什么是科学
从常人的眼光来看，科学似乎离我们很远，又离我们很近。说它远，是因为科学总是和那些专业化的、深奥的理论联系在一起，是科学家在实验室里研究的学问，和平常人的生活并不相干，常人也难以理解。说它近，是因为科学就在我们身边：山川河流、日月星辰，风雨雷电、斗转星移，这些事物和现象无一不和科学联系在一起，无一不是科学探索的对象。而且，我们的生活一刻也离不开科学：我们需要了解气象活动的规律，才能对天气作准确的预报；我们知道了季节变化的规律，就能适时地安排农业生产。总之科学已经成为我们生活中不可缺少的内容。
那么，什么是科学呢？从不同的层面来理解科学，会得出不同的看法。
一、科学是知识
通常我们会把科学理解成一种知识体系，认为科学是一种正确的、系统化的知识。这也是很多人心目中所理解的科学。
显然，我们在日常生活中接触到的科学，大多是以知识的形态出现的。比如：
科学家向公众预报某日将出现月食的现象，并且解释什么是月食，为什么会出现月食，什么时候会出现月食，等等。这里，我们接触了“月食”的科学概念，有关月食成因的科学原理，既有对一般规律的揭示，又有对个别事件的论断。这些都是科学知识。总之，科学是关于“是什么”、“为什么”、“会怎样”的知识。
作为一种知识体系，科学知识具有和其他知识不同的特点：
1．科学知识具有真理性
科学知识的真理性是指科学知识必须符合客观的事实，它是对客观世界的真实反映。任何不能正确反映客观世界的知识，或是和客观事实不符的理论、解释，都应排除在科学知识之外。
不过，我们也应该认识到，科学知识的真理性并不是绝对的。也就是说，人们对事物的科学认识并不是一成不变的，而是不断发展、变化的。过去认为是正确的、科学的知识完全可能被新的事实所推翻、所否定，科学正是在不断否定自我和修正自我的过程中得到发展的。比如，在哥白尼时代以前，人们根据太阳东升西落的现象，思考并得出地球是宇宙的中心、太阳围绕地球旋转的结论；哥白尼提出的太阳中心说，就推翻了这一结论。而今天，我们认识到，太阳作为一颗恒星，也不是静止不动的，它远不是宇宙的中心，而是宇宙中一个微不足道的部分。由此可见，科学没有最终的结论，更没有永远正确的结论。
因此，我们不能把科学知识的真理性误解为科学就是对世界的固定不变的“正确”解释。在不同的时代、不同的认识水平下，人们对世界的“正确”认识都是不同的。科学之真理性，不在于它对世界的解释是永远正确的，而在于它是一个开放性的知识体系，在于它有一个不断修正自我的过程。
2．科学知识具有经验性
科学知识具有经验性是指科学知识来源于经验性的活动，而不是直觉性的或权威性的判断。
这里所说的经验性是和思辨性相对而言的。所谓经验性的活动，就是收集和整理客观信息，并在客观信息的基础上，进行合乎逻辑的推理，从而得出结论。它强调的是客观的事实证据。由此可见，那些通过主观直觉获得的“感悟”，或者出于对权威人物的信仰而轻信的论断，包括那些打着科学旗号的“伪科学”知识，只要不是建立在客观事实证据的基础上，都不是科学知识。
当然，科学知识的经验性，并不排除理性的思考。正如达尔文所说，“科学就是整理事实，从中发现规律，作出结论。”关键在于这些思考必须建立在客观事实的基础上，而不是主观臆想。
此外，我们也不能把科学知识的经验性狭隘地理解为个人的亲身经验。书本上的科学知识，作为前人实践经验的结晶，对我们来说是一种宝贵的间接经验，它是我们获得科学知识的重要途径。
3．科学知识具有可重复性
科学知识具有可重复性是指科学知识应该是可以验证的、规律性的知识，应该经得起实践的检验。无论何人何时何地重复某一实验的条件，都能得到同样的结果，就说明这一结论是经得起验证的，是真正科学的、可靠的。
比如，人们在观察月相以及月食现象的事实基础上，总结出月食发生的规律。如果这个规律能够进一步为事实所验证，我们就可认为它是正确的；否则，就可认定它是错误的，至少是不完全的。
因此，我们可以把科学知识的可重复性理解为经验性的延伸。即科学知识不仅来源于经验，而且还需不断地接受经验的检验。
这里需要解释的是，从整体上说，科学知识应包括关于自然、社会和思维的知识体系，分别称作自然科学、社会科学和思维科学。但是自然科学和社会科学、思维科学又有不同。这是由自然科学的特殊性所决定的。因为在客观的自然现象面前，不同民族、不同阶级的人所观察到的科学事实都是一致的，通过逻辑的推演，他们得出的科学结论和科学理论也应该是相同的。自然科学知识的真理性不因认识者的民族、阶级差异而改变，人们比较容易得出一致的和稳定的认识。相反，社会科学和思维科学知识则常常会因认识者的立场（尤其是哲学观点）不同而存在不同的理解，而且也很难用上面的三条标准来衡量。所以在很多场合，科学只是指自然科学，而不包括社会科学和思维科学。本书所讲的“科学”及“科学教育”也都是指自然科学和自然科学教育。
二、科学是过程
以上对科学的理解，无论是自然科学还是社会科学、思维科学，都把科学看成是一种静态的知识体系。但是这一理解并不全面。科学不仅是一种知识，更是一种过程，即获取知识的过程。只有认识到“科学是一种过程”，才有可能全面把握科学的含义。
提出“科学是过程”，主要基于以下两方面理由：
1．科学知识的获得离不开科学过程
任何科学知识都不是孤立于科学过程而存在的，相反，它是科学过程的产物。简单地说，科学过程就是获取科学知识的过程。它包括：
观察和发现；
假设和检验；
推理和形成结论；
解释和预测等等。
就以上面所说的有关月食的科学知识为例。人们今天拥有的关于月食的各种知识，都是在长期的科学探究过程中获得的：
人们通过观测天象，发现月食的现象，了解月食现象发生的详细过程。
人们想了解月食的成因，就对月食的产生提出各种假设，如月亮是被“天狗”吃掉了，或是被某个物体阻挡了，并用事实来检验。
人们在所观察到的事实根据基础上，进行合乎逻辑的推理，并形成结论：发现每次月食发生时总是自西向东先后被食，这和月球绕地球公转的方向一致，说明它的月球所处位置有关；而且月食总是发生在农历月半左右，而此时太阳、地球和月球的相对位置基本成一直线，因此可以断定是地球的影子遮挡了月球。
人们根据已形成的认识进一步解释有关的现象，如为什么有的时候月球完全被食，有时只是部分被食？还可根据三球运行及其位置变化的规律，预测将来可能发生的月食现象。
由此可见，科学知识的获得和科学过程是紧密不可分的。正如前述，任何科学知识的来源都不是权威论断，也不是主观臆断，而是事实的证据和合乎逻辑的推理，即科学探索的过程。在这个意义上说，科学过程舍弃了科学知识的具体性，体现了不同科学知识背后共同的特性。
2．科学不仅表现为结论的科学性，更表现为过程的科学性
应该说，科学过程不仅体现了各种具体科学知识在获得途径上的共同性，还具有超越于具体科学知识之上的、经久不变的永恒性。
前面提到，人们的科学认识并不是一成不变的，而是不断发展、变化的。科学知识要不断地接受新事实的检验。过去认为是正确的、科学的知识完全可能被新的事实所推翻、所否定，被新的认识、新的理论所取代。从科学发展史的角度看，没有永恒不变的真理，没有永远正确的知识。
但是，科学知识可能被推翻，而获得科学知识的过程却是永恒不变的。在某种意义上说，科学的客观性，不仅在于其认识结果的客观，即科学知识符合客观实际，更在于它的过程的客观，即在可观察的客观事实基础上进行合乎逻辑的推理。可以说，科学认识过程的客观性保证了科学知识的客观性，尤其是保证了科学知识在新的事实证据面前，能及时地修正自己，使之成为一个开放性的知识体系。
随着科学技术的进步，科学研究的手段也日益更新，科学过程也日益复杂。但是，作为科学知识来源的基本科学过程――观察和发现、假设和检验、推理和形成结论、解释和预测等等，却是经久不变的。从肉眼的观察，到光学显微镜的应用，再到电子显微镜的应用，工具改进了，观察的结果可能更精确了，但作为科学过程的观察本身并没有改变。这正是科学过程永恒性的一个具体说明。
综上所述，在科学知识的“光环”背后，却是人们常常予以忽视的科学过程。要完整地把握科学的内涵，就应该认识到，科学不仅是指人们对客观世界的一种正确认识和知识体系，同时也是指人们用科学的方法探索世界、获取知识的过程。这两个方面是统一的、不可分割的。科学知识来源于科学过程，过程的科学性保证了知识的科学性。
在实践中，如果我们把科学知识和科学过程割裂开来，脱离科学过程来看待科学知识，就不能完整地理解科学的内涵，导致知识绝对主义的观点，甚至出现对科学知识的盲目崇拜。
三、科学是世界观
科学也是一种世界观，即对世界（包括对科学本身）的基本看法和态度。
科学世界观从经验主义和实证主义的立场出发，认为世界是客观的存在、是可探知的，科学则是用客观的方法揭示这种客观存在。这就是任何具体的科学活动中所蕴藏的基本看法和态度。
美国科学促进协会在《面向全体美国人的科学》一书中认为“科学世界观”的内涵包括：
（1）世界是可以认识的；
科学认为世界上的万事万物都是有规律的，因而也是可以通过的系统的研究加以认识的。即使是那些暂时无法解释的所谓“神秘”现象，也一定是受某种客观规律的支配，也是可认识的。科学排斥不可知论和迷信的观点。
（2）科学认识是可以改变的；
科学是获得知识的过程。在这个过程中，对原有知识的修正、甚至抛弃是正常的。没有尽善尽美的科学解释，只有不断地改变原有认识，使之更具真理性。
（3）科学知识是持久的；
尽管科学知识是可以改变的，但是这种改变并不是全盘抛弃。科学认识的发展具有持续性。换言之，新的知识往往是对旧有知识的修正和补充。例如，爱因斯坦提出的相对论，不是完全否定了牛顿力学，而是指出了牛顿力学在适用范围上的局限性。事实上，我们仍旧在用牛顿力学解释很多现象，只不过它的解释是有限度的。
（4）科学不能为所有的问题提供完善的答案。
不是所有的问题都能够通过科学来解决。对于那些涉及价值判断的问题，科学是无能为力的。例如，科学可以帮助我们认识世界，科学本身却无法决定我们如何运用科学。
以上四个方面概括了科学世界观的核心内涵。一个具备了科学世界观的人，无论在进行科学工作时，还是在对待具体的事物时，都能表现出科学的态度。科学态度是科学世界观的具体表现。美国学者第得利（P.B.Diederich）列举了18种科学态度：
（1）怀疑：不要对任何事情都认为理所当然，要问为什么；
（2）信任解决问题的可能性：相信任何问题都是可以解决的；
（3）渴望实验的证实：主张用实验来证明各种想法；
（4）精确：用精确的试验而不是含糊不清或感情化的方式表达；
（5）喜欢新事物：对新生事物采取支持的态度；
（6）愿意改变意见：在可信的证据面前乐意改变自己的信念；
（7）谦虚：相信很多事情都是难以确定的，因此对未经证实的想法不过于自信；
（8）忠于真理：即使发现自己过去所下的结论是错误的也不感到羞耻，而是忠于事实；
（9）客观：不是凭自己的喜恶而是用事实来证实一件事；
（10）不迷信：对怪异的事情努力寻求科学的揭示；
（11）渴望知识的完整性：努力寻求知识之间的普遍联系；
（12）保留判断力：对于别人的既定结果不急于表态，而留待自己调查清楚之后；
（13）区分假设和解决问题：知道假设是需要检验的，它不等于解决问题；
（14）假设的觉悟：对一个问题要不断地提出假设；
（15）判断的普遍性：相信通过科学实验得出的判断具有普遍的说服力；
（16）尊重理论：认识到科学理论的重要性；
（17）量化的习惯：喜欢用数字表达事物；
（18）接受概率的观念：认为自然界中很多事物的发生是随机的。
因此，如果我们仅仅把科学理解成认识事物的过程和方法，还不能完全揭示科学的内涵。从广义上说，科学意味着认识世界的方式和看待世界的方式。尽管科学排斥任何主观的价值判断，但是我们又不可否认，科学本身就是一种价值观。科学体现了人类所崇尚的价值观――诚实、勤奋、公正、好奇、愿意接受新思想、敢于怀疑和想像等。尽管这些价值观不是科学所发明的，也不是科学所特有的，但是，它们在科学中得到了充分的体现，构成科学所不可或缺的内涵。
综上所述，我们可以给科学的内涵作一个全面的解释：
科学是人们对客观世界的一种正确认识和知识体系，同时也是人们探索世界、获取知识的过程，还是一种世界观、一种看待世界的方法和态度。
科学的本质在于探究。正如一位学者所说，“科学的本质，不在于已经认识的真理，而在于探索真理。”科学过程的核心在于探究，科学态度的核心也在于探究精神。而科学知识，正是科学探究的具体结果。
