什么是科学？（1/4）-两种常见的“科学”

舆论场上平时是见不到科学的，往往是有人主动“请神”了，科学才会现身，而且很多时候恨不得是“上身”，以便狐假虎威：我即是科学，反对我就是反对科学！既然是神像、是手牌，那就得全知全能、所向披靡，打造成SSS级神将！于是，科学被塑造成唯一正确、无所不包的知识百科全书，而那些被认定为“没有科学依据”的观点、技术、学科通通被打入冷宫，好一个“神卡在手，天下我有”，霸气！

这样的思潮最直接的表现就是“科学解释不了的看都不看！”“有科学就行了，还要那些东西做什么？”然而，科研工作者往往是谦逊的，知道自己工作的局限性、知道自己认识的局限性。现有的科学理论、科学知识解释不了暗物质，科学家绝不会认为暗物质不科学，而是继续想尽办法去研究暗物质为何物。更有甚者，竟然用“你现在所有的一切都是科学带来的”来拒绝一切对科学的反思。这才是所谓的“前现代”、这才是所谓的“封建礼教”，通过道德绑架达到反智的目的。

舆论场如此，常常清流自诩的知识分子也不能免俗。由于分科之精细，隔行如隔山，知识分子通常只对本领域的某一方向非常专业。在同行交流时，知识分子一般还会保持应有的谦虚谨慎；面向公众宣传时，或者提出政策建议时，知识分子就不太愿意承认自己的无知。由于研究工作的影响，知识分子自觉不自觉地把本专业生产的知识当作颠簸不破的真理、把本专业制定的标准当作至高无上的标准，用学术共同体的共识、甚至是自己的观点来丈量世界。人文社科领域尤其是经济学领域有太多这样的例子，而流传最广的笑话来自物理学，“世界是公式的近似！”

我们应该尽快摆脱这种思维方式，讨论一点真问题。

可证伪性是科学的一个常见规定。落实到具体的科研工作中，可证伪性表现为可重复性：只要你买到同样的样品，按照同样的步骤操作，一定可以得到同样的结果、得出同样的结论。工作整理发表时，文章中应该提供必要的技术细节方便后人重复；接续前人的研究时，应该沿着前人的技术路径准确重复出前人的工作。这就是“站在巨人的肩膀上”，无论相距多远、相隔多少年，科学研究都能持续地、前赴后继地进行下去，成为一个全人类的、公共的事业。如果提供的技术细节不足以重复工作，审稿人和后来的研究者都可以以各种方式指出；如果确认工作无法重复，就应当评论（comment）的方式驳回或是逼迫撤稿。

在现实的科学研究中，因为“无法重复”而导致撤稿的事件并不罕见。例如，这两年我们就经历了心脏干细胞相关工作的造假、阿兹海默症成因研究的造假，两个工作都是国际顶尖的研究者发表在国际顶尖刊物，经历了十几年时间的检验，最后被认定为造假。又有，从今年（2023年）6月开始，超导材料被反复炒作。闻海虎团队证伪之后，又被批评“样本制备不当”。这里涉及到一个问题，在不考虑主观恶意的情况下，1:1的重复实验是否可能？

重复实验其实是非常困难的。教科书上的实验精挑细选出来的，以此为材料进行制式教育，塑造了“重复实验是理所当然”的观念。但是，除了这些极为简单的情况，实验条件、实验操作对结果的影响是无法完全掌握的。

比如说，r.t.（room temperature，室温）应该怎么设置？这并不是玩笑，冬夏气温相差几十度，对实验的反应速率有数量级的影响，于是，严谨的研究者会采用25℃水浴来避免这个问题。即便采用了水浴，水浴的容器大小、浸入深浅、温度阈值等等的影响是不可能完全记录的，写进文章可能反倒会被批评用“不重要的细节”占用版面，但流体的运动和导热对实验会产生何种影响是未知的，有可能影响可重复性。

又比如，70 mL的液体一般要求用大量器一次性量取，如果手边恰好只有50 mL的量筒，偶然造成了分批加入，也有可能对反应结果产生影响。这种无意的分批加入显然也是“不重要的细节”，不会被刻意公开。

计算机模拟的实验是否能避免这种问题呢？其实也很困难。为两台计算机配制完全一样的系统环境是很困难的，哪怕是新机器，也可能因为一些未知的原因不得不改变某些程序的版本。常用的程序原则上要求向下兼容，即旧版本的合法文件、合法操作在新版本应当同样合法、能得到同样的结果。事实上，C++的编译器随着标准改变，python2和python3不兼容，OpenMPI有严重的版本依赖性……

小结一下，想要重复实验是非常困难的，大致可以归结为哲学上的命题“人不可能两次踏入同一条河流”。想要重复实验，往往需要多次尝试（另一个角度可以说是“训练”），也就意味着需要付出大量的时间（例如超分子化学往往需要3-6个月才能上手），更需要大量的经费。这样，我们也好理解为什么有些学术丑闻需要十几年才能曝光：考虑投入产出比，审稿人不太可能去重复实验，而是通过自己的直觉（物理直觉、化学直觉……）来判断能否重复、是否靠谱；后来人即便无法重复，面对领域中前辈专家的工作往往是敬畏的，哪怕敢于批评也可能被一句“样本制备不当”堵得说不出话来，不得不花费更多的时间和金钱去换取一个平等对话的机会。

因此，“可证伪性”规定的是科研的理想，是科研追求的目标，科研的现状与之相距还是挺远的。既然选择去追求这样的目标，我们就得问一句，这到底意味着什么？