[转帖]圣殿内外—科学的本质及其辩证发展
宋正海(中国科学院自然科学史研究所)科学是关于自然、社会和思维的知识体系。科学的任务是揭示事物发展的客观规律,探求客观真理,作为人们改造世界的指南。科学通常可分自然科学和社会科学两大类。人们对科学、特别是对自然科学是十分崇敬的,人们从事科学探索事业、走近科学研究场所均有圣洁之感,故常把已为学术界公认的科学体系及其成果称为科学圣殿。本文讨论的圣殿只指自然科学。圣殿内外有着复杂的联系和辩证发展,科学大厦的发展壮大呈现出明显的曲折性。
一,科学圣殿
科学体系所以有圣洁之感,可称为科学圣殿,主要是两个原因:
首先,科学是生产力,是人类社会得于生存和发展的基础。人类社会得于生存和发展最根本必须建立在社会物质生产之上的。历史唯物主义所阐述的社会发展规律,是生产力决定生产关系,经济基础决定上层建筑(包括意识形态)。而生产力又由劳动者、劳动工具和劳动对象三要素组成。这里的劳动工具本身是科学知识创造的。这里的劳动者也不是普通的人,而是有科学知识、劳动技能、生产经验,因而能掌握劳动工具从事社会物质生产的人。即使在劳动对象中也体现着科学的力量。正是科学的力量使自然界的物质和环境条件越来越多成为劳动对象,成为人类的物质财富。只有在发达的科学基础上人类才建立起高度发达的文明社会。
第二,科学体现了人类所追求的真、善、美崇高境界。科学最根本是追求真,揭示事物发展的客观规律,探求客观真理,所以科学家及其工作均是老老实实、脚踏实地的。科学不仅反对一切假的、虚的、伪的东西,而且善于从纷乱的表面现象中鉴别出真的成份。科学圣殿是人类世世代代探求自然界奥秘的艰巨历程中得到的有关客观世界的真理及其知识体系。
科学也追求美,爱因斯坦称之为“科学美”,为“思想领域的最高的音乐神韵”。科学美与自然中的形象和景致之美不同,是一种内在的以和谐为表现方式的美。无论科学探索的简单性还是复杂性,人们均能探求并得到大自然的这种和谐美的。这种美成为人类社会追求美的一个重要源泉。最近,在李政道的倡导下,中国刚召开科学与艺术的学术会议和展览会充分展示了科学美,促进了科学家与艺术家的联盟。
真、善、美通常是统一的。追求真理、追求内在和谐的科学家的良心通常是善良的。他们从事科学探索通常有着探求真理的崇高目的。他们通常有善良的价值观的:有的为了发展生产提高人民生活;有的为了防灾减灾保卫人民生命财产;有的为了反击侵略保卫国家安宁,如此等等。每当科学家知道自己的科学成果被私利集团用于罪恶目的,那他们中极大部分人是异常痛苦的。
二,科学圣殿建造和壮大
今天的科学圣殿是人类世代与大自然斗争中建造起来的,人类劳动和智慧的结晶。
科学发展的内因是人类对自然的认识能力有限性和无限性的辩证统一。
个体的生命对自然界的认识能力必竟是有限的。即使是一个具体的时代,作为群体的人类对自然界的认识能力也是有时代局限性的。这是因为人类的认识能力的实践基础总是受一定的历史环境制约的。自然科学发展的历史环境主要包括经济技术水平、科学文化基础和自然史展开状况三要素,而这三要素本身也经历着由低级向高级不断发展的漫长历史过程。
经济技术水平虽然各国发展不平衡,但从总体上看,在一定的时代里,生产力水平总是有时代局限性的,所以经济技术水平也是有限的。因此社会对科学提出的课题是不会不切合实际的。同时社会对科学活动(特别是科学实验、科学观察)给予的经费和装备也是有限的。
人类对自然界的认识由低级向高级发展,任一时代自然科学知识的积累、科学发明发现的成果、科学体系的大小、形态和完善程度、科学家的自然观、科学观、方法论的进化水平总是要建立在对前代留下的科学文化基础上。所以任何一个时代的科学文化基础总是有限的。
自然史(天体史、地球史、生物史、体质人类史等)在不同的发展阶段,有着不同现象和不同周期(准周期)的组合。自然史远比人类社会史特别是人类文明史在时空上大得多,所以人类是较难直接观察到时空范围较大的自然综合体的发生发展和衰亡的全过程的。人类目前已研究掌握的自然界各种基本物质状态、基本性质以及各种基本运动规律,基本是在地球条件下所反映出来的。但地球乃至整个太阳系在宇宙中只是沧海之一粟。由此可见,当前人类所认识的有关物质运动的基本状态、基本性质、基本规律可能并非一定是基本的,而可能是特殊的。自然物质的状态、性质和运动是千变万化的,要了解物质在超高温、超高压、特强电磁场等情况下的性质和运动规律,需要人类对更高科学技术发展的努力和耐心等待。人类要观察许多小概率自然异常事件并对之进行研究,需要人类耐心地等待。
由此可见,科学史是个漫长的无限发展过程,对于任何一个时代,无论是个人还是整个一代或几代人类,其认识总有着一定的时代的局限性。但是,只要人类这个物种历经劫难不绝种,那末人类社会总是在不断发展的,。上述三大方面均是无限发展的。这决定了人类对自然界认识能力的无限可能性。任一时代的人均可能突破前人的时代局限性,观察到前人未能观察到的自然现象,可认识到前人未能认识到的自然规律。由此可见,科学圣殿的建设是个不断完善的历史过程。
三, 圣殿内外的辩证发展
任何具体的科学理论成果(概念、定义、假设、学说、乃至定律等)均是客观真理的一定反映,但均不全是绝对真理而是相对真理和绝对真理的统一。正是这样,科学史才呈现千变万化的状态,其发展并非只是量的积累,而是量变到质变,是量变和质变、线性与非线性的结合。这就是科学圣殿内外辩证发展的图景。
科学在萌芽时期是与巫术相互包容,难于划分,其后科学独立出来形成体系沿着自己的规律发展。科学发展是常规时期和非常观时期的不断交替。在常规条件下基本发展模式是收集(观察和实验)现象,通过归纳,上升到理论,成为假设。假设只要求能解释尚不多现象而无明显的逻辑矛盾。随着科学实践范围的扩大和深入,又有不少新现象的发现,当较多的新现象与原有假设发生大的矛盾时,就必须要修改乃至推翻旧的假设而建立新假设。在科学史上,假设是很多的,故淘汰率也很高的。假设如经过长期的科学实践的支持,得到大多数科学家的认同,本身理论也较完善,便上升到学说。学说要受到更多科学实践的检验,或被新学说所取代,或上升为这一时代科学界公认的定律。由一系列定律为构架,包括有大量事实、概念、定义、方法以及自然观、科学观、方法论等便构成了这一时代的正统科学体系即科学范式,成为这一时代人们心目中的科学圣殿的核心。由此可见,科学史上,新科学理论的提出和被公认从而进入科学圣殿,以及圣殿内不符合新实践的理论要修改乃至被逐出圣殿也是历史发展的需要和必然的。按照这一科学发展基本规律,广大科技工作者和科技界领导普遍是大力支持科学前沿探索,鼓励科学创新精神,进行科学观察和科学实验以检验并发展科学理论的。科学家的天赋和良心要求是能倾听实践的呼声而不墨守陈规,对于已有理论只是用作现时科学的一个基础和指南,而不是简单地用作否定新理论(特别是有重大原始创的新理论)和轻率否定新现象存在的手段。
科学圣殿是个辩证发展的过程,其中的概念、定义、假设、学说乃至定律本身不是绝对正确的,而需要在实践中更新在历史中发展的。正是这种更新和发展才使科学体系不断发展,科学圣殿才永葆灿烂的光环。反之,如果把本时代的具体的概念、定义、定律、理论认为是神圣的永久不变的绝对真理,从而拒绝承认客观现象,轻率否定新理论,那就不符合科学发展规律,也无科学精神可言的。
四,科学圣殿发展的反复性
科学史可以证明,科学发展中有时真理在少数人手里,因而在一段时期中,这种新理论不可能得到公认,不能进入科学圣殿,而只能在圣殿外呐喊或呻吟。科学发展中真理是通过更广泛的科学实践(不只是科学实验,还包括科学观察、数学演算、逻辑推论以及在社会实践中对自然的体察等)和反复的学术争论乃至学术斗争后才能被学术界广泛承认,进入科学圣殿的。科学史上,这种科学新发现、新思想、新理论及其有关科学家受到冷遇和打击的事例是很多的。
科学史上,大量科学蒙难情况生动说明了科学圣殿发展的反复性。80年代我国出版的《科学蒙难集》书(湖南科技出版社,1986年)专门收集了62个事例,较全面地介绍了种种蒙难情况。此书归纳科学蒙难的原因有十个方面:(1)传统观念的束缚;(2)学术权威的压制;(3)习惯势力的阻挠;(4)反动阶级的扼杀;(5)认识水平的限制;(6)管理政策和方法的不当;(7)错误哲学思想的障碍;(8)嫉妒思想的干扰;(9)争名夺利的抵毁;(10)自然灾害的袭击。如果进一步归纳,可归入三大方面。
(1) 科学认识局限性造成的原因
自然现象极其复杂,故人类对它的认识是十分艰巨的。由于科学家的自然观、科学观、方法论以及科学实践条件和知识结构的不同,所以他们对同一学术问题的看法经常不相同的,争论不断,有时还形成学派之争。在科学史上学术争论是正常现象,通常也是科学不断发展、科学圣殿不断壮大的一种正常过程。尽管真理越辨越明,但有时由于新理论的不完善性以及传统的巨大保守性,也一定程度阻碍了新科学发展,造成科学发展的曲折性。可举例如下:
1755年德国哲学家康德(I.Kant,1724-1804)出版《宇宙发展史概论》一书,提出了太阳系形成的星云假设。但由于形而上学自然观的排斥,此理论长期被埋没。1796年法国数学家拉普拉斯(P.S.Laplace,1746-1827)出版《宇宙体系论》一书,公布了他独立研究而提出的太阳系形成的星云假设,人们才想起41年前康德已提出此理论,因而后人把此学说称为康德一拉普拉斯学说。
1915年德国魏格纳(A.L.Wegener,1880-1930)提出大陆漂移说,但在40年代大陆固定论占绝对统治地位时,大陆漂移说几乎消声匿迹,只是在英国霍姆斯(A.Holmes,1890-1965)的《物理地质学原理》书中以及荷兰的万宁·迈乃兹(F.A.Vening-Mernesz,1887-1966)还坚持此观点。
1952年日本化学家福井谦一等三人在美国《化学物理》杂志上发表了“芳香烃化学反映活性的分子轨道理论”论文,创立了分子前线轨道理论,其后又进一步完善,能较好地推测和解释一些化学反应。然而,由于日本当时忽视基础理论,提倡模仿,忽视创造,因而成果在国内得不到发表。直到30年后的1981年,他的理论才得到国内外公认,因此获得诺贝尔奖。
1944年美国艾弗里(O.T.Avery,1877-1955)等三人,证明了不同种的肺炎双球菌之间的转因子是DNA,第一次用实验证明遗传信息的载体是DNA而不是蛋白质,这是关于遗传物质基础研究重大突破。然而,由于当时认识水平所限,在近十年中这一新理论非但没有引起科学界的重视,反而引起同行的怀疑和非难。一个本应获得诺贝尔奖的学者,却丢失了机会。
在科学学中还专门提出主要由于认识局限性反映科学发展曲折性的几个概念。这种反映不一定有普遍性,但现象确实是存在的。科学史家默顿(R.K.Merton)提出科学上也存在有“马太效应”,即对已有相当声誉的科学家做出的科学贡献给予的荣誉越来越多,而对那些未出名的科学家则是不承认他们的成绩[参见“科学中的‘马太效应’”,《自然辩证法通讯》,1980年6期]。马太效应的存在,使得许多尚未成名的年轻人、“小人物”的科学创见和研究成果得不到更多发表机会,即使发表后也往往得不到科学界的重视,被长期冷处理。科学学中还提出“普朗克现象”,指科学新思想新理论被得到承认,并非主要是坚持传统理论的科学家接受了新理论,而是生老病死的生物学规律发生了作用。今天的科学、科学学已十分先进,但仍不能说人们对科学的认识已经完善,今后科学发展的巨大曲折性已肯定不再出现,其实不然。令人想不到的是在科学高度发展的今天,人们反而对什么是“科学”有了大的分歧,已引发了多种争论:如围绕有关中国古代有无科学问题之争;有关当代科学是否已走向终结之争等。
科学认识的局限性不仅是科学假设的更替、科学具体理论的变革和进化。科学发展还有着更大的波动曲线,即常规时期和非常规时期的交替。按照美国科学史家库恩(T.S.Kuhn)《科学革命结构》一书所揭示的科学发展的这一规律。在常规发展时期,科学已有的规范可发挥很大作用,有力地维护科学活动的正常秩序、促进了科学事业的发展。但当科学实践的进一步巨大发展,越来越多新现象及其新理论与已有的科学基本理论相碰撞时,新科学理论发展往往会受到较多的排斥和不公正的对待。所以在科学转型时期,即在科学革命的前夜,被排斥于科学圣殿之外而在呐喊乃至呻吟的新科学理论可以是较多的。这些理论有些还可能是科学革命的前驱,是未来科学体系和科学圣殿的核心。
(2)科学不道德行为造成的原因
作为科学事业开拓者的科学家是人而不是神,何况,其科学成就与世俗利益(职称、职务、工资、住房等等)挂钩的。因此当新旧理论的碰撞时,位于圣殿高位,名列仙班的权威人物,并非均能为国为民、忧国忧民,从而能宽容大度,坚持真理、修正错误,能接纳较大否定自己学术权威地位的新理论到科学圣殿中来的。前述许多例子已有说明了。在当代这样的事例也不少的。由于科学家的社会性和世俗性,这也有可能使真正优秀的科学成果,创新的科学理论迟迟不能被权威性学报所公布,少数发表后也往往遭到冷处理,因而长期不能进入科学圣殿。
戴维(H.Davy,1778-1829)在发现法拉第(M.Faraday,1791-1867)这个物理学人才上作出了贡献,但当法拉第做出了一系列重要科学发现,超过老师戴维后。戴维不仅一直不改变法拉第实验助手地位,而且还诬陷他剽窃了别人的成果,还极力阻拦他进入皇家学会
。
1826年挪威青年数学家阿贝尔(N.H.Abel,1802-1829)解决了许多大数学家长期未能解决的问题,他将论文“论一类极广泛的超越函数的一般性质”提交法国科学院。该院数学家傅立叶(J.Fourier,1768-1830)只读了引言,便让别人审查,结果稿件丢失。三年后,阿贝尔去世,论文才找到,而发表则被拖延了12年之久。1829年,青年数学家伽罗华(E.Galois,1811-1832)将自己关于群论的论文递交法国科学院。然而又是这位傅立叶还和另一学者把此论文给散失了。1831年伽罗华又将论文交给法国数学物理家泊松(S.D.Poisson,1781-1840),再次遭到指责和否决。伽罗华英年早逝,论文直到死后六年的1946年才得于陆续发表,引起学术界重视。
1830年法国青年化学家罗朗(A.Laurent,1807-1853)提出有机物的一元学说。这与的白则里(J.J.Berzelius,1779-1848)的二元学说背道而驰的。一元学说遭到白则里等人的激烈攻击。他的老师法国化学家杜马(J.B.A.Dumas,1800-1884)原来倾向于罗朗观点,但此时立即解释说,这只是罗朗自己的观点,不要强加于他。罗朗学说迟迟得不到公认并受到巨大压力。后来罗朗学说得到实验证明后,杜马又摇身一变说这是他创立的,而把罗朗抛之一边。在忍无可忍情况下,罗朗提出申诉,但未获成功。杜马靠他的权威把罗朗排挤到边远地区的学校去教书。由于实验室条件长期差,加上心情不好,他在46岁就死去了。
1883年俄国梅契尼科夫(И.И.Мечников,1845-1916)发现了吞噬细胞,这是免疫学的重大理论,但接踵而来的是一些权威的粗暴指责和同行的冷嘲热讽。这就大大地妨碍了他的预防疾病方法的推广。
在学术界,由于不公平竞争,学术成果受到不公正对待,进而在提职、工资、住房等方面的压抑乃至早逝的例子能时而听到的。为此国内外科学学界也研究过同行评议的利与弊,此种方法确有很多优点,但已发现弊端也是不小的[“同行评议中的越轨及控制”,《科学学研究》,1993年3期]。在科学转型阶段,同行评议在这中间主要起正作用还是反作用已是科学学中争论的大问题。
(3)政治倒退时期的科学浩劫
科学史上有时可能遭到浩劫,则往往有着深刻的科学本身以外的社会因素,特别是意识形态,起大的作用。这时学术民主根本不存在,政治和哲学的批判完全代替了学术争鸣,这种斗争结果一般来讲是对科学新理论的扼杀,有关科学家遭到政治迫害。长期严重的可以使科学停顿,乃至倒退,从而使许多重大的科学发现、科学理论推迟多年乃至几十年上百年。在政治不清明或黑暗时代,科学圣殿遭到大劫难:欧洲中世纪宗教法庭迫害乃至烧死许多科学家;德国法西斯时期迫害或屠杀了大批犹太科学家;斯大林时期的苏联对摩尔根遗传学派、控制论、共振论等进行批判;中国文革中对控制论、相对论、基因遗传学、生物地质灾变论进行大批判。这种迫害往往是出于政治和意识形态的原因,所以不足为怪。这类情况在当代的世界和开放的中国已不太可能出现,故其借鉴意义已不特别大。
五,坚持百家争鸣,使科学圣殿不断发展更加圣洁
20世纪70年代以来,科学的整体化潮流已越来越明显;人与自然关系发生了根本性的转变;重大科学研究的对象主要不是简单的物质运动形态及其简单关系,而越来越多是研究复杂性、非线性。科学界预测21世纪究竟是什么样科学时代众说纷纭:有生物学时代、生态学时代、信息时代、地理学时代、网络时代等。但不管是什么时代,已不是以往400年中以探索物质简单性为基本特征的大物理学时代而是复杂性研究时代。这种复杂性研究对象不仅包括各种自然史,还包括自然与社会结合的更复杂的综合系统的结构和演化。可以肯定在21世纪里,随着具体科学的进步,人们的自然观、科学观和方法论的进步也是必然的。目前已看出端倪的趋向是:由分析走向综合;由还原论走向系统论;由机械论走向辩证法;由力学时代走向复杂性时代;由单学科走向多学科综合时代,总的可说以说由大物理学时代走向复杂性研究时代。复杂性研究与常规研究中的确定性、线性研究有着大的不同。复杂性表现为非线性。非线性问题对初值异常敏感,说明在复杂性研究中将更多面临的是不可数、不可决定、不可计算、不可预言这类尴尬局面。在复杂性研究时代,近代科学中以探索简单性中十分重要的科学实验重复性标准以及数学的精确化标准已退居困难地位。虽然这种近代科学形成的观念和方法论在当代和未来常规科学研究中仍很有用,但这必竟应该主要局限在这个常规科学研究领域才能自由运用。新科学发展正召唤新的科学观和方法论的匹配。值得高兴的是在这新的科学史时期,古老的中华科学传统(自然观、科学观、方法论等)以及异常丰富的有关自然灾害和异常史料,已在当代科技前沿探索中发挥重要的促进作用。当前,有关新旧自然观、科学观、方法论的矛盾和斗争已是势所必然。在这中间,如果处理不好,很可能有不少对传统科学体系有大的挑战性新思想、新理论在相当长时间里不能进入科学圣殿,甚至可能被打入另册,受到批判。为了推动科学现代化,在当代,科学正经历变革时期,每一个从事前沿探索的科学工作者以及有关的科技界的领导、科学工作者。在大量科学新现象与传统科学理论、科学观念碰撞,从而引起学术界争论时,我们首先要有正确科学观、方法论。在艰巨的科学探索领域,我们不应该过份强调从已有的科学和科学哲学的定义出发,而应尊重实践,倾听实践的呼声,研究新现象,提出新假设,发展科学理论,推动科学的变革?
当代我国在由社会主义计划经济向社会主义市场经济转轨时期。这将陪随着阵痛,明显的是不正之风的泛滥。不正之风现已较严重侵入到科学圣殿中来,这种严重情况已在科技立项、基金评审、成果鉴定、职称评定乃至论文发表等等方面较明显反映出来。这已一定程度影响科学经费的合理分配、新科学人才的脱颖而出乃至科学机构内的安定团结。
鉴于上述种种历史和现实情况及其反映出的经验教训,我们认为为了实现我国科技现代化,必须加快科技体制改革以及真正贯彻百家争鸣方针。而要真正实现这一点,一个起码的做法是重视创新、鼓励创新,不能以任何冠冕堂皇的理由不让有长期研究并已深思熟虑、自圆其说的新科学理论较完整地发表出来。更需要让被科学主流派反对、排斥或尚未被主流派承认的学术上严格、已有较多新科学实践的支持理论上能自洽的重大原创性的学理论能公诸于世。如果这种理论是正确的或大部分是正确,那这样做,可以促使其及时进入科学圣殿及时纳入科学体系中,那就是对科学事业作出贡献;如果其中一些理论是不成熟甚至最后被实践证明是错误的,那对我们科学事业并没有带来任何损失,相反可以使已有科学理论接受了新的考验从而更加壮大和完善?
北京“天地生人学术讲座”在1990年开创时,就讲座“主题和主题报告的选择”就有这样一条规定,对于“当代学术热点,或是估计会引起激烈争论的重大学术问题或可能广泛影响的学术生长点;凡对当前流行的重大学术理论问题,基本持反对意见并已有一定研究深度的观点,尽可能安排报告。所以这样安排,只是为了贯彻百家争鸣,并不说明讲座组织人有很高的学术鉴别能力或有某种学术倾向。凡有重大争议的问题要争取双方在同一讲座中报告。凡有争议问题的讲座,报告后将安排充分时间进行讨论。”10年多来我们已举办430余次“讲座”,包括1000个报告,其中相当部分是创新的,很有水平且有重大科学价值的。“讲座”的这种做法,目的是介绍给整个学术界,让更多人来鉴别、关心、思考有关科学新理论问题。这十分有利于科学圣殿的壮大,更有利于我国科技现代化事业的发展。
学术上的不同意见只有通过学术讨论和百家争鸣去解决,不能简单采取政治和哲学界定的方法去罢黜百家、独尊一家。也不能用票数多少来解决。百家争鸣方针是符合科学发展基本规律的,因而得到科学界的广泛支持和自觉维护。十一届三中全会后,为拨乱反正,进行了真理标准问题的大讨论。在当前不正之风十分严重,为促使科技体制的改革,有必要对科技条件下检验科学是非、确定科学水平的标准问题进行一次大讨论,使在我国形成一个积极进取更完善的方针政策,以落实双百方针、发展多学科交叉、保护学术上的少数派、鼓励科技创新、引进竞争机制、促进公平竞争、促进人尽其才和年青人才脱颖而出,以确保我国科技在21世纪的新崛起。
“捷克斯洛伐克”!我叫JACK,我老婆总这样抱怨我。(JACKSLOW)
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