所谓现代科学技术,指的是大约从20世纪初以来的科学和技术,这个时期是以原子能的广泛开发和利用,电子计算机的问世、迅速发展和广泛使用,空间技术的出现及生物工程的发展为标志的。就科学研究领域的深度和广度而言,超过了历史上的任何时期。自从相对论和量子理论于20世纪20年代创立以后,科学研究实现了一次大飞跃,人们对物质世界的认识深入到新的层次和领域,即微观领域,物质世界不同层次的运动规律和相互联系进一步被揭示出来。维纳在《控制论》一书的导言中曾预言:“在科学发展上可以得到最大收获的领域是各种已经建立起来的各部门之间的被忽视的无人区。”事实证明,正是在这些“无人区”形成了一系列的新的分支学科、边缘学科和交叉学科,并产生了控制论、信息论、系统论这组具有方法论意义的综合性技术学科群。就自然科学内部讲,分子生物学的创立和发展是一个典型的例证,这门学科是多种学科相互渗透、相互促进的产物。19世纪,生物学的巨大进步是从宏观上认识了遗传物质的基础是基因,发现了细胞及其各部分的功能,创立了进化论。但由于研究手段的局限,生物学一直还停留在非定量描述阶段。20世纪初,由于物理学和化学的飞跃发展和向生物学的渗透,一系列物理、化学研究中的新技术、新方法、新仪器设备推广应用到生物学领域,大大提高了对生命物质结构分析的精确度和深度,以及对复杂生命系统的综合认识能力。50年代以后,控制论、信息论、系统论和现代数学从不同角度同生物学结合,终于使生物学进入了定量的和分子水平的阶段,形成了一门崭新的学科——分子生物学。
不仅在自然科学领域内出现了学科之间的相互交叉,而且由于控制论、信息论、系统论作为方法论学科的广泛适用性,还出现了自然科学向社会科学广阔领域渗透的横向联系,产生了如经济控制论、社会控制论、语言控制论、信息心理学、教育控制论等交叉科学。部分社会科学的部分领域开始向定量描述的方向发展,致使科学研究出现了整体化的趋势。学科之间的相互交叉、渗透,不同领域的科学工作者之间的协作成为现代科学研究的突出特点。
从方法论的角角看,科学研究的历史似乎经历了一个循环。
古代的人类文明中心在东方,特别是在我国。当时思想方法的特点是,从朴素的系统观点出发,强调世界的统一性、整体性与协和性,表现为一种古代自然主义的世界观。典型的理论是我们的阴阳五行学说。
16~18世纪,人类文明中心移向西方世界。随着自然科学各学科的诞生,渐渐地形成了机械唯物主义的自然观。在这一自然观形成的过程中,培根、笛卡儿、伽利略、牛顿等人所建立的科学研究的方法对自然科学的发展起了巨大的推动作用。培根(F.Bacon,1561~1626年)是唯物论者,他重视科学,提倡归纳法,主张大量搜集材料,进行科学实验,再从实验数据探求出结果;但他轻视演绎推理和数学。笛卡儿(R.Descartes,1595~1650年)的世界观属于唯理论,他相信直观,主张只要思想明晰,就应该可以发现一切凭理性可以认识的东西。他强调数学和演绎法的作用,认为科学实验不过是演绎法的辅助方面。他在《论有效地引导我的理性和寻找科学真理方法》一书中提出了科学方法的四条准则。伽利略(G.Galilei,1564~1642年)则从唯物主义世界观出发,把观察、实验方法和数学方法结合起来,定量地描述了物质运动的规律。牛顿(I.Newton,1642~1727年)作为经典力学的创始人,对机械唯物主义自然观的形成起了决定性作用。他继承了培根、笛卡儿和伽利略的方法论思想,并加以完善。机械唯物主义自然观的主要之点是:重视观察和实验的作用,主张一切科学研究都要从观察和实验出发;重视对所获得的感性材料进行归纳和分析,并从中得出科学结论;认为整个自然界应分解为各个不同的部分和领域,各部分都服从牛顿力学定律。这种认为牛顿力学规律可以解决一切科学问题的机械唯物论最终暴露了其局限性,导致了夸大必然性、否定偶然性的机械决定论。
从18世纪中叶起,以产业革命开始的技术革命推动了自然科学的发展。科学研究领域不断扩大,一系列除力学以外的、研究高级运动形式的学科(物理学、化学、生物学、地质学等)相继发展起来;同时还表现为科学方法的飞跃,开始从分门别类的研究过渡到阐明自然界各个过程之间的联系,从分析现成的事实过渡到考察自然过程的变化和发展,从用力学的尺度衡量一切过渡到阐明各种运动形式的特殊本质。正如恩格斯所说:“事实上,直到上一个世纪末(指18世纪末——笔者),自然科学主要是搜集材料的科学,关于既成事物的科学,但是本世纪,自然科学本质上是整理材料的科学,关于过程、关于这些事物的发生和发展以及关于这些自然过程结合为一个伟大整体的联系的科学。”这时期,在自然科学领域出现了许多重大发现,如能量守恒定律、元素周期律、细胞学说和生物进化论等,各门新的学科开始形成为理论,自然科学已从经验科学变成了理论科学。与之相应,必然带来研究方法的改变,用观察、实验、归纳、对比等经验手段达到分类积累现象的方法已经不能满足科学研究实际的需要。科学家必须进行理论思维,即对材料进行抽象和概括,建立起准确的概念,进行判断和推理,进而提出假说,然后再用实验来验证假说。只是到了这个时候,原来被认为是孤立的自然现象被证明是统一物质运动的不同形式;原来被认为从一开始就形成固定性质的事物才被证明是逐渐形成的,不断发展变化的。这种自然界的辩证认识使科学工作者的自然观从机械唯物主义走向辩证唯物主义。但总的来讲,19世纪末以前,自然科学的研究还是处于学科分类、分化的阶段,因此人们强调对自然界的分解,强调局部的定量描述。
随着现代科学技术的发展,科学研究不仅继续深化着“学科的分离”,而且要求新的高层次的综合。以相对论、量子理论的发现为转折,自然科学向宏观和微观两个方面纵深发展,科学的划分越来越细,形成了科学理论的多样化。为了研究和解决比较狭窄的课题,必须使用越来越专门的方法和手段,于是新的分支科学不断出现。同时,科学研究发展到一个更高的综合阶段,学科之间的结合,“边缘地区”的开发,不仅使事物之间的纵向联系被揭示,而且发现了事物之间的横向联系。这就把科学研究推向新的更高层次的综合阶段,要求用新的原则和方法对现有理论进行进一步的概括和综合,以形成统一的、完整的理论体系,这就是所谓科学研究的整体化趋势。于是,西方的先进科学技术终于在古老的东方找到了它的哲学渊源。正如著名的现代系统论专家、耗散结构理论的创始人普里戈金(I.Prigogine,1917~)所说:“我相信,我们正朝着一种新的综合前进,朝着一种新自然主义前进。也许我们最终能够把西方的传统(带着它对实验和定量表述的强调)与中国的传统(带着它那自发的、自组织的世界观)结合起来。”
科学家的自然观和思维方式,从古代的自然主义,经过了漫长、迂回而又是必经的道路,正在走向高一层次的新的自然主义。
(摘自安文铸《教育科学与系统科学》,吉林教育出版社,1990,第58~62页)