Nat. Chem.评论：化学研究与批判现实主义- 大数跨境

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2023-08-10

导读：我们研究的是同样的化学吗？

小伙伴们是否有过这样的经历，在每次科研讨论会上，总有一些人明明和自己研究方向差不多，自己却总get不到他（她）的idea，和他（她）交流，仿佛“鸡同鸭讲”，彼此思路不在一个纬度上。然而，有时你又不得不佩服，这些人“脑洞大开”的一些想法，也给了你很大的启发——“哦，原来这个问题还可以如此这般去思考、解决”。最后只能感慨，世界真奇妙！你和别人也许学习课本不一样，教育经历不一样，对待同样的科学问题，也就会产生不同的思维。

这种现象也是现代科学哲学中的一个流派——批判现实主义（critical realism）者关注的一个热点问题。围绕这个问题，南非罗德斯大学的化学家Margaret A. L. Blackie教授近日在Nature Chemistry 发表了一篇评论文章（Comment），探讨批判现实主义的方法对化学研究和教育的意义。

作为一位来自非洲国家的批判现实主义信奉者，Blackie教授通过曾经发生在南非大学校园内的去殖民化运动，引出“科学是否客观”这一问题。在这次运动中，学生们强烈要求拆除英国殖民者Cecil John Rhodes的雕像，并呼吁教育去殖民化。Blackie教授认为，同教育类似，科学也并非完全客观，人们需要认真审视科学家、科学实践和科学知识彼此之间的关系。

拆除南非开普敦大学校园内英国殖民者Cecil John Rhodes的雕像。图片来源于网络

Blackie教授认为，科学的客观性与科学家本人是“脱钩”的。根据Roy Bhaskar的论著《科学的现实主义者理论》（A Realist Theory of Science）描述：世界可由外向内分为“真实”（Real）、“事实”（Actual）、“经验”（Empirical）3个领域（下图）。“真实”领域是所有“机制”（Mechanisms）的根源；“事实”领域包含发生的“事件”（Events），其中特定的机制被归纳出来；“经验”领域是我们人类可以观察“事实”事件的领域。科学知识背后控制世界运转的“机制”是客观的，科学家却不是被动、中立的观察者，而是一类被他们所在社会环境和教育及训练所塑造、以特定方式从事科学实验、并对自己的工作产生特定认识和理解的人群。因此，科学家是主观的。

“真实”（Real）、“事实”（Actual）、“经验”（Empirical）3个领域的相互关系。图片来源：Nat. Chem.

Blackie教授举了一个例子。当她的手（干燥的手）握住一片泡腾片时，泡腾片成分之间反应的机制早已存在。不管是谁拿着泡腾片，不管是什么时候拿着泡腾片，该反应机制在我们的世界里不会改变。也就是说，机制是“真实”的。当她把药片投入一杯水时，就启动了一个“事实”上的事件（反应），这个事件受到上述机制的控制。事件的发生和完成在时间和空间上是确定的，这给予了她进行“经验”观察的机会。科学实验和论文大致以这种方式进行和发表。在这个过程中，知识只有在可传播、可重复、能够被同行评议认可的情况下，成为同一个“社群”（community）的科学知识。

泡腾片。图片来源于网络

也就是说，科学家的主观性还受到由科学家社群的影响。例如，原子作为一个科学概念，在化学家社群中已达成共识，能够被化学家们利用。现代科学研究已成为一项团队活动，在同行组成的学术圈中交流日益频繁。而科学家的圈子同样存在着主观性，有一些社会偏见，如种族主义、性别歧视的阴影时隐时现。因此，原子确实是原子，原子也只是原子，但化学和化学史教学依然存在着以西方科学进步为中心的模式。而且西方科学的进步和交流是以西方语言为根基的，这导致了科学界内西方国家语言的强势。尽管在南非等前殖民地国家，已经有一些学者致力于用土著语言、少数族裔科学家故事加强化学科学教育，但Blackie教授认为这还远远不够。

广为接受的原子概念。图片来源于网络

那么，什么样的项目可以称为科学？赋予科学力量的可靠性和再现性来源于什么？科学家的角色是什么呢？Blackie教授认为，根据Bhaskar的观点，科学是对观察到的事件的审视，以探寻隐藏于这个过程中的真实“机制”。科学家的作用是设计更精确的实验，以使得真实“机制”能够被更可靠地发现。Blackie教授以自己从事的杂环化学合成实验为例，谈到她需要详细说明合成反应条件的诸多细节，例如试剂、溶剂、温度、仪器等，这样才能描述出一个“事件”（反应），以便别人能够在相同条件下，重复出“事件”（反应），得到同样的结果。这里的重复性和可靠性既取决于反应背后的客观真实“机制”，也取决于科学家准确陈述实验的能力。但是，后者可能会受到科学家个体特质的影响，例如不同的教育背景、生活经验、表达习惯等等。

重要的是要认识到，每个科研工作者并不能被简单地看成他所受教育之和。我们头脑中的化学概念建立在心理模型的基础之上，这些模型深受文化环境和个人生活经历的影响。不同背景的人审视相同的科学问题，会存在不同的视角。还需要认识到，我们每个人都有偏见，都有局限性，但也都热衷于发现在我们世界中运作的真实机制的本质。Blackie教授呼吁，科学社群应该有更大的多样性、包容性，因为“君子和而不同”的交流合作方式，更有利于科学进步。

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