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科學的歷史經驗及其本質
科學的歷史經驗及其本質
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  近代科學已經過了300多年的歷程,特別是在20世紀, 科學技術突飛猛進,改變了并將繼續改變世界的面貌和人類的生活。世界正走向全球性知識經濟的新時代。科學愈加成為人們關注的話題,總結科學發展的歷史經驗,正確認識科學的本質,將有助于我們更好地理解科學,支持科學,發展科學,從而造福于國家、人民,建設更高的人類文明。
      科學的歷史經驗
    ●科學的源泉、動力及條件
  生活在二千多年以前的偉大希臘哲學家和思想家亞里士多德(公元前384—322)在他的名著《形而上學》一書中曾經寫道,哲學與科學的誕生要有三個條件:一是“驚異”,人們對自然和社會現象的困惑與驚奇,激勵了好奇心與求知欲;二是閑暇,當時的奴隸制為貴族和自由民提供了優裕的生活和時間,從事理性思辨;三是“自由”,古希臘的城邦民主制為哲學和科學的自由思想提供了空間。這為哲學與科學的繁榮提供了條件。
  依據二千多年來科學發展的史實來考察科學的源泉、動力和條件,上述三點大體上仍然是正確的。差別在于當代經濟社會發展對科學進步的需求比過去任何時候都更為強烈,還在于現代社會和國家對科學的支持能力、組織能力變得更為強大。
  古代科學主要來源于人們對于自然現象的觀察和在從事農牧、手工業生產及醫治疾病中關于自然規律的知識積累,并經過整理、分析、歸納和理論思辨,形成了系統性的知識體系和理論。由于當時社會生產力水平很低,觀察和實驗手段比較落后,當時的科學研究大多停留在零散的經驗、表面的認識上。只有伴隨著生產力的發展,實驗科學才得以萌生。17世紀以后,科學實驗成為科學活動的主要方式。因此,科學的源泉在于生產實踐、社會實踐與科學實驗,而且科學實驗是主要來源。科學的動力的確在于人類的求知本性和在大自然中生存發展的需要。因為科學家的求知創新欲望,要解釋實驗與理論之間、不同理論之間的沖突,成為科學知識體系不斷追求完美的內在動力;而到了近代,由于科學的社會化,社會生產和發展的需求成為科學技術發展的強大外部推動力。正如恩格斯指出的那樣:“社會一旦有技術上的需要,則這種需要就會比十所大學更能把科學推向前進”〔1〕。
  現代社會對科學發展的影響是多方面的,其中起決定作用的大致有四個方面。
  (1)社會對科學的需求程度。包括生產技術方面的需求, 國際經濟競爭,國家安全需求,社會發展如農業、人口及健康、資源合理利用,生態環境保護,社會穩定和可持續發展的要求。
  (2)社會能為科學研究提供必要的物質條件。 首先要有先進的實驗儀器,充分和便捷的文獻和咨訊網絡,充裕的經費支持,以相對優裕的工作和生活條件吸引和穩定一批優秀科學人才。
  (3 )整個社會民主政治和意識形態能為科學發展提供充分的科學民主、學術自由的良好氣氛和社會環境。充分鼓勵科學家自主創新精神,鼓勵不同學術觀點和學派的自由討論;堅持實踐是檢驗真理的標準,學術上論爭,決不能以政治、行政權力和學術權威去裁判科學的是非,形成尊重科學、尊重人才的良好社會風尚和輿論環境;按不同科學活動的性質分別引導、評價和組織管理科研工作,保證一個必要與合理的科學建制;制訂符合國情而又高瞻遠矚的科技法與科學政策。
  (4)建立良好的科學教育基礎,一定水準的國民科學素質基礎,相當規模和水平的科學工作群體和研究基地。科學不可能孤立地產生,必須有相應的科學普及,有較高程度的科學教育,形成優秀的科學家隊伍;有先進的科學家體制,以及優良傳統的學術組織和研究基地,提供有利于科學發展的良好的“生態”環境。
    ●科學的繼承、發展、創新和突破
  科學發展的一個基本特點是其科學知識和科學方法的歷史繼承性。科學不是哪一個時代的產物,而是歷史性的積累和發展的結果。由于自然現象的復雜性,人們對其規律的認識往往有一個由淺入深,由表及里,由此及彼,去偽存真的過程,逐步發展成系統的科學知識。正如牛頓所說:他所以能比別人看得遠些,只是因為他是站在巨人的肩膀之上。這里的巨人,即指前人和所積累的科學成果。
  科學的意義在于發展和創新。有新的發現,對已有的知識按新的觀點進行分析和歸納,創造新的理論和新的方法,或者用科學知識開發新的應用。
  在某一科學領域中,當知識積累和發展到一定的程度,可能產生重大的突破。這種突破可能使某一科學領域的知識結構發生根本性的變化,或使一門或幾門學科得到迅猛的發展。
  ——有重大科學意義的新物種、新現象、新規律的發展,如鐳的放射性的發現、生物遺傳規律、化學周期律、河外天體的譜線的紅移、 DNA分子雙螺旋結構等的發現。
  ——有重大影響的研究手段的使用,如電子顯微鏡、射電望遠鏡、核磁共振成像與CT、電子計算機、人造衛星及遙感技術的應用等。
  ——有重大影響的新的科學方法的應用,如數理統計方法、快速富里葉變換(FFT)和小波變換方法、有限元方法、系統分析方法、 機器證明方法等。
  ——關鍵性的新科學概念的提出,如波粒二象性、反粒子、不對稱、化學鍵、遺傳密碼、反饋等。
  ——一種新科學理論的創建,如牛頓力學、道爾頓原子論、麥克斯韋爾電磁場理論、相對論、量子論、達爾文進化論、摩爾根遺傳理論、維納控制論、地球板塊漂移理論等。
  ——一個新學科的創立,如天體物理、地球物理、量子化學、分子生物學等,主要發生在學科的前沿和學科間的交叉。
  貝爾納(Bernal,T.D.)提出,許多科學觀念的改變就合成一場科學革命。迄今,已發生了三次科學革命,其中包括一些重大的科學突破。這不僅僅是重大知識和方法上的創新,而且從某種意義上是對原有知識結構和理論體系的重整與更新。科學革命往往在原有理論與新的實驗事實發生不可調和的矛盾后引發的。例如相對論的創立、量子理論的誕生、DNA 雙螺旋分子結構的發現和分子生物學的誕生都可看成是引發科學革命的事例。
  技術革命則是指一種能使整個社會生產力得以躍進性提高的新技術體系的出現,并逐步取代原有的技術體系成為社會生產力的主導,而舊有技術仍可能相當長時期內繼續存在。例如蒸氣機技術、電動力機技術、內燃機、化學合成技術、核能技術、半導體和大規模集成電路技術、計算機技術、空間技術等。近現代科技史表明,科學革命孕育技術革命,因而科學革命往往是技術革命的源泉、基礎和先導。
    ●科學對生產力和社會進步的推動
  近代科學誕生以來,它對經濟和社會的巨大推動作用越來越為人們所深刻認識。
  首先,科學對生產和流通所起的指導作用,和技術作為生產力中最活躍、最重要的因素所顯示的革命性作用。
  十九世紀以來,由于麥克斯韋爾電磁場理論而導致的電力技術革命和產業革命,由于量子化學、化學鍵理論而導致的以煤和石油為原料的現代合成化學工業的發展,由于相對論和原子核理論而導致的核能技術,以及以量子理論和電子學理論導致的半導體和微電子技術的突破而帶來的電子與信息產業革命,以及計算機與數字通訊網絡技術所帶來的全球信息化時代等,都證明了“科學技術是第一生產力”。科技進步不僅對生產效率、產品質量、生產和經營方式,而且對社會整體經濟結構和人們的生活方式和社會觀念也產生了革命性的影響。
  科學導致了對人與自然系統的關系的深刻認識,從而促使人類理智地控制自身,正確處理人與人,人與自然之間的協調的依據和手段,成為人類文明和道德、立法的重要準則。
  科學作為一種以實踐為依據,并隨著實踐而不斷發展的知識體系和思維方式,從而成為各個歷史時期思想解放的先導,哲學或世界觀革命的重要根源。恩格斯曾經說過:“甚至隨著自然科學領域中每一個劃時代的發現,唯物主義也必然要改變自己的形式。”〔2〕
  科學技術已成為經濟與社會發展的決定性因素,成為綜合國力和競爭能力最重要的因素,成為人類物質文明和精神文明的基石和推動力。
    ●科學的開放性和國際性
  自然科學從來就是全人類共同創造的精神財富,人類智慧的結晶。
  古代科學的來源是多源的,主要來自古希臘、古埃及、古巴比倫、古印度和中國;公元前7世紀至公元2世紀末,生活在地中海沿岸的古希臘人對人類科學作出了重要貢獻。在公元六世紀至十五世紀左右的近千年間,阿拉伯人曾對世界科學的發展作出過特殊的貢獻:一方面,他們翻譯了大批古希臘的科學文獻并加以發展,為古希臘和歐洲16世紀末開始的文藝復興提供了歷史中介;另一方面由于地處歐亞大陸橋地段,而成為溝通東西方科學交流的橋梁。中國的四大發明和陶瓷、冶金、絲綢等技術都是經阿拉伯人傳入歐洲的。16世紀以后,歐洲人對近代科學發展作出了重要貢獻,這也是歐美各國杰出科學家如哥白尼(波蘭人)、布魯諾和伽利略(意大利人)、開普勒和萊布尼茲(德國人)、弗蘭西斯·培根和牛頓(英國人)、笛卡爾和巴斯喀(法國人)、維薩留斯(比利時人)……等共同努力的結果。
  到了現代,由于交通和通訊的便捷,科學的國際交流與合作變得更加經常,這已成為進行科學活動的一種必要條件。今天,一些耗資巨大的科學實驗裝置和科學工程如超級加速器、空間實驗站,以及一些大型計劃如人類基因組、國際日地物理和國際地圈生物圈計劃等,都是以國際合作方式進行的。科學無國界,但科學家有祖國,歷來科學家都有愛國奉獻的傳統,以自己的科學貢獻為國家和民族贏得榮譽,創造自主的知識產權,為國家和人民造福,歷來都是科學家崇高的理念和精神動力,但他們又把自己對科學技術的貢獻看成對人類文明的貢獻。
  自然科學的目的是認識真理。科研成果的創新價值只有國際共同的標準,而無國籍、種族、宗教和政治信仰的區分。科學的本質在于發現真理,揭示規律,而不是終極真理;科學不迷信權威,科學是無止境的前沿,科學是一個開放的體系。不僅對國際開放,也對未來開放,不僅在科學系統內部的學科之間,也在科學與技術相互作用;這表明,合作與交流是科學發展的必要條件。開放、合作、競爭、流動是科研組織尤其是基礎性研究組織的一般規律。
  為了鼓勵發明與創造,各國都通行知識產權保護制度,并訂有國際公約,這實際上是對于有應用價值的科學知識及時公開的鼓勵和補償,專利權是有限的。從國家安全和利益出發,有時也需要對某些研究活動和成果實施有時限、有范圍的保密。盡管如此,任何科學知識都是人類文明的成果,最終都必然匯入科學的海洋。
    ●科學與教育
  科學是現代教育的主要內容。教育是科學和人類文明得以持續發展的必要基礎。科學列入教育課程為時較晚。十九世紀中葉以前,偉大的科學家的科學知識大多是靠自學和從事獨立的科研活動獲得的。雖然波義爾和牛頓受過大學的正統教育,科學并未在教會控制的大學里生根。由于工業革命,尤其是19世紀科學革命使得科學的社會影響空前提高,科學才逐漸進入了大學,先開設了科學課程,后分設科學學系(包括社會科學和自然科學)、工程學系。后來科學內容也進入了中學教育。科學的發展使人類知識體系不斷地發展與完善,科學對經濟和社會的推動作用愈來愈受到人們的關注和重視。至19世紀末科學已成為學校教育的主要內容。大學不但是傳授科學知識的場所,也成為發展知識的基地。
  科學需要繼承與發展,教育是科學和人類文明得以持續發展的必要基礎。科學知識的傳授,青年一代科學家的訓練和培養都依靠教育實現。“發展科學技術,不抓教育不行。”〔3〕
  然而,科學教育從來就是一個開放的、分層次的、多樣的發展體系。社會科普教育、中學科普教育、大學教育、研究生、博士后,以至終身教育。除大學以外、研究機構在從事科學研究活動的同時也把訓練和培養青年科學家作為自己的責任。許多科學家也把發現和培養人才看作自己畢生科學工作的最大成就,國家也往往有相應的立法規定,獨立研究機構必須承担的科學教育職能;企業從自身的競爭和發展出發,非常重視自身科技人才的訓練和培養,制定培訓計劃,開設培訓課程,和鼓勵員工進修提高。政府也要求有條件的企業担負起大學生實習的義務,提倡企業工程師和管理人員參與教育,鼓勵企業資助科學與教育;在當代和未來知識經濟的時代,科學教育已經是并將迅速發展為一類新的宏大的第三產業。
      科學的本質
    ●科學是不斷發展的系統性、理論性的知識體系
  科學知識是借助于正確的研究方法和技術手段認識客體,并積累、整理、分析、歸納其結果而系統表述的知識體系和理論。它不但來自生產實踐和社會活動,更來源于科學實驗;它是嚴謹的科學觀察的記載、嚴格科學實驗的結果,在一定條件下可以重復,能反映客觀事物的本質與規律性,從而具有真理性。它是不斷發展的,不但有數量的積累,也會有質量的飛躍。科學沒有終極真理,它隨時接受新的事實的檢驗,并伴隨著客觀事物和人們認識能力的發展而發展。科學按其研究對象的差異可以分為自然科學、社會科學與思維科學。在一定意義上,技術是科學知識有目的的應用。
    ●科學是認識世界和人類自我的研究活動
  科學不僅僅是指已被認識的真理和知識,也是指認識真理和獲取知識的探索過程。原始的科學活動寓于生產活動,后來被逐漸分離出來,成為一種相對獨立的社會活動。活動方式也從個別科學家,轉變到18世紀后學院式研究;到20世紀已發展成為完全社會化、國家化和全球規模的社會活動。科學活動是一種創造性的腦力勞動,其主體是科技工作者——知識分子。科學活動需要物質條件,同時更需要更需要信息環境、精神氛圍、科技人員的主觀條件——知識基礎、創新思想和正確的科學方法。這些都關系到科研活動的規模、層次、水平和效率。
    ●科學不僅是認識世界也是改造世界的強大力量
  著名英國哲學家弗蘭西斯·培根早在17世紀就提出了“知識就是力量”的至理名言。100多年前, 恩格斯在馬克斯墓前致的悼詞中指出馬克思把科學技術“看成是歷史的有力杠桿,看成是最高意義上的革命力量”。〔4〕
  科學不僅在知識形態上通過勞動者和生產工具成為社會一般生產力,而且還經由管理和技術形態直接進入生產過程成為生產力。繼18世紀以來,科學革命帶來的技術革命和產業革命使人類社會生產力一次又一次取得飛躍的發展,充分證明了鄧小平同志關于“科學技術是第一生產力”這一論斷的真理性和時代性。其意義不僅在于強調指出了科學技術在當代社會生產力中的地位和作用,也在于強調對科學技術工作者和知識分子作為工人階級一部分的重要社會地位和歷史責任,在于強調科學研究、應用開發及其產業化的價值及意義。
    ●科學已是一種社會建制
  文藝復興運動以前科學活動是小規模的,主要是少數科學家和先哲的個人活動;文藝復興以后,歐洲相繼建立了一批大學和科學院;到了19世紀以后,由于出現了科學—技術—生產的轉化方式,顯示出科學對生產力的革命性推動作用。社會對科學技術表示出強烈的關注與需求,科學活動的規模和空前發展的速度,則表現出對社會越來越大的依賴,科學社會化和社會科學化的進程正在迅速發展。現代科學已成為社會和國家的事業,專門從事科技活動的社會成員也空前增加。科學立法機構、科研管理部門、科學基金會、國立研究機構、大學、企業研究開發機構、科學學會、國際性科學組織……等形式不斷發展,已發展成為一種完整的社會建制。這一建制樹立了自己的科學目標、科學精神、科學價值觀、科學道德規范,科學活動的方式和方法。她構成了當代社會建制的一個重要部分,并與政治建制、經濟建制、文化和教育建制等相互影響,緊密聯系,共同作用,決定著國家、民族和人類的文明進程。
    ●科學的價值觀和科學精神
  馬克思將科學的價值概括為“認識世界和改造世界”。
  科學的價值在于求真,在于它的真理性。而認識客觀世界的社會價值更在于改造世界,在于為人類帶來福利,滿足人類的需求。科學之所以發展成如此宏大的事業,之所以受到社會的如此關注和重視,正是由于它不僅為人們提供了自然規律的系統知識,還在于它為生產力的發展和人類文明進步注入不竭的動力。
  科學的價值是通過科學活動的內部結構實現的。當代科學認識活動已經形成了特定的內部結構——基礎研究、戰略研究和應用與發展,其發展趨勢是相互聯系更加緊密,轉移更為迅速。基礎研究的目的在于增加新科學知識和新的科學領域,而往往并不直接考慮特定的應用目的;戰略研究是近年來出現的概念,是指重大戰略意義的研究與發展工作,包括重大戰略高技術和重要公益性研究;基礎和戰略研究主要依靠國家支持和組織。應用與發展旨在通過研究所獲得的知識指導生產新的材料、產品和設計,建立新的工藝、系統或服務,并從本質上去改善已經在應用的那些材料、產品、設計和工藝。應用與開發的主體是企業。從而科學作為整體體現了其雙重的社會價值——真理價值和應用價值,表現了不同的行為方式和運行機制。
  科學活動的行為規范和科學精神的形成是與科學實踐活動的本質相聯系的,它又成為科學實踐得以健康發展的保證,并隨著科學的發展而不斷發展和完善。
  科學以探求真理為目的,科學工作者最重要的品格就是實事求是的精神。不迷信,不盲從,不附和,不武斷,不專橫,以實驗事實為依據,只服從真理。
  科學是無止境的前沿,世界沒有窮極的真理,創新精神是科學精神的應有之義。進行科學創新必須首先解放思想,不為傳統觀念和已有的知識所束縛,善于提出新的問題,勇于開拓新的方向,創造新的知識,創造新的方法。
  科學是系統的觀察和實驗同嚴密的邏輯思維相結合的產物。它以實驗事實為根據,以系統性、理論性的方式反映客觀事物的結構、性狀與運動規律。
  科學工作必須遵循嚴謹踏實的科學作風。科學觀察和實驗必須經過嚴密的設計和嚴格的觀察和記錄,必須經得起檢驗,并可以重復。分析也應遵循嚴謹的科學推理或數學分析及計算方法來進行,結論必須包括實驗的限制條件和范圍。
  科學是人類知識的繼承和積累,科學是老老實實的學問,科學家應該尊重前人的勞動,自覺地培養和提攜青年一代,誠實地對待自己和他人,面對歷史和將來。任何剽竊、抄襲、弄虛作假,壓制和抹殺他人科學成就和夸大自吹的行為都為科學界所不齒,都只會落得身敗名裂的結果。
  科學已成為一項社會化的實踐活動,需要科學家之間的互相合作,尤其是當代科學活動更多依賴跨學科科學家之間的緊密協同,依賴于規模宏大、技術復雜的實驗和觀察。科學工作者更需要有協作精神和團隊精神,僅靠個人的聰明才智在現代科學面前是難成大器的。
  科學從來以認識客觀,探求真理為己任,科學應用的目的也全在于造福于人類。科學家歷來就以奉獻科學、奉獻社會、奉獻人民為己任。而不把科學知識視為謀取私利的手段。
  應用發展工作的目的在于滿足需求和取得市場競爭的優勢。提倡公平的競爭,遵循知識產權、國家和社會安全、環境和生態保護等法規。但依然必須遵守求真、務實、創新、協作的職業道德,遵守社會共同道德準則。
  科學工作者不但以自己的科研活動奉獻國家和人民,科學家歷來關注世界的和平與正義,崇尚民主與自由,主張人類與自然的和諧與平衡。也以自己的科學道德、科學精神為人類精神文明作出自己貢獻。
自然辯證法研究京1~5B2科學技術哲學路甬祥19981998路甬祥,中國科學院、中國工程院院士,中國科學院院長。郵編:北京100864 作者:自然辯證法研究京1~5B2科學技術哲學路甬祥19981998
2013-09-10 21:59

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