這篇文章的最後面是新書《科學的能與不能》的序和目錄。
序文已經簡略交代寫作動機，以及全書主要架構。不過，為了讓序文能精簡，還有幾件原本想提的事沒寫進序裡，就藉此先補充一下，最後才貼上序文和目錄。
既適合理工，也適合人文的讀者
我相信理工的人讀了這本書會更深刻理解什麼叫「實證科學」與「科學方法」，以及「科學」和「工程技術」之間為何會有可觀的落差。甚至領悟到：以前學到的都叫知識，而不曾深刻認識何謂「科學方法」；只知道科學的皮毛，從未碰觸到科學的核心、精髓。或者就像臺大學科學教育發展中心主任黃偉邦教授在推薦詞中說的，這是「一位第一線參與學術研究的專家學者，對科學能力與侷限的最深切體認。是一本局內與局外人都應該閱讀的書籍。」
所謂的「局外人」，應該包括各種人文背景的人。我很希望人文背景的讀者鼓起勇氣試讀這本書，而不要還著刻板印象排斥這本跟科學有關的書。事實上，閱讀這本書所需要的理工基礎所有文科的人都早已在學校接觸過了；高中聯考時成績不錯的人更早以熟稔且應答如流。以數學為例，國中的平面幾何已經徹底體現演繹法的精神，只不過當時被當作知識和解題技巧在教，而沒人點破「一紙之隔」的幾何學精神和體系精神。而且，伽利略、克卜勒和牛頓所使用的數學，基本上都是幾何學（至少他們都以為是幾何，頂多只是其延伸），牛頓的巨著 《原理》甚至是刻意仿照幾何學著作寫就的。
其次，實驗設計的精神也早就已經充分體現在國中生物課本關於「實驗組、對照組、操作變因」的案例討論中（譬如光合作用的實驗）。只不過課本、課堂與考試都把它當知識在教授、背誦與學習、應用，而沒有人點破其背後（一紙之隔）的科學方法和科學精神而已。為了幫助人文背景的讀著突破畏懼心理，我特地在第二章用大家都耳熟能詳的「腐肉生蛆」為例，仔細講解從亞理士多德以來科學家如何一步一步地建立起越來越嚴謹的實驗設計，從而推翻希臘「腐肉生蛆」的迷思。不管是什麼背景的人，讀起這一章都像在讀偵探小說一樣，抽絲剝繭地解開謎題，一點也不會覺得其中有什麼生澀、難懂的科學觀念，讀完卻恍然大悟：原來實驗設計的精神在這裡！甚至連理工的人也會在讀完後恍然大悟：原來實驗設計的核心精神是這樣！
一本提升「批判性思考」與研究能力的書
寫到這裡，我忍不住想插一句話：這本書是用大家耳熟能詳的案例和易懂的案例剖析實證科學的方法，而理工學院、醫學院與社會科學院中從事實證研究的研究生也都需要對實證科學的方法有較深刻、精準的掌握，那麼他們認真讀完這本書後豈不是有助於提升研究能力？
是的！我相信確實如此。也認為這本書可以當作《研究生完全求生手冊》的延伸閱讀。
我心目中真正的好書就是這樣：深入淺出，易讀與有趣的程度很「平民」，讀完後的啟發卻很深刻。我在構思這本書時就是秉著這個目標，寫作過程也戮力朝這目標前進。
此外，這本書一直在探討一個主題，怎樣的知識比較可靠？怎樣產出可靠的知識？為什麼諾貝爾獎得主也會犯錯？希臘幾何學如何避免自己犯錯？....等等。假如說批判性思考的核心是質問自己「我憑什麼認為這是對的，我憑什麼相信這個論述、論證、結論」，那麼這本書也是有助於批判性思考的書。
航空力學與工程技術：對比於經濟學的自大與傲慢
這本書的寫作動機其實很多元，並非單純只想講科學方法。這一段就舉一個例子說說。
這本書主要分成三大部分。第一部談實證科學方法在物質世界的應用，它先講牛頓力學的誕生過程，包括伽利略、克卜勒、牛頓三人的研究過程，並將三人的研究方法與過程對比，以凸顯數學、實驗設計、儀器、精密觀察與記錄，以及抽象觀念與術語在古典力學中所扮演的角色，以及古典力學所以能有高度預測能力的原因，用以凸顯：實證科學的有效性跟「對象的行為是否具有高度可重複的簡單規律」有密切關係（而非不管你把實證科學用到哪裡，都會產出具有高度預測能力的理論）。第一部還用流體力學和航空動力學的發展過程為例，描述這個物理學的分支在發展過程中如何窘態畢露、備極艱辛。而且，牛頓力學可以靠理論模型來精確預測彗星的重返日期，航空動力學卻迄今無法用理論模型精準掌握飛機緊急起飛和緊急迫降時機翼所承受的浮力，不但必須靠複雜的電腦模擬加反覆的縮小尺寸模型做實驗來修正理論預測，還要靠試駕員駕駛原型機去飛行後的感受來校正設計。結果，飛機還是會因為遇上設計時未曾考慮過的因素而失事，而必須靠一次又一次的空難調查和複雜的分析過程來找出原因，改進設計。
本書所以特地提這個案例，首先是為了要凸顯「實證科學的理論是否有高度預測能力，除了取決於理論的成熟度，還取決於對象的行為模式是否具有高度的可重複性」。
其次，也藉此案例凸顯物理學家（理論工作者）和工程師的關鍵性差異：前者追求完美的理論模型，後者幾乎不擇手段地使用各種可能的方法（從實證科學的理論到無法用理論解釋的經驗法則，以及個人的經驗知識）去縫合理論與現實的誤差。
其三是要藉此凸顯一個事實：經濟學界在近百年的發展過程中嚴重誤解科學（物理學）與工程技術間殊異的性格和複雜的關係，一味追求理論而輕視實證研究（尤其是 1970~2008），不像航空工程界那樣費盡心思地要縫合理論與現實的差距，以至於整個經濟學界的表現「半是科學，半是玄學」，也使得學派陣營立場對立鮮明，誰也無法拿出徹底駁倒對方的證實研究，（因而）誰也不會被對方的實證研究所折服。
我特地凸顯科學理論與工程技術的差異，還舉出（分析）因為經濟學的錯誤而導致眾生受苦的重大案例，是用心良苦地希望國內自以為懂經濟學的人學會工程界的謙遜，不要動不動以「經濟學鐵律」為名，堅持捍衛不義（譬如「貧富差距有助於經濟成長」、「必要之惡」等）。
一本有參考文獻的科普書
要指控經濟學是「半是科學，半是玄學」，要拿出確鑿的證據和諾貝爾經濟學獎得主的證言，才能徹底取信於人。於是一本科普書卻只好附上兩篇論文。這還是為了避免嚇壞讀者，只從原本七十多篇經濟學的參考文獻中精挑出兩篇。
此外，一天到底可以吃幾個蛋？一天到底可以吃幾克鹽？以及膽固醇的各種爭議，可能有些讀者會想進一步深入了解。既然我花了那麼多時間為每一章找了數十篇論文，又從其中篩選出近百篇較關鍵的參考文獻，何不替讀者省下從新找論文與篩選的過程？
所以，乾脆從讀者可能會有興趣的論文中再精心篩選出一部分附到卷末。結果，一本科普書卻附了40篇左右的論文，其中有些其實很有趣。譬如，水利工程的研究其實始於法國路易十四想要用許多壯觀的噴泉一起在凡爾賽宮噴水來展現自己的財富與宮廷御用技師的科技水準，再加上宮內運河的水流，這是一個龐大的供水系統和浩瀚的工程；奉命主持的技師（工程師）只好進行大量的「水壓、管道口徑、流量與流速」的實驗，以便有把握「儲水池高度與儲存量＋供水管路口徑」可以達到路易十四的要求。至於接下來的發展過程，物理系、機械系與水利系背景的人讀起來一定興味盎然，其他背景而對歷史有興趣的也可能讀得津津有味。
事實上這一整本書都是言之有據，沒有哪一段是自以為是的論述。因為我的寫作過程就是先想好自己要寫的主要內容，再據以搜尋與篩選相關的學術文獻，粗略閱讀後一邊下筆一邊用相關的參考文獻印證，避免淪入自以為是的論斷。
譬如，我在第四章的 [注4-1] 中解釋攸關相對論的「邁克生-莫雷實驗」時，把《維基百科》與YouTube上面的影片當進一步的參考。有人因而誤以為我引述的文獻不夠嚴謹。事實上我只是為了遷就科普書的性格，盡量援引較「親民」的參考資訊。我自己寫作時，一切都以學術期刊的論文為準據。
譬如，我在第八章提到：相對論於 1905年發表後，有十幾年的時間物理學界疑信參半。有物理學者就告訴我，這個說法錯誤，因為有諾貝爾物理獎得主說過：相對論發表後很快地就被學術界普遍接受。我只好跟他說：我的陳述是根據一本書的內容斟酌後寫的（The Comparative Reception of Relativity），此外還參考過好幾篇論文。
事實上，當諾貝爾獎委員會在1921年頒贈諾貝爾物理獎給愛因斯坦時，英國皇家學院的探測隊已經在1919年根據愛因斯坦的建議去量測日全蝕時木星射出來的光線被重力場偏折（詳見此文），因而證實了廣義相對論。但是1921年的頒獎理由和1922年底的頒獎致詞（不是愛因斯坦的致謝詞）中都只提愛因斯坦的光電效應理論對理論物理的貢獻，而隻字未提愛因斯坦的相論論。我自己對此頗感好奇，因而在寫第八章時特定查索學術文獻，瞭解各國物理學界對於相對論的接受過程。
再以第二章和第三章為例，談的是伽利略、克卜勒和牛頓的思想與發現。書裡沒有這兩章的附註和參考文獻，然而為了寫這兩章，我不僅讀過關於他們三人的31篇論文，還讀過培根的《新工具》以及關於培根的六篇期刊論文。只不過我以為鮮少有讀者會想進一步了解這些文獻，所以一篇也沒附在書末。
再以第二章和第三章為例，談的是伽利略、克卜勒和牛頓的思想與發現。書裡沒有這兩章的附註和參考文獻，然而為了寫這兩章，我不僅讀過關於他們三人的31篇論文，還讀過培根的《新工具》以及關於培根的六篇期刊論文。只不過我以為鮮少有讀者會想進一步了解這些文獻，所以一篇也沒附在書末。
針對社會的普遍需要
我的書有兩種，一種是為了一償宿願（為自己的心願而寫，為有緣人而寫，《崇高之美》與《慾望的美學》為代表），一種是針對台灣社會的普遍需要（與迷思）所寫。
《科學的能與不能》屬於後者，它針對瀰漫台灣社會的普遍迷思，構思出一種理工與人文讀者都有可能會感興趣且讀起來有滋味的寫作策略與架構，努力地做到「深入而淺出，易讀而富啟發性」。
有很多瀰漫台灣社會的現象和迷思讓我認定需要理工的人更深刻地懂得科學方法的能與不能，以便更靈活地運用科學方法，也知道自己該守的分寸（避免理工霸權或科技霸權），以及人文的可貴。另一方面，我希望人文讀者可以掌握科學方法的核心精神，避免再被各種神棍以「科學」之名欺誑、詐騙，同時掌握到跟理工人溝通、互動的基本技巧。此外，我也希望這本書可以促進理工人與人文人的相互尊重與理解。
關於這本書，我還有很多要補充的。後續的文章再談。下面先附上序文。
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序：科學神棍與科學識讀
近年來以「科學」為名的神棍日益猖獗，充斥於媒體與暢銷書，恣意訛傳各種有關教育與學習、腦神經與愛情、飲食與醫療、幸福的科學等謬論與迷思，其中還不乏學術界知名人士。我遂發願寫這本科普風格的書，冀望能引導理工與人文背景的讀者識破此類迷思。
為了能引人興味，這本書介紹很多值得關注與了解的精選案例，包括送子鳥的傳說為何會吻合實證研究的觀察，諾貝爾獎得主的大腦與學習理論為何是錯的，結婚的人為何不必然比較快樂，太空梭為何會爆炸，醫學界為何無法確定一天可以吃幾顆蛋，為什麼不可能會有愛情的科學和幸福的科學等。然後它用深入而淺出的語彙和文風剖析這些案例，藉以凸顯科學方法的特性，科學的能與不能，以及人文與藝術獨特而不可能被替代的價值。
它像故事書，但是有豐富內涵與深度，企圖引導讀者掌握科學方法的核心，洞視它的濫用與迷思。它也企圖讓理工背景的人深入瞭解科學方法的極限，以及人文的獨特價值。
媒體識讀是一◯八課綱的核心素養，期能引導學生辨識媒體資訊的真假、其中隱含的偏見與歧視，並且體認到媒體如何影響社會。然而我們或許更需要科學識讀，因為許多根深蒂固的訛傳、迷思，以及顛倒是非與扭曲價值的論述都是以科學為名。
以「左腦主管邏輯與理性，右腦主管創意與感性」的「半腦主導說」為例，它早已被腦神經科學界斥為「迷思」。然而首倡者卻是諾貝爾醫學獎得主，被加州大學的藝術系教授天馬行空地恣意渲染而寫成暢銷書，在全世界誤導無數教師與學子。此外，許多媒體訛傳著不同的人各有其所擅長的學習型態，因而可以將人分為聽覺型學習者、視覺型學習者、閱讀型學習者、觸覺型學習者等。這也是早已被腦神經科學界斥為「迷思」，然而它卻被寫入教育心理學的教科書，在美國有八成的中小學教師相信它。
事實上，實證科學的方法被應用到不同領域時，所產出的知識有著差異懸殊的可靠性。首先，自從相對論與量子力學的物理學革命以來，科學界已經認清科學並非真理，即便最無可置疑的物理定律也隨時會被新的發現所推翻。尤其是在新興的研究領域裡，由於沒有充分的成熟知識和證據作佐證，很容易墮入以偏概全的臆測和推論，因而連諾貝爾獎得主都有可能犯下重大錯誤，「半腦主導說」就是其中典型。此外，當問題本身的影響因素與機制都太複雜，或者研究過程所受到的限制太多時，都會使研究結果的可靠度明顯下降。因此十八世紀的科學家可以準確地預測彗星的重返，廿世紀末最頂尖的科學家卻沒能防範太空梭爆炸。
當實證科學被用來研究人體與人群的行為時，所涉及的因素和機制經常都遠比自然科學複雜，而研究過程所受限制又遠超過自然科學，因而其研究結果經常極端分歧、矛盾，專業領域內的共識也很難達成，使得其知識遠不如自然科學那麼可靠。譬如，醫學界迄今無法斷言飲食中的膽固醇會不會影響血液中的膽固醇濃度，也不確知一天究竟可以吃幾顆蛋。
然而許多人誤以為實證研究的結果都跟牛頓力學一樣可靠，又把科學知識視為真理，因而嚴重高估實證科學的可信度。譬如經濟學自詡為最嚴謹的社會科學，卻誤信市場機制有完美的自治能力，而引發二◯◯八年的全球金融風暴。而且不只事發前眾多諾貝爾經濟學獎得主都沒預見它的到來，災難發生後還有許多全球頂尖的經濟學家矢口否認它會發生。
越多人誤把實證研究的結果當真理，就授予神棍愈多可乘之機，以「科學」之名行各種詐騙之實。況且所有學術領域的研究品質都良窳不齊，即便是學術期刊的論文也不乏粗糙、偽劣之作。還有許多不肖學者收受煙草業、石化產業與食品加工業的不當利益，蓄意生產以偏概全、混淆是非的研究結論，其中還不乏頂尖大學的教授。尤其是學術界與各種名利的關係日益親近，遂有許多學者以「愛情的科學」和「幸福的科學」為名產製粗劣的研究和武斷的結論，再嘩眾取寵地寫成暢銷書，繼而被媒體與各種神棍恣意渲染，終而誤導無數蒼生。
實則科學的方法有其適用與不適用的場合，並非無所不能。尤其是當它被應用來研究人類的精神與情感世界時，更是對科學方法的濫用以及對人文與藝術的無知，不僅很容易陷入以偏概全、斷章取義和魚目混珠的結論，更不時扭曲事實，顛倒、混淆人生觀與價值觀。
有鑑於此，我一直想寫一本「科學識讀」的科普書，讓人文與理工背景的讀者都能認識科學的方法與特性，從而瞭解實證科學的能與不能，以及何以能和何以不能。
另一方面，許多人誤以為人文的知識純屬個人主觀，欠缺客觀的事實基礎和可信度，且隨時會被實證科學的研究所取代。這也是本書企圖釐清的迷思
為了能同時適合理工與人文背景的讀者，本書以大家都熟知的幾何學、腐肉生蛆、對照組實驗等案例，以科普的方式剖析其背後的方法與要領，藉以凸顯科學方法的特性與要件。
接著，本書介紹牛頓力學的發展史與哈雷彗星的預測過程，繼而闡述這個過程中數學、實驗與觀察，以及歸納與觀念革命所扮演的角色，從而說明牛頓力學何以能預測未來，以及這種預測能力只限於某些屬性特殊的問題，無法在物質科學以外的領域複製。
緊接著它用凡爾賽宮的噴泉供水系統和當代噴射客機的機翼設計為例，講述跟流體有關的力學發展史，以及其間所遭遇的各種難題，以便凸顯出問題的複雜程度如何影響科學知識的可靠性，以及牛頓力學幾近完美的預測能力如何逐漸遜色，而理論和現實的差距則持續擴大。然後它以飛機失事調查的過程為例，說明工程師如何克服理論和現實間的落差，使得乘客因飛機失事而殞命的機率只有機動車輛的一千兩百分之一，以及火車的六十分之一。
有了這些對於自然科學與工程技術較深刻的認識後，本書第二部討論實證科學應用到人體與人群時所遭遇到的難題和侷限，用以解釋臨床醫學為何會有高度的不確定性，以至於現代臨床醫學之父說：「醫學是不確定性的科學，也是或然率的藝術。」以及「醫學的實踐是種藝術，它的基礎是科學。」此外，它也引用一九八七年諾貝爾經濟學獎得主的斷言，闡述經濟學何以不可能成為像物理學那樣的「硬」科學。此外，這一章也以婚姻的研究為例，擇要凸顯社會科學普遍遭遇到的各種研究限制和難題，以至於無法預測哪一對新婚佳偶未來會仳離，或者哪種方法必然可以挽救破局邊緣的婚姻。最後，第十二章摘述有關大腦結構與功能的新知，用以凸顯我們對人腦的認識僅只冰山一角，不但不足以建立「愛情的科學」，也永遠不可能研發出崔斯坦與伊索德傳說中的愛情靈藥。
有了第一部和第二部的瞭解後，第三部闡述為何不可能會有「愛情的科學」和「幸福的科學」。它指出大腦影像與人類內心活動間的高度不確定關係，繼而剖析利用大腦影像發展出來的「愛情的科學」，扼要凸顯其研究過程的粗糙，充滿武斷的假設和臆測、以偏概全的跳躍式推論，以及違背統計學的基本概念和學理。此外，它以自詡為「幸福的科學」的正向心理學為例，摘述並剖析它在發展過程中為何會一再遭受學術界的嚴厲批判，而不得不一再承認所犯的嚴重錯誤並調整立場與核心主張，最終不再自稱為「嚴格意義下的實證科學」，還積極擁抱亞里斯多德哲學與人文心理學。
緊接著，第十五、十六章以蕭邦鋼琴大賽、詩句的推敲，以及歷來人文學者有關「快樂與幸福」的分辨為例，從不同角度凸顯人文與藝術無法替代的核心價值，並且扼要說明它們為何不可能被實證科學所取代。最後，第十七章以愛情為例，說明文學與實證科學如何從不同角度探索同一個課題，而各自獲得特定視角下的認知，並繼而闡述人文與科學可以如何地互補與對話，以收截長補短、相得益彰之效。
我的本職是清華大學工學院的教授，一九八九年起應邀講授通識課程「科技與人文」。後來在清華大學人類學研究所和交通大學社會與文化研究所兼任，講課內容也與此有關。在這將近四十年的期間裡，一再思索著如何引導不同背景的人去跨領域地認識科學、技術與人文的特性，以及跨領域對話的可能與不可能。
這本書的出版算是上述心路歷程的一個階段性總結，也期望它能有益於讀者和社會。
為了讓這本書能普及，我採用了科普的寫作風格。然而在寫作過程中我翻閱過數以百篇計的近期論文，其中關於飲食、醫療、憂鬱症藥物、腦神經科學的迷思，以及婚姻的研究等課題，或許會有不少讀者想進一步了解。緣此，我在書末註解中擇要附錄了一些相關文獻，以供讀者參考。
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目錄
1 幾個常見的迷思與謬見
第一部：物質的科學
2 經驗知識不等於實證科學：差若毫釐，繆以千里
3 掙脫玄學與神學的桎梏：培根與伽利略
4 近乎完美的知識典型：古典力學
5 彗星的預測與太空梭的爆炸：科學的能與不能
6 縫合理論與事實的鴻溝：科學與技術，異質而互補
7 科學的方法與知識的可靠性：科學、玄學與常識的異同
8 自我校正與持續進步的秘訣：科學社群的角色與貢獻
第二部：人體與人群的科學
9 臨床醫學：半是藝術，半是科學
第一部：物質的科學
2 經驗知識不等於實證科學：差若毫釐，繆以千里
3 掙脫玄學與神學的桎梏：培根與伽利略
4 近乎完美的知識典型：古典力學
5 彗星的預測與太空梭的爆炸：科學的能與不能
6 縫合理論與事實的鴻溝：科學與技術，異質而互補
7 科學的方法與知識的可靠性：科學、玄學與常識的異同
8 自我校正與持續進步的秘訣：科學社群的角色與貢獻
第二部：人體與人群的科學
9 臨床醫學：半是藝術，半是科學
10 數據會說謊：統計學的迷思與濫用
11 經濟學：半是玄學，半是科學
12 愛情魔藥的迷思，顛覆想像的大腦可塑性
第三部：精神與情感的世界
13 愛情的科學：科學方法的濫用與迷思
14 「幸福」的「科學」：不可能的組合
15 幸福的迷思與省思：人文與社會科學的視野
16 人文領域裡的事實、主觀與客觀
17 人文與科學：矛盾、對話、互補與迷思
各章註解
