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一、作為人類探索自然界過程的自然科學系統(tǒng)

自然科學研究是人類最富有創(chuàng)造力的社會活動，這一探索過程是科學工作者不斷發(fā)現(xiàn)問題、提出問題和解決問題的過程。從某種意義上講，自然科學發(fā)展史就是一部發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的歷史?？茖W研究活動作為一種探索和揭示自然界奧秘的過程，大體上可分為五個階段：第一階段是發(fā)現(xiàn)和提出問題；第二階段是搜集有關(guān)該問題的感性材料或經(jīng)驗事實；第三階段是對搜集到的經(jīng)驗事實進行分析整理；第四階段是在整理經(jīng)驗事實的基礎(chǔ)上提出有關(guān)科學假說，對有關(guān)經(jīng)驗事實進行統(tǒng)一解釋，即解決原先提出的問題；第五階段是對科學假說或解釋進行嚴格檢驗或驗證。科學研究過程的這五個階段密切聯(lián)系、環(huán)環(huán)相扣，并相互影響、相互作用，共同組成了自然科學的過程性系統(tǒng)?？茖W哲學家波普爾堅持認為，科學研究起始于問題，因為有了問題才能引發(fā)研究。當確定了所要研究的問題后，科學工作者為了解決問題，就要搜集盡可能多的感性材料或經(jīng)驗事實。眾所周知，為了獲取解決有關(guān)問題的經(jīng)驗事實，通常是運用觀察和實驗方法。實驗方法之所以成為近代科學研究的重要手段，是因為它本質(zhì)上是科學工作者運用人工方法“創(chuàng)造”自然現(xiàn)象。由于這些自然現(xiàn)象是科學工作者根據(jù)一定理論的指導有目的、有意識地“創(chuàng)造”出來的，所以它可以為科學工作者提供系統(tǒng)的、精確的、典型的、純粹的、定向的、專業(yè)的經(jīng)驗事實，從而使他們獲得科學研究所需的數(shù)量多、質(zhì)量高的感性材料。事實上，今天科學研究所需的絕大部分感性材料或經(jīng)驗事實都是通過實驗方法得到的。科學工作者獲得了大量有關(guān)經(jīng)驗事實后，就必須運用歸納、演繹、分析、綜合、分類、類比、比較等方法對之進行整理加工，然后在此基礎(chǔ)上提出有關(guān)科學假說，對這些經(jīng)驗事實作統(tǒng)一解釋和推演出有關(guān)結(jié)論（如定律、預言等）。那么，人們?nèi)绾尾拍苤揽茖W工作者提出的科學假說究竟是否正確呢？或者說，人們?nèi)绾螜z驗、判斷科學假說的對錯呢？不用說，只有通過經(jīng)驗對照加以檢驗或判斷。如前所述，由于實驗方法能夠為科學工作者提供系統(tǒng)的、精確的、典型的、純粹的、定向的、專業(yè)的經(jīng)驗事實，所以，今天絕大多數(shù)科學假說都要通過實驗才能得到嚴格檢驗?？茖W史上這樣的例子可以說是數(shù)不勝數(shù)。比如，生物界為什么總是遵循“種瓜得瓜，種豆得豆”的遺傳規(guī)律，無一例外，這一遺傳現(xiàn)象的背后原因究竟是什么？遺傳學的先驅(qū)和奠基人奧地利科學家孟德爾首先發(fā)現(xiàn)并提出了這一人們司空見慣的問題，并著手進行解決。為了搜集解決這一問題所需的感性材料，孟德爾用豌豆做雜交遺傳實驗，并進行了長時間的觀察，得到了系統(tǒng)、豐富的第一手科研材料。在此基礎(chǔ)上孟德爾對所獲得的這些感性材料進行了科學的比較、分類、分析、綜合和歸納，最后，他得出了奠定生物遺傳學的兩大基本規(guī)律：孟德爾分離定律和孟德爾獨立分配定律。這兩大定律在后來分子生物學的發(fā)展中得到了充分驗證，從而極大地推動了分子生物學的進步。20世紀美國生物學家摩爾根在他的基礎(chǔ)上進行了進一步研究，并最終搞清楚了生物的遺傳基因在生物遺傳中的決定性作用。很顯然，科學研究作為人類探索自然界活動的一種過程性系統(tǒng)，其五個組成部分是緊密聯(lián)系、不可分割的，它們共同構(gòu)成了一個有機整體。

二、作為社會文化組成部分的自然科學系統(tǒng)

“科學是一種文化過程?！保?］1因此，“作為一種文化現(xiàn)象，科學同其他文化現(xiàn)象一樣，也表現(xiàn)出強烈的民族性”。從實際情況看也是如此。我們今天學習的科學（及其技術(shù)）是西方文化基因的產(chǎn)物，帶有非常濃厚、明顯的西方文化特色，就如同中醫(yī)學是中國文化基因的產(chǎn)物，帶有非常濃厚、明顯的中國文化特色一樣。中國人有目的、有意識、大規(guī)模地學習、引進、移植西方科學僅僅是從洋務運動開始的，僅僅是基于“師夷長技以制夷”的考慮。既然科學是文化的一部分，那么它作為文化的一個子系統(tǒng)，其本身的各部分之間也是相互聯(lián)系、相互影響、相互制約的，而且它必然與其相應的文化基因吻合，并且相互匹配、相互協(xié)調(diào)一致。從總體上看，科學作為一種文化現(xiàn)象，作為文化的一個子系統(tǒng)主要由三個部分組成：其一，價值觀決定人們研究的目的和研究什么；其二，思維方式或哲學思想決定人們?nèi)绾窝芯炕蛴檬裁捶椒ㄟM行研究；其三，信仰信念決定人們研究的信心和如何看待其研究成果。之所以不同的科學形態(tài)之間存在重大差異或本質(zhì)差異，正是由于自然科學作為一種文化子系統(tǒng)，其內(nèi)部的基本文化要素，如人們的價值觀、思維方式、信仰信念等方面存在重大差異。首先，價值觀決定了人們是否研究、探索自然界奧秘或研究什么問題。以西方科學為例，其價值觀因素主要包括兩個方面：第一是古希臘人一開始就認為“求知是人類的本性”，因而探索自然界的奧秘、認識自然界，以達到驅(qū)除愚昧、滿足人類好奇心的目的是最有價值、最有意義的事。正如亞里士多德所說，“他們探索哲理只是為想脫出愚昧，顯然，他們?yōu)榍笾鴱氖聦W術(shù)，并無任何實用目的。”這就是說，古希臘人認為探索自然界本身就是目的，就是人類最值得做的事。第二是古希臘人認為只有認識了事物背后的原因才算認識了該事物，僅僅認識事物的表象，只是感性知識，只是經(jīng)驗，而感性知識或經(jīng)驗是不可靠的。留基伯最先提出了“因果原則———沒有什么事情無緣無故而發(fā)生，一切事物的發(fā)生都有原因和必然性”。亞里士多德更明確地指出：“智慧就是有關(guān)某些原理和原因的知識”，因為“明白了原理和原因，其他一切由此可得明白”。正是在這種價值取向的引導下，從古希臘的自然哲學開始，直到文藝復興后近代科學的誕生及發(fā)展，西方科學始終都把探索自然現(xiàn)象背后的原因作為研究的主要指向，因而隨之也成了西方科學的本質(zhì)和最主要特點。其次，思維方式?jīng)Q定了人們?nèi)绾窝芯炕蛲ㄟ^什么方法、途徑研究自然界。作為文化子系統(tǒng)的西方科學的思維方式因素主要表現(xiàn)在其形而上學基礎(chǔ)和方法論兩個主要方面。康德曾明確指出：“一切本義上的自然科學都需要一個純粹的部分，在它上面可以建立起理性在其中所尋求的無可置疑的確定性?！痹诳档伦约嚎磥?，這個作為基礎(chǔ)的純粹部分唯一地是作為形而上學的哲學。沒有這些哲學思想作為科學的形而上學基礎(chǔ)，科學將成為空中樓閣。方法論對西方科學的要求更為明顯和重要?？上攵M行科學研究如果不運用觀察實驗方法、數(shù)學方法、分析方法、分類方法、歸納方法、演繹方法、比較方法等適當?shù)姆椒?，科學將寸步難行。從科學史看，西方近代科學之所以從自然哲學體系中獨立出來，并得到迅猛發(fā)展，正是這些科學方法的功績。不言而喻，科學方法論本身就是哲學的一部分，正如馬克思主義所認為的，有什么樣的世界觀（哲學），就有什么樣的方法論，同時方法論也最能體現(xiàn)出一個民族的人或一種文化模式的思維方法。再次，信仰信念決定了人們進行科學研究的信心。西方科學的信仰信念前提主要基于兩類：一類是宗教的，另一類是世俗的?；浇陶J為，整個宇宙都是上帝創(chuàng)造的，因而是有序的、完美的、簡單的、和諧的、有規(guī)律的?；酵窖芯孔匀唤绫旧砭褪菍ι系鄣馁澝篮驼J識上帝的偉大。這就是說，“人們必須研究上帝的創(chuàng)造物以便更好地理解上帝本身”。實際上，西方絕大多數(shù)科學家集研究者和基督徒身份于一身，牛頓、哥白尼、孟德爾、愛因斯坦等都是如此。愛因斯坦甚至明確指出：“相信世界在本質(zhì)上是有秩序的和可認識的這一信念，是一切科學工作的基礎(chǔ)。這種信念是建筑在宗教感情上的。”西方人在研究探索自然界奧秘的世俗方面的信心來自于畢達哥拉斯學派的思想。畢達哥拉斯學派認為“數(shù)”是萬物的本原，因為“數(shù)”是簡單的、有序的、有規(guī)律的，所以整個宇宙也是簡單的、有序的、有規(guī)律的。這種簡單性、有序性和規(guī)律性可以用“數(shù)學”精確地表達、反映出來。畢達哥拉斯學派的這一觀點直接影響了整個近代科學的發(fā)展過程，像哥白尼、開普勒、麥克斯韋、愛因斯坦等大科學家?guī)缀醵际球\的畢達哥拉斯主義者?？傊茖W作為一種文化現(xiàn)象，作為文化的一個子系統(tǒng)，其內(nèi)部的幾乎一切要素都與文化基因，即人們的思維方式、價值觀、信仰信念密切聯(lián)系、相互吻合、相互協(xié)調(diào)，從而共同構(gòu)成了一個有機的整體，使科學呈現(xiàn)出鮮明的文化特色。

三、作為社會活動領(lǐng)域的自然科學系統(tǒng)

作為一種社會活動領(lǐng)域的自然科學系統(tǒng)，主要包括三個組成部分：基礎(chǔ)性研究、應用科學知識的實踐和教育。這三個組成部分緊密關(guān)聯(lián)、相互作用、相互影響，共同構(gòu)成了自然科學這一社會性系統(tǒng)，并與其他社會子系統(tǒng)密切聯(lián)系，相互協(xié)調(diào)一致，共同構(gòu)成了整個社會系統(tǒng)。自然科學作為一種社會性系統(tǒng)或社會領(lǐng)域，基礎(chǔ)性研究是其核心或基礎(chǔ)。這是因為，自然科學系統(tǒng)之所以能夠發(fā)揮社會生產(chǎn)力功能，能夠推動社會物質(zhì)文明和精神文明的進步，主要是由于它能夠通過對自然界的認識成果來指導人們進行技術(shù)發(fā)明、技術(shù)創(chuàng)造，從而使人們更加有效地進行社會實踐，而且能夠通過揭示自然界的奧秘以達到驅(qū)除愚昧，滿足人類求知的本性，使思想科學化的目的。從本質(zhì)上看，科學的基礎(chǔ)研究過程相當于科學家在進行著“創(chuàng)造”知識的活動，即“創(chuàng)造”出人類以前不知道或還“沒有現(xiàn)實地存在”的知識，如牛頓“創(chuàng)造”出萬有引力理論，麥克斯韋“創(chuàng)造”出電磁場理論等等。而技術(shù)實質(zhì)上是“應用”知識?？茖W是對自然界的認識，技術(shù)則是對自然界的有效改造和利用，是社會實踐。這就是作為社會活動領(lǐng)域的自然科學系統(tǒng)內(nèi)科學與技術(shù)之間的本質(zhì)關(guān)系。不過，科學家“創(chuàng)造”出來的關(guān)于自然界的知識要想得到應用或用來指導社會實踐，就必須被大多數(shù)人所掌握，否則，科學知識的應用也仍然是一句空話。那么，如何才能做到科學知識被大多數(shù)人所掌握呢？不言而喻，必須通過教育，沒有教育，自然科學系統(tǒng)既不能正常運行，也不能充分發(fā)揮其社會功能。因此，教育作為科學知識傳承、應用的必要和唯一途徑，必須包括在自然科學系統(tǒng)內(nèi)。當然，把教育包含在自然科學社會性系統(tǒng)內(nèi)并不僅僅是基于教育是科學知識傳承和應用的必然要求的考慮。從現(xiàn)實情況看，作為自然科學社會性系統(tǒng)一部分的教育的主要功能是為了科學知識的傳承和如何把科學家創(chuàng)造的知識應用于社會實踐，變?yōu)橥苿咏?jīng)濟發(fā)展或社會物質(zhì)文明進步的杠桿，這就是國家普及教育、提高教育水平的主要目的。但教育的另一個重要功能是要培養(yǎng)出能夠“創(chuàng)造”知識的科學家來。很顯然，如果培養(yǎng)不出“創(chuàng)造”知識的科學家，自然科學系統(tǒng)“創(chuàng)造”不出新知識，那么知識的應用，即技術(shù)發(fā)明或技術(shù)創(chuàng)造就是一句空話，就是空中樓閣。所以說，教育作為自然科學社會性系統(tǒng)的一個組成部分，其重要功能有二：一是培養(yǎng)傳承和應用科學知識的人；二是培養(yǎng)“創(chuàng)造”科學知識的人。這充分說明，自然科學與教育的關(guān)系十分密切，這正是我們通常都把“科教”作為一個詞來使用和理解的重要原因。從以上的分析中我們不難看出，作為社會一個重要活動領(lǐng)域的自然科學社會性系統(tǒng)的三個組成部分，基礎(chǔ)性研究（即關(guān)于自然界知識的“創(chuàng)造”活動）、應用科學知識的實踐（即技術(shù)或?qū)ψ匀唤绲挠行Ц脑旌屠茫┖徒逃ㄅ囵B(yǎng)創(chuàng)造、傳承、應用科學知識的人）是密切相關(guān)的，它們共同構(gòu)成了一個不可分割的有機整體。

四、啟示

綜上所述，自然科學無論作為人類認識自然界的成果、人類探索自然界的過程、社會文化的組成部分，還是作為人類的社會活動領(lǐng)域，都是一個由內(nèi)部相互聯(lián)系、相互影響的部分構(gòu)成的系統(tǒng)或有機整體，這一系統(tǒng)或整體又與其周圍環(huán)境相互聯(lián)系、相互影響和相互匹配、相互協(xié)調(diào)一致，共同構(gòu)成了社會大系統(tǒng)。這意味著，科學創(chuàng)新或科學進步是整體性的，它受到其他諸多思想因素、文化傳統(tǒng)因素、教育因素等方面的強烈影響。中國之所以科學技術(shù)創(chuàng)新能力較弱，其根本原因是中西方文化基因之間存在差異，正是這種文化基因的差異才導致了中國人對科學的誤解，對科學教育的誤解，對科研體制和教育體制的錯誤設(shè)計。其實，科學無論是作為認識成果、探索過程、文化子系統(tǒng)，還是作為社會活動領(lǐng)域，都與人的思維方式、價值觀、信仰信念緊密相關(guān)，因此科學實質(zhì)上是一種文化，帶有鮮明的文化色彩。我們完全可以把科學對人類社會的影響看作是這樣的過程：哲學（思維方式、價值觀、信仰信念等文化基因要素的集中體現(xiàn)或結(jié)晶）→自然科學（對自然界的認識或關(guān)于自然界的理性知識）→技術(shù)（應用科學知識進行技術(shù)發(fā)明和創(chuàng)造）→工程（生產(chǎn)實踐，變?yōu)閷嶋H的社會生產(chǎn)力）。從這一過程中我們可以清楚地看出，哲學或文化基因是科學的基礎(chǔ)，是自然科學誕生及發(fā)展的土壤和養(yǎng)料；而自然科學又是技術(shù)發(fā)明或技術(shù)創(chuàng)新的基礎(chǔ)或前提；至于工程則僅僅是技術(shù)的實施或技術(shù)的應用。所以說，我們要想在工程上取得突破，就必須在技術(shù)上取得突破；而要想在技術(shù)上取得突破，就必須在科學上取得突破；而要想在科學上取得突破，就必須在思想上取得突破，真正全方位改變、解放中國人的思想，尤其是哲學思想。那么，如何才能全方位改變和解放中國人的思想呢？當然，這就要求用教育促進人的思想的自由化和多元化。然而遺憾的是，包括政府官員、知識分子、科學技術(shù)人員、研究生在內(nèi)的絕大多數(shù)中國人至今都未弄明白這一重要問題。現(xiàn)在是到了我們對哲學、科學、技術(shù)、工程之間的關(guān)系進行重新認識，消除誤解的時候了。因為說到底，任何創(chuàng)新都是思想觀念的創(chuàng)新，只要思想觀念徹底解放了，創(chuàng)新成果就會層出不窮，而自然科學尤其如此。

作者：錢兆華呂明磊單位：江蘇大學馬克思主義學院