學術誠信

科學研究真能「證明」什麼嗎?

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科學研究的目的

科學家總是渴望更深入瞭解我們所居住的世界。在運用科學方法以及日趨先進的研究工具和手段的同時,我們仍遵循著以下四項簡單、有次序的步驟:

  1. 觀察
  2. 形成單一且可供驗證的統一假說,以解釋那些觀察到的現象
  3. 推測出假說的結論
  4. 尋找假說成立的證據,若發生牴觸,則重回步驟2

再現研究是用來驗證相同的研究結果可否再現的方法(或是在變數不同時也可呈現類似的結果),但處在非以上兩種情況下,我們應認為,從決定性的角度看來,我們知道些什麼。起碼我們知道,科學知識具變動性(依據我們目前掌握的資訊)與暫時性(直至更深入的研究為同一主題添加了更多信息)。

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數學證明

在分析研究數據中運用統計和推論造成了混淆,認為數學證明也可應用於科學結果。情況並非如此。質數定理已被證明,畢氏定理也同樣被證明(世界各地的學童多為此感到煩擾),但在科學中,我們很可能永遠在蒐集數據,並發展模型和理論,以推知那些我們迄今所蒐集到的證據中所能約略解釋的現象。然而,擁有證據並不等於獲得證明。比方說,經化石遺跡的證據假設,腔棘魚已滅絕了逾六千五百萬年,直到1938年,它在非洲海岸重現蹤跡。從那時起,兩種不同的腔棘魚物種為人所知,一種生長於西印度洋,而另一種則來自印尼海域。

追求可信度

科學評論家時常會以「僅是一個理論罷了」來駁回論點。全球暖化「僅是一個理論罷了」,進化論也「僅是一個理論罷了」。以上這兩種說法嚴格來說沒錯,但前提是必須將所有與科學相關的事物皆認定為「只不過是一個理論」。隨之改變的是,藉由每個理論所蒐集到的證據量,以及該證據被廣泛接受的程度,將那些理論判定為可信。除此之外,很多科學研究仍然持續地變動,因為那些進行中的數據蒐集過程持續提供了更多證據,以提高或降低各種由證據架構出的理論之可信度。

與不確定性共存

榮獲諾貝爾獎的理論物理學家Richard Feynman,這麼形容自己作為一位科學家的工作:

在確定程度有別的不同事物間,我有近似的答案和大致的看法,但我對任何事物皆無抱持絕對的把握。

如果我們從另一角度切入,若每個新研究明確地證明出一些不需要被再度檢驗的理論,科學將會迅速從探索和發現的過程,變成打勾核對清單項目的沉悶慣例。而這當中,如他們所說,有什麼樂趣可言呢?科學研究也許不能證明什麼,但它不懈地履行原始使命參數,使人學習到更多與我們安居的世界相關的知識,也因此,這一直是一門崇高的職業。

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