科学有两种形式，或者说两种特性。首先，科学是一个建立在实践基础上的有用的知识系统，同时也是人类获取知识的手段。这种形式的科学，极大地促进了战争的破坏作用，但是人们认为，它在重建和平中也能发挥同等重要的作用。它可以同时服务于善行或者恶行——如果说实践科学制造了毒气战，那它同样也能应对战争造成的恐怖；如果说它在很大程度上酿成了工业革命的弊端，那么它实际上也通过减少满足人们的物质需求所需的劳动和时间，解决了不少弊端。另外一种形式的科学，与实际生活看似无关，当然，以极为间接的方式产生或好或坏的影响除外。这种形式的科学只进行精神层面上的研究，相比于实践科学，它更类似于绘画、雕塑或文学，目的是满足心灵而非身体的需要。在这种意义上，科学吸引的仅仅是人类客观的好奇心。
或许人们对两种形式的科学都不陌生，因为不论是实践科学还是纯科学，它们的必要性往往都会受到公众的广泛关注。有时两种科学的热衷者意见相左，纯科学的研究者指责持实践科学观念的人是庸俗的物质享乐主义者，没有意识到生活中更高层面的问题，而他们自己则被批评是重理论不切实际的空想者，对现实世界的真正需求一无所知。倘若两种科学确实彼此矛盾，那么双方都能给出充分的证据。几乎没有人会否认，某种意义上智识利益比物质利益更重要、更高尚，我们正是因为拥有智识利益才不同于动物。实际上，可能不论人类应该关心物质利益，还是关心免受饥寒之苦以外的其他事物，究其原因，都是由于我们有闲暇和选择是否陶冶心性的自由。除了道德低下的人，其他所有人即便不支持，也必须尊重那些喜欢终日勤奋学习的人，而非将精力花在追求个人财富上或贪图安逸的人。然而，过度强调这
种观点是对此的曲解，因为其中不仅涉及研究者的兴趣，还和科学本身的好处相关。尽管抽象的纯科学可能比实践科学更有裨益，但它的传播范围远不及后者，仅少数人有望享受纯科学的益处，极少人能达到智力上的要求，从而充分享受探索和发现纯知识的过程，且这寥寥数人并非都能坚持长期的艰苦训练，这点也是充分享受纯科学的一个必要基础。而对于实践科学来说，它所产生的利益是共享的，即便现今社会还没有人人享受。绝大部分人必须考虑物质需求，而无法全身心投入更高层面利益的追求，如若实践科学能满足物质需求，以至于更多的人摆脱物质上的担忧，那么即使按照最不物质、最学术的标准评判，其价值也毫不亚于纯粹抽象的学习。
但今天或许这种争论已无意义，因为大家普遍认识到，两种形式的科学不论相对价值如何，实际上都是密不可分的。实用主义者开始理解，对纯科学的诚挚追求是发展其实用性的必要条件，尽管他们有时也疑惑如何最好地鼓励这种追求。另外，学术研究者发现，实践科学的问题通常会成为纯科学研究的最佳动力，这意味着知识未必只是脑力上的无趣，它还有商业上的价值。后面章节中，我们将更加详细地探讨纯科学与实践科学之间的关系，并解释两者为何如此密切相关。当然最好预先设定它们有紧密的联系，因为本书主要面向工人教育协会（W.E.A.）阶层，两者的区别无疑会影响其对科学知识的学习。更熟悉实践科学的人容易认为科学学习仅仅是技术和职业教育的伪装；另一些人则认为，纯科学这类事物过于抽象，与他们直接感兴趣的社会实际问题无关。两种观点都是完全错误的。科学研究并不要求比音乐研究有更多的“技术性”，另外它也许和政治经济学研究一样实用。
虽然纯科学和实践科学息息相关，只是同一研究的不同方向，但是我们有必要记住两者之间的区别。我想在这里一次性指出，我们直接学习的将是纯科学；我们的研究动机应当是对知识的好奇，而非其他；我们的衡量标准是满足知识需求，而非实际生活利益。即使我们最终关注的是实践科学，这也是一个必经的过程，因为只有了解纯科学的本质，我们才有把握理解纯科学知识，并将其合理应用于解决实际问题。与其他事物一样，科学也有其局限性，科学无法为某些问题提供任何建议，其中甚至包括实际问题。对这些局限的疏忽是影响科学正确应用于社会需求的一大障碍，这些疏忽通常源于人们尝试将科学领域扩大至它所能承受的范围之外，从而对科学产生怀疑。
试想，如果对纯科学的领会始终仅限于少数严肃的研究者，那么能不能利用这种尝试使普通人也理解科学呢？答案很简单，我上述所说的“领会”指的是充分欣赏，不经过认真的学习训练，没有人能够充分欣赏好的音乐，然而大多数人还是能从音乐会中有所收获，甚至能比熟练的音乐家获得更多的实际享受，科学同样如此。毫无疑问，对于业余爱好者而言，科学是“纯学习”中最简单的分支。很多人拥有智力天赋，他们并非没有学习，但完全无法理解数学或哲学，也不理解为什么有人问这种荒唐的问题，更不理解为什么他们认为有人能给出更好的答案。很少有人对科学完全漠不关心，几乎所有人都可以理解科学，并从科学提供的答案中获得满足，科学的这种广泛的吸引力通常归因于其实用利益。但这并非全部事实，某些科学学说使社会陷入混乱，也没有提高人们的物质舒适感，如哥白尼学说和进化论。真正原因很容易被人发现，但是我们的大多数问题，还是要借助对科学的完整探索来回答。
第一章 科学的两种特性
“纯学习”的发展 006
科学和其他研究 008
科学与自然 010
“科学”还是“各类科学” 012
第二章 科学和自然
我们为什么会相信外部世界的存在 017
论感觉的特点 020
我们为什么会相信“其他人”的存在 023
对科学的一种定义 026
是否存在普遍认同 029
第三章 科学规律
为什么科学要研究规律 037
规律的发展 039
规律是否规定了因果关系 047第四章 规律的发现
问题陈述 057
一种尝试性解决方案 060
规律的弹性 062
规律的目的 065
规律的价值 067
根本问题 068
天才的意义 070
第五章 对规律的解释
什么是理论 080
理论和规律之间的差异 083
理论的价值 085
理论的发明 087
理论的类比 091
科学与想象 094
理论是真的吗 099
第六章 测量
什么是测量 108
数字 109
计数的规则 110
哪些性质是可测量的 114
测量规律 116
乘法 118
派生测量 120
测量和顺序 122
数值定律 124
测量的重要性 127
第七章 数值定律及数学在科学中的应用
数值定律 132
数值关系的由来 133
数值定律与派生测量 139
计算 140
牛顿假说 143
数学理论 148
第八章 科学的应用
科学的实用价值 155
科学的局限性 157
科学知识的确定性 160
流行的歪理邪说 165
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