為什麼科學教育需要科學哲學？

緒論

問科學哲學為什麼是科學教育的基礎，這是一個很大的問題，從科學研究、科學教育研究之間的關聯有很多可以著墨的部分，但我在這篇想要論述的是相對小的面向，希望能更接近各位的教學面和大家表達：你身為一名自然科學領域的教育工作者，你為什麼應該要認識科學哲學。

＊註：標題下科學哲學，但我想表達的是廣義的科學哲學，更好的用詞應該是science study，針對科學活動的研究或知識，能以包括科學哲學、科學史與科學社會學等面向。為了避免混淆或太多名詞解釋，允許我使用「科學哲學」一詞，絕非我隨意偷換概念。

（在圖書館隨意翻看科學哲學相關書籍，偶然看到熟悉的筆跡）

「我不相信上帝，我只相信科學。」

這是我在教會團契中偶然聽見的一句話，說這話的是一個高中男生。不禁莞爾，這句話足以概括為什麼我認為自然科學教育工作者都應該認識科學哲學。我要透過回應這位高中生對科學的想法，來對答主標題的疑問。

科學哲學是什麼？

從「相信科學」這句話追問下去，科學是什麼？科學憑什麼更值得被相信？我們能從這些問題更了解科學哲學在討論什麼。

• 科學是什麼？

化學、物理學、生物學、地球科學，社會學呢？政治學呢？語言學呢？它們是科學嗎？不是嗎？怎麼定義科學與偽科學呢？

• 科學是既定的真實嗎？科學知識恆常不改變？

在古希臘時期的學者，亞里斯多德曾提出地球由土、氣、水、火組成；在哥白尼以前人們深信不疑宇宙中心是地球，現在大家都知道當時的顯學是錯誤的，那我們怎麼知道現在的科學知識不是錯誤的呢？科學應該是一個不斷被審視、修正的過程。

• 科學是指已經被實驗驗證的知識嗎？

愛因斯坦有許多理論，如相對論或光電效應，在提出時甚至到現在未被實驗證實，卻沒有人說那不是科學。科學家對於光是一種波或是粒子運動，兩方都有科學家以實驗設計舉證，主張卻互相矛盾，科學家如何辨認哪一種理論值得相信？被實驗證實就能代表真理嗎？

我們期待科學是理性追求真確知識的方法，因此它應該要能區分自己（科學）與非科學的差異，並且能說服人科學的方法比他者更接近正確。前者討論劃界問題後者是方法論，科學哲學家正是試圖回答這些問題，所有教與學科學的人也該試著回答。上述以簡單的提問與科學史上的舉例向各位挑戰了科學理論的地位，科學理論不可以視為真理，需要一再重新被考慮與審視；而科學方法也不例外。

科學方法與邏輯？從歸納法的謬誤談科學方法的限制

科學方法的合理性影響科學為什麼比非科學更有資格被信任。隨著科學工作囊括內容、類別漸多，科學是否有一個共通的『科學方法』仍充滿爭議。

從科學研究中經常使用的歸納法為例。我們能不能因為所觀察到的烏鴉都是黑色而推論出「天下烏鴉一般黑」呢？在歸納的邏輯中，觀察到大量黑烏鴉而不是非黑烏鴉，那麼至少正在減少所有「烏鴉都是黑色的假設可能是錯誤的」數量。當我們看到每隻烏鴉時，就會少一隻可能不符合理論的烏鴉。因此，假設成立的可能性應該會慢慢增加。

	在邏輯上稱為：所有「F是G」的觀察都支持了「所有Ｆ都是Ｇ」的主張。同時也可以考慮另一種簡易的邏輯：任何證實假設 H 的證據也證實了任何在邏輯上等同於 H 的假設。所以：
Ｈ＝Ｈ＊
若Ｈ為真，Ｈ＊不可能為假。
因此若「所有烏鴉都是黑色的」此假設在邏輯上等同於「所有非黑色的東西都不是烏鴉」。 
	按照上述，「所有非黑色的東西都不是烏鴉」能夠被「觀察到一隻白鞋」所證實。

鞋子不是黑色的，也不是烏鴉，所以它符合假設。鑑於這兩個假設在邏輯上是等價的，任何證實一個假設的觀察也會證實了另一個假設。所以對白鞋的觀察在邏輯上證實了所有烏鴉都是黑色的假設！而這明顯是不合常理的。

舉烏鴉與白鞋的例子是為了挑戰各位對科學方法固有的信念，我們不能夠因為觀察的堆砌就認定一個理論為真，從邏輯與歸納法的缺陷重新思考科學中信以為真的驗證方法。

這跟科學教育有什麼關係？

回到「相信科學」那句話，我始終反對那句「我不相信上帝，我只相信科學。」科學無論是理論或是方法都不能直接代表真理，使用比擬宗教的相信沿用在科學上，那就是將科學視為另一種信念，何嘗不是另一種宗教？

學生說相信科學，卻未能定義科學是什麼、未能解釋為什麼；身為科學教師也一樣，科學是什麼？為什麼只教演化論卻不教神創論？為什麼教天文卻不教占星術？孟德爾古典遺傳的基因與分子遺傳學的『基因』是否相同？為什麼需要兩個不同理論解釋同一件事？科學哲學涉及「我們應該教什麼？」「學生學科學的目的是什麼？」教師如何看待自己所教的知識影響學生如何看待科學。科學教師若沒有對科學哲學的認識、對科學本質無感，那學生就會理所當然的將科學視為權威知識。

但科學不是。你不應該『相信』科學，因為科學是持續懷疑的精神。

現代社會已經將『科學』供上神壇，尤其是自然科學，嘗試使用科學解釋所有的知識。科學與其他學問的地位嚴重傾斜，許多學問「科學化」，從事的人員分佈也非常不平衡。但在諸多學問中並不是只有科學有價值，其他學問卻可能在科學化的過程中泯滅自身的價值，或是因從業人員過少無法傳承。我們期待的是百花齊放而非一枝獨秀，一家獨大也代表讓掌握這項內容的人持有權利。同時，讓科學無條件持有正當性，容易忽略對社會的衝擊。這並不是科學的精神，也非科學教育所望。

科學教育之所以需要科學哲學，是因為科學哲學是科學的反思。科學教育的工作者對科學知識應該經常存有謹慎的信念。持有此信念，培養學生對科學知識持續調查、省思的精神。

【0513 更新】延伸閱讀：科學如何成為了一種宗教？

偶然看到與我想要表達類似觀點的文章，補充在這裡！

後記

我對中教大科教系將「科學哲學與歷史」列為必修課感到非常自豪，雖然課程本身學得還是不夠，但將其列為課程架構必修是非常重要的。這學期（110-1）師大科教所科學哲學只有三個人選修，明明這麼重要卻沒有被重視！這真的是我會一直掛記在心上的事，期許自己能持續推廣我喜愛的學問。

2022/1/25