为什么要信任科学 ？

一篇简短的文章以帮助传播对科学知识是如何产生的理解，并建议在所有教育层次上关注新的重点。 科学的产品和科学家的努力丰富了我们的日常生活。您可能是在寻找课堂作业或有趣阅读材料时通过互联网偶然发现了这篇文章。在1990年之前，互联网甚至不存在。然而，如今我们利用它进行各种活动，从观看视频、听音乐到订餐以及与家人朋友保持联系。 互联网只是科学技术如何改变我们的生活方式的一个例子。想想电力、汽车和计算机——更不用说那些使我们能够比两百多年前的祖先多活一倍寿命的医学进步了。 我们中的大多数人并不会花费太多时间思考这些问题，因为实际上并不需要这样做。我们相信技术会正常运作。 工作。我们相信，当我们将手机插入充电器时，电池会充电。我们相信，当我们坐进汽车时，发动机能够将储存在汽油或电池中的化学能转化为运动的动能。 但我们为何信任这些技术——老实说，大多数人都难以完全理解？我们中有多少人真正了解智能手机、汽车引擎或可充电电池的工作原理？有多少人看完飞机上的安全视频后，还会好奇几百吨重的大型喷气式飞机怎么可能起飞翱翔于天空？ 我们几乎没有人是对这些事情的专家。尽管如此，我们仍然相信每天可以给手机充电，飞机不会无缘无故坠落。我们信任这些技术产品能够正常运作，因为它们是由基于广泛观察和实验得出的原则所推动的技术进步所制造出来的：我们信任其背后的工程设计。我们读到.. 。科学 fi c 的主张总是准确和真实的吗？ 换句话说 ， 我们相信基础科学。 但是所有的科学都同样可信吗？我们从新闻中听到或在网上遇到的许多故事往往以“一项新的”开头。 研究表明……”但阅读到的科学声明是否总是准确和真实的？如果不，我们如何识别哪些研究是稳健且可靠的——以及哪些可能被不当设计甚至完全虚构——尤其是在缺乏自己分析实验和数据的专业知识时？ 在本文中，我们探讨了为什么我们可以信任科学——以及如何识别哪些科学主张值得信赖。我们首先解释科学家们如何作为一个更大的科学社区的一部分共同工作，以生成可靠的知识。我们描述了科学过程如何形成共识，并且新的证据如何改变科学家们的视角——最终也改变我们普通人的视角。最后但同样重要的是，我们解释了作为有知识的公民，我们所有人都可以成为能够评估科学主张并区分科学事实与科幻的“有能力的局外人”。 科学通过社区努力创造知识 当你想象一位科学家时，脑海中会出现什么样的形象？也许你会想到一位化学家在实验室里独自工作，长时间埋头于实验台前，白板上布满了方程式，背景中是沸腾的烧杯。或者你可能会想到奥地利修道士格雷戈尔·门德尔，有时被称作遗传学之父，在他的修道院花园里仔细观察一辈又一辈他精心培育的豌豆植物。 如果真是这样，你可能会惊讶地了解到，科学——尤其是现代科学——非常much是一场团队运动。在任何科学领域，从天文学到动物学，研究人员都在更广泛的科学社区内相互合作。 研究人员在出版物中分享他们的数据，并在会议上讨论他们的研究成果。他们撰写研究提案，由同行科学家评审。他们在讲座中演讲，而他人则审查和评估他们的方法、数据和结论。 他们如何解读这些结果。他们与来自全球各地、包括许多来自全球南方和发展中地区的机构中的科学家们进行合作，并与其互动。正如波兰微生物学家Ludwik Fleck所指出的那样： 研究了科学的社会学——正如所说，“真正孤立的研究者是不存在的……思考是一种集体活动。” 科学 — —尤其是现代科学 — —在很大程度上是一种团队运动 …… 思考是一种集体活动。 为应对这些集体批评，调查人员会制定更为严格的策略来测试他们的理论和概念。科学家们——无论是原始发现者还是群体之外的研究人员——都会调整他们的假设，以最好地适应所有可用的数据。如果两个头脑胜过一个，那么在科学领域，数百乃至数千名研究人员往往会聚在一起探讨问题，并实验性地测试——反复测试——提出的解决方案。通过这种方式，科学界力求达成共识。 当然，科学家们也会犯错误，就像任何人一样。但是作为一个群体，科学家们是致力于理解我们所生活的这个世界的专业人士。因此，我们应该像信任维修技术人员、飞行员和空中交通管制员一样，重视他们的训练和专业知识，这些人员共同合作确保我们的航班安全起降。科学家们受训以分析他们看到的一切。因此，当我们面对那些本质上需要系统性和严谨性调查的问题时，转向科学家寻求答案是合乎逻辑的选择。 科学是自我纠正的 ， 因为科学家对自己的工作持批评态度 当我们最初学习“科学方法”时，我们被告知科学家会进行观察，然后提出一个假设——一种解释这些观察的提议——并通过某种实验来测试该假设。如果结果支持假设，假设将被确认，研究者可以 然后进行额外的研究 ， 以进一步完善他或她的模型。 但这种观点大大简化了实际情况。实际上，假设是为了被证伪而提出的提案。科学家们受训练保持怀疑态度——甚至（或尤其是）对自己的假设也是如此。好的科学家们知道，他们的初始想法或模型可能需要修订甚至完全抛弃。有人甚至可能会认为，科学的主要目标之一就是消除错误的概念、不可重复的结果以及不正确的解释。由于科学通过严格的社区测试来验证假设，它有效地纠正了自己的错误。严格的检查和平衡机制“内嵌”在科学研究方法中，引导我们远离错误信息，逐步获得越来越准确和可靠的理解。衡体系被 “纳入 ” 科学方法。 世界。 健康的怀疑态度使科学能够进步。但只有在科学家作为一个共同体共享类似的价值观和方法时，这种进步才是可能的。Science一套价值观。在他的书中 人类价值观, 牛顿·雅各布·布龙斯沃（Jacob Bronowski），物理学家和哲学家 ，指出：“科学将一位研究者的工作与另一位研究者的成果相比较，并在此基础上进行融合；它无法生存而没有公正、荣誉和尊重。唯有通过这些手段，科学才能追求其坚定的目标——探索真理。” 共享实践提高科学发现的准确性 仅凭共享价值观不足以使科学自我修正。随着时间的推移，科学界发展出了一套关键实践，以促进知识的持续检验，这是科学进步所必需的。这些实践使得研究人员能够通过识别理论和实验中的潜在问题来“检查他们的工作”，从而追求必要的修正。 1.独立复制。在研究人员发表其工作时，他们会提供对其遵循的实验程序的全面描述。许多出版物会包含所有使用材料的清单，以及原料的购买地点、准备方法，甚至瓶子侧面的批次号！这种令人难以置信详细的程度旨在允许社区内的其他人重现原始实验（或进行一个非常相似的实验）。通过这种方式，科学家可以轻松地验证或增加彼此的结果——或识别原始研究中的问题。 2.随机对照试验。为了确定一种新药或疫苗（甚至是一种高中科学课程）是否比现有使用的更有效，科学家会将接受新干预措施的群体与一个不接受任何干预的“对照”组进行比较。为了确保 这些研究通常不会发现这两组在某些重要方面存在显著差异（例如，一组包含的人群年龄普遍比另一组大几十年），因此会随机将参与者分配到每个组别：一部分接受实验性治疗，另一部分则接受当前的标准治疗方法或安慰剂（一种无效物质或假治疗）。这些随机对照试验代表了确定新治疗方法既有效又安全的金标准方法。 科学界已经制定了一系列关键实践 … …科学进步所必需的。 3.盲目分析在科学家设计和开展实验时，是什么因素（有意或无意地）阻止他们仅选择性地报告支持其假设的数据？ 为了防止这种偏见渗入，科学家可以使用“盲化分析”来避免提前“看到答案”。例如，在测试药物或疫苗有效性的一项临床试验中，进行研究的调查人员通常不知道哪些参与者接受治疗，哪些参与者接受安慰剂。很多时候，参与者自己也不知道——确保试验中的任何人都不会无意间影响结果。 4.统计验证。科学数据总是会表现出一定程度的可变性 ， 因此研究人员使用统计分析来 评估某一结果成为“真实”结果的可能性，而非仅仅是偶然事件。为了避免被误导，良好的科学家会设计包含所有适当对照组、重复样本，并且样本量足够大以确保其结果具有实际意义而非仅仅是由随机运气导致的。 尽管个别科学家可能会出错，由社区驱动的修正允许该领域朝着越来越深刻的理解前进。 5.同行评议。科学家所做的所有工作都受到同行科学家的审查。在他们开始研究之前，研究人员通常会提交资金申请以支付实验费用，并解释他们的研究计划及其方法。这些申请会被其他研究人员评估，以确保只有设计良好的项目才会获得资金支持。科学家撰写的描述其研究的文章同样会在发表前经过同行评审期刊的评估。在这个过程中，具有必要专业知识的科学家（通常不会向研究作者透露身份）会在文章被接受发表前提供反馈意见。最后但同样重要的是，一旦研究论文发表，它们所呈现的所有信息都将受到更广泛科学界的批评。 通过发表他们的结果并对他们的方法和分析进行批判性审查 ， 科学家 促进思想交流，挑战假设和解释，并鼓励彼此不断重新评估理论并精炼结论。因此，尽管个别科学家可能会出现错误，但由社区驱动的修正允许该领域朝着越来越深刻的理解前进。 只有通过整个社区严格实验和批判性审查的声明才能被接受为初步有效的声明，从而帮助我们向一个可靠且值得信赖的一致性迈进。作为科学家和历史学家，为什么信任科学 ： Naomi Oreskes 在她的书中说"我们信任的基础不在于科学家作为睿智或正直的个体，而在于科学作为一个社会过程，严格审查主张。" 科学是一个能够产生可测试预测的理解世界的系统 科学的进步并不在于仅仅在同一条件下反复确认相同的信息。科学的魅力在于它利用过去的观察和实验来预测自然世界未来的表现。它通过构建模型来实现这一点：这些模型是事物运作的概念框架。然后，这些模型会在其他实验室甚至其他科学领域中反复被研究者测试，以确定它们是否始终成立。新的实验可能会证实一个模型、对其做出小到大的修改，或者促使它被另一个更能容纳所有数据的模型所取代。 通过这种方式，科学已经产生了一个庞大的、相互关联、已确立的知识网络，使我们不仅能够描述或解释我们今天所观察到的事物——还能预测明天、下星期二乃至一百年后会发生什么。在17世纪晚期，爵士艾萨克·牛顿... 日食将发生，火箭飞船需要多少燃料才能抵达火星，精准定位爆炸是否能提供足够的力量来改变可能在五个月、五年或五世纪后与地球相撞的小行星的轨道。 科学思维不断受到新证据的 refinement，并且有时会显著改变我们对世界的看法。 显而易见，科学是一个不断探索和分析的过程，这一过程是迭代性的且永无止境。即使是流行的观点也会随着科学家做出新的观察和收集新证据而持续被重新评估。当可用的研究方法变得越来越强大时，它们不仅推动了新发现的产生，还允许以全新的视角审视旧有观点。在某些情况下，新证据完全颠覆了我们对世界的认知方式。 例如，在20世纪初，科学家们对地壳板块的移动有一些理论。一种观点认为这些板块早在地质历史上就形成了，并且一直保持在最初的位置。另一种观点则提出，年轻的地球在冷却过程中收缩，导致其表面像干葡萄皮那样皱缩和褶皱。据认为，这些皱纹引起了陆地的上下移动，从而形成了山脉的脊梁和海底的低洼地带。 板块构造理论揭示了大陆目前被认为是如何随着时间的推移而移动的。尽管大陆漂移的概念在一个多世纪前就被提出，但直到几十年后的观测以及新技术的发展，才积累了足够的证据来证实这一大胆而令人震惊的理论。WTS 图 04最初被认为是不可能的概念 - 大陆正在缓慢地爬过地球表面。 然后，在20世纪初，一位德国气象学家阿尔弗雷德·魏格纳在思考一个问题：在世界地图上，南美洲和非洲的地形轮廓看起来像拼图一样可以吻合在一起。 拼图般的板块。他提出了惊人的建议，即地球上的所有大陆都在地表上横向移动，并且曾经是单一巨大陆块的一部分，称为泛大陆（Pangea），这一陆块在数亿年的过程中逐渐分离。 但直到20世纪50年代，地质学家使用声呐测绘海底地形时才获得了确凿的证据，表明我们所站立的土地并不如表面看起来那么稳定。在此之前，他们本以为海底是一片平滑的表面。 他们预料到的，科学家们发现了由海底扩张形成的山脉和海沟。20世纪60年代期间，科学家们持续对海底进行调查，研究了古