水變成冰是哲學問題？12位大哲學家╳11次劃時代重要翻轉，一部寫給所有人的自然科學哲學史(電子書)

★第12屆吳大猷科學普及著作獎創作類銀籤獎★
★桃園市社會教育貢獻獎得主作品★
人氣哲學史podcast〈冰的哲學〉首度成書

沒有亞里斯多德就沒有自然科學？古代科學家不相信實驗？
沒有笛卡兒談「我思故我在」，就沒有牛頓的物理成就！
其實，科學演進的背後都經過一次哲學論戰的推動！
 
 
如何以極為有限的篇幅介紹這些知名哲學家的思想，對作者而言無疑構成巨大的挑戰。值得慶幸的是，作者完成了這項艱難的挑戰，讀者有幸可以跟著作者穿越時空領略這些偉大哲學家的見解。──王榮麟（台灣大學哲學系教授）

科學起於好奇、提問，以及鍥而不捨的探索，至於答案，只是暫時的解答而已。這應該就是本書最希望傳達的「科學精神」。──黃春木（建國中學歷史老師）
 
吳豐維（文化大學哲學系副教授）、李悅寧（師範大學地球科學系助理教授）、林靜君（台灣高中哲學教育推廣學會 理事長）、紀金慶（海洋大學助理教授）、張瑞棋（《科學史上的今天》作者）、陳瑞麟（中正大學哲學系講座教授）、黃俊儒（中正大學通識教育特聘教授）、鄭國威（泛科知識公司知識長）、蕭育和（國科會人社中心博士級研究員）（按姓氏筆畫順序排列）

▍本書特色
1. 以深入淺出的方式闡明，哲學思考如何造成自然科學歷史的重大翻轉，以及我們看問題的方式如何在錯誤與修正中不斷演進，最終孕育出今天所看到自然科學的知識地位。
2. 本書藉由思考某個理論為何在這個時代出現、如何定義、如何擁有今日的知識地位，了解特定問題在歷史上誕生、演變、爭辯、翻轉的思想動態過程。
3. 書中人類針對「自然」、「科學」、「自然科學」三個定義的辯論，探究人類如何在變幻無常的世界中建立起客觀有效的知識。
4. 透過呈現歷史上的哲學家如何透過突破既有框架，看到自己時代的限制，期許有朝一日，我們也有能力看到自己時代的局限，從而開創新的視界。

▍內容簡介
為什麼物理、化學好像比其他學科更「高級」？
文組、理組一定壁壘分明嗎？
原來，自然科學問題也是哲學問題！

「自然科學」如今似乎與「真理」畫上等號，導致我們很少去思考大家習以為常的實驗方法、數字量化是從何時開始的？自然科學又是如何獲得現今的知識權威地位？事實上，促成科學演進的背後，是一場場哲學論戰：從古希臘提出關鍵問題扭轉科學史的泰利斯、主張應該關注知識與人的關係的蘇格拉底，到十七世紀笛卡兒「數學化」科學革命，再到二十世紀孔恩反省科學建立與崩潰的歷程，顯示出每一次科學演進，其實也都是觀點轉換，而這正是奠基於哲學家的努力。

本書改編自哲學新媒體人氣Podcast〈冰的哲學〉，透過十二位哲學家帶出歷史上十一次科學的重大變革，看見人類如何突破思想局限，打造自然科學的全新眼界。全書重點不在於哲學家「說了什麼」，而是「為什麼在這個時代提出如此創新的理論」。透過歷史上哲學家的洞見，我們也能認識人類如何在錯誤中持續推進，進而反思當下、脫離大腦慣性，尋覓突破思考框架的可能。

▍書系簡介 ithink, I think──
思想決定行動，行動是對生命本身的肯定，
如同沙特說：「在行動中存在著希望。」

了解一種思考方式，如同掌握一件處世工具；
了解不同的哲學概念，提供我們重新審視所處社會的不同角度與準則；
了解一位哲學家的思想與生平，讓我們的生命經驗得到參照；
了解哲學的歷史，即是見證在經歷無數次翻轉與重建之後，人類何以為人類。

世界時時刻刻在變化，思想應是動態的。從隨時能閱讀的輕鬆漫談，到精采的思想展演，我們期許這個書系的書籍，能夠回應此時此地的不同處境。哲學發展始於對世界的好奇，最終也必然回歸到人類對自身及其所處世界的關心。我們將以上述幾個類型為框架，希望大家能找到最適合自己親近哲學的路徑，也找到思想與行動結合的方式。

▍ithink書系書單──
不馴的異端
以一本憤怒之書引發歐洲大地震，斯賓諾莎與人類思想自由的起源
史蒂芬．納德勒（Steven Nadler）──著 楊理然──譯

口袋裡的哲學課
牛津大學的10分鐘哲學課，跟著亞里斯多德、尼采、艾西莫夫、薩諾斯等95位思想家，破解135則人生思辨題
喬尼‧湯姆森（Jonny Thomson）──著 吳煒聲──譯

即將出版──（書名、出版順序暫訂）

實踐斯多葛
The Practicing Stoic: A Philosophical Users Manual
沃德‧法恩斯渥思（Ward Farnsworth）──著 李斯毅──譯

蘇格拉底思考術
The Socratic Method: A Practitioners Handbook
沃德‧法恩斯渥思（Ward Farnsworth）──著 陳信宏──譯

衣裳哲學
Sartor Resartus
湯瑪斯‧卡萊爾（Thomas Carlyle）──著 賴盈滿──譯

哲學新媒體(策畫)Philosophy Medium
由一群哲學人組成的新創團隊，目標是結合哲學專業與網路新媒體，用富有創意的方式在社會上傳播哲學內容並推廣哲學教育，以期點燃人們對智識和思辨的熱情，滿足大眾對哲學的需求與想望。定期舉辦〈臺灣青年哲人獎〉、〈最佳哲學書讀者票選〉、哲學討論會〈思想之間〉、哲學讀書會、〈哲學相談室〉、〈東亞哲學家訪談〉等活動，鼓勵民眾進行獨立思考，曾獲桃園市「社會教育貢獻獎」。著有「建立孩子思辨能力的第一套橋梁書」系列、《給哲學家的分手信》、《茶水間遇見海德格》。

孫有蓉(主筆)
臺灣大學哲學系畢業後至法國索邦巴黎第一大學攻讀碩博士學位，目前為索邦巴黎第一大學哲學系講師。其著作多以古希臘哲學為主，受到法國哲學重視哲學史傳統的影響，在哲學新媒體製作多個主題性哲學史聲音節目，本書即為其中一項作品。

邱獻儀（文字協力）Lynn
中正大學哲學博士，哲學新媒體共同創辦人、專欄作家與編輯。小時候立志要成為科學家，但最後長成不太專業的科學哲學家，以推廣哲學思辨教育為志業。
 

導論
自然科學問題為什麼是哲學問題？
人天生渴望求知。──亞里斯多德（Aristotle）《形上學》

請先思考以下四個問題：
• 科學知識一定是亙古不變的嗎？
• 自然科學已經提供給我們實用的知識，為什麼還要關心自然科學的歷史？
• 科學與哲學要怎麼放在一起討論？
• 你認為「自然科學的哲學史」是什麼？

科學是什麼？自然科學又是什麼呢？數學是自然科學嗎？數學好像不是很自然，也算是自然科學嗎？為什麼如今彷彿只有自然科學才能代表真正的知識？為什麼同樣都是知識，自然科學卻好像比較「高級」？

這些問題也許大家曾經想過卻沒有答案，有點好奇卻不曾得到解答，畢竟今天的自然科學已經具備「最高知識的地位」，社會也不斷地灌輸自然科學的權威與知識精確、有效、可實證性，不再討論這個被我們稱為「自然科學」的知識能夠走上神壇的原因。我們甚至可能覺得「自然科學」的概念已經很明確，沒有必要討論到底什麼是自然科學，更沒有必要討論什麼是「自然」、什麼是「科學」。

的確，探討這些問題不會讓你微積分變好，也不會讓你的物理化學拿更高分，更不會讓動力學知識更有效，但有時候，我們就是想要知道、想要追問，就像世界上所有偉大的科學家，也都是在好奇心的驅使下才打破原本知識的框架。正如開頭的引言，亞里斯多德《形上學》開篇第一句話：「人天生渴望求知。」這本《自然科學的哲學史》，不是一本讓讀者背誦歷史上重要西方思想家理論的書籍，更不是一本讀完之後就可以賣弄哲學理論的書籍，這本書的目的在於培育且陪伴讀者的好奇心，對自己生命過程中必定多少認識但沒有機會探問的一大主題──自然科學，向哲學家尋求一些解答。

看到這本書的書名，我們很自然地會認為因為人類在歷史上曾經有不同的思想發展，只要按照歷史時序來編排，應該就可以得到一部思想史。但大家思考一下應該就可以發現，自然科學的發展在歷史上並非只有線性發展，也並非只有拓展與深化知識領域，更多時候自然科學家的偉大之處是展現在扭轉人類整體知識結構的重大翻轉。這樣說來，歷經翻轉的自然科學知識其實並非像1 ＋ 1＝2 一樣亙久不變，而歷史上這些翻轉的關鍵時常是「哲學問題」而不是科學問題。

自然科學翻轉的關鍵是哲學問題？
為什麼自然科學翻轉的關鍵會是「哲學問題」？這是因為，導致翻轉最直接的原因往往在於世人對於「自然物」、「科學研究對象」、「真理判准」、「科學定義」的定義有所轉變。那麼，為什麼定義改變了，就一定是哲學問題呢？我把水的定義從「流動無色無固定形體的物質」改成「一氧化二氫」（就是H2O），這難道是個哲學問題嗎？

此處的「定義」二字，跟大家生活中不管在網路上筆戰，或與人辯論時會隨口拋出的「我跟你定義不同」雖然有著相似之處，卻不完全一樣，因此引發的效應也有很大差異。通常當我們拋出「我跟你定義不同」這句話，指的是我跟你討論的前提不同、基礎不一樣，而從不同基礎上推論出來的意見自然完全不同。科學研究內部定義的改變，同樣也意味著整個科學知識的基礎有所變化，但差別在於，科學研究上，定義的差異並非只是單一學者偏好使用另外一個定義，而是代表著整個科學典範的轉移，簡單來說，就是對「自然科學」的觀點發生改變，從而可能導致研究對象、研究方法、甚至連什麼樣內容能夠成為有效知識的判斷都出現變化。這些改變本身，比如說水的定義從「流動無色無固定形體的物質」轉變成「一氧化二氫」本身也許並非哲學問題，但這類轉變卻常常是哲學論辯的間接結果。

定義的改變，也是觀點的轉換
當我們說水是「流動無色無固定形體的物質」跟水是「一氧化二氫」，不只是「水」這個字的字義產生了變化，而是那個被我們稱作「水」的存在本身出現不一樣的界定。在這兩個定義之間，前者的「水」是一種符合定義條件的獨立物體，也就是那個流動無色無固定形體的「東西」，後者卻是一組由更基本元素組成的複合體。也許聽起來沒什麼大不了，不過就是從一個獨立的「東西」變成了一種「複合體」，但這個轉變深刻地牽涉到我們如何定義「自然存在物」。換句話說，從「一氧化二氫」的觀點而言，「水」並不是「一個」真正的存在，真正的存在是那些化學元素，而當我們研究物理性質，研究對象也不是「水」這個存在本身，而是一個氧碰到兩個氫的時候會出現的現象。這一個簡單的定義改變，代表整體對存在物觀點的轉換，在此觀點轉換之前，「一氧化二氫」這個定義根本不可能進入任何研究者的思想範圍當中。所以這本書想要向大家介紹的，是促成科學演進背後的哲學論戰，隨著不同的哲學論戰界定出科學研究的對象、科學的定義、自然的定義等等，自然科學也發展出不同的模樣。當然在哲學史上，自然科學的發展亦多次反過來影響哲學討論，讓哲學家致力於為科學知識建立起穩固的真理基礎，在這一點上，本書將會介紹的法國哲學家笛卡兒（René　Descartes）和德國哲學家康德（Immanuel Kant）都是最好的代表。

講到這裡大家會發覺，影響自然科學最大的兩個問題就是：「自然是什麼？」

和「科學是什麼？」。「自然是什麼？」這個問題從古希臘的蘇格拉底（Socrates）之前就已經使智者十分著迷，畢竟我們生活的環境每天都在變動，充滿了無常，但同時日出日落、春夏秋冬又有著高度規律。而「科學是什麼？」的問題，更是進一步要求哲學家將認知這件事情區分出不同的層次、甚至層級。這些在我們看起來也許理所當然，因為正如同所有生活在自己時代的人，我們完全沉浸在一個自圓其說的文化當中，所以對我們來說科學比神話有價值是毫無疑問的。重新探問這些被我們視為理所當然的想法，也是逼迫自己去檢視自己的思想局限，就像本書將介紹的所有哲學家和科學家，只有當他們看到自己時代的思想局限，這才提出了突破限制的可能。

回到這篇文章開頭的四個問題，現在，你能夠回答這四個問題了嗎？

推薦序1 王榮麟（台灣大學哲學系教授）
推薦序2 黃春木（建國中學歷史老師）

導論｜自然科學問題為什麼是哲學問題？
• 自然科學翻轉的關鍵時常是哲學問題？
• 定義的改變，也是觀點的轉換
• 如何閱讀這本書？

第一章：古希臘與自然知識的起源—──泰利斯
• 哲學家小傳──泰利斯
• 從自然故事到自然研究
• 古希臘人為什麼總問「起源」？　
• 泰利斯改變科學史的一句話
• 科學：奠基於許多「預設」的學問
• 3分鐘思辨時間

第二章：自然無常，如何建立科學？──蘇格拉底
• 哲學家小傳──蘇格拉底
• 蘇格拉底的人文轉向
• 什麼才是永恆不變的真理？
• 知識應該往內檢查
• 3分鐘思辨時間

第三章：自然神話與或真解釋──柏拉圖
• 哲學家小傳──柏拉圖
• 自然知識是神話？
• 不必然為真，但「有機會為真」
• 與現代物理學非常不同的思考框架
• 數學、幾何與自然知識
• 3分鐘思辨時間

第四章：自然科學的誕生──雅里斯多德
• 哲學家小傳──亞里斯多德
• 亞里斯多德談「普遍事實」　
• 雅里斯多德禍害科學？
• 歸納、分割、三段論證
• 3分鐘思辨時間

第五章：由上帝編碼的世界──阿奎納
• 哲學家小傳──聖多瑪斯．阿奎納　
• 「使得貓之為貓」的關鍵
• 不只是個神學家，阿奎納意外的貢獻
• 雅里斯多德科學觀最後一搏
• 3分鐘思辨時間

第六章：我思故我在與自然科學數學化──笛卡兒
• 哲學家小傳──笛卡兒　
• 笛卡兒與士林學派
• 形上學沉思與我思故我在
• 從我思故我在到新科學模型
• 3分鐘思辨時間

第七章：實驗為什麼可以生產知識──霍布斯與波以耳
• 哲學家小傳──霍布斯、波以耳
• 當實驗成為科學方法
• 「真空」存在嗎？　
• 實驗為什麼會危及科學知識的定義？
• 自然科學與哲學分道揚鑣的開端
• 3分鐘思辨時間

第八章：自然因數學而科學──康德
• 哲學家小傳──康德　
• 從理性主義與經驗主義之爭到哥白尼轉向
• 眼睛業障重？
• 「先驗綜合判斷」的歷史創舉
• 3分鐘思辨時間

第九章：你確定數學是上帝創造世界的語言嗎？──胡賽爾
• 哲學家小傳──胡賽爾
• 世界與我的天人永隔？
• 胡賽爾面對的二元對立死局　
• 意向性：意識永遠是朝向某物的意識
• 科學是長時間互動的結果
• 3分鐘思辨時間

第十章：科學革命──孔恩
• 哲學家小傳──孔恩
• 顛覆的年代　
• 科學的建立與崩潰
• 「格式塔轉移」與「典範轉移」　
• 不可共量性與科學進步的意義
• 3分鐘思辨時間

第十一章：經驗知識與自然科學──波柏
• 哲學家小傳──卡爾．波柏　
• 邏輯實證論的轉彎
• 有可能能被推翻的才是科學
• 3分鐘思辨時間

作者後記

如何閱讀這本書？
1. 本書是一本以哲學方式來對待哲學史的書
與一般單純以時間排序哲學家思想的哲學史書籍，或是以時間排序思想理論
的思想史書籍不同，這本書針對的是特定問題在歷史上誕生、演變、爭辯、翻轉的思想動態過程。因此，本書重點不在於「誰說了什麼」，而是「他為什麼在這個時代提出這樣的理論」。就好像如果我們將牛頓（Isaac Newton）擺到中世紀，當時的思想家不僅聽不懂牛頓的三大定律，還一定會認為三大定律不符合科學知識的條件。這本書想帶大家一起思考的，正在於指出所有知識都有其出現的知性發展脈絡，每一位哲學家也是活在人類社會裡，受到教育、文化、社會影響的人，因此每個理論的提出，其實都在與一個時代的問題對話。但有趣的是，當我們意識到每一個人都受限於自己的時代脈絡，反而更能夠欣賞各個重要思想家的天才之處，因為只有知道他的時代有著什麼樣的限制，我們才能真正理解到他的翻轉有多麼得來不易。就好像如果完全不知道古典物理學對人的思考模式造成何種限制，那麼我們就算知道愛因斯坦（Albert Einstein）非常聰明，也很難欣賞他到底開創了什麼新眼界。

2. 本書的主題是「自然科學」
自然科學是所有人都聽過而且受其影響很深的詞彙，但就像哲學圈裡面的一
個定律，通常大家愈熟悉的概念，愈是一問之下才驚覺自己的認識原來如此含糊不清，「自然科學」這個遍布整個社會的詞彙，正是因為已經重複太多太多遍，而幾乎讓我們對其失去反思能力。所以這本書借助歷史，帶我們脫離已經太過習慣與舒適的思考慣性，重新思考如果沒有這麼多既有的龐大科學理論與科技運用的時代，單純的人如何面對不斷變動的自然世界、又如何看待針對自然界的知識性質。這本書將著重於哲學家針對自然知識概念的爭論，因為歷史上每一次的重要爭論都代表著思想的翻轉與推進，同時也代表著世人看問題的方式不斷演進，最終才孕育出我們今天所看到自然科學的知識地位。

3. 這不是一本自然知識的思想史
本書內容不在於介紹自然知識的理論，而在於探討「自然科學」這個概念從
哪裡來、如何定義、如何擁有今日的知識地位。我們會探詢自然變動下真理的
起點，從人類第一次透過建立抽象理論以理解自然變化，向大家介紹自然科學
是如何經過多次演變而有了現在的樣子，因此本書會以古希臘自然學家泰利斯
（Thales）作為起點，為大家呈現自然科學如何從非常簡易的原則，演變成毫無確定性、宛如神話一般的模糊認知，接著是將物理數學化的笛卡兒自然哲學，一路到二十世紀愛因斯坦突破牛頓物理學的翻轉關鍵。

綜合上述，我們介紹的哲學論戰會集中在對「自然」、「科學」、「自然科學」
三個定義的辯論，和大家一起探問，變幻無常的世界如何能夠讓我們建立起客
觀、普世而且恆定有效的知識。同時，透過呈現歷史上的哲學家如何突破既有框架，看到自己時代的限制，也許有朝一日，我們也有能力看到自己時代的局限，從而開創新的視界。

本書內容是從哲學新媒體的聲音節目「冰的哲學」重新改寫而來，儘管大部
分介紹的哲學家都與聲音節目中相同，但增添了不少內容和參考資料，如果讀完意猶未盡，還可以更深入閱讀其他作品。

推薦序／在科學與哲學、歷史無須涇渭分明之處
台北市立建國高中歷史科教師 黃春木

我認識不同學科、文化或宗教背景的朋友，大家經常在不同的場合討論各種議題。在我的經驗中，似乎有一些「大逆不道」的事情不宜拿來做學術探討，而且最好想都不要想，最主要的「禁忌」，一是探討「神」的歷史，二是探討「科學」（直接省略「自然」二字）的歷史。原因倒是簡單，「神」或「科學」都是客觀明確、永恆不變的，何來歷史可言！因此不曾存在「神的歷史」或「科學的歷史」，凡人能夠探討的，充其量只能針對「宗教」，或「科學研究」而已。
如此看來，對於某些人而言，「科學」其實也上了神壇，與「神」一般崇高偉大，穩居知識領域的最高位階，並且可以指導所有的知識領域，無論哲學、社會科學，或其他。
換一個視角來看，台灣教育界、學術界，乃至整個社會長久以來相當重理工、輕人文，基本上很難理解「科學」怎麼會與「哲學」扯上關係，而且怎麼會有一本書還指稱「科學問題是哲學問題」！此外，書中所提到的人物，除了笛卡兒、波以耳之外，其餘人等大概只會出現於歷史教科書中，甚至「沒沒無聞」，他們怎麼突然之間與「科學」關聯緊密？如果他們這樣地重要，為什麼數學或科學領域（物理、化學、生物等）教科書提都沒提？
之所以會出現以上的疑惑或困擾，是因為我們已經習慣於將知識分門別類，尤其是學生，求學過程往往局限於教室、教科書與考卷，多半與真實世界疏離，導致習得的知識幾乎都淪為紙面資訊或考題模式，而「求學」則不免異化為解題的「求解」。解題，是由命題者給定了條件或訊息，命題者「界定問題」，並預設「解決問題」的策略或路徑，甚至還透過選擇題的四個選項，預設其中「有且只有一個」正確答案。
然而在真實世界中，上帝或大自然從來都不會是這樣的命題者，解題技巧於是派不上用場。如何覺知、發現問題，如何界定、提問問題，如何探究、解答問題，不曾有既定模式，或者四選一的限定選項。這整個過程非常需要觀察、認知、理解、思辨、組織、論證、創意等高層次思考能力，以及好奇、同理、忍受挫折、彈性或開放心胸等人格特質。
其實，科學起於好奇、提問，以及鍥而不捨的探索，至於答案，只是暫時的解答而已。這應該就是本書最希望傳達的「科學精神」。
若回歸歷史探討，「科學定義」翻轉的關鍵往往來自於「哲學觀點」的變遷，或說是來自新的「哲學問題」提問。而且千百年來，科學典範一直在轉移，針對科學的觀點改變，便導致研究對象、研究方法、甚至針對「真理」或「有效知識」成立的判準，都可能會隨之產生變化。因此，我們唯有擺脫當今科學神聖權威的圖像，重新探問這些被我們視為理所當然的想法，督促自己去檢視自己的思想侷限，就像本書所介紹的哲學家和科學家，只有當他們看到自己時代的思想侷限，這才提出了突破侷限的可能，促進科學的發展。
若要探究科學與哲學、歷史的關聯，相關的學術成果已經非常多，而且方興未艾。之所以會有這等探究，原因之一是要批判「科學至高無上」論所導致的危機。但所謂「批判」未必是負評或否定，而是經過仔細的檢視及思辨，予以恰如其分的定位。換言之，批判是「反思」加上「重新定位」，予以「科學」適切的認知，這顯然是一個比直接給予「負評∕否定」還要複雜而艱難的工作。
身為人，我們要因「人」的有限性，或有限理性而謙虛。我們曾經妄想經過觀察和思辨而建立（或發現）「理論」，掌握統一的法則或規律，以便窮盡萬事萬物。「理論」的英文是theory，源自希臘文「theōria」（θεωρία），原來具有觀看、沉思、推測的意思，但同時也是指「被派遣去徵詢神喻的使者」，以便通過神諭而掌握律則。由此似乎可以推知，人再怎麼聰明，也難以如神一般全方位的觀察和思辨。而回顧近代以來的歷史發展，「科學至高無上」論確實已導致不少巨大的危機或損害。
因此，讓我們放下對於「科學」的執迷，或教科書所塑造的神奇與艱深，回到人的心靈如何對自然或世界發出疑問，並率真地努力探求解答。在這裡，關於「科學家」、「哲學家」等稱謂，都是多餘的。