科学究竟是什么？A.F.查尔莫斯的四种科学观
NO.1 “归纳主义”——科学是通过归纳总结事实，所得到的理论。
生活在公元前384年－前322年的亚里士多德，曾说：物体下落速度和其重量成正比，即物体越重，下落速度越快。在接下来的2000年里，亚里士多德这句断言，一直被当成真理。
我们听过一个虚构的故事——比萨大学的伽利略老师在比萨斜塔上做了“两个铁球同时落地”的实验，证明了物体下落的速度和重量无关。
为了说明这个故事是虚构的，人们足足争辩了100多年。
故事从1909年开始说起，德国学者沃尔维尔（E·W0hlwill)率先表示质疑，“伽利略从未在比萨时的著作中写过这件事，在后来的著作中也未提到”。1935年，美国学者库珀（Lane Cooper）在《亚里士多德、伽利略和比萨斜塔》一书中更大量举证，证明伽利略没有做过“比萨斜塔实验”。
随着研究不断深入，科学史学者基本证实——当初伽利略在反驳亚里士多德“物体下落速度和其重量成正比”这一观点时，使用的是“思想实验”。
伽利略本人在晚年的著作《关于两门新科学的对话》中，描述了这个“思想实验”的推演过程：按照亚里士多德的理论，大石头下落速度大于小石头，那么如果一块大石头下落具有速度8，而一块较小的石头下落具有速度4，那么当它们绑在一起抛下，下落速度将以比8低的速度运动；而如果绑的足够紧密，变成一块大石头，那么就显然就要以比8更快的速度运动”。意即按照亚里士多德的理论，将大小两块石头绑在一起时，会产生两种自相矛盾的结论，表明该理论不能成立。
没有着手去做“比萨斜塔实验”，无损于伽利略的伟大。
伽利略的贡献在于他在观察的基础之上，正确总结出自由落体运动的规律。限于当时的技术条件，伽利略无法对自由落体运动进行实际观测，于是他设计了斜面实验和单摆运动实验，以“冲淡重力”。伽利略最终发现“下落距离 S 与下落时间 t 的平方成正比”的自由落体规律，是在1609年左右——已经是传说中“比萨斜塔实验”发生近20年后了(实际上并未发生)。
NO.2 波普尔对科学的定义——科学的本质，是可以被证伪。如果一套理论，不能被证伪，怎么说都对，那就不是科学。科学是可以被检验，而且可能被证明是错误的理论。
举例来说：以前人们一直认为——光只能沿直线传播。爱因斯坦在提出相对论的时候，做了一个判断——光经过大质量物体的时候，会发生弯曲。比如经过太阳附近的时候，会发生弯曲。
后来科学家通过实验，证明了光在经过太阳的时候，确实会发生弯曲，广义相对论这才逐渐被广泛接受。
广义相对论，作为一个科学理论，因为它是可以被检验的，而且有可能被证明是错误的。
在“证伪主义”看来，一套什么都能解释的理论，就什么也解释不了。一套不能被检验的理论，就没有价值。一套不能出错的理论，就是伪科学。
然而
还有一个例子，在哥白尼提出“日心说”的时候，当时就被证伪了。
按照哥白尼的观点，地球围着太阳转，而且还围绕着地轴自转，那地球就不是静止的，所以在很高很高的地方，扔下一块石头，就不可能落在地基上。
这就是“惯性”被人们认识到之前，“日心说”面临的最大挑战。在当时，哥白尼及其支持者，面对这个否证，根本没有办法，也无法作出回应，他们无法作出解释。
再后来，人们明白了“惯性”，于是认为“日心说”才是科学，时间跨度超过150年。
由此可见，一个理论被征否了，也不一定是错的，也可能是由于我们目前的认知水平不够导致的。
NO.3 托马斯·库恩的“结构科学观”——科学不是某一个具体的理论，而是诸多理论组织的结构，在这个结构中所有理论都在一个框架中，这个框架，就是“范式”。科学依赖于“范式”这个框架，有没有这个框架，是衡量科学与非科学的标准。
举例来说，现代化学诞生以前，人们认为存在一种叫做“燃素”的东西，所有的物质在燃烧的时候，都会释放出“燃素”，火就是由“燃素”构成的。关于“燃素”的这个理论，就构成了一个“范式”。
“燃素”范式，为当时的化学研究提供了一个框架，所有关于燃烧的研究，都会在这个框架内进行，它们组成了一整套科学体系。
后来，化学之父拉瓦锡提出，燃烧和氧气有关，是一种氧化现象。他还列出了一个包含33个元素的化学元素列表。“元素理论”也是一个“范式”。
元素理论范式，也提供了一个框架，基于此，现代化学科学得以发展。
在结构科学观看来，所有成熟的科学，都要有一个处在核心地位的基础理论。存在一个被广泛接受的“范式”，是科学研究和进步基础，也是区分科学与非科学的标志。
NO.4 贝叶斯主义的科学观——科学理论的正确与否，是一个概率问题。我们可以根据新出现的证据，来描述事件发生的概率变化。
举例来说，牛顿提出力学三大定律之后，几百年来的实验，都在提高牛顿理论正确的概率。但是到了20世纪，一系列事实与牛顿理论的预测结果不同，所以牛顿理论的成立的概率就逐渐降低。
爱因斯坦的相对论，在刚提出的时候，成立的概率也很低，随着新的证据的出现，概率逐渐变高。
然而
贝叶斯主义由于受到先验概率的影响，也存在缺陷。比如：
有一只猪，它不知道主人是否爱它，于是它假定主人有50%的概率爱它，有50%的概率不爱它。当主人每天来喂食的时候，在猪看来，主人爱它的概率就提高一点。一年后，猪非常高兴，因为它已经得出结论——主人爱它的概率是99.9%。
遗憾的是，当天，它被杀了卖肉了。
所以，如果不能从更高维度上有宏观判断，贝叶斯主义也不可靠。
写在最后：
面对自然和宇宙，科学不是魔法，不是奇迹。
科学不自诩真理，它是我们不断向真理靠近的过程。
科学是我们认识世界的方法论和工具。
用科学的逻辑思考，用科学的方法验证，是一种有力量的生活方式。
参考文献：
《科学究竟是什么》（What is This Thing Called Science）[英]A.F.查尔莫斯 商务印书馆
《什么是科学》吴国盛著 广东人民出版社
《科学·哲学·常识》陈嘉映著 中信出版社
《伽利略没在比萨斜塔上做“两个铁球”实验》腾讯网