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唉，真是的，如果一個科學家只相信那些能用科學方法證明的事情，那他可真可憐啊！真的，如果有人需要神的憐憫，那絕對就是他了。
我出生在東洛杉磯的墨西哥人社區，我的父母非常努力工作，也很愛我。雖然我們家沒什麼錢，但我從來沒覺得自己窮過。
我幾乎所有的親戚都是勞工階級，頂多高中畢業。但我這個家裡的怪胎，他們都叫我 *el bicho raro de la familia*，就夢想著成為一名科學家。
我當時對科學方法（簡稱SM）簡直是愛到不行。在我看來，它用邏輯、客觀和真理取代了盲目的信仰、偏見和迷信。它簡直是我的救星，是我逃離貧民窟、過上精彩生活的最大希望。
我的偶像啊，都是像伊萬·巴甫洛夫那樣的科學家。你知道，就是那位俄羅斯生理學家、諾貝爾獎得主，他堅信“全能的科學方法……將把人類從目前的陰鬱中解救出來”。
還有卡爾·皮爾遜，英國數學統計學的共同創始人。他聲稱“除非通過科學方法的閘門，否則沒有辦法獲得關於宇宙的知識”。現在聽起來，就像耶穌說的，“我就是道路、真理、生命。除非通過我，沒有人能到父那裡去。” 真的，簡直一模一樣。
現在啊，科學方法比以往任何時候都更受人尊敬。“對我來說，科學方法是最終優雅的解釋，”微軟前首席技術官內森·梅爾沃德說。“它是任何值得被稱為'解釋'的終極基礎。”
哎，對我來說不幸的是，當我到了康奈爾大學之後，我對科學方法的天真崇拜就開始消失了。這是我年輕的時候第一次親眼看到香腸是怎麼做出來的，也發現了科學方法和實際的科學家們的缺點。
等到我去哈佛的時候，我已經知道科學方法的真面目了：它是一種理解物理世界一小部分的絕妙技巧，但對於形而上學的世界，幾乎一無所知。它公開吹捧邏輯和客觀，但為了能順利運作，卻要依靠信仰。而且，這個方法甚至沒有一個明確的定義。
在笛卡爾的《談談方法》裡，他把科學方法描述為由四個基本規則組成：保持開放的心態，不要有先入為主的觀念或偏見，只接受可靠的實驗告訴你的那些事情。要系統地進行研究，先從最簡單的謎團入手，然後系統地逐步研究最棘手的謎團。要分析問題，把每個複雜的現象分解成最簡單的元素，然後一個接一個地研究每個元素。要詳盡地研究，做實驗的時候，考慮到每一個相關的變量，不遺餘力。
笛卡爾的四步科學方法聽起來很有道理。但是，你在網上搜索“科學方法”，你會發現大量的權威網站，解釋說科學方法有五個、六個、七個、八個，甚至更多步驟——或者根本就沒有什麼硬性規定的步驟。
而且，你會發現科學方法因學科而異。天文學的做法和生物學不同，生物學的做法和動物學也不同，等等。在受控環境中進行的實驗室實驗，和在變量難以控制的野外實驗的做法也不同。
哈佛訓練的物理學家、諾貝爾獎得主珀西·布里奇曼，相當直白地總結道：“在我看來，關於科學方法有很多誇大其詞的地方，”他說。“科學就是科學家做的事情，有多少科學家，就有多少種科學方法。”
現在，我不再是那個來自東洛杉磯的天真、睜大眼睛的孩子了，我知道布里奇曼是什麼意思，我同意他的觀點。科學方法是出了名的不精確。
當然，大多數科學家在設計實驗、收集數據、分析結果、提出解釋、撰寫報告等等時，都會遵循某些廣泛的指導方針。但我們這樣做的時候，都帶著不同的天賦、風格和怪癖，就像爵士樂隊裡的音樂家即興演奏一樣。
更糟糕的是，科學方法教得不好，或者根本就沒教。在我多年的正規科學訓練中，我從來沒有被要求參加任何關於科學方法的課程。而且現在也沒有改變。現在的年輕科學家仍然需要憑直覺理解科學方法，並以毫不質疑的信仰接受它的有效性。
換句話說，科學完美地說明了“相信即看見”——信仰先於理性。你必須相信並勤奮地遵循科學方法，才能親眼看到用其他任何方式都無法發現的真理和現實。如果你不相信科學方法——儘管它不精確——你將看不到那些真理和現實。就這麼簡單，而且意義深遠。
所以，說到底，科學方法是一種信仰體系。它不是一種完全客觀的技術，這與美國地質學會（GSA）等宣傳者的反覆聲稱相反。
在題為《科學的本質和科學方法》的出版物中，美國地質學會提出了這兩個童話般的說法：（1）“科學不是教條主義的”；（2）“科學從不需要僅僅基於信念或信仰來接受觀點”。
美國地質學會更清楚，或者應該更清楚。我是這麼想的。
不誠實的說法#1：“科學不是教條主義的。”事實上，科學非常教條。首先，它堅持要求所有正式的科學家都以信仰來接受科學方法，即使他們並不完全知道它是什麼。請注意，這種教條主義並不是一件壞事。科學需要嚴格地監督它的信徒，原因和宗教完全相同——為了避免信仰和實踐的混亂。
科學也教條地堅持要求它的成員——實際上也包括公眾——屈服於它當前的主流觀點。懷疑者、否認者、異教徒——你想怎麼稱呼他們都可以——都不會被愉快或友善地容忍。你將在後面的章節中看到我的意思。
不誠實的說法#2：“科學從不需要僅僅基於信念或信仰來接受觀點。”事實上，科學確實要求我們僅僅基於信仰來接受某些觀點——從科學對世界有益的說法開始。
想想看。
發明科學是為了幫助解釋宇宙和我們在宇宙中的位置，因此，是為了幫助我們的物種創造一個更好、更健康、更長壽的存在。否則，這一切的實際目的是什麼呢？
沒有人會否認科學在許多重要方面改善了我們的命運。但它也讓我們的生活變得異常艱難。
由於科學和技術，我們現在生活在以前聞所未聞的威脅之下——例如全球環境惡化、核武器和生物武器的大規模殺傷性武器，以及網絡戰爭——其中任何一種都可能迅速摧毀文明。
這些生存的危險已經永久地摧毀了我們的內心平靜。許多研究都證明了今天驚人的孤獨、抑鬱、上癮和自殺率，特別是在世界各地年輕一代中，這就清楚地證明了這一點。
各州現在正在通過法律，允許孩子們因為壓力和焦慮的原因，缺席一定數量的上課日——他們稱之為心理健康日。“在社交媒體、互聯網和不斷轟炸的負面新聞和事件的時代，”佛羅里達州眾議員蘇珊·瓦爾迪斯說，“我們的孩子正在承受快速變化的社會的衝擊。”
總而言之，我們的科學和技術進步（所謂的）所導致或加劇的情感和精神功能障礙是驚人的。因此，目前我們不可能說，有證據支持科學要求我們對它的善良抱有的那種盲目信仰。
科學最終可能會引導我們走向一個真正的烏托邦世界——我祈禱它會這樣——但沒有辦法證明它會這樣。而且有大量的證據表明，科學實際上正在幫助我們誤入歧途——遠離真正重要的真理，走向可怕的死亡。
科學比它創立之初更世俗化了。與那時不同的是，今天的科學方法堅決禁止任何提及神靈或帶有太多形而上學色彩的解釋。只允許合乎邏輯的、物質的解釋。
但這並不意味著科學站在無神論的一邊，反對其他宗教，或者說物質世界就是一切。（請注意這裡。）無神論者聲稱它是這樣做的——他們想讓你相信它——但這不是真的。
科學所說的是，物質世界就是它希望或覺得有資格解釋的一切。它希望對物質世界的許多謎團提供嚴格的邏輯解釋。就是這樣。
你可以像我的許多基督徒同胞一樣，抱怨科學決定變得世俗化。但不管你喜不喜歡，科學有絕對的權利來定義自己——來執行它的教條——就像基督教或任何其他宗教一樣。
無論如何，沒有改變的是，科學仍然像以往一樣基於信仰。今天的世俗化科學方法仍然需要相信那些有證據但沒有證據的公理。
為了讓你了解我的意思，這裡有三個科學的公理信仰。它們無法被證明；需要信仰才能接受它們。
1. 宇宙是可以解釋的。
科學對這個公理的信仰植根於充分理由律（PSR），該定律聲稱，只要給予足夠的時間，一切都可以解釋。雖然令人難以置信，但這種信仰似乎是真實的。“世界永恆的奧秘，”愛因斯坦驚嘆道，“是它的可理解性。事實上，它是可以理解的，這是一個奇蹟。”
充分理由律允許任何種類的解釋；因此，許多世紀以來，科學家們發表了含有對上帝的引用的假設，而沒有任何顧慮。他們將科學視為對上帝創造物的正式研究。
對他們來說，上帝的概念是完全理性的，即使他並不總是按照微不足道的、合乎邏輯的方式行事，正如《聖經》所解釋的那樣：
“耶和華說：我的意念非同你們的意念，我的道路非同你們的道路。
天怎樣高過地，照樣，我的道路高過你們的道路，我的意念高過你們的意念。”
對於那些早期的科學家來說，上帝是一種深刻的、超邏輯的現實——與現有的最佳證據相符，因此受到啟發的智商和情商的信仰的推動。
充分理由律本身源於一位虔誠的基督徒的頭腦：十七世紀的學者戈特弗里德·威廉·萊布尼茨。他認為，“不能避免求助於這個世界之外的宇宙的終極原因，也就是上帝。”
十一世紀的穆斯林博學家阿布·阿里·西納（又名阿維森納）制定了一種創新的七步科學方法，“用於獲得接近上帝的光輝和親近。”他說，要理解上帝，“沒有比尋找真理和知識更好的方法了。”
伊本·海賽姆明確表示，他史無前例的光學實驗——早在艾薩克·牛頓之前就完成了——是受到他開放的、智商和情商般的熱情驅動的，以理解上帝令人眼花繚亂的光榮。在1011年到1021年之間，他將他壯觀的成果彙編成他著名的《光學書》，一部令人驚嘆的七卷專著。
總而言之，參與設計科學方法的主要人物都相信充分理由律——以及亞伯拉罕、以撒和雅各布的上帝。他們相信他的創造是一個理性的、可以解釋的宇宙，通過研究它，他們可以更好地理解他。
除了萊布尼茨和伊本·海賽姆之外，這些先驅者還包括阿布·阿里·西納（阿維森納）、羅伯特·格羅塞泰斯特、羅傑·培根、弗朗西斯·培根、勒內·笛卡爾、伽利略·伽利萊和艾薩克·牛頓。在這些創新者深刻的、具有精神智慧的基督教、穆斯林和猶太教信仰的肥沃土壤中，科學紮根、發芽，並成長為今天這棵參天大樹。
“形而上學是根，”笛卡爾聲稱。“物理學是樹幹，所有其他的科學都是從這個樹幹上長出來的分支。”
2. 最簡單的解釋總是最好的。
像充分理由律一樣，這個格言來自一位基督徒的頭腦：十四世紀的英國方濟各會修士威廉·奧卡姆。它被稱為奧卡姆剃刀。
在他的《邏輯學總論》中，奧卡姆寫道：“有一種論點是'用更少的手段就能實現的事情，用多種手段來實現是無用的。'”換句話說，當一個更簡單的解釋可以解決問題時，為什麼要訴諸一個複雜的解釋呢？保持簡單，傻瓜！
像所有的公理一樣，奧卡姆剃刀無法被證明；它必須通過信仰來接受。但是，由於科學通過堅持它取得了巨大的成功，所以相信奧卡姆剃刀很可能是啟發的智商和情商信仰的產物。
儘管如此，這個公理有一些重要的警告。
首先，判斷一個解釋的簡單性並不總是容易的。例如，正如我們在第3章中看到的那樣，我們的宇宙似乎是為生命設計的。
對於證據的一種可能的解釋是，實際上存在一個設計者。另一種可能的解釋是，我們的宇宙只是無數宇宙中的一個。（因此，如果一個有很多參賽者的彩票產生至少一個獲獎者，那就不會是一個奇蹟。）
哪種解釋更簡單？一個理性的設計者的想法是否比無限數量的隱藏宇宙的想法更牽強？
我相信你明白我的意思。
其次，如果奧卡姆剃刀是真的，為什麼它是真的？為什麼自然需要簡單？事實上，奧卡姆剃刀只會拓寬和加深宇宙的奧秘。
第三，奧卡姆剃刀不適用於日常生活。我的生活很少遵循最簡單的道路；通常，情況恰恰相反。
正如著名的宗教學者休斯頓·史密斯所說：
“科學方法對於理解我們生活的物理方面幾乎是完美的……但它在提供價值觀、道德和意義方面是一種極其有限的取景器，而這些價值觀、道德和意義是我們生活的中心。”
3. 做實驗是了解宇宙的最佳方式。
這是科學最珍視的信念之一。在科學方法出現之前，自然哲學家只依靠他們的智商和情商智慧。他們會坐在扶手椅上，互相爭論世界是如何運作的。
科學家仍然會這樣做——特別是理論家——但現在他們通過做實驗來解決他們的爭論，所有這些都符合科學方法。它已經使世界發生了翻天覆地的變化。
小時候，我經常讀到艾薩克·牛頓開創性的棱鏡實驗、本傑明·富蘭克林的風箏實驗和路易斯·巴斯德的小兒麻痺症實驗。從大自然中提取秘密的巧妙方法——這種刺激激發了我成為一名科學家的熱情。
作為康奈爾大學的一年級研究生，我終於如願以償。我被分配到一個旨在研究亞原子粒子的主要實驗，亞原子粒子是物質的像素。
起初很令人興奮，但最終卻令人失望。我很失望地看到，今天的科學家不像我童年的英雄：實驗不再簡單明了。
我被分配到的這個實驗需要一個由十七名物理學家組成的團隊，一個裝滿複雜探測器的倉庫，以及一個位於瑞士的巨大的地下原子粉碎機——它本身由來自世界各地的數十名其他物理學家和技術人員操作。
更重要的是，這個巨大努力的主題——亞原子粒子——對於我來說太小了，我永遠無法親眼看到。我們將不得不從深奧的數據中間接——非常間接地——推斷它們的存在。
這與本·富蘭克林用瓶子捕捉閃電相差甚遠！
我很快了解到，不僅僅是我和我的巨大實驗面臨這些問題。各個學科的科學家現在都遠遠脫離了他們聲稱要解釋的現實。
古生物學家經常根據對在單個地點挖掘出的單個個體的單個頜骨的研究，得出關於整個物種的奢華的全球性結論。
天文學家根據他們實際上看不到但相信存在的外行星，根據數萬億英里外的恆星軌道和亮度的微小變化，對外星生命的可能性做出激動的聲明。
心理學家根據主要對白人、大學年齡、有償志願者的研究，對人性和所有人——年輕的、年老的、富有的、貧窮的、農村的、城市的、受過教育的、沒有受過教育的、黑人、棕色人種和白人——得出豐富的結論。
而且，今天經驗科學的問題還不止於此。我們還必須考慮到設計、進行和解釋現代科學實驗結果時不可避免的不確定性。
設計一個實驗
設計一個實驗首先要識別一個複雜現象中相對簡單的部分——一個可以被現實地測量的部分。
以地球的氣候為例。這是一件非常非常複雜的事情，有著無數個運動部件。為了理解它，我們必須從小而簡單的事情開始思考——比如測量空氣溫度、海平面、太陽輻照度（照射到地面的陽光量）或宇宙輻射（是的，宇宙射線確實會影響氣候）。
在決定要測量什麼之後，我們必須弄清楚如何做。測量空氣溫度聽起來很容易，但事實並非如此。我們是使用老式的汞溫度計？數字溫度計？紅外溫度計？
我們在哪裡進行測量？在容易升溫的瀝青附近？在保持涼爽的水附近？在地面上？從太空？你明白了——即使是設計一個看起來像測量溫度一樣簡單的實驗，也沒有什麼是簡單的。
難怪這麼多科學家都弄錯了。
由愛丁堡大學的神經科學家馬爾科姆·麥克勞德領導的一個調查小組，評估了2671個實驗的設計，這些實驗涉及在動物身上測試有希望的新藥。這些研究對全世界的人類患者的生命至關重要。
麥克勞德的團隊發現，這些實驗中的絕大多數——失敗了——在四個關鍵的設計領域失敗了：樣本量、隨機化、盲法（確保科學家和受試者都不知道誰得到了什麼）以及利益衝突。
當團隊只關注那些在英國完成的實驗時，結果甚至更糟。“令人警醒的是，在來自英國領先機構的1000多份出版物中，超過三分之二的出版物甚至沒有報告[這]四個被認為對於降低偏見風險至關重要的項目中的任何一個，只有一份出版物報告了所有四項措施。”
進行一個實驗
一旦我們設計了一個實驗——這可能需要幾個月，甚至幾年的時間——它必須提交給資助它的人批准。在那之後，就該捲起袖子，開始工作了！
我第一次做真正的實驗室實驗是在我還是加州大學洛杉磯分校的大一本科生的時候。我不打算詳細說明，但它需要放射性鍶90、鋁準直器、蓋革計和無數小時的仔細測量。
我需要相信的不僅是我自己的能力，還有設備的可靠性。
那時候，我的設備很簡單，所以相信它沒什麼大不了的。但在今天的實驗科學中，情況卻截然不同。
今天的實驗者經常將他們的信心不僅寄託在他們既不理解也不操作的複雜設備上，而且還寄託在操作這些設備的大量技術人員身上。從太空望遠鏡和質譜儀到核磁共振成像機和DNA測序儀，無所不包。
今天的科學家也經常將他們的信心寄託在合作者身上，他們可能只是表面上認識。還有那些乳臭未乾的研究生。還有那些批准實驗、支付費用，並以許多重要方式發號施令的政府官僚、行業巨頭、大學管理者和古怪的富裕贊助人。
這需要很大的信心。
而且有令人震驚的證據表明，其中的大部分都是放錯地方和誤導的。
著名的英國雜誌《自然》對1576名科學家進行了一項調查，發現“超過70%的研究人員曾經嘗試過但未能重現另一位科學家的實驗[一次或多次]，超過一半的人未能重現他們自己的實驗。”
這個巨大的失敗——現在被稱為可重複性危機——困擾著發表在世界上最受尊敬的、經過同行評議的期刊上的研究。這意味著實驗科學的進行方式存在嚴重的問題。
討論一個實驗
完成一個實驗後，就該分析其結果了。這是一件棘手的事情，因為數據——所謂的證據或事實——通常可以用多種方式來理解。
不可避免地，發表的結論只會是對證據的一種可能的解釋——甚至可能不是最好的解釋。也許研究人員有潛意識的偏見；畢竟沒有人是完美的。像其他人一樣，科學家也有先入為主的觀念，以及有意識和無意識的偏見，這些偏見不可避免地會影響他們發表的結論。
1928年，美國人類學家瑪格麗特·米德發表了《薩摩亞人的成年》，她在書中介紹了她對南太平洋馬努阿群島的性習俗的分析。她的結論將薩摩亞社會描繪成悠閒、快樂和和平的社會——以及其青少年，性放縱且適應良好。
“在薩摩亞，男女之間的愛情是一種輕鬆愉快的舞蹈，”米德報告說。“強行強姦或任何沒有得到雙方自由參與的性行為的想法對於薩摩亞人來說是完全陌生的。”
事實上，沒有什麼比這更遠離真相了。
1983年，澳大利亞人類學家德里克·弗里曼發表了一篇具有破壞性的揭露文章，題為《瑪格麗特·米德和薩摩亞：人類學神話的創造與消解》。在書中，他介紹了他自己對馬努阿文化的研究，這些研究完全否定了米德的說法。
弗里曼發現，馬努阿人是一個暴力、嫉妒和緊張的民族。在報告的這段時間裡，強姦定罪率分別是美國和英國的兩倍和二十倍。
米德是如何錯得如此離譜的？
米德是一位直言不諱的進步主義者，她已經確信後天勝過先天，然後才前往島嶼。她堅信文化比遺傳更能塑造人們的行為——這就是她所看到的。她帶有偏見的世界觀腐蝕了她的分析。
相信即看見。
而且，這並不是米德唯一的失敗。
事實證明，她只採訪了年輕女孩，沒有男孩。而且她們向她撒謊說她們有隨意的性行為。米德——一位聰明的女性和一位訓練有素的科學家——被女孩們的謊言所迷惑，因為它們證實了她先已存在的偏見。
米德的不誠實和偏見的影響是巨大的。正如弗里曼所哀嘆的那樣，她廣受歡迎的、浪漫化的馬努阿生活記述成功地“錯誤地告知和誤導了整個人類學界。”
儘管米德的案例很極端，但它並不是一個孤立的案例。意大利科學家丹尼爾·法內利的一項研究發現，令人震驚的是，72%的科學家知道有同事訴諸“有問題的研究行為”。而且14%的人知道有同事直接篡改數據。
更糟糕的是，這些結果是基於自我報告的。因此，“似乎很可能，”法內利說，“這是一個對科學不端行為的真正普遍性的保守估計。”
科學的基礎
儘管實驗科學存在所有這些問題，我仍然相信科學方法是我們理解物理世界的最聰明的方法。我不再將它視為我的救星——或人類的救星——但我仍然對它抱有（謹慎的）信心。
而且，我也不為科學的世俗化所困擾。科學有充分的權利按照它希望的任何規則來進行。正如我在本章前面解釋的那樣，科學方法的世俗化並不意味著科學譴責或已經否定了上帝的想法。請記住這一點。
真正讓我困擾的是那些固執地拒絕承認（或根本沒有學到）科學方法是由信仰產生和培養的，並且它繼續通過信仰生存和發展的人——即使是受過良好教育的人。
對於那些被誤導的靈魂，我說：醒醒吧！
正如我們剛才看到的那樣，科學的公理信仰——充分理由律、奧卡姆剃刀、經驗主義，以及我沒有空間在這裡命名的無數其他信仰——都是基於信仰的。科學是一項基於信仰的事業，而不是一些微不足道的邏輯算法。
沒有信仰，科學就不可能存在。而且不僅僅是任何信仰——受到智商和情商啟發的啟發信仰，是大腦的左半球和右半球以一種強大、不可抗拒的方式結合在一起的結果，並敦促我們去相信。
許多其他動物都有智商，但沒有任何動物發明過科學方法，因為沒有任何動物有情商。
情商是區別所在。沒有情商，你和我對達爾文叢林以外的任何事情都不會感興趣；除了生存、繁殖和確保我們的下一頓飯。
沒有情商，我們就不會花費時間、金錢和精力來設計和部署飛船到數萬億英里外的世界，或者夢想著前往星星。
沒有情商，我們就不會閱讀和撰寫像這樣以思考生命的意義，並為了解蛋白質和原生動物、類星體和量子、豆類和光年之間的區別而感到自豪的書。
但你和我確實有情商。正因為如此，只有我們的物種發明了科學——不可否認的、非凡的證據證明了我們驚人的獨特性。