识机器以使其多造福、少制害。

  • 五、发掘和发展本地域文明/文化的自然哲学，为科学家在自己的研究中“开脑洞”提供资源。

• 如果你穿越到人类历史上某个随机选择的地点和时间，那你很可能会住在一个没有家具的潮湿的洞穴里，靠捡拾小如针头的谷物，以及用一根一头削尖的木棍狩猎猛兽维持生活。

• 我认为答案就是：科学是一种陌生的思想形态。要理解它为何在人类活动领域中姗姗来迟，我们需要认识到科学方法固有的陌生性。

• 第一步是仔细研究一下科学方法，看看是哪些规则推动了近现代科学发展，并解释了其查明事实的强大能力。你可能觉得这是件容易的事：只要是有科学的地方，我们所讨论的原则就会发挥作用，每一所大学、每一家研究机构、每一个工业实验室都遵循着它们。去这些地方，然后提几个问题，科学家就会亲自告诉你科学是什么，以及科学是如何发挥作用的。

• 然而事实证明，要得到一个令人满意的答案绝非易事。有些科学家说科学的本质是受控或可重复的实验，却忘记了实验在宇宙学或演化生物学中相对不太重要。有人说高级的数学方法至关重要，却忘记了遗传学的奠基者根本没用到复杂的数学知识。有人说重要的是观察，这是一个很有包容性的答案，它没有像其他回答那样把某个科学分支整体排斥在外，但又过于笼统了。古希腊的自然哲学家试图解释自己看到的一切，但尽管他们很想认识可观察的世界，他们还是没有掌握近现代科学的秘密。

• 由此带来的生产力改变了一切：科学是一台机器，它激励爱争辩的人完成了他们原本不愿进行的单调乏味的测量，以及耗时费力的实验。正是这些难以收集的经验性细节从似是而非的谎言中找出了真相。最终，这样的证据积累够了之后，几乎所有的科学家，不管有怎样的怪癖、偏见和成见，都会认可真相的重要性：一种理论之所以远远优于其他理论，是因为它能最好地解释和预测所有的证据。

• 古希腊人有诗歌、音乐、戏剧、哲学、民主制和数学，这其中每一种都是对人性的表达和升华。而科学则与之相反，它需要其实践者从战略上压制人性，确切地说，是压制人性中最重要的元素——理性思维。有哪位古希腊哲学家会认为这是真正了解世界的途径呢？奇怪的并不是科学到来得如此之晚，而是它作为一种发现的方法，居然被人们发现了。

• 到本书的结尾，我将回答两个大问题，一个是哲学问题，而另一个是历史问题： 1．科学是如何运作的，它为什么如此有效？ 2．为什么科学出现得这么晚？

• 对于第一个哲学问题，我要说：关键在于那条铁律。对于第二个历史问题，我要说：正是规则的非理性让它长期受到人类意识的排斥。

第一部分 方法大辩论

第1章　发掘科学方法

• 因此在1919年年底，我得出了这样的结论：科学态度就是批判态度，不寻求证实，而是寻求决定性的检验。这些检验虽然永远不可能建立理论，但却可以反驳被检验的理论。

• 既要做探索新理论可能性的创新者，也要做无论在哪里都能无情揭露谎言的批评者，这就是波普尔派的理想。科学家不仅是依靠经验的战士，也是有直觉力的艺术家，同时具备独创性、对新思想的开放性以及智性上认为一切都值得怀疑的诚实。

• 科学家和其他人一样，在任何时候都是从某种特定的世界观出发来观察和理解事物的。这听起来可能没什么，但它却让科学家丧失了认识真正的新奇事物的能力。要想掌握一种新的世界观，你需要从另一种世界观的角度去理解它。你不可能从这种新世界观（也就是它自己）的角度去理解它，因为你还没有掌握新世界观的基本框架。但是如果旧世界观和新世界观不相容，那你也不能从旧世界观的角度去看待新世界观，因为你根本看不到它。

• 科学既无聊乏味，又令人沮丧。或者说至少在99%的时间里是这样的。科普读物的读者们看到的是剩余的1%：有趣的现象、引发争议的理论、让人印象深刻的实验反驳或验证。

第2章　人性的脆弱

• 科学家太爱争论，在道德和智性上都太过脆弱，以至于无法始终如一地遵循任何方法。

• 但是，科学推理本应纠正这些人类原始的倾向，而这也应当是科学取得非凡成就的原因。根据卡尔·波普尔的说法，科学知识机器是由强烈的批判精神与无情的证伪原则驱动的。

• 如果说从辛苦的测量和计算过程以及天文摄影弯曲值数字的公开透明中可以看出科学的系统性和客观性的话，那么从接下来发生的事情中则会看到科学的主观性和任意性：爱丁顿用几句话就把支持牛顿理论的数字排除在外，他在英国科学机构的支持者也宣称这些数字不重要，最终它们从教科书中被完全删去，只留下巴西的另一台望远镜和普林西比岛的望远镜提供的更偏向爱因斯坦的数字，然后据此做出否定牛顿，而支持爱因斯坦相对论的决定。

• 商业利益团体有时会资助独立的科学研究，希望找到有助于他们获利的事实。调查发现，如果有两组科学家在研究同一个问题，而只有一组由企业资助的话，那么受到资助的那一组更有可能得到商业上有利的结果，即使这个团队里的科学家都来自大学，与企业没有任何其他关系。

• 科学家个人……可能会极其固执，过分迷恋自己钟爱的理论，而对新证据不屑一顾，还无视自己的错误……但作为一项共同的事业，（科学）可以很好地进行自我修正。

第3章　科学本质上的主观性

• 科学推理的逻辑本质上就是主观的。

• 每个人都依照自己的合理性排名来估计出现故障的可能性，因此，尽管他们遵循的是完全相同的准则，但他们在准则指引下对待证据的看法是不同的。

第二部分 科学是如何运作的

第4章　解释的铁律

• 引入定义近现代科学并赋予它空前的知识创造力的准则。

• 蒙太古更在乎能被解释的证据的数量，凯普莱特则更注重解释的高品质——简洁、美观、精确。这是强度与范围、严谨性与覆盖面之间的较量。

• 解释的铁律”的方法论戒律。这条规则的内容很简单：它让科学家通过经验性检验来解决他们意见上的分歧，而不是通过喊叫、打斗、高谈阔论、道德说教、联姻或者请求位高权重的人介入，仅此而已。它的目的并不是解读证据、判定胜负。事实上，它的作用与其说是解决争端，倒不如说是延长争端。戏剧性冲突本身的这种永存性是科学方法的本质，作为首席永存者，这条铁律成为科学研究的心脏、灵魂与生命力。

• 铁律是这样的： 1．力图通过经验性检验来解决所有的争论。 2．要通过经验性检验在一对假设之间做出选择，需要进行实验或者测量，实验或测量的结果可以用某个假设（和所属的理论群）而非另一个假设来解释。

• 科学争论与大多数其他形式的争论不同，它会产生一种有价值的副产品，那就是数据。铁律鼓励、指示、要求，或者说强迫相互竞争的科学家仅利用可观察的事实展开争论。

• 科学的博弈并不总是在对抗直接的竞争对手。有时候，它更像是一屋子的单人纸牌游戏玩家，每个人都努力在竞争中超越其他人，以解决大自然带来的各种问题。但是，只有当所有人都在不变的监管制度下努力时，这场比赛才有意义。

第5章　培根趋同

• 《新工具》建议用同样的方法来研究从闪电到喉炎再到生命本身的所有自然现象：收集某种现象发生的条件、不发生的条件、它的变化规律，然后找到能解释所有事实——发生的情况、不发生的情况和变化——的规律。这个假设就是你要寻找的理论，就是真理。

• 宇宙的秘密就藏在细微的结构中，存在于几乎难以分辨的细节里，存在于只有最灵敏、最易损和最昂贵的仪器才能探测到的规律中，这个结论非常重要，因此它应该有个名字。我以16世纪丹麦天文学家第谷·布拉赫（Tycho Brahe）的名字，将其命名为“第谷原则”。

第6章　科学解释的原料

• 解释如何变得客观，如何产生锻造铁律所用的材料，从而统一所有科学家的认知（铁律的第一种创新）。

• 对大自然的研究就这样永远地改变了。笛卡儿体系依靠的那种深刻的哲学见解不再被当作开启知识王国的钥匙。牛顿的做法似乎是在敦促人们先不要考虑基本的问题，而是致力于构建这样一种因果原理：它们给出的预测紧紧贴着可观察世界的轮廓。与牛顿同时代以及之后的思想家们，一个个地明白了这个道理。

第7章　追求客观性

• 意识形态：科学争论只涉及经验性检验的客观含义。 现实：科学推理基本上依赖于对经验性检验的主观解读。

• 推理是科学家在头脑中进行的过程，目的是从检验结果得出观点、看法和行动计划。他们通过这种方式来判断某个理论是一定错误、可能正确，还是不太确定；判断某个研究项目是过时、愚蠢，还是有风险。

• 但很大胆；以及判断某种疗法或者实验步骤是可靠、徒劳，或者只是未经证实而已。合理性排名对于这个过程至关重要，它会提供科学推理依据的所有辅助假设。正是因为合理性排名本质上是主观的，所以科学推理本质上也是主观的。

• 科学论文的一个功能是充当科学棋局中的走子。杀菌通过限制走子的方式，会让游戏规则尽可能地简单明了，从而加强近现代科学中的程序共识。经过杀菌的论文只包含经验性检验的结果，以及对某个或其他理论群能够解释或者无法解释这些结果的证明（或者把这些结果归因于某种可能性）。所有科学家都知道并且认同解释的浅因果概念将决定怎样做才符合这套标准。因此，一篇合法论文的写作规则就像国际象棋的游戏规则一样简单。每位科学家都可以相信，他们的同行即使可能会质疑他们写作的水平，但也不会对基本的合理性产生怀疑。有了这样的认知，他们就会全身心地投入比赛中去。

• 科学论文的另一个功能是充当档案：它们是对科学家进行的经验性检验的永久记录。杀菌让这些档案成为一个规范化的体系，对于那些可能不太认同论文作者先入之见的读者很有帮助。经过杀菌的论文只包含经验性检验的结果以及这些结果与某个或多个理论群之间的解释关系，它就像一个建筑工具箱，其他科学家可以用它来构建自己的论证。简而言之，杀菌后的论文所具备的档案功能就是收集证据，使其处于一种随时可供子孙后代使用的不带任何预设的蛰伏状态。

• 科学证据和论证的提出尽管可能达不到完全客观，但仍在很大程度上发挥出了基本的功能：为子孙后代留下有关检验结果及其与理论解释关系的资料，将科学家的精力和注意力从个人看法、说服和谩骂转移到提供细致入微的经验事实上。

第8章　观察至上

• 理性，无论是有限的还是无限的，都必须与其自身保持一致；因此就相当于认为有限理性必须能够包含无限理性，能够在道德与物质世界的任何领域间来回穿梭，找到它们的关系，连接它们的边界。

• 一方面，牛顿的兴趣和文艺复兴时期的任何一位巫师一样广泛。但另一方面，他追求这些兴趣的方法却相当特别。在进行运动、光和引力等物理学研究的时候，他推理的唯一依据是数学、天文观测和实验。在研究“化学”或者说炼金术的时候，实验虽然还是最重要的，但已经与寓言思维以及一套全新的有关生命因子、多变本质等因素的假设融为一体。在与笛卡儿就物质与空间的本质展开的形而上学争论中，牛顿的方法是纯粹的思考，也就是哲学论证。在他关于上帝的本质和上帝有关人类的计划的神学研究中，由于历史的某些方面单靠引力和生命的火花是无法解释的，所以牛顿采用的方法是《圣经》解释（为此他制定了15条规则）和经文考证。自始至终，牛顿都很少或根本没有试图利用在一个领域里得出的结论去影响其他领域的探索。简而言之，他的才智似乎遵循着某种“神秘的不融合原则”，尽管他的不同研究有重合的主题，但这个原则会阻止它们集合在一起分享各自的秘密。

• 牛顿像一个伟大的演员，对自己的每一个角色都驾驭得得心应手，他融入而不是压制这些身份，把他们特有的忧虑、困扰、假设和推理模式推到极限，充分运用所有的知识。

• 在这里要表扬的最后一位科学革命者并不是一个人，而是一个组织：英国皇家学会（成立于1660年，如今仍在蓬勃发展）。它最先有了客观记录经验观察结果的想法，这正是科学期刊的雏形。

• 科学知识的大厦基本上就是由这些外骨骼的遗骸构成的。像珊瑚礁一样，它的成分不是生物，而是生物产生的证据和论点，这些证据和论点会严格根据铁律规定的建筑平面图组装在一起。

第三部分 科学为什么过了这么久才出现

第9章　科学的非理性战略

• 我们可以把亚里士多德和牛顿做个对比。他们俩的目标是一样的，都想找到一种解释物体运动和变化方式的宏大理论。然而，他们的方法却大相径庭。亚里士多德对自己的假说进行了严格的哲学检验。而牛顿则对自己的假说进行了严格的定量检验，要求它们不仅能解释运动的特性（圆周运动与直线运动、上升与下降），还要解释最精密的细节，例如开普勒定律所描述的行星的精确轨迹。

• 这就是科学在人类历史中出现得如此之晚的原因：它似乎是一项不大可能成功的事业，一种有意营造知识匮乏的活动。铁律强调观察很重要，这一点没什么难接受的，但它最难接受的一点是坚持认为只有观察才是重要的，这条“反智”的禁令关闭了头部除眼睛之外的所有部位。

• 于是，一个恶性循环让人类思维无法获得感受科学的能力：如果不去在实践中检验铁律，是无法理解它有多大用处的，但如果不先大致了解一下它有多大的用处，就没有理由去检验它。事实上，不检验它的理由是很充分的：它忽视了被认为不可或缺的知识来源。这个循环的逻辑困住了古希腊人，也困住了中世纪和早期的现代哲学家，比如笛卡儿。我猜想它同样也困住了中国和朝鲜、印度和波斯、中美洲和安第斯山脉的思想家。

第10章　与美的斗争

• 微观世界与宏观世界的一致性是体现宇宙和谐最古老的法则，而且在很长一段时间里也是最权威的法则。它强调，人类世界反映了物质世界的情况。此外，各个存在层次（物理学、化学、生物学、心理学和神学）上事物间的联系都遵循同一种模式：在地上就如同在天上，在天使中间也如同在人间。

• 来看一个著名的分形，是由波兰数学家瓦茨瓦夫·谢尔宾斯基（Waclaw Sierpinski）在1915年描绘的三角形（图10-1）。你会看到在三角形的外边界内，三个第二大的三角形中，每一个都准确地复制了整体形状。因此，同一个三角形结构在每个尺度上反复出现，有的高有的低，有的大有的小。不存在最小的三角形：通过简单的三边迭代和微型化，就可以产生无穷多个更小的形状。这是创造宇宙最优雅的方式。曾经，分形不仅被看作数学界的珍宝，还被认为是万物的秘密。

• 分体系和伯特菲斯的四元法则一样，是一种形而上学的幻想。它的失败也可以被看作一个带有方法论寓意的寓言：不要被形式美所诱惑；在自然科学中，我们只能以观察到的事实为指导。

• 如果人类要发明出疫苗、电动机、无线通信设备（也就是健康的源泉、工业的支柱和人类联系的纽带），就必须有某种不同寻常的东西来打破这种障碍。牛顿那异于常人的心智，或者说他本能的划分欲望，是一种适逢其时的怪癖。但他不可能仅凭自己就完成突围。

第11章　科学的出现

• 用手握住阿舍利手斧，你就握住了人类最古老的技术发明之一（图11-1）。100多万年来，直立人及其后代用这些工具宰杀动物、刮切兽皮、砍柴、挖树根等等。

第四部分 今日科学

第12章　建立科学思维

• 挖洞，而且是连续6周，每天都挖洞——这是加利福尼亚大学伯克利分校土壤学专业高年级本科生的实地考察日程，霍普·洁伦在她的回忆录《实验室女孩》中写道： 普通人无法想象盯着泥土看超过20秒的时间，观察自己刚刚挖出来的东西是什么样子，但这门课并不是为普通人准备的。1 每天，在挖完洞之后，科研工作就开始了： 每个洞的每个特征都要经过复杂的分类，学生们将学会熟练地利用自然资源保护协会制定的官方标准记录每一种植物根系造成的每一条小裂缝。2 这就是有抱负的科学家所接受的训练。

• 他们为什么要忍受这一切呢？我之前写到过，科学家之所以能接受经验性研究的单调乏味，是因为铁律说这样才叫作科研。然而，未来的每一代科学家都必须要被说服去遵守铁律。或许对许多人来说，说铁律是他们岗位职责的一部分就够了。还在读本科的土壤科学专业的学生可能仅仅把他们挖的洞看作通向稳定收入的途径。因此，《土壤系统分类检索》让他们做什么，他们就做什么。

• 科学教育工作者（中学教师、教授、导师、实验室主任）的职责就是帮助他们做到这一点，拥有像卡哈尔或温伯格那样的感受力，渴望从各个领域的所有学科获得知识，为漫长的争论做好准备，而且这类争论过程只依赖经验性检验，不涉及任何哲学、宗教和美学因素。

第13章　科学与人文主义

• 人文主义思想的充实与科学思想的匮乏；科学思想的有效性与人文思想的无效性。

• 如果把笛卡儿比作一所大学，那么不管是在走廊还是楼梯间，整个校园都非常喧闹而活跃。每位教员都会阅读、探讨和议论其他人的研究成果。物理学家和哲学家、神学家和心理学家，都会平等地参与其中，讨论支配世界的法则。

• 而如果把牛顿比作一所大学，你在里面一点儿声音都听不到，公共休息室里积满了灰尘。每个教员都总是把自己关在办公室或实验室里，用各自的方法进行着各自的研究，只看与自己的研究主题直接相关的书，也只写符合同样要求的书。

• 他们每年只开一次会，讨论停车位和咖啡预算的问题。

• 哪所大学更好呢？理性原则与人文精神给出了相同的答案：笛卡儿大学，它鲜明的社会性和开放性体现了最具人性的品质。而经验则会给出相反的答案：牛顿大学沉默寡言而专精的氛围才是获得知识的更好途径。无论你因为远离和漠视人生美丽的景色而失去了什么，你都能从那束狭窄的、紧密聚焦的光中得到更多，它会带你找到微小但能显露真相的事实。

• 如果我们能将自然科学的探索和分析与人文学科内省的创造力相结合，那么人类的存在将会具有无限的生产力，也会拥有更加耐人寻味的意义。有谁不会被这样的愿景所打动呢？但我很抱歉地告诉你，这太美好了，所以不可能是真的。

第14章　知识机器的维护与保养

• 我们现代人也有欲望，而且其后果似乎也同样可怕。但是，即便让工业超负荷运转的知识机器一定程度上要为我们的欲望和繁衍导致生活环境迅速恶化的情况负责，但它同时也为我们提供了最好的获救机会。只有科学有可能告诉我们如何在不耗尽地球上维持生命所需的各种资源的情况下满足我们的需求；如果我们正确对待科学，它还会告诉我们如何修复一些已经造成的伤害。

• 斯蒂芬·施奈德（Stephen Schneider）说：“如果我们关心未来，我们就必须学会与主观分析合作。

• 我们确实要这样做。解释需要一种世界观。库恩提出，科学对于主流范式以外的任何世界观都视而不见。他高估了科学的聪明程度和复杂性：实际上，科学对所有世界观都视而不见。由此形成的毫无保留的专注，才使得科学成为不屈不挠的知识追踪者。然而，要理解它发现的所有知识，我们必须把主观性带到这项任务中来，用人类的眼睛去观察傀儡假人的内心。在这个关键问题上，激进主观主义者的观点是正确的。

• 本书从史前的黑暗开始讲起。文明的太阳升起来，带来了文学和法律、神庙和剧场，以及数学和哲学更为抽象的乐趣。但在这时，科学的太阳仍在地平线以下。对于一个研究古代世界文化的人来说，没有迹象表明会出现类似于近现代科学的东西。就这样过去了几个世纪，几千年。帝国不断更迭，每一个帝国都给人类留下了不朽的美学与知识的馈赠，但却没有科学。

• 近现代科学革命一下子改变了一切。科学的太阳似乎出现了，不是在地平线上，而是在天顶，天才人物牛顿和他的后继者在天空中熠熠闪耀。它燃烧得比文明的太阳还要热烈。我们这个闷热、拥挤、不再自然的星球，还有我们越来越长的寿命、舒适而有趣的生活都是拜它所赐。

• 伽利略渴望了解光的本质。“我一直无法理解光是什么，”他在写给朋友的信中说，“如果我确信自己最终能解决这个困扰我已久的问题，我愿意在监狱里度过余生，只吃面包、喝水。”13不到400年后，多亏了艾萨克·牛顿、詹姆斯·克拉克·麦克斯韦、阿尔伯特·爱因斯坦以及其他许多人，我们才终于认识了光。科学之光也同样需要被理解。在本书中，我已经把我看到的真相都告诉你了。

• 科学不是由一颗星星发出的光。它也不是傀儡假人、水晶鞋、神经衰弱的鸟或者珊瑚礁。它也不是一台真正的机器。它是一种社会制度。它不可能由某个天体或者神奇的咒语一下子带来，研究者必须给自己制定一套构成科学制度的规则。但铁律是权力与反常的某种奇特的组合。从逻辑上讲，它是不可理解的。社会、政治和道德环境需要很长一段时间才能进入合适的视角，认为铁律似乎是一个可以接受的想法，适合进入研究的殿堂。如今我们有了知识，而且因为铁律，我们可以继续获得新知。希望知识能拯救我们。