科学的历史经验及其本质

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  近代科学已经过了300多年的历程,特别是在20世纪, 科学技术突飞猛进,改变了并将继续改变世界的面貌和人类的生活。世界正走向全球性知识经济的新时代。科学愈加成为人们关注的话题,总结科学发展的历史经验,正确认识科学的本质,将有助于我们更好地理解科学,支持科学,发展科学,从而造福于国家、人民,建设更高的人类文明。
      科学的历史经验
    ●科学的源泉、动力及条件
  生活在二千多年以前的伟大希腊哲学家和思想家亚里士多德(公元前384—322)在他的名着《形而上学》一书中曾经写道,哲学与科学的诞生要有三个条件:一是“惊异”,人们对自然和社会现象的困惑与惊奇,激励了好奇心与求知欲;二是闲暇,当时的奴隶制为贵族和自由民提供了优裕的生活和时间,从事理性思辨;三是“自由”,古希腊的城邦民主制为哲学和科学的自由思想提供了空间。这为哲学与科学的繁荣提供了条件。
  依据二千多年来科学发展的史实来考察科学的源泉、动力和条件,上述三点大体上仍然是正确的。差别在于当代经济社会发展对科学进步的需求比过去任何时候都更为强烈,还在于现代社会和国家对科学的支持能力、组织能力变得更为强大。
  古代科学主要来源于人们对于自然现象的观察和在从事农牧、手工业生产及医治疾病中关于自然规律的知识积累,并经过整理、分析、归纳和理论思辨,形成了系统性的知识体系和理论。由于当时社会生产力水平很低,观察和实验手段比较落后,当时的科学研究大多停留在零散的经验、表面的认识上。只有伴随着生产力的发展,实验科学才得以萌生。17世纪以后,科学实验成为科学活动的主要方式。因此,科学的源泉在于生产实践、社会实践与科学实验,而且科学实验是主要来源。科学的动力的确在于人类的求知本性和在大自然中生存发展的需要。因为科学家的求知创新欲望,要解释实验与理论之间、不同理论之间的冲突,成为科学知识体系不断追求完美的内在动力;而到了近代,由于科学的社会化,社会生产和发展的需求成为科学技术发展的强大外部推动力。正如恩格斯指出的那样:“社会一旦有技术上的需要,则这种需要就会比十所大学更能把科学推向前进”〔1〕。
  现代社会对科学发展的影响是多方面的,其中起决定作用的大致有四个方面。
  (1)社会对科学的需求程度。包括生产技术方面的需求, 国际经济竞争,国家安全需求,社会发展如农业、人口及健康、资源合理利用,生态环境保护,社会稳定和可持续发展的要求。
  (2)社会能为科学研究提供必要的物质条件。 首先要有先进的实验仪器,充分和便捷的文献和咨讯网络,充裕的经费支持,以相对优裕的工作和生活条件吸引和稳定一批优秀科学人才。
  (3 )整个社会民主政治和意识形态能为科学发展提供充分的科学民主、学术自由的良好气氛和社会环境。充分鼓励科学家自主创新精神,鼓励不同学术观点和学派的自由讨论;坚持实践是检验真理的标准,学术上论争,决不能以政治、行政权力和学术权威去裁判科学的是非,形成尊重科学、尊重人才的良好社会风尚和舆论环境;按不同科学活动的性质分别引导、评价和组织管理科研工作,保证一个必要与合理的科学建制;制订符合国情而又高瞻远瞩的科技法与科学政策。
  (4)建立良好的科学教育基础,一定水准的国民科学素质基础,相当规模和水平的科学工作群体和研究基地。科学不可能孤立地产生,必须有相应的科学普及,有较高程度的科学教育,形成优秀的科学家队伍;有先进的科学家体制,以及优良传统的学术组织和研究基地,提供有利于科学发展的良好的“生态”环境。
    ●科学的继承、发展、创新和突破
  科学发展的一个基本特点是其科学知识和科学方法的历史继承性。科学不是哪一个时代的产物,而是历史性的积累和发展的结果。由于自然现象的复杂性,人们对其规律的认识往往有一个由浅入深,由表及里,由此及彼,去伪存真的过程,逐步发展成系统的科学知识。正如牛顿所说:他所以能比别人看得远些,只是因为他是站在巨人的肩膀之上。这里的巨人,即指前人和所积累的科学成果。
  科学的意义在于发展和创新。有新的发现,对已有的知识按新的观点进行分析和归纳,创造新的理论和新的方法,或者用科学知识开发新的应用。
  在某一科学领域中,当知识积累和发展到一定的程度,可能产生重大的突破。这种突破可能使某一科学领域的知识结构发生根本性的变化,或使一门或几门学科得到迅猛的发展。
  ——有重大科学意义的新物种、新现象、新规律的发展,如镭的放射性的发现、生物遗传规律、化学周期律、河外天体的谱线的红移、 DNA分子双螺旋结构等的发现。
  ——有重大影响的研究手段的使用,如电子显微镜、射电望远镜、核磁共振成像与CT、电子计算机、人造卫星及遥感技术的应用等。
  ——有重大影响的新的科学方法的应用,如数理统计方法、快速富里叶变换(FFT)和小波变换方法、有限元方法、系统分析方法、 机器证明方法等。
  ——关键性的新科学概念的提出,如波粒二象性、反粒子、不对称、化学键、遗传密码、反馈等。
  ——一种新科学理论的创建,如牛顿力学、道尔顿原子论、麦克斯韦尔电磁场理论、相对论、量子论、达尔文进化论、摩尔根遗传理论、维纳控制论、地球板块漂移理论等。
  ——一个新学科的创立,如天体物理、地球物理、量子化学、分子生物学等,主要发生在学科的前沿和学科间的交叉。
  贝尔纳(Bernal,T.D.)提出,许多科学观念的改变就合成一场科学革命。迄今,已发生了三次科学革命,其中包括一些重大的科学突破。这不仅仅是重大知识和方法上的创新,而且从某种意义上是对原有知识结构和理论体系的重整与更新。科学革命往往在原有理论与新的实验事实发生不可调和的矛盾后引发的。例如相对论的创立、量子理论的诞生、DNA 双螺旋分子结构的发现和分子生物学的诞生都可看成是引发科学革命的事例。
  技术革命则是指一种能使整个社会生产力得以跃进性提高的新技术体系的出现,并逐步取代原有的技术体系成为社会生产力的主导,而旧有技术仍可能相当长时期内继续存在。例如蒸气机技术、电动力机技术、内燃机、化学合成技术、核能技术、半导体和大规模集成电路技术、计算机技术、空间技术等。近现代科技史表明,科学革命孕育技术革命,因而科学革命往往是技术革命的源泉、基础和先导。
    ●科学对生产力和社会进步的推动
  近代科学诞生以来,它对经济和社会的巨大推动作用越来越为人们所深刻认识。
  首先,科学对生产和流通所起的指导作用,和技术作为生产力中最活跃、最重要的因素所显示的革命性作用。
  十九世纪以来,由于麦克斯韦尔电磁场理论而导致的电力技术革命和产业革命,由于量子化学、化学键理论而导致的以煤和石油为原料的现代合成化学工业的发展,由于相对论和原子核理论而导致的核能技术,以及以量子理论和电子学理论导致的半导体和微电子技术的突破而带来的电子与信息产业革命,以及计算机与数字通讯网络技术所带来的全球信息化时代等,都证明了“科学技术是第一生产力”。科技进步不仅对生产效率、产品质量、生产和经营方式,而且对社会整体经济结构和人们的生活方式和社会观念也产生了革命性的影响。
  科学导致了对人与自然系统的关系的深刻认识,从而促使人类理智地控制自身,正确处理人与人,人与自然之间的协调的依据和手段,成为人类文明和道德、立法的重要准则。
  科学作为一种以实践为依据,并随着实践而不断发展的知识体系和思维方式,从而成为各个历史时期思想解放的先导,哲学或世界观革命的重要根源。恩格斯曾经说过:“甚至随着自然科学领域中每一个划时代的发现,唯物主义也必然要改变自己的形式。”〔2〕
  科学技术已成为经济与社会发展的决定性因素,成为综合国力和竞争能力最重要的因素,成为人类物质文明和精神文明的基石和推动力。
    ●科学的开放性和国际性
  自然科学从来就是全人类共同创造的精神财富,人类智慧的结晶。
  古代科学的来源是多源的,主要来自古希腊、古埃及、古巴比伦、古印度和中国;公元前7世纪至公元2世纪末,生活在地中海沿岸的古希腊人对人类科学作出了重要贡献。在公元六世纪至十五世纪左右的近千年间,阿拉伯人曾对世界科学的发展作出过特殊的贡献:一方面,他们翻译了大批古希腊的科学文献并加以发展,为古希腊和欧洲16世纪末开始的文艺复兴提供了历史中介;另一方面由于地处欧亚大陆桥地段,而成为沟通东西方科学交流的桥梁。中国的四大发明和陶瓷、冶金、丝绸等技术都是经阿拉伯人传入欧洲的。16世纪以后,欧洲人对近代科学发展作出了重要贡献,这也是欧美各国杰出科学家如哥白尼(波兰人)、布鲁诺和伽利略(意大利人)、开普勒和莱布尼兹(德国人)、弗兰西斯·培根和牛顿(英国人)、笛卡尔和巴斯喀(法国人)、维萨留斯(比利时人)……等共同努力的结果。
  到了现代,由于交通和通讯的便捷,科学的国际交流与合作变得更加经常,这已成为进行科学活动的一种必要条件。今天,一些耗资巨大的科学实验装置和科学工程如超级加速器、空间实验站,以及一些大型计划如人类基因组、国际日地物理和国际地圈生物圈计划等,都是以国际合作方式进行的。科学无国界,但科学家有祖国,历来科学家都有爱国奉献的传统,以自己的科学贡献为国家和民族赢得荣誉,创造自主的知识产权,为国家和人民造福,历来都是科学家崇高的理念和精神动力,但他们又把自己对科学技术的贡献看成对人类文明的贡献。
  自然科学的目的是认识真理。科研成果的创新价值只有国际共同的标准,而无国籍、种族、宗教和政治信仰的区分。科学的本质在于发现真理,揭示规律,而不是终极真理;科学不迷信权威,科学是无止境的前沿,科学是一个开放的体系。不仅对国际开放,也对未来开放,不仅在科学系统内部的学科之间,也在科学与技术相互作用;这表明,合作与交流是科学发展的必要条件。开放、合作、竞争、流动是科研组织尤其是基础性研究组织的一般规律。
  为了鼓励发明与创造,各国都通行知识产权保护制度,并订有国际公约,这实际上是对于有应用价值的科学知识及时公开的鼓励和补偿,专利权是有限的。从国家安全和利益出发,有时也需要对某些研究活动和成果实施有时限、有范围的保密。尽管如此,任何科学知识都是人类文明的成果,最终都必然汇入科学的海洋。
    ●科学与教育
  科学是现代教育的主要内容。教育是科学和人类文明得以持续发展的必要基础。科学列入教育课程为时较晚。十九世纪中叶以前,伟大的科学家的科学知识大多是靠自学和从事独立的科研活动获得的。虽然波义尔和牛顿受过大学的正统教育,科学并未在教会控制的大学里生根。由于工业革命,尤其是19世纪科学革命使得科学的社会影响空前提高,科学才逐渐进入了大学,先开设了科学课程,后分设科学学系(包括社会科学和自然科学)、工程学系。后来科学内容也进入了中学教育。科学的发展使人类知识体系不断地发展与完善,科学对经济和社会的推动作用愈来愈受到人们的关注和重视。至19世纪末科学已成为学校教育的主要内容。大学不但是传授科学知识的场所,也成为发展知识的基地。
  科学需要继承与发展,教育是科学和人类文明得以持续发展的必要基础。科学知识的传授,青年一代科学家的训练和培养都依靠教育实现。“发展科学技术,不抓教育不行。”〔3〕
  然而,科学教育从来就是一个开放的、分层次的、多样的发展体系。社会科普教育、中学科普教育、大学教育、研究生、博士后,以至终身教育。除大学以外、研究机构在从事科学研究活动的同时也把训练和培养青年科学家作为自己的责任。许多科学家也把发现和培养人才看作自己毕生科学工作的最大成就,国家也往往有相应的立法规定,独立研究机构必须承担的科学教育职能;企业从自身的竞争和发展出发,非常重视自身科技人才的训练和培养,制定培训计划,开设培训课程,和鼓励员工进修提高。政府也要求有条件的企业担负起大学生实习的义务,提倡企业工程师和管理人员参与教育,鼓励企业资助科学与教育;在当代和未来知识经济的时代,科学教育已经是并将迅速发展为一类新的宏大的第三产业。
      科学的本质
    ●科学是不断发展的系统性、理论性的知识体系
  科学知识是借助于正确的研究方法和技术手段认识客体,并积累、整理、分析、归纳其结果而系统表述的知识体系和理论。它不但来自生产实践和社会活动,更来源于科学实验;它是严谨的科学观察的记载、严格科学实验的结果,在一定条件下可以重复,能反映客观事物的本质与规律性,从而具有真理性。它是不断发展的,不但有数量的积累,也会有质量的飞跃。科学没有终极真理,它随时接受新的事实的检验,并伴随着客观事物和人们认识能力的发展而发展。科学按其研究对象的差异可以分为自然科学、社会科学与思维科学。在一定意义上,技术是科学知识有目的的应用。
    ●科学是认识世界和人类自我的研究活动
  科学不仅仅是指已被认识的真理和知识,也是指认识真理和获取知识的探索过程。原始的科学活动寓于生产活动,后来被逐渐分离出来,成为一种相对独立的社会活动。活动方式也从个别科学家,转变到18世纪后学院式研究;到20世纪已发展成为完全社会化、国家化和全球规模的社会活动。科学活动是一种创造性的脑力劳动,其主体是科技工作者——知识分子。科学活动需要物质条件,同时更需要更需要信息环境、精神氛围、科技人员的主观条件——知识基础、创新思想和正确的科学方法。这些都关系到科研活动的规模、层次、水平和效率。
    ●科学不仅是认识世界也是改造世界的强大力量
  着名英国哲学家弗兰西斯·培根早在17世纪就提出了“知识就是力量”的至理名言。100多年前, 恩格斯在马克斯墓前致的悼词中指出马克思把科学技术“看成是历史的有力杠杆,看成是最高意义上的革命力量”。〔4〕
  科学不仅在知识形态上通过劳动者和生产工具成为社会一般生产力,而且还经由管理和技术形态直接进入生产过程成为生产力。继18世纪以来,科学革命带来的技术革命和产业革命使人类社会生产力一次又一次取得飞跃的发展,充分证明了邓小平同志关于“科学技术是第一生产力”这一论断的真理性和时代性。其意义不仅在于强调指出了科学技术在当代社会生产力中的地位和作用,也在于强调对科学技术工作者和知识分子作为工人阶级一部分的重要社会地位和历史责任,在于强调科学研究、应用开发及其产业化的价值及意义。
    ●科学已是一种社会建制
  文艺复兴运动以前科学活动是小规模的,主要是少数科学家和先哲的个人活动;文艺复兴以后,欧洲相继建立了一批大学和科学院;到了19世纪以后,由于出现了科学—技术—生产的转化方式,显示出科学对生产力的革命性推动作用。社会对科学技术表示出强烈的关注与需求,科学活动的规模和空前发展的速度,则表现出对社会越来越大的依赖,科学社会化和社会科学化的进程正在迅速发展。现代科学已成为社会和国家的事业,专门从事科技活动的社会成员也空前增加。科学立法机构、科研管理部门、科学基金会、国立研究机构、大学、企业研究开发机构、科学学会、国际性科学组织……等形式不断发展,已发展成为一种完整的社会建制。这一建制树立了自己的科学目标、科学精神、科学价值观、科学道德规范,科学活动的方式和方法。她构成了当代社会建制的一个重要部分,并与政治建制、经济建制、文化和教育建制等相互影响,紧密联系,共同作用,决定着国家、民族和人类的文明进程。
    ●科学的价值观和科学精神
  马克思将科学的价值概括为“认识世界和改造世界”。
  科学的价值在于求真,在于它的真理性。而认识客观世界的社会价值更在于改造世界,在于为人类带来福利,满足人类的需求。科学之所以发展成如此宏大的事业,之所以受到社会的如此关注和重视,正是由于它不仅为人们提供了自然规律的系统知识,还在于它为生产力的发展和人类文明进步注入不竭的动力。
  科学的价值是通过科学活动的内部结构实现的。当代科学认识活动已经形成了特定的内部结构——基础研究、战略研究和应用与发展,其发展趋势是相互联系更加紧密,转移更为迅速。基础研究的目的在于增加新科学知识和新的科学领域,而往往并不直接考虑特定的应用目的;战略研究是近年来出现的概念,是指重大战略意义的研究与发展工作,包括重大战略高技术和重要公益性研究;基础和战略研究主要依靠国家支持和组织。应用与发展旨在通过研究所获得的知识指导生产新的材料、产品和设计,建立新的工艺、系统或服务,并从本质上去改善已经在应用的那些材料、产品、设计和工艺。应用与开发的主体是企业。从而科学作为整体体现了其双重的社会价值——真理价值和应用价值,表现了不同的行为方式和运行机制。
  科学活动的行为规范和科学精神的形成是与科学实践活动的本质相联系的,它又成为科学实践得以健康发展的保证,并随着科学的发展而不断发展和完善。
  科学以探求真理为目的,科学工作者最重要的品格就是实事求是的精神。不迷信,不盲从,不附和,不武断,不专横,以实验事实为依据,只服从真理。
  科学是无止境的前沿,世界没有穷极的真理,创新精神是科学精神的应有之义。进行科学创新必须首先解放思想,不为传统观念和已有的知识所束缚,善于提出新的问题,勇于开拓新的方向,创造新的知识,创造新的方法。
  科学是系统的观察和实验同严密的逻辑思维相结合的产物。它以实验事实为根据,以系统性、理论性的方式反映客观事物的结构、性状与运动规律。
  科学工作必须遵循严谨踏实的科学作风。科学观察和实验必须经过严密的设计和严格的观察和记录,必须经得起检验,并可以重复。分析也应遵循严谨的科学推理或数学分析及计算方法来进行,结论必须包括实验的限制条件和范围。
  科学是人类知识的继承和积累,科学是老老实实的学问,科学家应该尊重前人的劳动,自觉地培养和提携青年一代,诚实地对待自己和他人,面对历史和将来。任何剽窃、抄袭、弄虚作假,压制和抹杀他人科学成就和夸大自吹的行为都为科学界所不齿,都只会落得身败名裂的结果。
  科学已成为一项社会化的实践活动,需要科学家之间的互相合作,尤其是当代科学活动更多依赖跨学科科学家之间的紧密协同,依赖于规模宏大、技术复杂的实验和观察。科学工作者更需要有协作精神和团队精神,仅靠个人的聪明才智在现代科学面前是难成大器的。
  科学从来以认识客观,探求真理为己任,科学应用的目的也全在于造福于人类。科学家历来就以奉献科学、奉献社会、奉献人民为己任。而不把科学知识视为谋取私利的手段。
  应用发展工作的目的在于满足需求和取得市场竞争的优势。提倡公平的竞争,遵循知识产权、国家和社会安全、环境和生态保护等法规。但依然必须遵守求真、务实、创新、协作的职业道德,遵守社会共同道德准则。
  科学工作者不但以自己的科研活动奉献国家和人民,科学家历来关注世界的和平与正义,崇尚民主与自由,主张人类与自然的和谐与平衡。也以自己的科学道德、科学精神为人类精神文明作出自己贡献。
自然辩证法研究京1~5B2科学技术哲学路甬祥19981998路甬祥,中国科学院、中国工程院院士,中国科学院院长。邮编:北京100864 作者:自然辩证法研究京1~5B2科学技术哲学路甬祥19981998

网载 2013-09-10 21:59:02

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