
錢學森現代科學技術體系相互關系圖
(錢學森)
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一、錢學森學科分類的標準
20世紀以來,現代科學技術的迅猛發展和高度分化與綜合的發展趨勢,給科學分類帶來很多新問題、新情況,增加了學科分類的難度和復雜性。從各門學科研究的對象來看,物理學現在己在研究原來屬于化學研究的大分子、低維分子的結構與性質,研究人腦結構,研究經濟發展規律;心理學 研究也從人體特點擴展到計算機科學中的各種算法、人機交互式智能型機器的心理特點等。從各問 學科的研究方法來看,幾乎每一種新的方法提出來很快就被運用到其它學科中去,而且各門學科之 間的研究方法已經沒有多大的區別。舊有的學科分類的矛盾日益暴露出來,它已經給科學發展帶來 一定的阻礙,現在需要根據新的情況從新的角度來分析學科分類問題,建立一種能適應現代科學技術發展的新的科學技術體系。我國著名科學家錢學森教授提出建立新學科體系的原則,并在此分類原則基礎上提出了九大 學科部類,他所提出的學科分類的原則主要是:
1.各個學科所面對研究的對象都是客觀實際,不同學科之間的差別不在于研究對象,而在
于它們研究的角度不同,研究的側面有所側重。按照研究的對象來進行分類反映人類探索自然秘密、進行科學研究的最初階段,對任何事物的研究,一開始總是直接面對事物本身,只有在經過一段時間以后,才會發現此事物與它事物之間聯系,才會從研究方法上得到啟發并推廣到對其它事物的研究上去。而一旦建立起不同事物之間的聯系及它們在研究方法上的相似,從學科分類來看就需要重新分析討論。科學發展到今天科學之間的交叉與綜合已經使按研究對象來區別不同學科的辦法不適用了。這顯示出按研究角度、研究側面而不主要看其對象的差異進行學科分類辦法有助于我們對學科之間區別的了解和認識。
2.一個學科內的各問知識之間存在著縱向的區別,一般需將某學科內知識分為基礎科學、技術科學、工程技術三個層次。基礎科學層次的知識,是指在這一個學科中最基本的內容,反映客觀世界本質的內容,如在物理學中反映電磁現象本質的學科知識為電動力學,它描述電磁場的性質特點及服從的規律,場是電磁現象最本質的方面,我們平時所討論的電路的實際上是對場比較集中部分的一種近似理論。技術科學層次的知識,是指將基礎科學具體到某種特定環境條件下所出現的具體的性質特點的分析與討論。仍分析上例,在有導線連接的部分,電磁場主要存在于導線附近,電子不再是在整個場中運動而僅局域在導線之內運動,討論此條件下的電磁場的性質則由電工學所代替,電工學既是一種特定條件下
的電磁理論的具體和近似,又是有導線連接的大量實際強電現象的理論基礎。工程技術層次的知識,大多指某一項技術,它帶有強烈的應用色彩,比如電機原理,變壓器等,它以技術基礎學科為依 托,更多地分析討論技術問題。在傳授學科知識上,理科、綜合性大學,主要講授基礎科學層次的知識、工科院校則多講技術科學的課程,工程技術層次的知識有些在工科院校里是專業課,有些則是技工學校的課程,將學科知識從縱向分成三個層次,有利于我們對學科發展的認識,一般說來工程技術用層次的知識發展最快、內容最多,與生產結合最緊密,而且一個學科的形成往往是從工程技術層次的發展引起的,它是學科知識中最后躍的一部分,基礎科學層次的知識發展最緩慢,一旦這一層次的理論建立起來則標志著這一學科成熟,并被認為有完整的框架,而且基礎理論的建立必將大大推動技術基礎和實際應用兩個方面的發展。
3.學科分類不應有千古不變的模式,隨著科學的發展人類的知識將不斷完善、不斷發展、 逐漸形成體系,學科分類不應該是先搭好一個框子把所有知識硬性地裝進去。學科體系中的各個學科應該是隨著社會的發展不斷綜合、不斷豐富,一些發展歷史短的學科、發展還不夠成熟的學科應該劃分得相對窄一些、細一些;而對于較成熟的學科則應更綜合、更寬泛一些。從現在科學研究來看 關于人本身的研究就是一一個并未完全弄清楚的問題,而且
也是一個研究的熱點問題。因此在學科分類上關于人本身研究學科的分類應體現如下特點:①分類較細,有關人體研究的學科很多,這反映出研究熱點;②分類可變動性大,不同機構、不同專家提出不同的分類方法,建立了不同的體系,這反映研究不夠深入;③分類以對象――人為基礎,研究處于初級階段,我們將會看到隨著科學研究的進一一步深入,學科分類可能發生變化,有些分化,有些合并,也許還要增加新的學科。總之學科分類的研究也是一一個不斷深入、不斷完善的過程,這同科學本身發展一樣,永遠不會窮盡。
二、現代科學技術九大部類體系
根據上述原則錢學森教授提出了現代科學技術九大學科部類體系,在這個學科體系中馬克思主義哲學是統帥一切的最抽象、最基礎的層次。馬克思主義哲學通過“橋梁”與九個學科部類相聯系,每個學科部類又分成基礎科學、技術科學、工程技術三個層次,,九大學科部類的形或與建立也是一個不斷完善發展的過程,在1986年錢學森教授首先提出來的是數學、自然科學、社會科學、系統 科羊、人體科學,思維科學六大部類,以后逐漸增加不斷
完善、豐富,一直到1990年先后增加了行為科學、文學藝術、軍事科學、共形成九大學科部類,錢學森教授并對每個學科部類的具體學科內容提出了自己的意見,構成了一個現代科學技術的網狀結構圖表。從中我們可以看到各問學科包括的內容,發展的完善、成熟程度,以及它們之間的相互聯系,通過分析還能找出當前科學發展的重點、熱點。現代科學技術體系相互關系圖,是我們對科學從宏觀上了解的一個參考。根據錢學森教授的觀點,九大學科部類分別反映研究客觀世界的不同角度。
● 數學科學是從數和形的數量關系上研究客觀世界,不考慮客觀世界的質的區別,它既可以研究無生命世界,也可以用來研究生命世界,可以說它無處不在。
● 自然科學是從客觀物質運動的角度,從能量轉移和變化的角度研究客觀世界,現在科學表明客觀物質之間的相互作用,只有引力相互作用、電磁相互作用、強相互作 用、弱相互作用四種,它們是物質產生各種運動變化的原因所在,自然科學也研究這些相互作用的 特點及性質。
● 社會科學是從人類社會發展運動的角度研究客觀實際,是從人的社會行為整體這一側來研究客觀實際,人類社會的發展雖然風云莫測,干變萬化,但在其背后也存在著固有的規
律:經濟基礎決定上層建筑,生產力推動生產關系的變革,同時又受它的制約,這些基本規律就象牛頓第二定律那樣決定了社會發展的趨勢及速度、當然也同牛頓定律一樣有一定的適用條件。
● 系統科學是從整體與局部的關系角度來研究客觀實際,討論系統整體的優化,討論系統結構與功能的關系,討論系統的穩定性等,而不討論能量在系統中的傳遞與守恒問題。
● 人體科學從人的角度來研究客觀世界,討論人體本身的特點、性質、規律,研究客觀世界對人體的影響,及其相互關系。
● 思維科學從人認識世界的角度來研究客觀買際。認識是人類特有的活動,是人類大腦活動的閃容,故然思維科學與人腦研究密不可分,但思維科學不是研究人腦活動的物質過程,也不是研究其中能量傳遞等現象,而是研究思維本身的特點,研究思維的規律,目前人類智慧的結晶計算機科學中也有大量的思維科學研究的課題。
● 行為科學是從人的社會性角度來研究社會,研究人的群體行為,研究人個體行為與 群體表現之間的關系。當然生物界不少動物是群居,它們都有個體之間交往,都會在不同程
度上存在著群體行為,因此付為科學研究的對象也不僅僅包含人在內,它研究的對象除人以外還包括昆蟲的組織結構,哺乳動物的生活等現象表現出來的規律。
● 文學藝術是從美與丑的角度來研究客觀實際,表面上看起來文學藝術中的美與丑也僅是人類的感覺,實際也不然,動物求偶現象中的很多表現包含有美學現象,和諧優美音樂可以促進牛、羊多產奶也可以從一般的美學角度去分析,可以說 從美與丑的角度分析客觀實際至少涉及到很多有生命的現象。
● 軍事科學是從集團之間斗爭的角度來研究客觀實際。沖突、侵略、戰爭這些現象也不僅僅是人類社會現象,在動物世界可以說更普遍的存在,就是植物的生存競爭也可以作為軍事科學研究的內容。
上述學科部類基本上將所有知識都進行了劃分,但我們也要指出由于科學技術的復雜性,經常可以看到某一門學科有時很難將它歸屬到哪一類,更多的是一些交叉學科,例如建筑學,關于房屋結構、材料等內容屬于自然科學中力學的內容、而且可以認為是靜力學的重要應用方向;建筑物的設計、布局則更多屬于文學藝術類,美學是建筑學所主要考慮的內容;建筑物的大小安排、房屋的布局還同人體科學、行為科學有連系。可以說建筑科學是
與多門學科發生聯系的綜合學科。同時也可以看出按照新的學科分類辦法需要對傳統的學科(按照研究對象進行分類的學科)進行改造,使其能體現出在研究角度、研究方法等方面的不同特點。
三、科學知識的“三個層次一個橋梁”結構模式
科學知識的“三個層次一個橋梁”結構模式的提出,來源于錢學森教授在構建系統科學理論體系問題的思考。錢學森在提出“系統科學”概念,把與系統相關的幾十個學科用“系統”有機地聯系在了一起,形成了一個學科群。它不是自然科學、不是社會科學、也不是數學,而是一個為這些學科體系不能包容的新興學科體系。系統科學的一個共同特點,就是系統概念,系統概念貫穿于這一研究領域各個分支的共同的基本概念,集中地體現了整個學科領域的對象、方法、特點。錢學森認定:“應該回到系統這一根本概念,采用‘系統科學’這個詞。”
確立系統科學概念之后,從科學學角度不能不提出一個問題:建立系統科學的體系結構框架,依據這個框架對系統研究領域眾多的學科分門別類,使它們有序地共居于系統科學的
統一體系中。這就要求搞清楚這些學科的特點和相互關系,揭示系統科學體系中各種橫向的和縱向的聯系,從整個體系的角度,給每個學科以確切的描述,確定它們在體系中的地位,進而探討應如何繼續發展系統科學。
為了解決這個問題,錢學森自覺地使用了系統方法,把系統科學知識體系看成一個系統,按照系統論的院里考察其結構。他說:“我考慮這個大系統,也用系統的思想,用了系統論里面的一些東西,用了系統科學里的一些東西。”“科學系統論的運用,什么事情都是一個系統,而且有一個結構,而這個結構之中存在著相互作用。
在不同門類的科學體系中,自然科學是迄今為止發展得最成熟的一個門類。錢學森運用典型研究法(解剖麻雀法),剖析了自然科學的體系結構。從系統層次結構上看,全部自然科學知識明顯地分屬于三大層次(臺階)。最接近于社會實踐的層次是工程技術,諸如土木工程、水利工程、電器工程等等。在這一層次之上,對工程技術進行理論概括而產生的、作為這些工程技術直接的理論基礎的是一系列技術科學,如建筑學、水力學、電工學等等。這些技術科學進一步概括,上升為更高層次的科學理論,就是自然科學的基礎科學,如物理學、化學、生物學等等。由這些基礎科學通向人類知識最高概括的哲學,需要一定的中介和橋梁,這就是辯證自然觀或自然辯證法。