科學知識為什麼可靠呢？主要是因為科學萃取知識的方式十分嚴格且有系統。這也是為什麼一些哲學家認為，科學是人類獲取知識的眾多途徑中，最為可靠的一種。
上週談到人心難測的問題，一些哲學家認為，我們要知道別人心裡在想什麼並不困難。今天我們要換個話題，來聊聊科學。
你信占星術嗎？地球公轉週期有多久？看你科學素養好不好
美國國家科學基金會在2002年的時候做過一個調查，結果顯示美國人的科學素養差強人意，有70%的人不了解什麼是科學方法。只有一半的人可以回答一些基本的科學問題，例如：有一半的人不知道地球公轉週期是多久，有超過一半的人以為早期人類與恐龍生活在同一年代。此外，有60%的人相信超能力存在，也有百分之四十的人相信占星術。
如果科學不重要，大概也不會有這種調查。在國高中教育裡面，與科學相關的教育課程佔了很大一部分，例如數學、理化、生物、地科以及地理的內容。但科學為什麼重要呢？有人會說，科學是人類獲取知識唯一可靠的方式。這種說法稱為「科學主義」。
什麼是科學方法？
科學主義的看法正確嗎？似乎不盡然。感官經驗也是我們獲取知識的可靠方式，我們透過感官認識這個世界的許多事物。當然很多時候感官會欺騙我們，但在大多數的情況下，感官是可靠的。如果不可靠的話，我們大概無法存活到今天。若你完全不相信你的眼睛，你應該早就出車禍了。
退一步說，我們至少可以宣稱科學是獲取知識的一種可靠方式。那麼科學知識為什麼可靠呢？主要是因為科學萃取知識的方式十分嚴格且有系統。這也是為什麼一些哲學家認為，科學是人類獲取知識的眾多途徑中，最為可靠的一種。
科學獲取知識的這套方法，就稱為科學方法，基本上可概括為五個步驟：
- 發現問題
- 提出假設
- 導出假設的蘊含
- 驗證
- 接受或捨棄假設
先從第一步來看。科學探究通常始於某個待解釋的現象並提出問題。例如，抽菸是否會導致肺癌，或是智力是否來自遺傳等等。在這個階段，科學家發現問題。確立問題後，就進到第二個階段，也就是提出假設。
在第二個階段，科學家針對一開始提出的問題，給出一個可能的答案。因為這個說法尚未得到驗證，所以只是一個假設。這個假設會決定研究的方向，以及哪些資料是相關的。例如，如果我們認為一個人會不會犯罪，完全是生理上的原因，而非後天環境的影響，那麼我們就必須去研究犯罪者的生理結構，找出共同點。
在這個階段，科學家不能只考慮他們所中意的那個假設，也必須考慮其他同樣能解釋問題的假設。因為我們並不能排除一種可能性，就是科學家屬意的那個假設其實是錯的，其他假設才是正解。考慮互相競爭的理論因此變得很重要。
在第三個階段，科學家必須導出假設的蘊含。當我們說A蘊含B，意思就是說如果A成立的話，B一定會成立；換句話說，B是A的後果。為什麼導出假設的蘊含在這個階段是重要的呢？因為很多時候我們無法直接驗證假設，但卻可以驗證假設的後果。例如，如果我們現在考慮的假設是「肌酸可以有效提升運動表現」，要檢證這個說法，只能去看實際上吃了肌酸的人的運動表現有沒有提升，而這就是在檢驗假設的後果。也就是說，如果肌酸真的可以提升運動表現，那麼底下這件事應該要成立：如果一個人服用肌酸，他的運動表現會顯著提升。
推理也可以用科學方法
我們再用一個生活化一點的例子來說明。假設你的車子發不動，你開始思索可能的原因。這時你腦中浮現一個假設：可能是喜歡破壞公物的不良分子幹的。順著這個思路下去思考，如果有人蓄意破壞你的車子，那麼應該會產生什麼結果？假設犯人可能犯案的時間只有午夜到凌晨這段時間，而午夜之前都在下雪。從這些背景狀況來看，犯人應該會在車子周遭留下腳印。（推理小說迷也許會說，犯人可以使用不會留下腳印的詭計，但不留下腳印的犯罪手法大概只會出現在小說中。為了方便討論，讓我們假定如果有犯人的話，他一定會留下腳印。）如此一來，你要做的便是去觀察車子周遭的雪地上到底有沒有腳印，如果沒有的話，那麼一開始的假設就不對。在這個例子中，你很難直接去證明車子是被人蓄意破壞的，你能做的就是，思索如果車子真的是被蓄意破壞的，那會產生什麼後果，而這個後果是你可以驗證的。
假設我們沒有在雪地上發現腳印，那麼前述的雪地論證便可以重新整理如下：「如果車子是被不良分子破壞的，那麼雪地上必有腳印；雪地上沒有腳印；因此車子不是被不良分子破壞的。」這個推論形式在邏輯上稱為「否定後件」。簡單說，藉由對後果的否定（雪地上沒有腳印），也否定了一開始的假設（車子是被不良分子破壞的）。換句話說，如果A發生B一定會發生，但事實上B沒有發生，那麼A一定也沒有發生。
拯救假設：哥白尼的地動說
這裡的啟示很明顯，否定後件的論證告訴我們，如果我們所導出的假設之後果經過檢證後證明為假，那麼一開始的假設一定是錯的。然而，在邏輯上雖然是如此，在實務上，科學家為了拯救自己的假設，常會引入所謂的特置假設。例如，哥白尼提出的地動說，主張地球一邊自轉一邊繞太陽公轉。但當時反對地動說的人指出，地動說無法解釋為何從高塔上丟下石頭時，石頭是直線落下而非落在地球轉動的反方向，亦即西方。換句話說，地動說的蘊含被推翻了，因此按照先前的邏輯，地動說應該被拋棄。
但面對反例，哥白尼沒有拋棄地動說，而是引入另一個假設：地球轉動時會帶動空氣，因此石頭被空氣帶動而沒有落在西邊。這樣的假設就稱為特置假設。後來同樣支持地動說的伽利略，也用了另一個特置假設來反駁自由落體的例子，伽利略認為落下的石頭沒有改變位置，是因為物體的慣性所致。
反過來看，如果假設的蘊含被驗證了，這代表假設一定正確嗎？讓我們再回到雪地腳印的例子。如果雪地上真的有腳印，這代表一定是有人蓄意破壞車子嗎？當然不一定，也許那只是路人的腳印。從雪地上有腳印來推出一定是有人蓄意破壞，這樣的推論犯了所謂「肯定後件」的謬誤。
但如果肯定後件無法擔保理論的真假，我們究竟要怎麼決定要不要接受假設呢？事實上，我們可以從一個假設導出不只一個蘊含。以雪地腳印的例子而言，「有不良分子破壞車子」的假設除了「雪地上會有腳印」之外，可能還包括「車上有陌生人的指紋」、「車子有被破壞的痕跡」等等。被驗證的蘊含愈多，假設為真的可能性愈高。驗證假設的蘊含，就是科學方法的第四步驟必須執行的事。如前所述，在理想的狀況中，其他同樣可以解答問題的理論也要被考慮，而不只是驗證科學家自己所屬意的假設之蘊含。最後，依據檢證的結果，我們可以知道究竟要接受還是放棄原初的假設。
像科學家一樣思考
科學方法的應用範圍不會只侷限在科學。如雪地足跡的例子所示，它也可以用在調查事件。當我們發現冰箱裡的蛋糕被偷吃了，而沒有人願意承認時，我們也可以運用科學方法來找到答案。在推理小說中，偵探就是運用了科學方法來破案。當一件謀殺案發生時，偵探問：「是誰幹的？」接下來偵探提出各種假設並設想這些假設帶來的結果。例如，某甲是左撇子，那麼如果某甲是兇手的話，被害者的傷口應該會在右側。接下來便是驗證，最後決定要接受或拒絕假設。偵探與科學家其實是十分類似的。
總結來說，科學方法是解決問題的一種方式，而這個問題不一定要是嚴格意義的科學問題。在日常生活中，如果我們多加運用科學方法來思考，想必會更可靠也更細膩。
在下一集的節目中，我們要談談藝術。什麼是藝術呢？只要在美術館展示的物品就是藝術嗎？那我如果偷偷在展示台上擺一顆鳳梨也可以成為藝術嗎？藝術能被定義嗎？下週我們會舉許多有趣的例子，一起來探究這個問題。
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