科學＿《科學素養》：定律的類別

我應該是遇到泛科學《科學素養+知識內容寫作課》套書的特價(註１)，

還有，不知在哪篇文章見過下圖，書中的第６８頁，

勾起我興趣，想搞懂它，才買《科學素養》的吧。

我認為這張關聯圖的重點，在表達何謂「定律」。
我反覆讀書中對「定律」的文字描寫，並和圖對照著看，
花不少時間才弄明白(我應當是曉得了)，而下面來說我對這圖的了解。


一切的知識來自於經驗。「經驗」好懂，不多說。
接著要知道「假說」、「原理」。
　「假說」是為了說明某種「現象」暫時建立的假定。(P.64)
　「原理」則是能靠經驗判斷「假說」顯然為真，卻無法嚴謹地證明其正確性。(P.63)
那現在就有兩種基礎：
甲.「經驗」；乙. 「假說」、「原理」

第一類「定律」，僅來自於甲。　圖中(1)定律。
第二類「定律」，僅來自於乙。　圖中(2)定律。
第三類「定律」，既要甲，也要乙。　圖中(4)定律。
第四類「定律」，來自於甲，也來自第一類、第二類「定律」。圖中(3)定律。
我個人認為，第四類「定律」大略是含括甲、乙加定律。

作者整體科學研究法的流程，「定律」是最後產出。
而其流程為：
現象→觀察(質性研究)→觀測(量化研究)→
實驗(化約成，人人經由這實驗看見相同結果)→模組或假說(留意「對稱性」)→定律。

不禁回想，在校園時，好像老師只講過一個個定律，
要我們理解、記住以應付考試，卻沒有解釋什麼叫做「定律」，
或者是因為升學考不出這題，我沒記。

作者在介紹科學史時，有談到笛卡兒的《談談方法》(註２)。
《談談方法》的第二部分與上述有關，我覺得蠻重要的，但作者沒講內容。
下文是笛卡兒所說的方法，引自維基：
1. 永遠不接受任何我自己不清楚的真理，就是說要儘量避免魯莽和偏見，
　只能是根據自己的判斷非常清楚和確定，沒有任何值得懷疑的地方的真理。
　就是說只要沒有經過自己切身體會的問題，不管有什麽權威的結論，都可以懷疑。
2. 可將要研究的複雜問題，儘量分解為多個比較簡單的小問題，一個一個地分開解決。
3. 將這些小問題從簡單到複雜排列，先從容易解決的問題著手。
4. 將所有問題解決後，再綜合起來檢驗，看是否完全，是否將問題徹底解決了。

舉個"有名"的例子，佐證"用與不用這方法"的差別。
問：如何把大象放進冰箱？

不用的人說：不行。
用的人會說：先分解成三個步驟，(1)把冰箱門打開、(2)把大象放進去、(3)把冰箱關起來。
步驟一沒問題，步驟二時，大象只有部分進入冰箱，步驟三，完全不可行。
因此，答案是不行。

假如不是靠直覺(感覺)，而是像如此細切為小問題(步驟)去判斷是否確當，
就已經在接近科學思維了。

那如何把長頸鹿放進冰箱呢？還是三步驟？
不，是四步驟。
(1)把冰箱門打開、(2)把大象拉出來，(3)把長頸鹿放進去、(4)把冰箱關起來。



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註１：泛科總編特輯科學素養知識內容寫作課套書
作者池內了（Satoru IKEUCHI）是天文物理學者、名古屋大學名譽教授，

也是一位科學研究者，他在書中為以上問題提出解答。

他帶領讀者了解科學如何誕生的歷史，

以及觀察科學研究的方法，進而思考科學、技術究竟和人類與社會有什麼關係；

並且以科學思考「問題的本質」是什麼，用什麼方式可以解決問題。

他以散文般的筆調，

分享科學研究者如何把對於所見所聞的好奇，轉而成為研究活動的過程。

池內教授指出，科學的本質在於「好奇心」，

科學家遇到疑問就會問「為什麼」，並且持續研究以解開疑惑。

科學是一連串的觀察、觀測和實驗，

科學的出發點從「觀察」大自然開始，

對於自然現象的變化「專心注意看仔細」，找出變化的規則，

歸納為共通、相異和逐漸變化的性質；

接著進入「觀測」，除了專心注意仔細看自然引發的現象有什麼性質，

還要加上測量，將性質轉換為數字。

最後以「實驗」調查物理性質和化學性質，或是這種性質能否藉由人工合成產生；

實驗的重點在於無論由誰進行，都能重現同樣的結果，這是區分科學和偽科學的關鍵。

這本書有助於我們學會了解自己「知道什麼，又不知道什麼」，

並懂得有效運用科學磨練洞察力，藉此「看見『看不見』的東西」，

有助於我們站在科學的立場思考與學習。
具備科學素養的關鍵在於，了解科學是「探究知識、逼近真理」的方法。

想解決各種矛盾，就必須仰賴科學的力量。
無論是對於科學稍微感興趣的人，甚至是文科生，都很適合閱讀本書。

第13屆講談社出版文化獎（科學類）


註２：
1. 維基：《談談方法》

2. 英文維基：《談談方法》
Part II: Principal rules of the Method
The first was never to accept anything for true which I did not clearly know to be such;
that is to say, carefully to avoid precipitancy and prejudice,
and to comprise nothing more in my judgment than what was presented to my mind so clearly
and distinctly as to exclude all ground of doubt.

The second, to divide each of the difficulties under examination into as many parts as possible,
and as might be necessary for its adequate solution.

The third, to conduct my thoughts in such order that,
by commencing with objects the simplest and easiest to know,
I might ascend by little and little, and, as it were, step by step,
to the knowledge of the more complex;
assigning in thought a certain order even to those objects which in their own nature do not stand in
a relation of antecedence and sequence.

And the last, in every case to make enumerations so complete, and reviews so general,
that I might be assured that nothing was omitted.