董光璧:中国科学传统及其世界意义

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董光璧  
1942年梅耶尔(N.V.Mayall)等确认这颗客星是超新星。1954年又发现蟹状星云中存在射电源,于是超新星爆发与蟹状星云及其射电源的关系问题一时成为天文学的中心话题之一,中国史籍所载天关客星在其中成为重要角色。席泽宗的《古新星表》编成(1956年)并从而得以认证,蟹状星云是天关客星这颗超新星爆发的遗迹,这一成果轰动天文学界。

   天象记录的研究和应用引发了对灾异等其他历史记录研究和应用的热情。竺可桢的《中国近五千年来气候变迁的初步研究》(1972年)推动了世界的历史气候学研究,《中国近五百年旱涝分布图》(1981年)是这方面研究的代表性成果。其他如《中国古代潮汐资料汇编》(1978年)和《中国地震历史资料汇编》(1983-1987)和《中国古代重大自然灾害和异常年表总集》(1992年)。中国历史记录研究已进入系统化的发展阶段,正在形成方法论意义上的一门新学科--历史自然学,即对历史记录进行统计分析以达到某种程度的规律性认识。

  

   10、科学传统的未来机遇

   科学诞生在近代欧洲而未诞生在中国,而且科学世界化的潮流似乎已渐淹没了中国科学传统。但是这并不表明中国科学传统也失去了其未来的意义,中国文化传统中所保存的“内在而未诞生的最充分意义上的科学”,正在以当代科学思想转向间接展现其形象。

   20世纪下半叶以来,当代科学思想的三大转向,即从物质论到信息论、从构成论到生成论和从公理论到模型论,与中国科学传统特征的契合,昭示的是中国科学传统的未来意义。“物质论”和“信息论”作为两种不同的实在观,前者主张最基本的实在是物质,而后者则主张最基本的实在是信息。按照物质、能量和信息作为世界基本要素的观点,自然科学研究不外是探索物质变化、能量转换和信息控制。

   长期以来科学研究主要目标是物质及其运动规律,19世纪开始关注能量转换问题,20世纪才进入信息控制的阶段。源于通讯和计算机技术的信息概念,在20世纪下半叶进入生命科学和思维科学。基于核酸分子的遗传信息的编码和传递法则,基于大脑神经元的认知计算模型,实际上已建立了生命科学和思维科学的信息基础。尽管物理科学寻找信息基础的努力尚未成功,而“万物源于比特”的计算主义都急欲兴起,系统、守恒和进化三大科学原理都面临挑战。

   “构成论”和“生成论”是理解变化的两种不同的观点,构成论主张“变化”是不变要素之结合与分离,而生成论则主张“变化”是产生和湮灭或者转化。这两种观点在古代东方和西方都产生过,但是在东方生成论发展为主流观点,而在西方构成论发展为主流观点。

   西以原子论为形式的构成论获得了巨大的成功,成为现代科学思想的基础之一。但放射性发现以来的微观世界研究揭示了构成论的困难,原子核自动发射的电子并不是原子核的组成成分,原子发射的光子也不是原子的组成成分,基本粒子碰撞中的粒子数变化更难以由构成论解释。面对这些困难,物理学的变化观不得不从构成论转向生成论,建立起基于产生和湮灭的量子场论。

   “公理论”和“模型论”是构造理论的两种不同方式,公理论将理论看作是由公理和定理组成的演绎系统,而模型论则把理论看作与经验对应的模型的类比推理系统。这两种方式自古以来就是并存的,在西方以公理论为其主要特征,而在中国则是以模型论为其主要特征。

   由于欧几里得几何学和牛顿力学的典范,特别是经由德国数学家希尔伯特(David Hilbert)的提倡,自然科学家主流一直把公理化作为最高理想。哥德尔定理(1931年)和宇宙学理论实际上已摧毁了这种理想,哥德尔(Kurt Godel)证明了任何形式体系的不完备性,宇宙学的对象决定其理论只能依据局部物理定律和宇宙学原理构造模型宇宙。而且科学哲学也倾向于认为,模型论比公理论更接近和更适合现代科学的发展。

   中国传统科学,其理论特征有别于西方现代科学,它不是物质论的、构成论的和公理论的,而是信息论的、生成论的和模型论的。当代科学思想的三大转向,从构成论到生成论、从公理论到模型论、从物质论到信息论,恰与中国科学传统的特征契合。当今世界正处于原子时代向比特时代转变的历史关头,前者的思想源头是古希腊原子论而后者的先驱是中国古老的《易经》。

  

   11、创新文明的大文化战略

   一个民族的国际地位决定于它对于人类事务所做出的贡献。对人类进步贡献微不足道的民族是难以立足世界民族之林的。中华民族曾经在农业文明的发展过程中为人类做出举世公认的重要贡献,而在创造和发展工业文明的过程中则贡献甚少。中华民族振兴的关键在于为文明的进步做贡献,以克服当代世界所面临的文明危机。

   当代文明的危机是工业文明的危机,生存资源的短缺、环境污染和生态的破坏、科学与人文发展的不平衡。工业文明自身已不能挽救其面临的危机,现有的科学技术解决不了这些问题。正像工业文明取代农业文明一样,必须有新的文明取代工业文明。工业文明的不可持续性,注定了它的衰败并走向终结的命运。

   进入工业文明以后,人类社会的主要冲突是工商文化对农耕文化的进犯。依据文化融合说和工业文明诞生的历史经验,未来新文明将在工商文化与农耕文化的冲突和融合中产生。农耕文化传统成为创造未来文明的必要条件。但百余年来超越工业文明的诸多理论尝试,似乎都没有以农耕文化和工商文化的融合作为出发点。

   中国传统文化是农耕文化的典型,它在创造未来文明过程中的地位和作用不容忽视,应该作为世界稀有的战略资源加以珍惜和运用。已故的英国哲学家罗素(Bertrand Russell)和历史学家汤因比(Arnold Joseph Toynbee),基于哲学的分析和历史的考查,都曾寄希望于21世纪的中国。

   自鸦片战争败北以来,中华民族开始了争立世界的努力。我预期一个300年的追梦期,政治、经济、科学将相继发达起来。第一个百年已经成为过去,19世纪中叶到20世纪中叶,由于对反法西斯战争的贡献,中国成为联合国五个常任理事国之一,进入了世界政治五强。第二个百年,20世纪中叶到21世纪中叶,已经过去了大半,中国已是世界第二大经济体,其世界经济大国的地位不容置疑。第三个百年,21世纪中叶到22世纪中叶,中国要成为世界科学强国,向人类贡献中华民族的智慧。

   当代世界正处在从经济社会向智力社会转变的历史时期,当代科学正在从现代科学走向后现代科学,当代文化也正在转向以科学为基础的文化。人类社会的中轴正在从经济中轴向智力中轴的转换。在未来的社会发展中科学将作为“社会中轴”起决定性的作用。不仅在塑造人类的思维方式和完善人类的理性方面继续发挥作用,而且还通过为人类行为符合规律性提供基础而规范人类的一切行为。

   在科学的当代演变中与中国科学传统契合的科学新类型正在形成,与传统理解的科学相比它有四个重要的观念特征。第一,传统理解的科学主张科学只是揭示那些能由任何科学探索者重复的知识,而科学的新类型把不可再现的行为视为科学探索的重要对象。第二,传统理解的科学把科学的社会运用问题视为科学之外的社会问题,而科学的新类型则把它包括在科学探索的过程之中。第三,传统理解的科学忽视价值因素,而科学的新类型则必须考虑价值因素,因而使科学理性除了逻辑理性、数学理性和实验理性以外又增加了价值理性。第四,传统理解的科学知识系统是不关涉其自身的,而科学的新类型的知识系统则要求有这种自反性。

   中国要成为世界科学强国,必须进行文化的推陈出新。这不仅要求对自己的文化传统有自觉意识,还要求进行爱因斯坦(Albert Einstien)所谓的“真理的再发现”。如何在中国文化传统中寻找新文化的种子,向世界提供我们文明中的最佳遗惠,以在现代科学的基础上发展新的科学知识系统和新的人文价值体系,当是中华民族复兴的一项伟大的历史使命。

  

   董光璧,中科院自然科学史所研究员

   来源:中国科学院院刊,2015,30(5):645-659.

  

  

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