国家对于理工类创新人才培养需求非常紧迫，并通过各种方法、渠道进行布局。

——比如，新课改要求加强培养学生的“科学精神”、“探究能力”、“批判性思维”、“创新能力”

——在全国实施的“拔尖创新人才”倍受各界关注

——各地纷纷筹建一批以科学教育为特色的科学高中

不过，对于“科学精神”与“科学方法”、“创新能力”等话题的讨论已经不是一年两年了。在实际教学中，却总有点“隔靴搔痒”的感觉——从行动上，大家确实在改进；但从效果上，似乎总也不到位。

这里，到底缺了点什么呢？

王珏老师一贯的观点是：

• 但凡对一件事情认识不到位，大概率是因为我们缺乏对事物“底层逻辑”的深度理解！

关于科学精神、科学方法、科学探究能力，底层逻辑又是什么呢？

——是对科学自身的认知！这是科学哲学的范畴。

国内教育之所以长期缺乏科学精神教育、忽视科学探究能力的培养，

往浅了说，是只重视知识的教育、“应试导向”的结果

往深了说，是受到2000年以来儒家思想“经世致用”哲学观的影响。

关于科学与哲学的关系，虽然学术研究不少，很在教育局长、校长、一线教师中（包括科学教师），却很少有人关注——这可能是导致我们无法从根源上认识“科学精神”的重要原因。

对于科学与哲学的关系，复旦大学哲学教授 王德峰在一次电视节目中这样表述：

• 科学不需要哲学对它进行概括和总结，

  而是科学向来依赖哲学做它的基础和前提！

在“经世致用”的哲学观指导下，追求的不是“探寻本质”、也不是“质疑一切”，而是“应用知识、解决问题”——至于“知识”是不是真理、是否适用于当下，则并不在考虑范围之内！

因此，要想培养”科学精神“，就必须要深刻理解其背后的哲学思想，要“换操作系统”，否则“科学精神”无外乎是另一种“知识”而已……

“科学精神”的最底层，就是哲学关于“客观世界是可知的吗？该如何认知？”的“认识论”和“方法论”问题。

（哲学中最底层的是“本体论”，即世界的本源是“意识”的，还是“物质”的。这在今天基本无争论——不过量子力学的出现，“观测/意识决定结果”，似乎又有点意识决定论的意思？）

【认识论】

认识论中，有两大流派：经验主义、理性主义。

“经验主义”认为，要想认识世界，必须要经由人类经验，通过对众多经验的归纳则可以得出，否则它就是无意义的。纯粹理性如果不能依托于人类经验，与“唯心论”是无法区分的。

“理性主义”认为，经验概括必然是有局限的，它不可能涵盖世间一切事物，所以所谓“归纳”并不能保证它的正确性（比如著名的“黑天鹅”事件）。

理性主义坚守古希腊的哲学思想，坚定地认为：所有感知到的事物，都是流动变化的假象，而逻辑推导的过程更接近于“真实”！因此，真理只能经由“理性/逻辑”才能达成！

关于这一点，柏拉图在他的菱《理想国》中，作出了精妙的“洞穴隐喻”

在⼀个阳光⽆法进⼊的洞⽳中，⼀群囚犯被束缚着⼿脚，他们背对着洞⽳的出⼝。⾯向远处的墙壁。他们的四肢被套上了枷锁，并且他们的头颈也被固定住，⽆法转动，因此看不到他⼈，实际上也看不到⾃⼰⾝体的任何部分，⽽只能够看到⾯前的墙壁。他们在如此的环境下终其⼀⽣，不知道其他任何东西。 在洞⽳中，他们⾝后有⼀把明⽕。他们不知道⾃⼰和明⽕之间隔着与⼈⼀般⾼的⼟墙，在墙的另⼀边，⼈们头顶东西⾛来⾛去，东西的影⼦被⽕光投射到囚徒⾯前的墙壁上，⼈们的嘈杂声也回响到墙壁那边囚徒们的⽿朵⾥。柏拉图说，这样⼀来，囚徒们⼀⽣中所感觉或经验到的唯⼀实在就是这些影⼦和回声。在此情况下，他们⾃然⽽然地会以为这些影⼦和回声成了全部的现实，他们能够谈论的，就是这种“现实”以及对这种“现实”的经验。

如果某⼀天，有⼀个囚徒挣脱了枷锁，由于他⼀⽣在半暗半明中禁锢太久，只要他转过头来，就会感到痛苦不堪呆若⽊鸡，⽕光使他眼花缭乱。他会因此⽽⼿⾜⽆措晕头转向，只想转⾝重新⾯对墙壁，因为那⾥才是他所认为的现实。倘若把他从洞⽳中完全带到光天化⽇之下，他更是两眼漆⿊⽆所适从，很长⼀段时间后才能看东西或认东西。他开始发现，太阳才是主宰⼀切的，他们所见的⽕把，只是太阳璀璨光辉中的⼀抹余烬。⽽他们曾坚信的真理，也不过是⽕把映照出的影⼦⽽已。

这就是柏拉图《理想国》中著名的洞⽳隐喻，柏拉图在这⾥试图讨论什么是真实的问题.柏拉图认为，形式（form）和理论的世界是真实的，不可见的，完美⽽永恒的。⽽我们所能接触到的物质世界（material），是充满变化的，我们的感官经验是⽕把，⽽我们坚信的真理不过是根据理论世界复制⽽成的复制品，是虚幻不真实的影⼦，⽽我们，是被困住的囚犯，穷极⼀⽣信仰着“虚幻的真实”。

按照柏拉图的“洞穴隐喻”，人是无法感知“纯粹客观”的！

这让我们想起康德所言的“物自体”或“自在之物”，同样是指“纯粹客观”——康德定义为“认识之外的，又绝对不可认识的存在之物”。很多人（包括我）对这个概念感到极为困惑，当我们对照“洞穴隐喻”，倒确实容易理解了！

当然，如果仅止步于此，那不过还只是一些思想层面的“认识”、或“假设”。

但，令人震惊的是，这一观点，居然得到了当代最新科学发展的支持！

中科院院士、西湖大学校长 施一公在一次题为《没有客观世界，时间并不存在》的演讲中，描述了现代版“洞穴隐喻”：

与此类似的，网红科普达人“妈咪说”的一个视频，也提出了颠覆我们三观的问题：《温度、颜色是客观存在吗？》

通过上述两位的描述，相信大家能认识到，现代科学的发展已经确证：我们感知到的东西，绝非客观世界本身！

客观世界一旦进入人的感知，就会被人的感官、思维所“扭曲”。所以人感知到的“客观世界”，只是由人脑的主观建构而已！——康德的“物自体”学说是正确的！

另外，人类的感知能力、包括借助仪器的观测能力，也是极为有限的。

比如，现代天文学研究认为：我们可观测到的宇宙，“仅有”930亿光年而已！超出930亿光年的宇宙范围，其光线对还未达到地球。因此，可观测宇宙外有什么呢？人类也许永远都无法知道（考虑到宇宙同时还在膨胀）！

更不用说，“宇宙大爆炸”之前（如果该理论是对的），奇点是什么样、奇点以外又是什么样子呢？

现代科学虽然已经大大扩展了人类观测世界的能力（观测产生经验），但相比宇宙来说，仍然是那么片面、局限、“扭曲”。

有了这样的“认识论”基础，我们不禁要问：

• 人类还有能力认识这个世界中的"真理"吗？

其实，正是在这样的困局之下，人类仍然能够不断扩展自己认知的边界，现代科学得到了长足的发展（虽然相比整个宇宙来说微不足道）。

人类的智慧，得到了最大的彰显！

然而，这种彰显，又是如何做到的呢？

【方法论】

在“经验主义”和“理性主义”二元对立的认识论的背景下，科学发展就陷入两难：“经验”是片面、扭曲、不靠谱的，“理性”倒是比较靠谱，但没有“经验”支撑纯的“理性”又可能“无意义”。

万分幸运的是：在方法论层面，“逻辑实证主义”哲学方法论将二者统一了起来。——看来“辩证法”、“对立统一”确实比割裂的“二元论”更高明！。

简单说，逻辑实证主义，要求提出的规律必须要从经验中（比如做实验），开展归纳总结（费曼说“我们主要是靠猜”），并表达为逻辑形式（尤其是数学模型），然后还要接受经验的检验，检验成功的，方能被接受！

其实，“逻辑实证主义”的核心主张，就是当代所称的“科学方法”。事实上，实验/经验-->归纳-->逻辑命题/数学模型-->（实验）广泛检验，这一套玩法是伽利略16世纪就开创了的，17世纪牛顿大成，后来所有的科学家都遵为规范，成为当代科学的核心研究方法。

比如爱因斯坦的“引力波”理论，被检测到了，这个理论就是成功的，成为“科学”的一份子；没有检测到时（即使是因为人类科技水平不够的原因），只能称为“假说”。

即使是让人匪夷所思的“量子理论”、尤其是“量子纠缠理论”，完全反直觉、反经验，但由于能通过大量实验检验，因而它也是“科学”的！

——虽然总感觉它不“合理”，但它完全符合“科学”的定义！王珏老师个人也坚信，将来一定会有更“靠谱”的解释方法！但没办法，当下它就是“科学”的……

以下为网红哲学达人“小播读书”对“‘逻辑实证主义”的视频讲解：

在上述“科学探究”的步骤中，有一个非常关键之处：

• 既然我们的经验"不靠谱"，那基于这些不靠谱的“经验”的归纳，为何被相信是“正确”的呢？

这就需要回到古希腊的那条哲学观：

• 逻辑推导的过程更接近于“真实”

以及：

• “万物皆数”——“数”能反映世界的本质！

数学，是极端严密的逻辑语言。数学研究是忽略一切表面现象，用数量关系、空间关系描述事物内在结构！

因而，数学能对事物最深层的内在本质进行描述，因而也成为人类描述“真理”的最有力工具！这也正是所有科学研究、科研论文都必须要有数学模型的原因！

（关于数学、科学与哲学的关系，可参见《》）

不过，基于“人类无法准确感知客观世界”的“认识论”，即使理论模型受到了严苛的检验，我们仍然不能确定它就是客观世界的真理本身！

正如康德所说：

• 先天的时空形式整理过的感觉材料再经认识主体所具有的先验范畴的加工而形成科学的具有普遍性必然性的知识，并不是对物自体的认识，它们所具有的普遍性必然性是人的主体所能动地赋予的。

不过，人类借由“数学”对事物内在结构的描述能力，可以保证它与真正的客观事物在数学结构上是相同的、或者是可通过某种变换等效的（比如”地心说“与”日心说“是可作等效变换的）

或者其计算精度在某个范围内是可以接受的（如万有引力在地表的计算值对于人类来说精确度足够用）。

当我们理解了前文所说的“认识论”困境后，就能够理解，发端于西方的现代科学研究方法（总结为哲学方法论即“逻辑实证主义”），是多么伟大的一个创举！

对此，爱因斯坦在回答“李约瑟难题”（为什么现代科学没有诞生在中国）时，曾经说过这样一段话:

• "西方科学的发展是以两个伟大的成就为基础，那就是希腊哲学家发明形式逻辑体系(在欧几里得几何学中)，以及在文艺复兴时期发现通过系统的实验找出可能的因果关系。

• 在我看来，中国贤者没有走上这两步，那是用不着惊奇的。令人惊奇的倒是，这些发现竟然真的做出来了！

正如爱因斯坦所说，虽然人类经验很有限、人类思维能力也很有限，但将二者有机结合起来后，就产生了人类认识真理的“奇迹”！

【关于求真、创新、质疑、批判精神】

说到这里，您可能已经弄明白了

为什么我们总说：

• 中国人普遍缺乏追求真理的精神？

• 中国人普遍缺乏科学创新的意识？

• 中国人普遍缺乏质疑精神、批判精神？

这些表面的现象，

都根植于整个社会的“认识论”根源上！

我们把科学家认识世界的动态过程

当成一个100%正确的结论来学习！

是因为，我们不知道：

客观世界其实是不可知的！

是因为，我们不知道科学家的工作方式，

只是“猜测+数学模型+验证”而已

而且，就算是模型得到了验证

它也未必就是客观世界的“真理”！

——光真的是“波粒二象”吗？

它会不会是“来自高维的振动？”

——量子纠缠真的正确吗？

它会不会跟高维空间、或暗物质暗能量有关？

当人们所采用的“认识论”，

认为世界是完全确定的

是可准确感知/测量的

是可通过纯逻辑推导出来的，

何谈“科学精神”、“科学方法”？！

其实，不仅是科学精神与科学方法，

任何事情要想理解得透彻

有2件事情是必然离不开的：

• “回到人类思想的源头”——哲学（包括科学哲学）

• “回到知识诞生的源头”！——科学发展史

一切老师——尤其是科学类学科教师，迫切需要增加自己的科学哲学修养！