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对很多人来说，他们可能只会在高中的课堂上接触科学。大学里可能还有几门大型入门级科学课程。通常，学生们会在上述经历中留下这样的印象：科学就是死记硬背、解方程和做“实验”——这些所谓的实验有无数人曾做过，并且都有明确的“标准”答案。这样的学习过程完全忽略了科学的本质，说白了，这与实际从事科学研究几乎毫无共同之处。归根结底，科学研究就是通过摆弄已知的事物来发掘宇宙中（顺便说一下，这包括我们的地球及其上面的一切）的新鲜事物，而这些新发现对你来说闻所未闻，甚至有可能对所有人来说都是前所未见的。
打个比方，就拿拼写和语法来说。有些人热衷于学习如何拼写单词和使用正确的语法。我猜喜欢学习拼写的人很少见，大多数人只是为了应付外界的要求而硬着头皮去学。然而，大多数学生也早在上高中前就能掌握拼写和语法的基础知识，并且依靠这些知识去做一些（在我看来）真正有趣的事情，例如阅读精彩的小说，以及撰写优美的诗篇，等等（并且我也认为他们往往会淡忘当初打基础时所经历的种种烦恼）。而如果你没有掌握拼写和语法的基本功，即便你再怎么努力，也很难读懂一部名著或是写出一篇好文章。
同样，在科学领域，死记硬背、解方程以及做那些根本无法揭示新发现的所谓“实验”就相当于学习拼写和语法。而很多人从来没有参与过相当于阅读名著或是吟诗作对这种水平的科学实践（虽然这并非他们的错）。当下的教育体系所面临的巨大挑战在于，如何找到方法来让学生体验到亲身参与科学探究的乐趣（没错儿，是真正发自内心的快乐），我指的是设计一个实验来回答你真正想探究的问题，而这个问题可能目前还没有人知道答案。有时候，科学家做实验只是出于好玩。
许多人对科学和科学家的看法往往深陷刻板印象当中。毕竟，一个普通人几乎接触不到专业的科学家，更不要说与他们互动了。例如，人们对创造力的看法总是缺乏创造性，以至于会认为科学并不需要创造力，这多少有些离谱了。你如果想解决一些具有代表性的重大问题（哪怕只是一些小问题），那就必须产出新的想法，甚至是一些听上去相当疯狂的想法。遵循科学中的规则就像学习拼写和语法规则一样。我们在写小说时是否需要遵循规则呢？某种程度上可以说是。写作中确实存在不少诀窍，如果无法熟练运用，那么写出来的作品就有可能会让别人难以理解（谢天谢地，我有一位编辑帮忙）。但如果只是一味地遵循公式化的规则，那么最终得到的作品很可能没多少人爱看。科学亦如是，在科学研究中有一些基本原则非常重要，它们确保了你的研究成果既稳固又能为更广泛的群体所用。但如果你想有所突破，那么创造力是不可或缺的。
还有一种普遍的看法是，科学中已没有多少可供解释的空间。弗里德里希·尼采有一段名言常常被人提起：“一切事物皆服从于解释。在任何时期占据主导的解释，都是权力的产物，而非真理的体现。”（不过，我注意到这句话并不是他真正想说的意思。） [4] 在科学中，我们收集数据，尝试评估哪种理论最符合这些数据。这听起来相当直接，但决定哪种理论最契合，还要取决于你认为哪些因素最重要，是否认同此前做出的假设，以及是否相信数据具有代表性，等等。一名科学家必须每日三省其身：“我要如何验证自己的解释是否正确？”如果这种验证难以进行下去，那就得转过头来仔细想想，自己到底有没有走在正确的道路上。
也就是说，我们还需要保持怀疑的态度。现在，“怀疑”这个词已经在日常语言中泛滥成灾了。对于科学家而言，“怀疑”并不意味着全盘否定。“怀疑”指的是审视任意既定主张的优缺点，并在这一过程中坚持证据优先。从这个意义上讲，科学家应当（也必须）时刻保持怀疑态度。在我看来，不仅是科学家，所有人都应该这么做。如果你总是不假思索地相信别人告诉你的一切，那么我可就要向你兜售夜空中的那些星星了（只是开个玩笑，这绝对是一个骗局，请别当真——不好意思）。你会毫不质疑地相信你读到的每一则新闻吗？此外，还有一个显而易见的问题，实际上你做不到采信每一条你所接收的信息，因为其中不可避免地会有一些相互矛盾的说法。这时候又该如何取舍呢？于是，怀疑主义闪亮登场。
最后，我完全认同将科学作为理解宇宙的工具，但想要最高效地使用工具，就必须了解它的局限性。诚然，我确实在某些情况下将螺丝刀的手柄当作锤子，或用餐刀来替代螺丝刀，但是倘若有更趁手的工具，结果一定会更好。就科学而言，它非常擅长验证那些可验证的事物，但是对于那些不可验证的事物，科学则显得有些无能为力。而宇宙最为深邃的奥秘恰恰隐藏在后者之中。