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对于“什么是科学？”的问题，科学哲学家们已经争论了很长时间，尽管获得很多极有价值的发现，但在这样的研究框架内依然认识非常模糊和不完备，其原因在于科学哲学家们所提出的问题本身就非常模糊和不完备。科学哲学家们过多地把讨论关注点放在如何才能获得可靠的科学结论、理论与实验的关系等上面。如：
波普尔认为科学理论就是其理论表述必须是“可证伪的”，从而可以用科学的“判决性实验”来对其进行检验。
而拉卡托斯认为“判决性实验”是不存在的，而且实际科学发展中，科学家们也不会只要遇到一个实验中的反例，就轻易地把一个科学理论给否决了，它会首先不断地以各种“特设性假说”而在理论内部获得消解。因而他认为“更大的解释力”，甚至可以带来“惊人的预测能力”才是科学的标志。
科学的确在相当多的情况下具有精确的预测能力，但如果把“惊人的预测能力”当作科学的标准是有严重问题的。这是因为：
1.现代混沌学的研究已经证明了，混沌系统对初始状态极其敏感，初始状态任意微小的误差，在系统经历足够长的时间之后都会带来巨大的偏离。因初始状态测量信息误差不可避免，因此，这类系统的精确预测在理论上是不可能的。如果这样，以它作为科学与否的判断标准显然就无法将对混沌系统的研究纳入科学的范围了。按照这种标准，混沌学以及研究对象为混沌系统的学科，如气象学等就无法成为科学。但整个科学界显然没有任何人会这么认为。
2.预测的结果是否惊人，仅仅是与人的主观意识和感觉相关的事情，并不对客观的科学理论本身产生影响。现在航天技术中对人造卫星的测控精度非常高，但因其都在人们的预料之中，因此，人造卫星完全按计划正常运行并不惊人，但显然没有人会因此认为它就不是科学。
3.大量非科学的活动也同样在追求“惊人的、具有轰动性的预测”效果，如星象学、算命、巫师等的活动。每当经济界发生重大变故后，都很可能会冒出一些人认为他们当初就成功预测了这些事情。在一些地震、类似9·11的恐怖袭击等事件之后，也会有人找出事先可称为预测的征兆。甚至任何重大社会事变总能在著名的诺查丹玛斯的书中找到预测的诗句。如果这样，科学的预测与这些活动区别又是什么？
实证经济学方法论的代表人物芝加哥大学的米尔顿·弗里德曼在其《实证经济学方法论》中，也是利用“判决性实验”存在的困难（尽管其未在文中提到这一概念）而认为：一个理论不能用其“假设”的“真实性”来加以检验。
库恩把关注点放在一个又一个科学体系——“范式”之间变化过程的革命性上，一个又一个科学理论之间只是一个个推倒重建的革命，他甚至难以找到什么才算是科学进步的依据。
他们的确谈到了科学的某些特征，但依然无法使我们真正理解到底什么才是科学。
至今的科学发展已经很清晰地告诉我们，不可能获得“绝对正确的科学理论”，科学本身是不断发展的。因此，试图单纯以科学认识的结果来确定科学的标准本身就是不合适的。
更重要的是：科学哲学这一名称中，后面主题性的概念是“哲学”。而哲学是一种思辨的方法。近代科学发展之所以获得巨大成就，并可不断获得极有价值的认识成果，就在于其不断脱离哲学思辨的方法，而代之以科学的认识方法。
原有的科学哲学家们是以“理论、学说”等概念和对象来研究科学，这样的研究是不合适的。说到“理论”或“学说”，你甚至难以区别科学的理论学说和非科学的理论学说。你能说“阴阳”与“五行”不是理论和学说吗？有人会说它们不是，但另外有些人却认为它们是。判决依据又能是什么呢？
科学本身是不断发展的，科学理论也是不断变化的。牛顿的经典力学被爱因斯坦的相对论所“修正”，甚至有些人说是“推翻”。牛顿的经典力学替代亚里士多德，以及托勒密的学说与这一理论被爱因斯坦的相对论所修正有什么本质上的不同吗？
经典的牛顿力学的确存在局限，这已经被相对论和量子力学所清晰地证明。但是，科学界至今没有任何人认为牛顿的经典力学是“非科学的”，我们也并没有像抛弃托勒密的地心说那样把牛顿力学抛弃掉。不仅今天不会，将来也不会。因此，我们必须根据对整个科学所观测到的事实来研究什么是科学，而不是凭借自己的想象。
只有当我们真正理解了科学的方法是什么，我们才能很好地理解和解决以上问题，并且认识到：
牛顿的经典力学替代托勒密和亚里士多德的学说的过程，是科学替代非科学，而相对论和量子力学修正牛顿经典力学的过程，只是科学本身的进步。
我们完全不认为爱因斯坦的相对论“推翻了”牛顿的经典力学。事实上，在爱因斯坦1905年发表《论动体的电动力学》论文建立相对论100多年之后，直到今天我们依然在学习和使用牛顿力学，甚至它的使用范围远远比相对论的使用范围要大得多。今天有谁在搞房地产、修水坝、生产纺织品、生产机床、组装汽车等过程中，竟然是使用相对论，而不是牛顿力学？牛顿的经典力学，难道不依然是今天全世界中学物理课程的主要学习内容吗？
数理经济学从理论形态上是一个高度数学化的体系，如果仅仅看它的理论结果的形态，很难说它不是科学。因此，我们需要通过对整个实际科学的普遍测量来建立一个真正判定科学的标准，通过这个标准可以清晰地判定出所有非科学的东西。
科学是一种认识世界特殊的方法，科学与非科学最核心的区别是认识方法上的区别。无论对科学如何看待，人们公认科学的认识方法无疑是所有认识方法中最优的。所以，我们的纯科学研究就从以下方面入手：
一是必须用科学的认识方法来认识和理解科学。当我们有兴趣来研究纯科学本身，就是首先已经认同了科学的认识方法是最好的。近代科学化的过程，就是一门又一门学科，借助科学的方法，从哲学中独立出来的过程。对科学本身的研究，也需要从哲学中完全独立出来。要实现这一点，唯一的出路就是完全借助科学的研究方法来研究科学本身。否则，我们是无法获得真正有价值的成果的。
二是既然科学区别于其他非科学的根本标志，就是在其认识方法的不同上面，这样，我们就需要研究清楚它的认识方法是什么，以及为什么这些认识方法是最优的，它的优点是什么。
第三个方面，也是最重要的方面，一旦明确了以上这些，我们就可以很容易解决如下两个问题：
1.如何使一门不符合科学标准的学科科学化的问题，而不仅仅只是指出它不科学。
2.科学本身也是可以不断发展的，科学的认识方法也可以不断改进，从而使认识过程的优点得以不断提升。因此，科学的和有价值的纯科学研究需要解决“应当从哪些方面不断提升和改进科学认识方法”以及“如何去提升和改进”的问题。
如果仅仅是采用数学工具进行研究，我们把它称为“古希腊式科学”。由于数理逻辑的发展，逻辑学在今天也高度地数学化了。因此，在我们只谈数学时，如果没有特别说明，数学可以完全包含逻辑。只有纯粹数学的研究本身，才可以使用纯粹古希腊式的科学方法。一切只要是研究现实客观对象的学科，都必须超脱于纯粹古希腊科学的范畴，而采用近代意义上的科学方法。今天，如果我们没有特别说明，提到“科学”一词时，都默认是指近代意义上的科学，而非古希腊式科学。
由于古希腊式科学观念影响如此之深，以至于我们完全不需要再去强调数学对于科学的基础意义和价值。事实上是古希腊式科学观念的影响过于深重了，以至于近代科学的观念依然不能被所有学者所真正理解。
当前的数理经济学，就是一个只符合古希腊式科学，但却不完全符合近代科学标准的典型案例。
近代意义上的科学认识方法体现为两大根本性的工具——数学和测量。要理解什么是科学，就必须以全面系统地理解数学、测量以及数学和测量之间的关系三个方面入手。因此，可以说测量基础是近代科学的根本特征和标准。这种标准并非是我们主观想象，而是整个科学界一致公认和事实上采用的标准。这是我们对现代整个科学界的科学认知活动测量之后归纳出的结论。它最核心的标准主要体现在以下几个方面：
一是一门学科中的一切概念都必须是“可测量的”，或整个学科必须“具备测量基础”。如果设想出某种粒子来解释发现的物理现象，但同时又假设这种粒子是不可能测量到，这种假说首先不要去谈对错，“不能被测量到”本身就绝对不可能被物理学界所接受。能不能合理解释一个理论还是次要的，“能不能被观测到”是物理学界绝对不可动摇的、最基本的原则。如果说“一致性”是数学绝对不可动摇的第一原则，那么，“可测量性”就是整个近代科学绝对不可动摇的第一原则。一切在今天试图想要给自己打上“科学”标签的学科，都必须首先认真地考虑清楚这个“第一原则”。对此，开尔文爵士甚至以非常武断的口气表达了这个原则：“如果你不能用测量数据说话，就请闭上你的嘴，因为你没有资格称自己是科学。”这种观念甚至已经普及到企业质量管理中：“如果你不能测量，就不可能改进。”
二是所有认识结果最终都必须是以公理化的数学工具描述。公理化需要将一门学科的所有规律还原为最精简的公理之上，而不是满足于一个个相互分离的经验公式。它一般是通过找到经验公式背后的因果联系，从而通过数学工具还原到公理体系之上的。
三是依据数学工具推导的结论都必须与“所有测量结果完全一致”。尽管科学家们并不会一遇到任何测量数据的“反例”就简单地放弃已有的科学结论，但一切与测量结果不一致的结论都必须得到进一步研究，直到两者一致为止。或者说“不容忍任何测量数据与数学推导结论之间的不一致”，而绝对不能满足于“存在很多测量数据与数学推导结论相一致”的情况。一致性，不仅是指测量结果与数学表述之间的完全一致，当然也包括数学表述内部的完全一致。例如，数理经济学中“市场失灵”“外部性”这些概念与“市场的无形之手可以自动使资源获得最优配置”的假设同时存在，这个矛盾不仅从近代科学意义上不能丝毫容忍，而且即使从古希腊式科学的意义上来说，也绝对不能有丝毫容忍。
当我们确立了科学的标准之后，就很容易区分出什么是非科学。
1.不以认识为目的的非科学
由于科学是认识世界的最佳方法，因此，科学是针对认识过程的，它的标准也就首先只适合于以认识为目的的活动。如果本身就不是为获得认识，那么它们就无所谓“科学”。我们在讨论相应问题之前，应当把这一类问题区分出来。如宗教、艺术等，它们本身就不是以认识为目的，也就无所谓科学。这一类“非科学”不应完全以科学的标准去要求。另外的知识还有技术等，技术是以改造世界为目的，因此也不能直接应用科学的标准。
但是，即使是不以认识为目的的非科学，它们也会经常遇到如何认识相应对象的问题。一旦遇到这类问题，就必须按科学的标准去要求。并且，既然它们本身就不是以认识世界为目的，也就不应当认为自己认识到了科学的真理。
另一方面，科学是可以将一切对象都纳入被认识的对象的。因此，如果是以认识宗教现象和艺术为目的的学问，也可以纳入科学的范畴。如果这样，它们就需要以科学的标准来要求。也就是说，只要是以认识世界为目的的学问，都应当以科学的标准来要求。
2.潜科学和UFO
我们将所有人类认识活动分为“科学”与“非科学”，而完全不认同“潜科学”等说法。因为重要的问题并不在于我们是否获得了研究对象正确与否的认识，而在于我们是否坚持用科学的方法去处理和解决相应的问题。因此，即使我们对相应的现象获得的知识非常欠缺，甚至无法形成相应的理论体系，但只要我们采用的研究方法是完全科学的，它就是科学，而不是什么潜科学。科学研究要去发现的任何研究对象都是未知的，但能够因此就建立“潜物理”“潜化学”“潜生物”“潜信息”等学科吗？
“潜科学”概念提出的出发点是好的，希望能够去研究和推动一些还不符合科学要求的知识变成科学知识。但“潜科学”这个概念完全模糊了科学研究规范的要求，它在潜意识中就成了使研究对象保持，甚至“锁定”在“潜在”而非追求“明确”的状态。如果完全科学了，就不是“潜科学”了，这样它就很容易成为收纳各类非科学的容器，从而，它们注定不会产生真正有科学价值的结果。如果不采用科学的认识方法，即使发表一大堆看似有模有样的论文，它们依然是非科学的。
大量UFO（Unidentified Flying Object，不明飞行物）类的研究等也是类似潜科学的非科学案例。UFO这一概念本身就是非科学的。“不明飞行物”的定义就是要把研究对象确定为“不明的”。如果研究明确了，就不叫“不明”了。因此，这一概念本身在逻辑上就是与科学研究的根本目的相违背的。一切科学都是要把客观对象研究明确，而不是要把研究对象弄得“不明”。从而，这一定义本身就强烈暗示了非科学的研究方法：这类研究活动的主要目的就是追求、保持、锁定和宣传研究对象不明的神秘状态。如果研究明确了，就没有神秘感可享受了。
因此，我们可以看到，“UFO”的研究者们，都是极力去零零星星地收罗一堆所谓异常“现象”，更重要的是他们收罗的方法和资料按科学的测量要求来说，本身就很难被认可作为科学的证据。然后兴趣点就是极力把它们解释成“现在的科学规律难以解释”。并且，UFO研究者就是希望这种“不明”和“现有科学无法解释”的状态永远保持下去。他们潜意识中追求的就是这种神秘和无解，这会有什么科学意义和价值吗？
魏格纳提出板块漂移学说之后，科学家们对全球范围的海底构造进行了大量的测量，获得了与其理论猜想相一致的测量数据。这样的活动才是有科学意义的。如果UFO研究者真心认为某个神秘区域（如百慕大三角区等等）存在某种需要科学解释的现象，其实很简单，投入一定资源在这一区域进行密集的各种地质和物理测量，并且长期监测这一区域，从这些长期监测的数据中寻找异常情况即可。但他们这么做了吗？没有！最重要的是，他们愿意花钱这么做吗？没有，也不愿意！这已经足以说明一切问题了。事实上他们内心深处很清楚地知道，即使这样做了也绝对不可能会发现任何与UFO相关的什么东西。严肃科学界的人即使这样做了，也没人真以为会与UFO有什么关系。因为这样做所获得的一切都是“明确的”，如果它们是飞行物，那也是“明确的飞行物”，而绝对不会是“不明飞行物”。因此，真正的UFO永远不可能用科学的方法发现——这才是鼓吹UFO之类的人真正想要的结果。
“潜科学”一词存在类似的问题，它本身强烈暗示了希望把研究对象保持在“潜在”，也就是“非科学”的状态。因此，这个概念本身事实上就已经定义了自己的非科学性。
“UFO”更多以民间的面貌出现，而“潜科学”在严肃的学术界也有一定的影响力。但它们在研究规范上同样是非科学的。
数理经济学中“看不见的手”的概念也是如此，它如同催眠曲一样，使现代经济学家们永远对现实市场中的经济现象闭上双眼，生怕看到任何真实的经济过程，从而破坏了令经济学家们陶醉的市场之手“看不见的”迷幻状态。
3.仅符合古希腊式科学的非科学
除了纯数学之外，一切认识客观世界的活动都必须符合科学的要求。因数学和古希腊科学的影响力，这一类非科学很容易迷惑学术界。除了数理经济学这种以非常精致的古希腊式科学包装的学科之外，这种影响还存在于某些学科局部的过程。
4.哲学化的非科学
并不是所有古希腊文明的遗产都被近代科学完全继承。古希腊哲学的思辨方法就被近代科学抛弃掉了，尤其是在“奥卡姆剃刀”提出来，并得到科学界普遍认同之后。但这种古代文明的影响至今依然深重地存在。包括科学哲学、大量社会科学的研究等，都有比较深重的思辨方法的遗痕。它们构成了哲学化的非科学。尤其科学哲学，如果本身采用的就是非科学的方法，怎么可能有效地去理解科学？
5.经验知识或“前科学”
在近代科学形成之前，就有很多经验性的知识。某些知识和创造甚至对近代科学的形成都产生过重要影响。应当承认，科学是认识世界的最佳方法，但不是唯一方法，也不是唯一可以获得有价值知识的方法。中医等在近代科学出现之前就获得的知识，属于经验性的非科学知识。但是，所有这些非科学，只要存在有价值的知识，都可以科学化。
我们没有必要因为它们拥有某些有价值的知识，就一定要给它们贴上“科学”的标签，也没有必要因为它们是非科学就完全否定它们。我们只需要按照科学的要求将它们完全科学化即可。如果从历史研究的角度来说，可以把这类有一定价值的非科学规范获得的知识称为“前科学”。这似乎听起来比“非科学”好接受一点，但必须明确：它们也是非科学的一类，只是在科学化的过程中可以吸收的东西更多一些的非科学。
只有当“中医”变得完全不再是“中医”，甚至“中医”这一概念完全消失，变成另外一个完全科学概念的时侯，它才是真正的科学。
6.反科学
反科学完全是属于“欺骗”“迷信”等，不仅结果存在大量错误，而且其目的和方法都是完全与科学相违背的活动。时常爆发的以诸如气功大师等名义，实为行骗的活动，即是一些反科学的活动。不过，这个“反科学”的概念具有强烈的否定性，甚至可能成为某种罪名。因此，我们需要慎重和小心使用它。作为科学来说，更多需要以正面地建立科学方法为主。只有使更多人理解科学的认识方法，才能大量缩小各类非科学，尤其反科学的市场空间。
一切以认识为目的的学问都“应当”甚至“必须”完全符合科学的标准。如果不符合，就需要“科学化”，或“近代科学化”。科学化，就是将一切非科学的认识，转变为符合近代科学规范的过程。近代科学革命的过程，就是通过全面采用科学的方法，将一个又一个研究领域从哲学中独立出来的过程。一旦这样做了，它们就成为科学。在它们成为科学之后，那就只是科学自身如何进化的问题，而不再是“科学化”的问题。因此，科学化只是从非科学状态向科学状态转化的阶段性任务，而不是永久性的。
是否已经完全采用了数学和测量方法，并且排除一切其他非科学的方法，就是决定科学化过程是否实现和完成的标准。
科学化必须是完全的和彻底的，不能仅仅是将测量仪器或数学工具作为装饰物看待。科学化完成的标志就是：
1.一切概念都必须完全建立在科学测量的基础之上，确立了“可测量性”的第一原则。
2.一切结论、观点、论点、数学推导的结果等，全都必须通过测量数据检验，并且要与所有、一切有效的测量数据一致，而不止“某些”，甚至“很多”测量数据一致。即使它与很多测量数据一致了，一旦出现新的，哪怕只有一个有效的测量数据不一致，它就是“反例”。存在“反例”，就必须要通过特设性假说或改进公理假设两种方式来解决。
3.所有结论都必须以公理化的数学表达，建立结果之间的逻辑联系，而不是相互分离的结论。
4.满足科学整体性要求。无论测量、还是结论，都必须100%还原为更基础的，已经被验证的科学认识，统一到科学的整体性之中。所有测量的单位都必须可以还原为后面会谈到的七个基本的国际计量单位或它们的导出单位。如果不能实现这种统一和还原，要么改进自己，要么改进已有的科学认识。
需要特别强调的是：这种还原是该学科的学者不可推卸的责任和义务。因此，一切宣称某个现象“现在的科学无法解释”的人，要么首先宣称自己是在准备搞非科学，要么就需要闭上嘴，因为“与现有科学相一致”这种还原工作，就是新现象的发现者自己不可推卸的责任。否则就没有资格称自己为科学。
以上要求已经成为整个学科领域所有学者共同一致的规范和要求。如果某学科领域的学者，大都还是以自成体系的方式在做学问，还没有认同以上标准，那它就不是科学。为什么要这样说呢？那是因为以这样的科学规范建立的科学方法有很多评估认识效果上的卓越优点。本书第二十二章还会详细和具体讨论一些领域的科学化问题。