科學是一套有組織、有系統、有邏輯的知識體,科學家探究自然現象,從中發現問題,尋求問題解決的方法,期能獲得解決問題的答案。科學家在描述、解釋、預測的過程中,彼此之間存在三個共通的基本觀念:因果觀(Idea of Cause )、次序觀(Idea of Order )、機緣觀(Idea of Chance )。
首先,就【因果觀】而言,科學家探討自然現象,都會從造成現象的結果,往前追究產生現象的原因,從中尋找前後之因果關係,並從因果關係歸結出因果定律。例如:英國物理學家牛頓(Newton),觀察自然現象中物體總是自然落向地面,而提出萬有引力定律,以解釋說明自然現象中各種物體,因為地心引力而被吸引著導致自然落地的結果。牛頓並進一步探究物體運動與作用力的因果關係,而歸納出運動三大定律:慣性定律、作用力定律、反作用力定律。這種因果觀,在科學家探討問題中,自然而然形成彼此之間的共識。
其次,就【次序觀】論之,科學家探究自然現象,都相信自然界各種事物,依形狀大小、時間先後、位置排列、物體輕重、行動快慢、距離長短、高低、深淺等等,均有次序,從這些次序中,歸納出規則,再依此規則類推,找出邏輯,定出原理、原則、定理、定律。例如德國天文學家克卜勒(Kepler)觀察天文現象,發現各種行星運動皆以其一定的軌道、依【次序】在運行,而提出行星運動三大定律。
第三點,就【機緣觀】而言,科學家探索自然現象,都相信自然現象的發生,皆有其偶然機會,在數學家而言說它是機率。諾貝爾物理獎得主法國物理學家居里(Maria Curie)夫人曾說過:任何事件皆有可能發生,除非能證明它不可能。這就是相信機會,相信機緣、機率。從生物學角度觀之,生命的發生,也是一種偶然機緣。以嬰兒的醞育出生而言,2~4億的精子中,其中之一游得最快的精子能與卵子結合,就是一種機緣巧合。
奧地利生物學家孟德爾(Mendel)觀察碗豆雜交實驗,發現植物第一代、第二代、第三代的性狀遺傳,都有【因果】關係,並依【次序】呈現,其顯性與隱性比例有一定【機率】,而歸納出顯性原則,並進一步提出生物遺傳學有名的孟德爾遺傳第一定律與第二定律。其實,平日只要細心觀察生活中所接觸到的事物、所發生的現象,都有其因果關係,次序關係,與機緣或機率關係。