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    科學素養:看清問題的本質、分辨真假,學會用科學思考和學習

    (經濟新潮社《科學素養:看清問題的本質、分辨真假,學會用科學思考和學習》推薦序。)

    科學,既簡單又複雜。簡單,因為科學研究的本質可以用一句話說完:「試著發現些什麼並驗證那些發現的過程。」複雜,因為這些過程充滿了挑戰性。

    「發現(discovery)」與「驗證(justification)」是科學研究的兩個主要脈絡。一般人對科學的印象多半來自驗證:科學家的確是透過明確的結構、方法與流程檢驗特定假設。

    但是那些假設怎麼來的?或許有人會說是理論推導來的。那麼理論又是怎麼來的?科學家一開始是如何想出某個理論的?換句話說,如何想到現象背後的運作機制可能是這樣的?

    這個脈絡叫做「發現」。與驗證不同,「發現」的過程幾乎全無結構、方法與流程可循。這是個充滿不確定性的過程。它當然還是需要對某個領域的長期浸淫,但更需要高度的創造力與想像力。

    如果你有機會回顧各個科學領域的歷史就會明白,重要的科學發現,往往都是聰明的科學家在非常偶然、意外、離奇、甚至有點瘋狂的情況之中產生的頓悟。

    從發現到驗證,科學一直是感性與理性、直覺與邏輯、瘋狂與冷靜、混亂與結構兼具的。但我們的教育都還是著重在科學一板一眼的那一面,很少真正呈現科學的全貌。

    科學如此,實務亦然。台灣產業代工起家,擅長幫國外品牌客戶解決問題。但是當我們開始做品牌與創新,必須自己發現問題,就遇到困境了。我們習慣一切都能確定,但發現的過程是幾乎沒有規則可循的。

    《科學素養》沒有明確區分這兩個脈絡,但讀者可以試著去區辨。例如池內教授把研究人員分成擅長解決問題的「微分型」與發現問題的「積分型」。他也強調科學精神的本質是好奇心。唯有多問為什麼,才有機會獲得重要的發現。

    此書原著出版至今已有二十二年,但作者看到的很多趨勢是很清楚的。例如他說要打破理組和文組的隔閡。時至今日,認知科學與認知神經科學結合了心理學、語言學、資訊科學、神經科學與心智哲學,正是最好的例子。

    不同科學領域間的差異頗大,但目標十分一致:描述,解釋,預測,控制。能客觀觀察現象才能探究其運作機制,能了解機制才能預測,能預測才有機會控制與改變,讓世界變得更好。

    實務工作也需要科學素養。除了要懂得區辨發現與驗證,更要意識到世界變得愈來愈複雜。單一領域或技術能發現與解決的問題愈來愈有限。唯有打破專業間的界線,才能發現更有價值的問題,產生更有價值的解法。

    以設計為例,成功的創新要能同時滿足商業、技術與用戶的需求與限制,而這只有跨領域才能做得到。而設計同樣始於進入脈絡中觀察(描述)、洞察需求(解釋)。透過原型設計找到最能滿足需求的解法(預測),再將設計實作為能夠融入使用者生活脈絡中的產品與服務,促成正向的改變(控制)。

    《科學素養》書中大部分的例子來自池內教授的專長領域天文物理學,對其他領域探討不多。我自己身為認知科學家,剛好可以再做一點延伸。

    池內教授覺得社會與人文科學多半沒有實證或反證。事實上是有的。例如語言學家就很擅長從真實語料中找尋反例來推翻自己歸納或推導出來的語法規則,心理學家也相當擅長以實驗方法探究行為背後的機制。人工智慧則以建造有智慧的系統的方式探討智慧的本質。

    現代科學的異質性很高,自然科學的研究典範未必適用於所有領域。但「從發現到驗證」的科學脈絡是一致的。都要能探索未知世界獲得新發現,並用實證的方式驗證。

    最後,我很喜歡池內教授說的,要學會了解自己「什麼知道,什麼不知道」,並懂得有效運用科學磨練洞察力以「看見『看不見』的東西」。面對人生的難題,科學思考總是可以在關鍵時刻給我們指引。

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