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理解并解释世界是改变世界的基础，事实通过推导而形成理论，并不一定都是科学的。对事实的解释可以区分为科学解释和非科学解释。
所谓解释，就是在观察的基础上进行思考，合理地说明事物变化的原因，事物之间的联系，或者是事物发展的规律。
在秘鲁安德斯山脉的高处，有一个纳兹卡荒地。那块荒地的地面形成了一些大型的几何图形，以及一些动物图案如猩猩、蜂鸟和蜥蜴。这些图案产生于一千多年前，是通过扒开覆盖在土地上的具有氧化铁表皮的沙石而描绘出的，由于其形状巨大，只有站在更高处才能把它们认成相应的图案。
畅销书作家丹尼肯却提出，那些线条代表外星飞船的着陆带，正是这些外星人从空中指导印第安人完成了这些画。其解释牵强、怪异。
一个可接受的解释是：纳兹卡地区的印第安人使用简单的工具和测量设备完成了那些画像，以便给居住在云层中的雨神留下印象。
（摘自《简明逻辑学导论》，世界图书出版公司，2010.）
例1： 美国某大学医学院的研究人员在《小儿科杂志》上发表论文指出，在对2702个家庭的孩子进行跟踪调查后发现，如果孩子在5岁前每天看电视超过2小时，他们长大后出现行为问题的风险将会增加1倍多。所谓行为问题是指性格孤僻、言行粗鲁、侵犯他人、难与他人合作等。
分析： 对此现象的一个有力的解释是，看电视时间过长，会影响儿童与他人的交往，久而久之，孩子便会缺乏与他人打交道的经验。
例2： 有科学家认为：就像地球一样，金星内部也有一个炽热的熔岩核，随着金星的自转和公转会释放巨大的热量。地球是通过板块构造运动产生的火山喷发来释放内部热量的，在金星上却没有像板块构造运动那样造成的火山喷发现象，令人困惑。
分析： 对该科学家的困惑的一个有力的解释是，金星自转缓慢而且其外壳比地球的薄得多，便于内部热量向外释放。
例3： 地理和历史的证据显示的美国东部地震与加州相比在强度上相同，但影响的面积更大。相同震级的地震在美国东部打击的区域是加州的100倍。
分析： 对此现象的一个有力的解释是，加州的地壳，与东部相比较，当地震波从震中向外传递时，有更丰富的吸收地震波的断层。
例4： 有气象专家指出，全球变暖已经成为人类发展最严重的问题之一，南北极地区的冰川由于全球变暖而加速融化，已导致海平面上升；如果这一趋势不变，今后势必淹没很多地区。但近几年来，北半球许多地区的民众在冬季感到相当寒冷，一些地区甚至出现了超强降雪和超低气温，人们觉得对近期气候的确切描述似乎更应该是“全球变冷”。
分析： 对此现象的一个有力的解释是，近几年来，由于两极附近海水温度升高导致原来洋流中断或者减弱，而北半球经历严寒冬季的地区正是原来暖流影响的主要区域。
提出解释，是科学的一大任务，对事物和现象的解释，有以下几种类型。
第一类解释是指出事物产生的原因和因果过程。比如，为什么地球环绕太阳运转？因为太阳的引力将它拉住了。
第二类解释是用规律来解释为何现象是这样的。比如，为什么水开之后烧水壶的盖子不断跳动？因为气体加热后会膨胀。
第三类解释是用事物的功能、作用和目的来解释它为何这样。比如，为什么啄木鸟的嘴那么尖？因为这样它可以啄出树洞中的虫。
从是否符合科学的角度，解释可分为科学解释和非科学解释，这两者最根本的区别是，接受或拒绝某个观点所基于的基础。
科学发现的主要活动，包括提出解释、做出预言、做出假说并且判断其是否可接受。评价解释优劣的一般经验有两条：其一，自然主义的解释优先于超自然的解释；其二，基于已知实在的解释优先于那些基于奇妙的或怪异的现象的解释。
“水星近日点进动”反常现象是1859年利用牛顿的万有引力理论在计算水星轨道时发现的。按照牛顿的引力理论计算，水星的运动轨道应该是一个封闭的椭圆形。但实际观测出，水星的轨道并不是严格的椭圆，而是每转一圈它的长轴也略有转动，称为进动。水星的进动速率比牛顿引力理论计算的每百年快38角秒，后来测定快43角秒。
为了这一现象，科学家们用添加假设来解决。成功地预言过海王星的科学家之一—法国天文学家勒威耶再次预言：在太阳附近还存在一颗很小的行星，是它引起水星的异常进动。但许多天文学家在近五十年的努力观察都没有发现它。于是，又有一些科学家提出新的辅助假设：比如星际弥漫物质的阻尼；太阳的未观察到的扁率效应；水星可能存在的卫星的作用；还有的试图修改牛顿引力定律，比如给它赋予依赖速度的性质等。但所有这些假定和修改要么没有被观察到，要么和别的行星运动的观察和知识矛盾。
这一反常现象直到1915年，爱因斯坦发表了广义相对论后才解释清楚。与万有引力理论不同，广义相对论引入了根据行星自转引起的力的作用，由此计算得出了43角秒差值，很好地解释了水星近日点进动的反常。这意味着，水星近日点进动这一反常现象是一种相对论效应，这也成为了天文学对广义相对论的最有力的验证之一。
对同样的现象，人们往往会提出不同的、相互不协调的解释。人们在评判科学解释性的假说的优缺点时普遍地使用三个标准。
即与原有已确立假说的协调性。科学的目标是获得一个解释性的假说系统。当然，这样的系统必须是自我相容的。科学的进步要求新假说应与已经得到证实的那些假说相一致。当然，有时重要的新假说与已有理论不相容，它直接替代了已有理论，事实上，旧理论不是被认为一无是处地被抛弃。比如，物质守恒原则被修正成更为广泛的质能守恒原则。一个理论被建立，因它显示出能够解释大量的数据或已知事实的能力。它不能被某些新假说所废弃，除非新假说对同样的事实能够进行解释甚至解释更好。
每个能够提供科学解释的假说必须是可检验的；如果某个可观察的事实能够从中演绎出来，它就是可检验的。当我们面临两个可检验的假说，其中一个比另外一个演绎出更大范围的事实，我们说该假说具有较大的预测力或解释力。比如，伽利略建立了落体定律公式，差不多同时，开普勒建立了行星运动定律，但是它们是各自分离的。之后，牛顿提出了三大运动定律和万有引力理论，将这些分离理论统一了起来并给予了解释。牛顿万有引力解释了所有伽利略和开普勒解释的结果，以及除此之外更多的事实。
两个竞争性假说可能是相关的和可检验的，可能与已有理论吻合得同样好，甚至可能具有大致相当的预测力。在这样的条件下，人们一般更可能支持两个中比较简洁的那个。
科学解释仅仅在存在支持它的证据的条件下才值得接受，而且寻找证据的过程永不停止。科学是经验的，即真理的检验在于经验之中，因而科学解释的本质是，它是可检验的。
非科学解释不依赖于证据，或者其依赖的证据是不客观、不真实、不可靠的。非科学解释的主要特征是，这种解释不是依据事实而是依据想象。
例如，对一个疾病的原因的分析，如果有人把一个人染上某种疾病的原因解释为邪恶的灵魂附体，或者解释为因果报应，这个解释当然就不是科学解释，因为谁也无法验证这个推测。
再如，中国人普遍相信坐在旁人捂热乎的地方会长痔疮；恰恰相反，英国人认为坐在凉地方才长痔疮呢。然而，乌克兰妈妈的忠告却大不一样：她们坚信坐在凉地方导致不孕。有些秘鲁人相信在冰箱前徘徊太久有可能致癌。在捷克，吃完水果喝水会导致腹痛腹胀是一种常识。为了免遭雷劈，菲律宾的孩子们绝不在暴风雨里穿红色的衣服。德国人与澳大利亚人则对气流怀有极端的恐惧，谴责其为急性肺炎、动脉阻塞等疾病的致病因素。因此，夏日火车客车里的上班族们宁愿日复一日地忍受着33摄氏度（90华氏度）的高温，也不愿哪怕把窗子开个小缝儿，以免清凉—但是剧毒的微风吹进来。然而，在韩国，对空气流通性的忧虑恰好相反。韩国人只在窗子敞开的时候使用电风扇。因为他们普遍坚信在密闭的房间里使用电风扇存在生命危险。这种威胁的机械原理不甚了了：或称缺氧或谓寒冷。
科学与非科学的根本区别在于解释、假设或假说能否被验证。比如，历史事件的假设无法得到验证，故历史不是科学，但科学与非科学的区分并不是一成不变的，历史、文学、社会学、经济学、哲学也都有其具有逻辑的核心思想，也可以使用科学方法来辅助解释现象，因此，也具有一定的科学性，但由于其本质上不可验证或难于验证，因此，不属于严格意义上的科学。
而伪科学与迷信更是属于非科学的真子集。伪科学不是科学，却用“科学”的外表和“科学”的语言来说服、迷惑和误导人们认为它是科学可信的，它们经不起真正的科学的检验。
比如，有人作了如下论述：
尽管特异心理学（包括对传心术、先知和心灵致动等的研究）经常被认为是一种伪科学，但它实际上是一种真正的科学事业，因为它应用诸如对比实验和检验假说的统计学方法等科学方法来研究其所提出的问题。
分析： 该论述所认为的特异心理学是一种真正的科学事业这一结论基于的假设是，任何使用科学研究方法的研究领域都是一种真正的科学事业。而这一假设其实是不成立的，研究领域即使使用科学研究方法，但也不一定完全符合前述的科学的原则、标准和特性，也不一定就是科学。
科学与迷信在很大程度上是截然相反的。科学活动承认证据支持、客观性、可靠性和完整性的重要，而迷信则是完全忽视。
比如，当牧师向奥德塞斯展示一幅关于那些尊敬上帝并都从沉船中逃生的人的图画时，问他现在是否仍不承认上帝的力量，他回答得很好，“是的”，他说，“但是画中那些祈祷后又被淹死的人在哪呢？”这就是所有迷信的方式，在迷信上，人们都倾向于这样的心态，把他们成功的事情都记下来，而忽视并且忘记那些他们失败的事情，即使那些事情更经常发生。
导致迷信的原因往往包括以下两个方面：
一方面是心理和意志因素。包括恐惧和焦虑、幻想和精神上的懒惰等等。其中，恐惧和焦虑来源之一是每个人都会死亡、疼痛、孤独和失败等等，人们无力控制这些生活中的事实，为了缓解他们产生的焦虑，很多人诉诸符咒和护身符。焦虑来源之二是自由和自由使人承担的责任。很多人都畏缩于掌控自己的命运的想法，从而在一位领导人或宗教老师那里寻求避难所，并且盲目地服从。
另一方面是对世界的观察产生的歪曲。这包括多种因素：一是安慰剂效应。医生利用并不提供任何药性或治疗益处的安慰剂给病人，使得病人的病症治愈或减轻，这其实不是安慰剂本身起作用，起作用的是医生给病人的暗示等精神因素。二是空想性错视。比如，有时人们观看云雾、高山或者窗户和天花板，会看见人脸、动植物等。空想性错视效应是导致大量的宗教迷信的因素之一。三是知觉设置。指以某种先前的经验引导我们的期望的方式去感知事件和物体的倾向。人们常常能感知到期望感知的事物，而事实上它们并没有发生，这就是产生的错觉。四是集体幻觉。集体幻觉是发生在一大群人中，人群在一个很高的情绪状态可能会产生知觉歪曲。这种幻觉可能是人群对看到重要的事情或奇迹的期望所引起的。五是自运动效应。如果在黑暗处观察一个小的、静止的、发光的点或物体，常常会发现这个发光的点或物体看起来是动着的。
为避免主观状态的歪曲，在自然科学中，很多观察是通过仪器或工具实现的。在社会科学中，双盲取样和统计数据分析的技术把观察者同实验的结果隔离开来。
第一，正确不等于科学。比如说明天可能下雨也可能不下雨，这句话肯定是正确的，但是一句正确的废话，没有人会认为这是科学。
第二，科学也不等于绝对正确。有一些现在认为不正确的东西曾经也属于科学范畴，人们判断一个东西是不是科学，主要不是看它的结论是否绝对正确，而是看它所运用的方法以及在当时是否得到了严格的验证，是否具有相对正确性。
科学是在不断发展进步的，进步的时候就把前面的东西否定掉了或者把前面的东西认为是个特例。比如，人们以前认为地球是宇宙的中心，太阳围着地球转；后来人们才明白地球是绕着太阳转的；再往后又清楚太阳也不是宇宙的中心。从托勒密到哥白尼，再从牛顿到爱因斯坦，旧的结论总是被新的结论取代。但每个阶段都是属于科学的历史，当然，科学还在发展，今天乃至未来的科学结论也不能保证是对客观世界的终极描述。