我们已变得过于情感化…。一方面是过度虔诚和肤浅的心理，另一方面是傲慢自大和教条主义的不容异说的态度，在几乎还没有认识宗教的情况下，就扭曲了真正的宗教生活。有时，我几乎接近绝望的边缘，但我仍顽强地生活，并总是充满了希望…。诚实坦率的宗教比那些冒用批评者的名义，歪曲宗教、使宗教荒谬化的人更清楚其批评；诚实坦率的宗教为其自身的目的积极鼓励有益的怀疑精神…。宗教与科学建立起强大的联盟共同反对伪科学是有可能的。令人感到奇怪的是，我想，这个联盟在不远的将来也可以展开反对伪宗教的斗争。
伪科学与错误的科学是不同的。科学是在犯错误并一个一个地改正错误的过程中发展起来的。科学经常会作出错误的结论，但是这些结论都是非确定性的、实验性的结论。科学家们总是先设立假说，然后对这些假说进行证伪试验。假说是否成立完全取决于试验和观察的结果。科学在不断加深对事物真相的了解的征途上探索着，踉踉跄跄地蹒跚前行。当一种假说经试验证实为不可行的时候，假说的所有者的情感当然受到伤害，但是，正是这种反证被认为是科学事业的精髓所在。
而伪科学正好相反，其假说通常经过精心设计，使假说在能进行反证的试验面前无懈可击，甚至原则上也不能被认为是不成立的。伪科学的实践者总是处于防备和警惕的状态，他们反对任何怀疑者的检验。当伪科学的假说在科学家的检验面前失败时，他们就会设计出压制科学家意见的阴谋。
健康人开汽车的能力几乎可以说没有任何问题。除了孩提时期和老年时期以外，我们一般不会跌倒或摔跤。我们可以学会例如骑车、滑雪、跳绳和驾驶汽车等各种事情，而且可以终生保持这些能力。即使我们有十年不做这些事，一旦我们再做时仍然毫不费力。但是我们开车技能的精确性和依然如旧也许会使我们对自身其他方面的能力产生一种错误的感觉。我们的认知能力具有欺骗性。我们有时会看到事实上并不存在的东西。我们要经受视觉幻象的折磨。偶尔我们会产生幻觉。我们很容易犯错误。托马斯·吉洛维奇写的一本名为《感知我们所不知：日常生活中人类理性的易错性》的非常具有启发性的书里描述了人在认知数字方面所犯的系统性错误。拒绝接受自己不喜欢的证据，易受别人观点的影响。我们精于某些事情，但不可能通晓所有的事情。智慧产生于我们对自身局限性的了解。“因为人易迷惑”，威廉·莎士比亚这样教导我们，这正是我们需要严谨的充满怀疑精神的科学的精确性的原因。
可能科学和伪科学之间的最大差别在于：与伪科学（或“永无错误的”启示）相比，科学在人类的不完美性和易犯错误的本性的认识上要深刻得多。如果我们坚决拒绝承认我们犯错误是必然的，那么，我们就会信心十足地等待错误——甚至是严重的错误，重大的过错——永远与我们形影相随的错误。但是，如果我们具有一点自我评价的勇气，无论错误会给我们造成多么令人遗憾的思考，我们取得胜利的机会必定会极大地增加。
如果我们向广大公众只讲解科学的发现和成果——无论这些成就具有多么大的使用价值，甚至非常鼓舞人心——而不向公众讲解严格的科学方法，普通人怎么能够分清什么是科学，什么是伪科学呢？然而，科学和伪科学都是以无证据的结论的方式表现在人们面前的。在中国和俄罗斯，科学曾有过很简单的表达方式——具有权威性的科学就是权威人士所讲的科学。什么是科学，什么是伪科学只能靠你自己来判断。但是当政治发生变化，对自由思想的禁锢有所放松的时候，许多可靠的和有号召力的主张——特别是那些我们以前想知道，但是现在才了解的学说——赢得了普遍的拥护。但是，这时所有的观点都变成权威性的观点的可能性就不大可能出现了。对从事科学普及的人来说，最大的挑战是向公众讲清楚科学重大发现、误解和科学的实践者偶尔顽固地拒绝改变研究方向的真实的和曲折的发展历史。许多，可能是大多数科学教科书所描述的都是春风得意的科学家所走过的轻松的道路。用引人入胜的方式表述科学家在几个世纪中对自然所进行的耐心和共同的质问所积累起来的智慧，比详细教授杂乱无章的积累这种智慧的方法要容易得多。科学方法似乎毫无趣味、很难理解，但它比科学上的发现要重要得多。
第二章 科学与希望
有两个人来到天国的入口处，一个人让另一个将他拉上去…。但是，那人在入口的边缘看到了天国美丽的景色，他忘记了一切，忘记了他曾经答应给予帮助的同伴，纵身跳入天国那壮丽与辉煌之中。
摘自20世纪初期因纽格帕素格约克给格陵兰北极探险家克努德·拉斯穆森讲的一个伊格鲁里克因纽特人的散文诗
我的童年是充满希望的年代。我还在刚上小学的时候就想成为一名科学家。当我第一次知道恒星都是雄伟的星体，当我第一次明白它们距离我们非常遥远，因此，它们只能在天空中闪烁着点点星光时，我对它们的认识变得那么清晰与明确。我怀疑，我那时甚至都不明白“科学”一词的含义是什么，但是，无论如何，我要投身于那伟大壮丽的事业中去。我被宇宙的绚丽所吸引，当我知道事物的真正运行规律，在这些知识的帮助下能够揭开难解的奥秘和探索新世界——甚至这些可能是真的，这一切带给我们的前景——我被深深地震撼了。我的运气一直不坏，这些梦想已经部分得以实现。在我的眼里，科学的神秘诱人依然像半个多世纪以前，我参观1939年世界博览会时一样，那么令人向往，新奇的感觉依然如初。
科学普及——尽可能使非科学家们了解科学的方法和发现——随后就自然而然地很快成了我所追求的事业。对我来说，不讲解科学似乎是不可思议的事情。当你坠入爱河，你就想告之天下所有人。本书是我的个人坦白，向你们讲述我对科学终生的爱情故事。
写此书还有另一个原因：科学不仅仅是一个知识体系，它还是一种思维方式。我一直在预想我的儿子或孙子时代的美国，那时的美国已经进入了服务和信息经济的时代，几乎所有的主要制造工业都移往其他国家，令人感到敬畏的技术实力都掌握在少数人手中，没有任何代表公众利益的人能够理解主要议题，人们已经丧失了向掌权人呈交他们自己的议程表或向他们提出内行问题的能力，人们所能做的事情就是紧紧抓住水晶球，神经质地求助于占星术，我们批评的才能已经衰退，人们已经无法分辨出什么仅仅是良好感觉，什么是事实真相。我们在几乎毫不知觉的情况下，清退至迷信和黑暗的社会之中。
美国人由于具有巨大影响力的传媒中真实内容的越来越少而变得越来越愚蠢是最有说服力的证据，传媒中的科学内容仅为30秒比特（现在降至10秒比特或更少），已经降至最少水平，而且大多数内容不仅是传扬对伪科学和迷信的轻信，而且简直可以说是一种对无知的沾沾自喜。在我写本书时，美国录像带租赁市场上最抢手的影片是“愚蠢的和更愚蠢的”。青少年电视节目中收视率持续最高的（最有影响的）是“B仔闯荡美利坚”。使人清楚无误地感到，学习的节目——不仅学科学，还要学其他知识——是可以免除的，甚至是不受欢迎的。
我们已经创造了一个全球的文明，在这个文明世界中，大多数重要的元素——交通、通讯、其他各种工业、农业、医学、教育、娱乐、环境保护，甚至重要的民主选举制度——都与科学技术密切相关。但是，与此同时，我们也创造了另外一些东西，使得几乎无人理解科学和技术。这是一个制造灾难的药方。我们可能会在某个短暂的时间内消除灾难，但是，这种无知和权力混合制成的易燃品早晚有一天会在我们面前燃成熊熊大火。
托马斯·艾迪于1656年在伦敦发表了名为《黑暗中的蜡烛》（A Candle in the Dark）一书，这本通篇充满大无畏的精神，主要依照圣经教义写成的书，将当时正在进行的搜捕巫婆运动抨击为是一种“迷惑人”的骗局。艾迪在阐述他的观点的时候，引用了“做坏事的巫婆”这个名词，巫婆必定存在。“这些东西会以其他形式出现，还是即将销声匿迹？”在我们历史上很长的时间内，我们惧怕世界以外的东西，害怕那些不可预见的危险，我们乐意接受任何能够保证减少恐惧和消除恐惧的东西。科学在了解世界、控制事物、掌握我们自己的命运、保持安全的前进航程中一直在进行着尝试，而且取得了巨大的胜利。现在，微生物学和气象学所能说明的问题，在几个世纪之前却被认为是将妇女烧死的充足理由。
艾迪还警告：“无知将导致国家的灭亡。”无知，特别是对自己本身的无知有更多的可能性造成不可避免的人类苦难。我担忧，特别是在这个千年即将结束之际，伪科学和迷信似乎越来越具诱惑力，非理性的海妖的歌声更加悦耳迷人。我们以前是否在什么地方听到过这歌声？在物质稀缺时期，在国家的自尊心或敏感的问题受到挑战之时，当我们为失去在宇宙中的位置和目的而极度忧虑之时，当狂热的火焰在我们身边沸腾之时，我担心，长期以来我们的思维习惯会控制我们的一切。
蜡烛火苗在摇曳。暗淡的烛光在颤抖。黑暗在降临。魔鬼开始蠢蠢欲动。
科学未探明的事情很多，许多秘密仍待揭示。宇宙之浩瀚广阔达数百亿光年，其年龄也高达100－150亿年，其貌其状将永世长存。我们经常会获得意外的惊喜。然而，某些新时代的宗教作者却下结论说，科学家认为“他们发现的都是现实存在的”。科学家不承认没有证据的神秘意外事件，除非有人说亲眼所见，但也并不认为他们对自然的认识是全面彻底的。
科学远不是十全十美的获得知识的工具。科学仅仅是我们所拥有的最好的工具。就此而言，与其他并无差异，比如民主。科学本身不能支持人类行动的途径，但是，科学却能够预测人类选择行动途径的可能结果。
科学的思维方式既富想象力又要以科学素养为基础。这是取得成功的关键所在。科学要求我们以事实为基础，即使事实与我们以前的看法不相符合。科学劝告我们要首先在头脑中形成假想，然后看这个假想是否符合事实。科学催促我们要时刻保持开放，接受新思想，同时要允许持异端观点的人和严格的怀疑论者对包括新思想、新经验和新知识进行验证。这种思维方式对不断变化的时代中的民主制度同样是重要的工具。
科学取得成功的原因之一是科学的核心具有内在的改正错误的机制。有些人可能认为这是对科学过于夸张的描述，但是，我认为，我们在进行科学研究的时候，我们时刻在进行自我批判，时刻将我们的思想与外部世界的思想进行比较。当我们自我放纵和放弃自我批判时，当我们将希望和事实混为一谈时，我们就滑入了伪科学和迷信的泥沼。
每次，当一篇科学论文告诉了我们一些数据的时候，同时也告诉了我们一些错误。它对我们的提醒虽然是无声的，但却是非常及时的，那就是，任何知识都不是完全的和十全十美的。这是我们衡量我们认为自己知道的东西的标尺。如果错误之处很少，我们通过实验获得的知识的准确度就很高。如果错误之处很多，我们所获知识中的不确定性就很大。除纯数学，没有任何东西能够被认为是确定的（何况有许多东西毫无疑问是错误的）。
此外，科学家在确定他们试图理解世界这一符合实际的重要性时，通常是很认真的——从臆想和假设等具有很高程度的试探性理论，到通过对世界运行规律的多次探索而对自然法则的重复和系统的确认。但即使是自然法则也不是绝对确定的，也许还存在以前从未被检验过的领域——比如黑洞内部、电子内核或接近光速——在这些领域内，即使是我们藉以自夸的自然法则也不起作用，而且无论它在常规条件下怎样有效，都需要被更正。
人类可能渴望绝对的确定性，人类也许渴望有一天获得绝对的确定性。人类可能会像某些宗教信徒一样自称已经得到绝对的确定性。但科学的历史——目前最成功地说明人类可以获得的知识的学说——告诉我们，我们最为盼望的是在理解世界过程中取得不断的进展，从错误中获得新知，一种通往宇宙的渐进的线性方式，但是，绝对的确定性这个我们前进路上的伴随物却常常在我们的身边，可望而不可及。
我们经常陷入错误的泥沼之中。几乎每一代人所最希望的都是减少一点点错误，而增加一些由错误所提供的资料。错误是一个普遍存在的、能看得到的、对我们知识的可靠性的自我评估。你经常可以在公众舆论调查中看到错误（比如，加或减3％的不确定性）。我们可以想象一个这样的社会，在这个社会中，议会记录中的每一个演讲内容，每一个商业电视节目，每一次布道都伴随着错误，或类似错误的东西。
科学的最重要的戒律之一是：“不可信的观点产生于权威。”（科学家们是灵长类动物群体，因此，也具有统治的等级制度，当然，不会总是遵从此戒律。）非常多的产生于权威的观点被证明是严重的错误。权威必须证明他们的论点，像其他所有人需要证实自己的论点一样。科学的这种独立性，以及在接受传统观点中所表现出的偶尔不情愿，使得缺乏自我批判的说教，或声称正确无误的自我标榜，变得具有危险性。
因为是科学使我们理解世界的本质，而不是我们按自己的希望理解世界的本来面目，因此，科学发现可能不是在所有的方面都能立即被理解或令人满意。这需要花费一点精力来改变我们的思维方式。某些科学非常简单。当它们变得复杂时，那常常是因为世界变得复杂了，或是因为我们变得复杂了。当我们因为它太困难（或是自己所知太少）而羞愧地远离它时，我们就丧失了掌握自己未来的能力。我们的自信心受到伤害。
但是当我们越过障碍时，当我们掌握了科学的发现和科学的方法的时候，当我们理解了这些知识并将其付诸应用时，许多人就享受到了很高程度的满足感。对于每个人都是如此，尤其是对孩子们——它们生来就具有对知识的热情，我们能够意识到他们必定要生活在一个由科学所创造的未来社会中，但却常常认为，在他们青少年时代科学并不适合于他们。我个人认为，无论是别人对我讲解的科学还是我试图对别人讲解的科学，当我们获得它时，当晦涩难懂的术语突然明朗起来时，当我们了解了所有令人烦恼的问题时，当隐藏在最深处的秘密被揭示出来时，我们会得到极大的满足。
在探索自然的过程中，科学总是能够探索出自然所具有的令人尊崇和敬畏之处。理解的行为本身，就是对人类加入和溶入到宇宙之壮美之中的一种盛赞（即使是在极小的程度上的加入）。长时间世界范围内不断积累形成的知识体系将科学转化为一种仅仅是缺少一点跨国、跨时代的衍生思想。
“精神”一词来源于拉丁语的“呼吸”。我们呼吸的是空气，无论空气如何稀薄，但它是物质这一点却是毫无疑问的。无论“精神的”一词在用法上多么相互冲突，其含义与物质无关，与科学王国内的事物无关，甚至于有时我们感觉到用起这个词来很自由。科学不仅仅与精神性相一致，而且本身就是精神性的底蕴深厚的源泉。当我们认识到我们在浩瀚无垠之中的位置和时间通道中的位置的时候，当我们抓住生命中其错综复杂、其美伦美奂、其精细微妙时所产生的那种欢欣鼓舞和谦逊自制交织而成的飞腾上升的情感，无疑就是精神。我们在伟大的艺术、音乐、文学或莫汉达斯·甘地和马丁·路德·金（小）等人堪称楷模的无私勇气面前也会产生同样的情感。科学与精神性在某种程度上彼此排斥的观点对两者都具有不利的影响。
理解科学可能是一件很困难的事情。它可能会向众人认为是正确的观念进行挑战。当科学的成果被政客或工业家所控制的时候，它就可能被利用制造大规模的毁灭性武器，并对环境造成威胁。但有一点你必须承认：科学给你带来了幸福。
并不是科学的每个分支都可以预测未来——古人种学就不能——但许多分支却可以，并且具有惊人的准确性。如果你想知道下次日食的时间，你可以试试去问魔术师或神秘主义者，但最好是问科学家。他们会告诉你应该站在地球的什么位置，什么时候你必须站在哪个位置，你会看到日全食、日偏食或是日环食。他们可以提前1000年预测出日食的时间，甚至精确到分钟。你可以去找巫医驱除使你得致命的贫血症的魔咒，也可以吃维生素B12。如果你想把你的孩子从小儿麻痹症中挽救出来，你可以祈祷也可以接种疫苗。如果你想知道未出生的孩子的性别，你可以以一种自定的方式来请教铅锤吊摆（如左－右，男孩；前-后，女孩，或其它的方式）。但是平均地来说，它们只有50％的准确率。如果你想获得真正的精确度（比如99％的准确度），试试羊膜穿刺术和超声波检查方法，试试科学。
想想有多少宗教试图用预言来证实他们自己的正确，想想有多少人虔诚地相信这些预言，无论这些预言是多么含糊不清，多么不可能实现，他们用这些预言支持或支撑他们的信念。但是有哪种宗教具有与科学一样可靠的精确预见吗？在地球上没有一种宗教不渴望一种非凡的能力——预知，而且能在固执的怀疑论者面前重复地证实他们所预知的事情，没有任何其他人类团体更可与之相比。
这是在科学祭坛上敬拜吗？这是用一种信仰来代替另一种信仰，还是同样是专横独断的信仰？我认为都不是。科学通过直接观察得到的成功是我颂扬其有效性的原因，如果有别的什么比科学做得更好，那么我也会拥护它。科学将自己与哲学批判主义隔离开了吗？它把自己定义为对“真理”拥有垄断权的东西了吗？再想想将在千年以后发生的日食。与你所能想到的各种学说比一比，注意一下它们对未来的预言，哪一个是含糊的？哪一个是精确的？哪一种说教——每一种说教都与人类易犯错误的特性相适应——具有内在的改正错误的机制？认真考虑一下这个事实吧，那就是，没有任何一个说教是完全正确，十全十美的。我们拿出一个通过公正地比较（而不是根据感觉判断）挑选出的最好的。如果各种说教在无关联的和独立的领域里都行之有效，那么，我们当然可以随意地选择几个——但是它们之间不能相互矛盾。这绝不是盲目崇拜，而是一种手段，通过这种手段，我们能够将虚假的崇拜偶像与真实的事物进行区分。
需要重申的是，科学之所以有效，部分原因是因为内在改正错误的机制。在科学上没有被禁止讨论的问题，无论是过于敏感的问题，还是需要深入研究的问题。在科学中，没有神圣的。不可冒犯的真理。对新思想的开放与对所有思想进行的严格的怀疑主义的验证相结合，才使得麦子能够从干草中筛选出来。在科学面前，无论你多么聪明敏捷、多么令人敬畏、多么受人尊重，都与他人一样，无高低贵贱之分。你的成果必须经受严格的专家的评审才能得到证实。不同的意见和争论都具有重要的意义，所有的观点都应当受到鼓励，应鼓励不同的观点在广度和深度上进行争论。
科学的程序听起来杂乱无章、毫无秩序。从某方面来讲，的确如此。如果你从日常生活的角度检验科学，你就会发现，科学家们拥有全部的人类情感、个性和性格。但从另一个角度看，给科学界以外的人留下真正深刻印象的，是被认为可以接受的，有价值的相互批评的交锋。科学界的新手总是能够得到他们的良师益友的非常热情但具有激励作用的鼓励。但是，可怜的研究生们在他们的博士论文的口头答辩过程中，必须接受掌握他（她）未来命运的那些教授们所提出的问题的猛烈攻击。学生们自然会感到很紧张，谁会不紧张呢？是呀，他们已经准备了许多年，但是他们知道，在这个关键时刻，他们必须能够回答专家们提出的尖锐而深刻的问题。因此，在为通过他们的论文做准备时，他们必须练习一种非常有用的思维习惯：他们必须预测可能提出的问题；他们必须自问：在我的结论中是否有别人可能发现
的弱点？我最好在他们发现之前就对它进行论证。
你坐在一个各种观点争论不休的科学会议上。你发现在大学的讨论会上，发言者在他们的听众的各种难以回答的问题和评论提出后不到30秒钟就开始发表看法。你可以检查一下在这种会议上所提交的书面报告，这些报告都是按照某一科学杂志的需要而写的，是为了能够发表而写的，它们被编缉转送到名字不公开的裁决者那里，这些裁决者的工作就是发问这样的问题：作者是否做过蠢事？文章的内容是否足够引起读者的兴趣，有否出版的价值？这篇文章的缺点是什么？论文的主要结论是否别人已经得出？在作者实际上已经公开论证了自己的研究结果后，其观点的表述是否充分？其论文是否应该重新呈交？这一切都是在幕后进行的：作者对评论者一无所知。这就是科学团体每天期望知道的东西。
我们为什么要忍受这种现象？我们喜欢被批评吗？不，没有一个科学家喜欢被批评，每一个科学家都觉得他或她对自己的思想和发现拥有所有权。然而，你却对批评不作任何回应。还是再等一等。这是一个好主意，我非常喜欢这个主意。批评对你毫无害处。把它搁在那儿，不去理睬它。应该用一种惯常做法替代上述做法，虽然这种做法施行时困难，但是却是公正的，即，如果一个思想在实行中是行不通的，就应该将其放弃。别在无效的东西上花费太多的脑筋。英国物理学家迈克尔·法拉第对那些具有强大吸引力的诱惑提出了警告：
以我们的需要为目的去寻找证据与发现，对与这些证据相反的观点和证据置之不理…。我们和颜悦色地接受与（我们）的观点相一致的看法，厌恶地拒绝那些反对我们的观点；而这种反常的做法正是所有常识的判断所需。
有效的批评只会对你有利。
有些人认为科学傲慢自大——尤其是当它据称与长期存在的信念相互矛盾，或当它提出一种似乎与常识完全不同的稀奇古怪的概念时。就像在我们所站立的地面上发生地震，科学震撼着我们的信念，向我们所熟悉的信仰发起挑战，使我们长期以来所信仰的说教产生了根本的动摇。然而，我依旧认为科学的主要部分是谦逊的。科学家们没有将他们的需要和索求强加给大自然，相反，他们谦卑地询问着自然，并且用非常认真的态度看待他们的发现。我们意识到那些深受尊敬的科学家们错了，我们认识到了人类的不完美。我们坚持研究的独立性，尽最大可能地对所提出的观点进行定量核实。我们不停地前进，发出挑战，寻找自相矛盾的观点，寻找出那些微小的、但不断出现的其他错误、作出其他解释、鼓励各种言论的自由发表。我们高度赞赏那些用雄辩的观点反驳已有的学说的行为。
在此，我们可以举出许多这类例子其中的一个：与牛顿的名字联系在一起的运动定律及引力与平方成反比的定律被认为是人类的最杰出的成就之一。300年后，我们用牛顿力学来预测日食。宇宙飞船从发射开始的数年后，能在距离地球数十亿公里开外，准确地进入宇宙选定的区域中轨道上的预先确定的点，好像世界在向我们款款漫步而来，其精确性令人瞠目结舌，牛顿显然知道他当时所做的事情所具有的意义。