첫째, 과학이라는 단어의 기원
영어에서 과학이라는 단어는 라틴어 scio에서 파생되었으며, 나중에 과학(scientin)으로 발전하여 오늘날과 같은 의미로 쓰이게 되었습니다. 원래 의미는 "지식"과 "학습"입니다. 일본의 유명한 과학 계몽주의자인 후쿠자와 유키치는 '과학'이라는 단어를 '과학'으로 번역했고, 1893년 강유웨이가 '과학'이라는 단어를 도입하여 사용했습니다. 1893년 강유위는 '과학'이라는 단어를 도입하여 사용했고, 옌푸도 <진화론>과 같은 과학 작품을 번역할 때 '과학'이라는 단어를 사용했습니다. 그 이후로 중국에서 "과학"이라는 단어는 널리 사용되었습니다.
왜 그렇게 불리나요? 과학의 원래 의미는 체계적인 지식입니다. 아마도 19세기에 과학은 매우 큰 지식 체계가 되었다고 생각합니다. 다른 지식처럼 상호 연관성이 높지 않은 많은 전문 분야로 나뉘어져 있었죠. 전문화라는 개념을 제외하면 기본 개념은 동일했고, 기본 방법도 동일했습니다. '분과'는 분류 또는 위계를 의미하므로 과학은 '과학'에 더 적합하다고 생각합니다.
둘째, 과학의 엄격한 정의
사실 과학이라는 단어는 엄격하게 정의된 적이 없기 때문에 여러 가지 혼란과 불필요한 논쟁을 야기합니다. 예를 들어, 고대 중국에도 과학이 있었나요? 중의학은 과학인가요? 과학과 사이비 과학의 차이점은 무엇인가요? 과학과 종교의 차이점은 무엇인가요? 등등. 그리고 이러한 질문은 매우 흥미롭습니다. 따라서 이러한 논란을 해결하기 위해 가능한 한 빨리 적절한 정의를 내려야 하는 것이 시대적 요구입니다. 기존 교과서와 몇몇 권위 있는 저작을 바탕으로 제가 생각하는 매우 엄격한 정의부터 시작하고, 학계의 합의를 얻기 위해 정확한 의미에 대해 논의해 보겠습니다.
정의 - 과학은 진실에 가장 가깝고 모순이 가능한 한 적으며 사회적인 기업이라는 지식의 집합체입니다.
이 정의에서 "진리에 가장 가깝고, 가능한 한 자기모순을 포함하지 않는" 속성을 제가 직접 추가한 이유는 과학의 의미를 명확히 하기 위해서, 즉 과학이 어떤 지식체계인지 명확히 하기 위해서입니다(왜 많은 책들이 굳이 명시적으로 추가하지 않는지 아직도 이해가 안 갑니다). 물론 "모순"은 논리적 모순을 의미합니다.
"지식의 몸"은 과학에 대한 초기 이해입니다. 고도로 실용적인 지식으로서 고도로 조직화되고 체계화되는 것이 가장 중요합니다. 이와 관련하여 모든 고전 작품에는 어느 정도 이러한 특성이 있으며, 고대에 가장 유명한 것은 기하학입니다. 중국 고전 작품 중 가장 체계적으로 정리된 것은 아마도 저의 무지일 것이며, 오렌지(체스 책)의 비밀이 저에게 가장 큰 영향을 미쳤다고 생각합니다. 그러나 과학의 지식 체계는 일부처럼 작고 협소하게 논의되는 것이 아니라 모든 것을 포괄하려는 야망을 가진 매우 큰 지식 체계입니다. 이렇게 큰 체계가 여전히 강력한 질서와 구조를 유지해야 한다는 것은 독특합니다. 그러나 지식 체계에는 한 가지 종류만 있는 것이 아니므로 과학이 어떤 종류의 지식 체계인지 명확히 할 필요가 있습니다. 정의는 정의의 앞부분에 나와 있으므로 한 단락을 건너뛰고 다시 논의하겠습니다.
과학이 사회적 기업이라는 사실은 오래 전부터 인식되어 왔지만, 시대에 따라 그 중요성은 더욱 깊어지고 있습니다. 그리고 이것은 교육이 부족한 사람들이 이해하기 어려운 부분입니다. 책으로 표현된 지식이 어떻게 사회적 활동이 될 수 있을까요? 그것은 다른 사람이 이해하거나 반복적으로 검증할 수 없습니다. 그것은 그 자체로 지식이 아닙니다. 왜 사회적 성격을 강조할까요? 과학은 다른 학문보다 지식에 대한 이해가 훨씬 더 엄격하기 때문입니다. 주술사, 종교인, 민간인, 과학자 모두에게 지식은 정확한 진술과 정확한 예언, 즉 사람들이 '진리'라고 생각하는 것을 의미합니다. 그러나 과학자만이 '진실'을 매우 엄격하게 조사합니다. 초기 진술(흔히 공리라고 부르는)이 직관, 실험 또는 합당한 이유에서 나온 것인지 살펴볼 뿐만 아니라, 도출 과정의 세부 사항과 도출된 결론이 실험이나 삶의 경험과 충돌하는 부분이 없는지 면밀히 조사합니다. 이러한 일련의 작업은 과학적 훈련을 받지 않은 사람은 할 수 없으므로 교육과 많은 과학자들의 협력, 그리고 일반 대중의 이해와 지지가 필요합니다. 과학이 발전할수록 과학은 더욱 복잡해지고 사회성을 띠게 됩니다.
"진실에 가장 가깝게"는 과학의 특성을 강조합니다. 다른 학문에 비해 과학이 회의주의를 가장 강조하는 이유는 예견이 없다는 전제에 기초하기 때문입니다. 모든 지식은 객관적인 세계에 대한 사람들의 지식이라고 믿습니다. 과학은 주관적 세계와 객관적 세계의 통일을 추구하지만, 결국 주관적 세계와 객관적 존재는 같은 것이 아닙니다. 가장 정확한 지식조차도 객관적 세계에 대한 설명이 아니라 세계에 대한 설명일 뿐입니다. 예를 들어 이상 기체 모델은 상온과 상압에서 산소, 질소, 이산화탄소를 매우 잘 설명하는데, 이는 이들 기체 분자의 선형성이 기체 사이의 거리보다 훨씬 작기 때문입니다. 반 데르 발스의 이상 기체 모델 수정은 수증기와 같은 실제 기체에 대한 설명에 근사치일 뿐입니다. 과학자들은 처음부터 자신의 이론이 근사치라는 것을 알고 있기 때문에 이론에서 도출된 결론이 실제 세계와 오류가 없을 것이라고 기대하지 않습니다. 모든 지식은 인간이 만든 것이며 주관적인 세계의 산물입니다. 외계인이 실제로 존재한다고 해도 지구인보다 더 진화했을 뿐이고 틀릴 수도 있습니다. 자연의 비밀은 자연 자체에 존재하며, 자연 자체의 다양한 특성으로 자신을 표현하지만 신의 입을 통해 글로 명확하게 표현되지는 않습니다. "진실에 가장 가깝다"는 문구는 과학의 엄격함과 세상을 이해하는 데 있어 과학의 중요성을 모두 강조합니다.
"가능한 한 자기 모순으로부터 자유롭다"는 속성은 과학의 완벽성 추구를 반영하며 과학에는 성장의 과정이 있음을 강조합니다. 평범한 사람도 항상 실수를 하고 위대한 사람도 마찬가지입니다. 뉴턴, 아인슈타인, 마르크스처럼 가장 존경받는 인물들도 자신의 이론에 실수를 저지른 적이 있습니다. 러셀의 작품은 종종 위인들의 모순을 묘사합니다. 예를 들어 산아제한을 주장한 맬서스는 4년 동안 세 명의 아이를 낳았고, 무위자연을 주장한 쇼펜하우어는 자신의 죽음에 대한 영광에 도취했으며, 실험 과학의 창시자로 알려진 베이컨은 자신을 치료하던 하비가 혈액 순환의 대순환 이론을 발명했다는 사실을 몰랐다는 사실도 몰랐다. 위인들의 지혜가 담긴 모든 과학적 내용을 모순 없이 수집하는 것은 매우 어렵고, 특히 오랜 시간을 거쳐야 하는 새로운 학문일수록 체계가 커질수록 오류가 없는 것은 더욱 어렵습니다. 모든 과학에는 성숙의 과정이 있습니다. 또한 시간이 지남에 따라 원래의 과학은 경우에 따라 근사치일 수도 있고, 무한히 향상될 때 모순이 있을 수 있으며, 과학은 그것을 보지 않는 척하지 않고 모순을 해결해야 과학을 발전시킬 수 있습니다. 미셸슨의 실험으로 인한 상대성 이론, 흑체 복사 실험으로 인한 양자역학, 바버의 역설로 인한 수학 혁명도 모두 이러한 모순을 제거함으로써 발전한 것입니다.
제 생각에는 위의 과학의 정의는 과학의 고전적 의미를 가장 적은 단어로 표현했을 뿐만 아니라 과학의 특성을 강조하고, 과학과 다른 과학의 경계를 명확히 하며, 쿤의 과학 패러다임 이론과 포퍼의 위조 이론을 요약하고, 과학의 진화적 특성을 강조하고 있다고 생각합니다.
셋째, 과학적 방법
과학을 진정으로 이해하기 위해서는 과학의 정의를 이해하는 것만으로는 충분하지 않습니다. 그러나 과학을 이해하는 데 많은 과학 지식이 필요하지 않습니다. 과학을 이해하는 지름길을 찾으려면 몇 가지 주요 과학적 방법을 익혀야 합니다.
과학은 진리를 탐구하는 학문으로, 어떻게 하면 진실한 진술을 얻을 수 있는지에 관한 것입니다. 과학에는 실험적 방법과 합리적 방법, 특히 귀납과 연역이라는 두 가지 고전적인 과학적 방법이 있습니다.
귀납: 특정 진술을 일반적인 진술(또는 법칙 원리, 정리)로 끌어올리는 방법. 경험적 과학은 관찰과 실험에서 비롯되며, 수많은 원본 기록이 소수의 법칙과 정리로 융합되어 질서 정연한 지식 체계를 형성합니다. 이것이 바로 경험적 과학의 형성 과정입니다. 어떤 귀납이 타당하고 신뢰할 수 있는가 하는 것이 실증 과학에서 연구해야 할 가장 중요한 문제임을 알 수 있습니다. 엄격한 의미에서 과학이 확장 된 이래이 분야의 탐구와 논쟁은 결코 멈추지 않았습니다. 보시다시피 연구가 진행됨에 따라 매우 복잡한 문제라는 것이 밝혀졌습니다. 추리보다 훨씬 더 복잡합니다. 아마도 이러한 이유로 교육이 과학적 방법의 대중화에 초점을 맞추지 않아 일반 대중이 과학적 지식과 다른 지식이 동일하다고 받아들이고 과학적인 것과 그렇지 않은 것을 구분할 수 없을 정도로 받아들이는 것 같습니다. 여기서 귀납적 방법의 전체 범위를 엄격하게 논의하는 것은 불가능하지만 이어지는 일련의 질문을 설명하기 위해 몇 가지 기본적인 귀납적 요점을 여기에 제시합니다.
귀납법은 완전 귀납법과 불완전 귀납법으로 나눌 수 있는데, 이 중 완전 귀납법은 대부분의 경우 관찰 가능한 현상이 무한한 경향이 있기 때문에 적용 범위가 매우 좁습니다. 따라서 실용적인 유도는 필연적으로 불완전 유도입니다. 이는 단순 열거와 과학적 귀납의 두 가지 종류로 나눌 수 있습니다. 단순 열거는 신뢰할 수 없고 일반화된 진리만을 산출하므로 과학적 귀납이 과학적 방법에 대한 논의의 중심이 됩니다.
배제적 귀납이라고도 하는 이른바 과학적 귀납은 원래의 진술을 추가하지 않고 특정 사례에 적용할 수 있는 가능한 가정을 배제하는 것입니다. 베이컨의 "세 가지 테이블"과 밀의 "다섯 가지 테이블"이 이러한 유형에 속합니다. 다음은 뮬러의 "다섯 가지 방법"에 대한 간략한 목록입니다. 이 방법들은 각각 A, B, C(현상)와 A, B, C(원인)의 세 가지 요소만 있는 두 가지 현상만 있다는 전제를 바탕으로 하며, 모두 (1) A의 조건(원인)은 하나만 있고 (2) A, B, C만이 가능한 조건(원인)이라고 가정한다는 점에 유의해야 합니다.
1, 적합성 방법: A는 AB와 함께 발생하고 AC와도 발생합니다. 예를 들어:예1:질소 비료 시용(A), 물주기(B), 칼슘 비료 시용(C) 수확량이 높은 밀밭 두 개(A)가 A의 충분 조건임을 알 수 있습니다. 비료(A)를 시용한 것이 수확량(A)이 높은 원인임을 짐작할 수 있습니다.
2. 차등:A는 ABC에서는 발생하지만 BC에서는 발생하지 않으므로 A를 위해서는 A가 필요하다는 것을 나타냅니다. 예를 들어, 예제 2: 한 밀밭에 질소 비료(A), 물(B), 칼슘 비료(C)를 뿌린 결과 수확량(A)이 증가한 반면, 다른 밀밭에서는 물만 주고(B) 칼슘 비료(C)를 뿌린 결과 수확량이 일정하게 유지되었습니다. 비료(a)를 뿌린 것이 수확량 증가(a)의 원인이라고 추측할 수 있습니다.
3. 피팅 차이 방법: A는 AB와 AC에서도 발생하지만 BC에서는 발생하지 않습니다. 예를 들어, 예 3에서 두 개의 밀밭에 하나는 질소 비료(A)를 주고(B), 다른 하나는 칼슘 비료(C)를 주었을 때 수확량이 증가(A)한 반면, 다른 밀밭은 물만 주고(B) 칼슘 비료만 주었을 때(C) 수확량은 변하지 않았다(D)는 것을 알 수 있습니다. 비료(a)의 시비가 수확량 증가(a)의 원인이라는 것을 확인할 수 있습니다.
4. 잔여법:B는 B의 조건(원인), C는 C의 조건(원인), abc가 함께 나타나면 A는 A의 충분 조건임을 알 수 있습니다.... 예제 4: 천왕성의 궤도가 기울어져 있는 것을 천문학자들이 관측한 결과(A, B, C), 기울어짐 현상은 두 행성(A, B)이 끌어당기는 것으로 알려져 있으므로 다른 행성(C)이 천왕성의 궤도 기울기(C)에 영향을 준다는 것을 추측할 수 있습니다.
5.* * * * 개혁: A와 A는 같은 방식으로 변화하는 반면, BC는 이런 방식으로 변화하지 않습니다. 따라서 예제 5: 하나의 진자의 길이를 바꾸면(a) 진자의 주기(a)가 변하지만, 질량(b)과 진자의 재질(c)을 바꾸면(c) 주기는 일정하게 유지됩니다. 단일 진자의 길이(a)가 진자의 주기(a)를 결정한다고 가정할 수 있습니다.
위의 존 스튜어트 뮬러와 유사한 과학적 일반화를 통해 원인과 결과를 찾는 것이 쉬워 보일 수 있지만, 실제로는 매우 어렵습니다. 존 스튜어트 뮬러의 경우, 다음 두 가지 전제가 가장 충족되기 어렵습니다. 첫 번째는 결정론적 공리입니다. 양자역학과 카오스의 등장으로 현실 세계에는 결정론적 체계가 많지 않기 때문에 이 전제가 항상 만족되는 것은 아닙니다. 두 번째는 닫힌 시스템 공리라고 하며 과학 연구에서 가장 충족하기 어려운 공리입니다. 예를 들어, 차분 적합법은 결정론적 시스템을 연구하는 데 매우 효과적인 방법이지만 시스템이 복잡할 때마다 그 폐쇄성을 충족하기는 어렵습니다. 진자의 길이, 질량, 재료 등 원인이 될 수 있는 요소를 찾는 것이 더 쉽습니다. 단일 진자와 같은 간단한 시스템의 경우 현상(예: 주기)의 배후에 진자 하나가 있지만 예 3은 단순하지 않습니다. 실제로 밀밭의 수확량에 영향을 미치는 원인은 매우 다양하기 때문에 실제 연구는 예제 3처럼 결코 간단하지 않습니다.
유도에 대해 너무 많은 이야기가 나왔지만, 이는 사실 본말이 전도된 것입니다. 귀납이 과학에서 가장 큰 문제라는 것을 사람들에게 이해시키는 데는 많은 시간이 걸리지만, 이 점을 강조하지 않고 과학을 이해시키는 데는 많은 시간이 걸립니다. 경험과 관련하여 현대 철학은 주로 귀납적이라기보다는 경험 과학의 가장 기본적인 문제, 즉 현상을 설명하는 방법과 어떤 종류의 설명이 의미 있는지에 대해 주로 논의합니다. 현상학, 논리적 실증주의, 그리고 매우 모호한 언어 철학이 이 논의에서 다루어집니다. 사실 이런 것들은 매우 중요합니다. 실제로 실험 과학의 선구자인 베이컨의 가장 큰 공헌은 귀납법을 요약한 것이 아니라 정확한 원 진술을 얻는 방법을 강조한 것입니다. 초기 진술이 부정확하거나 무의미하다면 이후의 모든 귀납과 연역은 무용지물이 될 것입니다.
연역: 일반적인 진술(또는 공리 법칙과 정리의 원리)을 적용하여 진술에서 특정 진술이나 다른 진술을 도출하는 방법. 언뜻 보면 연역법은 새로운 것을 얻지 못하는 것 같아서 아리스토텔레스의 삼위일체론에 대한 베이컨의 날카로운 비판은 공허하지 않습니다. 그러나 다르게 생각하고 '새로운 것'이 무엇인지 진지하게 생각해 보면 연역의 중요성을 발견할 수 있습니다. 뉴턴이 하늘의 별의 움직임과 땅의 사과 낙하를 연결시킨 것에서부터 오늘날의 대통일 이론에 이르기까지, 물질 현상 이면에 실제로 통일된 본질이 있다는 것을 알 수 있기 때문에 아주 적은 진술로도 세상의 다양한 현상에 대한 올바른 진술을 추론하는 것이 충분히 가능하다는 것을 알 수 있습니다. 이런 의미에서 "새로운"은 이전에는 존재하지 않았던 또 다른 진술인 한, 실질적으로 중요한 모든 진술이 과학적 체계 안에 놓일 수 있기 때문에 반드시 기존 체계 밖의 진술을 의미하지는 않습니다.
데카르트는 이 점을 깨달은 것으로 보이며, 그래서 베이컨을 그토록 경멸했고 그의 노력을 통해 결국 진정한 실천적 이성의 건물을 세웠습니다. 그는 수학의 연역적 힘을 발견하고 고대 그리스의 합리적 사고를 전례 없는 수준으로 끌어올렸습니다. 서양에서는 데카르트가 철학과 과학의 아버지라고 불리는데, 저도 이에 동의합니다. 엄격한 과학은 코페르니쿠스도 베이컨도 갈릴레오도 아닌 데카르트와 함께 언제 시작되었나요? 엄밀히 말하면 수학이 없는 과학은 존재하지 않습니다. 수학의 개입 없이는 어떤 과학도 성숙하기는커녕 타당성을 갖기 어렵습니다.
(1) 내 마음과 지성에 너무 분명하게 제시되어 내 판단에 조금도 의심할 수 없는 것들만 취할 것,
(2) 만족스럽게 해결할 수 있을 때까지 문제를 가능한 한 작은 부분으로 나눌 것,
(3) 가장 단순하고 가장 간단하고 쉽게 알아볼 수 있는 대상부터 시작하여 조금씩 복잡한 대상으로 나아갑니다.
(4) 모든 상황을 가능한 한 완벽하게 설정하고, 가능한 한 폭넓게 검토하여 누락된 것이 없는지 확인한다.
이 원칙들은 모두 매우 간결하지만 첫 번째 요점이 실험의 역할을 무시한다는 점을 제외하면 매우 중요합니다. 고전 과학 전체가 이러한 원칙에 기초하고 있습니다. 현대 과학이 고전 과학 방법을 보완했지만 위에서 설명한 고전 과학 방법은 여전히 과학의 가장 기본적이고 기본적인 방법입니다. 소위 유추, 시뮬레이션, 실험, 분석 및 종합, 가설 등도 고전 과학적 방법에 속합니다. 역시 고전적 과학적 방법에 속합니다. 시스템 이론, 정보 이론, 사이버네틱스 등이 발전시킨 함수 시뮬레이션 방법, 블랙박스 방법, 정보 방법 등은 컴퓨터 처리 능력이 발달한 오늘날에도 과학적 방법을 보완한 것으로 볼 수 있을 뿐입니다. 전체에서 세부로 거꾸로 인지 과정을 거치는 이 방법은 어떤 경우에도 주류적인 방법이 될 수 없으며, 필요한 경우에만 사용해야 합니다.
수학을 과학에 적용한 결과를 보면 연역이 새로운 것을 얻지 못한다고 말하는 데에는 매우 명백한 문제가 있습니다. 반면 연역은 초기 공리를 선택하고 연역의 규칙을 공식화할 수 있는 자유가 있기 때문에 귀납보다 더 많은 주도권과 자유를 가지며, 이를 통해 방대한 이론을 만들어낼 수 있습니다. 상대성 이론에서 사용되는 리만 기하학이나 입자 물리학에서 사용되는 군 이론과 같이 현실 세계의 특정 부분이 적용 가능하다는 것이 밝혀지면 이러한 이론 체계는 즉시 큰 유용성을 보여줍니다. 또한 귀납법 자체는 종종 연역이 필요하며, 진술의 정확성을 숫자로 증명해야 하는 경우가 많습니다. 수학을 포함시킴으로써 귀납 절차가 크게 줄어들고 효율성이 높아졌습니다. 예를 들어, 드 브로글리가 빛의 파동-입자 이중성과 물리학의 발전 과정에 대한 상세한 고찰을 바탕으로 모든 입자가 파동-입자 이중성을 가질 수 있다는 상관관계를 도출하는 것은 거의 연역적이라고 할 수 있습니다. 그러나 이 가정을 바탕으로 전자 회절의 결과를 정량적으로 예측할 수 있습니다. 이 가정의 정확성은 실험 현상의 기록과 이론적 유도 진술의 정량적 비교를 통해 일치하는 유효 수로부터 근사치를 구할 수 있습니다. 물론 유효수는 실험의 핵심 이론입니다. 두 개의 유효한 숫자가 일치한다는 것은 틀릴 확률이 몇 퍼센트에 불과하다는 것을 의미하고, 8개의 숫자가 일치한다는 것은 위조될 확률이 1억 분의 1에 불과하다는 것을 의미합니다. 따라서 정량적 실험은 불완전한 귀납을 보완하기 위한 것입니다. 몇 가지 정교한 실험을 통해 가설을 대략적으로 확인하거나 위조할 수 있지만, 그렇지 않으면 일반 상대성 이론과 같이 관찰할 수 없는 이론은 인정받지 못할 것입니다.
이 시점에서 우리는 왜 수학이 과학의 여왕인지 이해할 수 있을 것입니다. 일부 철학자들은 합리주의와 경험주의의 구분을 종종 역피라미드와 정피라미드에 비유하기도 합니다. 선험적 체계의 원리나 교리 중 하나가 위조되면 전체 체계가 무너지는 반면, 경험적 체계의 몇 가지 교리가 반증되더라도 피라미드 바닥에서 돌 몇 개를 제거한 것처럼 피라미드가 무너지지 않는다는 것입니다(예: 뉴턴 역학은 경험 과학에 속하며 상대성 이론이 그 정리 중 몇 가지 정리를 반증했다고 해서 무너지지 않음). 이러한 예는 명확하고 적절하지만 이성을 경시하기 쉽습니다. 사실 이 비유는 인위적으로 구성된 이론을 적용할 때 주의하라는 경고일 뿐이며, 연역은 이론을 구성하고 이를 적용하여 진술을 도출하는 데 사용될 뿐만 아니라 귀납의 과정에서도 용해되기 때문에 이성은 과학의 본질입니다. 과학은 논리와 이성과 분리될 수 없습니다.
"과학적 방법은 흥미롭지 않고 이해하기 어려워 보일 수 있지만, 과학적 발견보다 훨씬 더 중요합니다." 세계적인 과학 이론가들에 따르면 과학적 방법은 과학적 소양에서 가장 중요한 요소입니다. 대중이 과학을 이해하는 데 가장 중요한 것은 과학적 방법을 이해하고 삶과 일의 다양한 문제를 해결하는 데 적용하는 것입니다. 실생활에서 일부 사람들의 맹목적인 행동은 과학적 방법의 부족과도 관련이 있습니다. 특히 합리적 근거가 부족한 우리나라에서는 과학적 사고 방법을 배우는 것이 강조되어야 합니다.
넷째, 과학 정신
과학은 종종 기술과 연관되기 때문에 특히 합리성의 전통이없는 후진 사회에서는 과학이 상부 구조의 일부라는 사실을 잊기 쉽고 심지어 많은 사람들조차 과학 정신이 있다는 사실을 모릅니다. 과학 정신을 요약하고 일반화하거나 홍보하는 사람은 거의 없는 것이 사실입니다. 이런 이유로 과학이 후진국에 미친 영향이 적어도 전방위적으로는 크지 않은 것이 사실입니다.
몇 년 동안 과학 기술 입문 수업을 해왔지만 과학 정신을 체계적으로 설명한 책은 아직 찾지 못했습니다. 여기 제가 흩어져 있는 자료를 간략하게 요약해 보았습니다. 미국의 과학 사회학자 머튼에 따르면 보편성, 공동체주의, 무관심, 조직화된 회의주의가 과학의 정신을 구성한다고 합니다. 중국의 차이 데청 교수는 과학의 정신을 객관적 근거, 합리적 회의주의, 다원적 사고, 긍정적 토론, 실제적 시험, 관용과 격려라는 '여섯 가지 요소'로 요약합니다. 이 두 학자는 서로 잘 아는 사이입니다. 좀 더 구체적으로 정의, 단순한 사고, 확인과 위조, 합리적 회의론, 논쟁, 격려라는 단어로 과학의 정신을 요약해 보겠습니다. 다음은 몇 가지 설명입니다.
(1)정의: 공정한 입장에서 사물을 관찰하는 것. 저는 이 과학 정신을 코페르니쿠스 정신이라고 부릅니다. 어떤 사람들은 현대 과학이 코페르니쿠스로부터 시작되었다고 말합니다. 저는 동의하지 않지만 코페르니쿠스 정신의 위대함에 감탄합니다. 코페르니쿠스 정신이 없었다면 과학은 존재하지 않았을 것입니다. 이런 관점에서 볼 때 코페르니쿠스 정신은 현대 과학의 선구자라고 할 수 있습니다. 관찰은 항상 자신의 관점에서 이루어지기 때문에 자연 상태의 인간은 자신의 관점 없이는 현상을 상상하고 생각하기 어렵기 때문에 무의식적으로 자기 중심적인 개념을 발전시킵니다. 나이가 들면서 개념이 경직되면 일정한 높이에서 사물을 보는 것이 매우 어렵기 때문에 사물을 파악하기가 쉽지 않습니다. 그렇기 때문에 정의는 과학적 사고의 기초입니다. 실제로 과학의 발전은 정의감을 점점 더 강화했습니다. 상대성 이론의 등장으로 사람들은 우리가 살고 있는 지구가 우주의 중심이 아닐 뿐만 아니라 태양의 중심도, 은하수의 중심도 우주의 중심이 아니라는 것을 깨닫게 되었고, 19세기 마르크스 교리의 가장 큰 결점은 위치를 지나치게 강조했다는 점이었다. 사회과학도 계급의 틀을 깨고 모순 없는 통일된 체계를 만들어야 합니다. 계급을 대립시키는 두 가지 사회과학 이론이 존재해서는 안 됩니다. 사실 현대의 자기조직화 이론은 이미 이 단계를 밟았습니다.
②다원적 사고로 간단하게 시작하라: 간단한 대상을 선택하여 연구를 시작하고, 이상적인 모델을 구축하고, 가능한 한 수학을 적용하고, 모든 요소를 종합적으로 고려하여 이론을 구축하고, 수정과 확장을 통해 적용 범위를 확장한다. 이는 사실 앞서 언급한 데카르트가 제안한 과학적 아이디어로, 이를 데카르트 정신이라고 부릅니다. 뉴턴의 입자 모델과 클라우지우스의 이상기체 모델은 물리학뿐만 아니라 다른 분야에서도 큰 성공을 거두었습니다. 예를 들어 생물학의 무어는 다행히 초파리를 단순한 대상으로 선택해 유전 연구를 시작했습니다. 사물을 올바르게 이해하기 위해 가장 중요한 것은 일방적인 사고를 피하고 다양한 사고를 하는 것이지만, 뇌의 정보 처리 능력은 제한되어 있으므로 간단한 대상을 먼저 선택하면 너무 많은 생각을 피할 수 있습니다. 단순한 문제를 연구하여 얻은 결론을 다양한 방법으로 중첩하여 더 복잡한 문제를 해결할 수 있으며, 기존의 결론을 정량적으로 근사화하고 정성적으로 분석하여 더 복잡한 문제를 해결할 수 있습니다.
3 확인 플러스 위조: 과학은 엄격하며 이론과 실제의 일관성, 즉 이론 진술의 도출이 관찰과 일치해야 하고 실험을 통해 증명할 수 있어야 하며 위조할 수 없는 이론은 과학이 아니라는 점을 강조합니다. 우리는 이것을 포퍼 정신이라고 부릅니다. 현대 과학에는 실험적 뒷받침이 많지 않은 새로운 이론이 많이 있으며, 이러한 이론은 종종 인위적인 연역적 구조에서 비롯됩니다. 이러한 지식 체계 중 관찰과 다른 것이 있다면 반증되어야 합니다. 하지만 경험이 이론보다 우선하는 경험 과학의 경우 위조를 쉽게 믿어서는 안 됩니다. 설령 어떤 진술이 위조된 것이라 하더라도, 우리는 먼저 그 진술을 수정하거나 더 큰 이론으로 기존 이론을 수용하는 것을 고려해야 합니다.
(4) 합리적 의심: 과학은 진실에 가장 가까운 것일 뿐이며, 사물의 진실은 사물 자체만이 알 수 있고 모든 지식 체계는 인위적으로 구성됩니다. 과학은 자기 의심을 포함한 의심을 특별히 강조합니다. 하지만 과학은 300년 이상 지속되어 왔고 수많은 회의주의 과학자들의 세심한 발전을 통해 과학의 많은 분야가 거의 성숙해졌기 때문에 의심에는 일정한 합리적 근거가 필요합니다. 과학 역사상 가장 영향력 있는 두 인물인 데카르트와 마르크스는 모두 "모든 것을 의심하라"를 모토로 삼았습니다. 생산주의를 믿는 사람들이 마르크스의 회의주의를 무시하고 도그마를 지나치게 믿기 때문에 저는 이를 경고의 의미로 마르크스주의의 정신이라고 부릅니다. 오늘날 과학의 신뢰성은 두 위인 시대보다 훨씬 더 신뢰할 수 있고 과학에 대한 회의론은 변하지 않지만, 과학적 훈련 없이는 맹목적으로 회의적일 수 없습니다. 과학적 결론을 의심하고 싶을 때는 단순한 회의론도 무수히 많은 의심을 받아왔기 때문에 그 근거가 확실한지 알아야 합니다. 특히 유클리드 기하학, 대수학, 운동학 등과 같은 일부 고전 이론은 매우 적은 수의 공리와 법칙으로 구성되어 있습니다. 예를 들어 유클리드 기하학의 다섯 가지 공리는 매우 직관적이며 실험에서 나온 것이 아닙니다. 이로부터 도출된 이론은 수천 년 동안 수많은 사람들에 의해 검증되었으며 완전히 신뢰할 수 있다고 할 수 있습니다. 운동역학의 신뢰도도 마찬가지이지만, 운동역학의 원리에는 실험 법칙(예: 속도 합성 평행 사변형의 법칙)이 존재하기 때문에 유클리드 기하학만큼 신뢰도가 높지는 않습니다. 실험 법칙이 있는 이론 체계의 신뢰성이 약한 이유는 무엇일까요? 실험 법칙은 실험 조건에 의해 제한되며, 적용 가능한 조건이 한동안 명확하지 않은 경우가 많기 때문입니다. 예를 들어 뉴턴의 법칙은 저속 일반화이기 때문에 사람들이 보편적으로 적용 가능하고 무한히 일반화할 수 있다고 생각하면 실수를 하게 됩니다. 이런 의미에서 경험적 과학은 순수 과학보다 신뢰성이 떨어집니다. 완전히 인간이 만든 이론이 논리적 모순에서 완전히 자유롭기는 쉽지 않습니다. 현실 세계에서 그러한 이론의 정확한 대응을 찾는 것은 쉽지 않습니다. 즉, 순수 과학의 역 피라미드의 비신뢰성은 그 적용에 있습니다. 회의론의 정신은 다채로운 세상에서 종종 삶에서 사용됩니다. 무엇이 과학적이고 무엇이 과학적이지 않은지 분별하기 위해서는 눈을 크게 뜨고 있어야 합니다. 회의주의는 주로 비과학적인 내용을 의심할 때 사용됩니다. 일이 잘못되었을 때 맹목적으로 따르지 말고 생각하세요. 우리나라에서 맹목적인 숭배, 보수주의, 혁신의 부재, 전통의 과도한 힘은 회의주의가 결여된 결과라고 할 수 있습니다. 회의주의 정신을 죽이는 것은 현행 대학 입시 제도의 교육 모델입니다. 시험 문제는 항상 질문에 대한 고유 한 답변을 요구하며 질문 자체에 대한 의심은 불필요하고 점수에 확실히 영향을 미치므로 교사와 학생은 "불필요한"사고를하지 않기로 동의합니다. 따라서 시험을 둘러싼 교육 현상은 우리로 하여금 깊이 생각하게 만들어야 합니다.
⑤논쟁과 격려: 과학은 인간이 만든 것이기 때문에 인간의 자질과 관련이 있습니다. 논쟁과 격려가 인간의 질을 빠르게 향상시킬 수 있으므로 과학은 사람들이 과학에 열정을 가질 수 있도록 토론하는 환경이 필요합니다. 저는 보어가 이 분야에서 최고의 과학자라고 생각하기 때문에 이를 보어 정신이라고 부릅니다. 보어와 슈뢰딩거의 열띤 논쟁과 그를 중심으로 한 코펜하겐 학파의 집단적 기여로 양자역학이 마침내 천상의 책으로 정립된 것은 인류의 기적이죠. 보어와 아인슈타인도 남은 생애 동안 논쟁을 벌였습니다. 이에 비해 우리 환경은 학문적 분위기가 열악하고 토론이 거의 없으며 사소한 논쟁에도 감정이 상합니다. 이런 연약한 기질이 어떻게 과학에 기여할 수 있을까요? 현대 과학은 전적으로 사회적 노력의 산물이며 개인의 범위를 훨씬 뛰어넘습니다. 리틀 독일에는 왜 그렇게 많은 철학자가 있고 리틀 캐번디시의 실험실에는 유명한 과학자가 많을까요? 벨과 마이크로소프트에는 왜 그렇게 많은 발명품이 있을까요? 이 모든 것은 과학적 환경이 너무 중요하다는 것을 보여줍니다. 과학을 진정으로 중요시하는 사회라면 먼저 과학적 환경을 조성하고 유지하는 것을 중요시해야 합니다. 초중등 학교는 토론 수준을 높이고, 대학은 더 많은 학술 활동을해야하며, 학술 당국은 아인슈타인으로부터 더 많이 배우고, 새로운 사람을 발굴하고 추천하고, 과학 윤리 함양에주의를 기울이고, 과학 표절과 위조를 경멸하고 퇴치하고, 지적 재산권을 보호해야합니다.
과학 정신에 대해 얼마나 논의해야 할까요? 과학 정신을 위의 다섯 가지로 요약하고 유명한 과학자 다섯 명의 이름을 따서 명명하면 과학의 특성을 더 잘 부각하고 과학 사상을 대중화하고 정신적 문명을 창조하는 데 도움이 될 수 있다고 생각합니다.
동사(동사의 약어) 과학과 기술의 차이
"기술"이라는 단어는 목공을 의미하며, 이는 고대에 목수가 가장 숙련된 장인이었던 이유일 수 있습니다. 기술은 생산적인 활동을 하는 사람들의 다양한 특정 기술, 경험 및 특정 지식으로 정의됩니다.