科学

  汉语拼音:Kexue;英语:Science),是关于自然界社会思维知识体系,是社会实践经验的总结,并在社会实践中得到检验和发展。但至今还没有一个为世人公认的定义。一般地说,科学是人类认识客观世界的知识,但并不是任何关于客观世界的知识都是科学。19世纪以来,人们习惯于把科学定义为系统化的实证知识。在哲学上,科学被定义为以范畴定理定律形式反映现实世界各种现象的本质和运动规律的知识体系。或者说是关于自然、社会和思维领域的各种具体规律性知识的理论体系。而英国科学家、科学学创始人之一贝尔纳认为,科学“不能用定义来诠释”,“必须用广泛的阐明性的叙述来作为唯一的表达方法”(《历史上的科学》第6页,科学出版社1981年版)。甚至有人认为,给科学下定义是无益的,也是不可能的。

  多年来,学术界对于科学的定义或概念发生过许多激烈的讨论。“科学”这个词,源于中世纪拉丁文“Scientia”,原意为“学问”、“知识”。

  1888年,达尔文曾给科学下过一个定义:“科学就是整理事实,从中发现规律,作出结论”。达尔文的定义指出了科学的内涵,即事实与规律。科学要发现人所未知的事实,并以此为依据,实事求是,而不是脱离现实的纯思维的空想。至于规律,则是指客观事物之间内在的本质的必然联系。因此,科学是建立在实践基础上,经过实践检验和严密逻辑论证的,关于客观世界各种事物的本质及运动规律的知识体系。

  法国《百科全书》:“科学首先不同于常识,科学通过分类,以寻求事物之中的条理。此外,科学通过揭示支配事物的规律,以求说明事物。”

  苏联《大百科全书》:“科学是人类活动的一个范畴,它的职能是总结关于客观世界的知识,并使之系统化。‘科学’这个概念本身不仅包括获得新知识的活动,而且还包括这个活动的结果。”

  英国科学委员会为“科学”一词下了新定义:科学是以日常现象为基础,用系统的方法对知识的追求、对大自然的理解以及对社会的理解。科学委员会的高层迪安娜·卡安哈姆说:“对‘科学’的新定义,有利于人们分清什么是真科学,什么是伪科学。”

如何理解这个“科学”的定义,英国皇家学院科技史教授戴维·伊格顿说:“其一,这个定义说明了科学是追求,是行动,与创造新知识有关,但不是创造新知识本身。科学是一种研究,但科学的定义还应说到知识的本质,而不应只谈及创造知识的意义。其二,对‘科学’的定义还应包括历史研究和新闻学,因为科学是离不开人文科学的。”

  英国哲学家A C·格雷琳说:“因为‘科学’涵盖的领域很广,所以对它的定义也应很宽泛,需要说到自然科学的研究,也要说到社会科学的研究;需要用到‘系统’和‘现象’这样的词语,我觉得这个定义下得很好。”

  科学是特殊的社会历史现象,20世纪以来,由于科学的迅猛发展和科学研究的规模日益扩大,现代科学已不仅仅是单一的知识体系,同时又是一种社会活动,即生产知识的社会活动。这种特殊的社会生产形式,现已逐步发展为国家规模和跨国规模,使“科学是一种建制”的界说成为人们的共识。因此,我们不应把科学理解为仅仅是知识本身,也不能看成是单一的社会活动。前苏联科学拉契科夫认为:“科学是关于现实本质联系的客观真知的动态体系,这些客观真知是由于特殊的社会活动而获得和发展起来的,并且由于其应用而转化为社会的直接实践力量”。科学既是历史发展总过程的产物,又是推动人类历史进步的巨大动力。

“科学”名词的演变及含义

  中国唐朝到近代以前,“科学”作为“科举之学”的略语,“科学”一词虽在汉语典籍中偶有出现,但大多指“科举之学”。 最早使用“科学”一词之人似可溯及到唐末的罗衮或12世纪南宋陈亮

  中国传统上将所有的知识统称“学问”,古代将关于自然物道理的学问称为“物理”,因此古代的物理即是自然科学数学学科独立于“物理”。而自明代时中国则称为格致,即格物致知,以表示研究自然之物所得的学问。直至中日甲午战争以前出版的许多科学书籍多冠以“格致”或“格物”之名。

  “科学”一词由近代日本学界初用于对译英文中的science及其它欧洲语言中的相应词汇,欧洲语言中该词来源于拉丁文scientia,意为“知识”、“学问”,在近代侧重关于自然的学问。

  在日本幕府末期到明治时期,“科学”是专门的“个别学问”,有的在以“分科的学问”的意义被使用着。 明治元年,福泽谕吉执笔的日本最初的科学入门书《穷理图解》出版。同时,明治时代 science 这个语言进入了的时候,启蒙思想家西周使用“科学”作为译词。当初“科學”用旧字标明,不过,根据新字体采用“科学”,直到现在。

  甲午海战以后,中国掀起了学习近代西方科技的高潮,清末主要通过近代化之路上走在前面的日本学习近代科学技术。许多人认为,中国最早使用“科学”一词的学者大概是康有为。他出版的《日本书目志》中就列举了《科学入门》、《科学之原理》等书目。辛亥革命时期,中国人使用“科学”一词的频率逐渐增多,出现了“科学”与“格致”两词并存的局面。在民国时期,通过中国科学社的科学传播活动,“科学”一词才取代“格致”。

  在中国,教科书上一般将科学分为自然科学(或称为理科)和社会科学(或称为文科)。而诸如心理学哲学(有别于科学)在中国与自然科学、社会科学等概念被认为存在划分不清、界限模糊的情况。因而“科学”一词常被模糊地使用。工程学科称为工科,理科和工科合成理工科,而文科和理科又合称文理科。

  从准确、可验证性并能达到普遍公认的角度讲,科学一词指自然科学。广义的科学又包含了科技及社会学。

现代科学的诞生

  大约在笛卡儿去世前一个世纪,波兰人(一说德国人) 哥白尼(1473-1543年) 于1543年发表了他关于“日心说”的名著《天体运行论》。在这之前十多年,他已经对自己的发现得出了结论。事实上,在1536年,罗马教皇就写信给哥白尼,希望他能够在教会宣讲自己的理论和发现,但他始终对发表自己的理论犹豫不决。很多学者认为是由于他担心受到舆论尤其是教会的批判。

  哥白尼的发现,对人类历史文化宗教尤其是科学的诞生发生了极为关键的影响。许多学者把他与达尔文并列,因为他们的理论在当时的社会非常富有争议,而且受到社会尤其是宗教极力的批判和打击。但是他们的探索与发现使人类的进程和对自然的认识发生了历史性的变革。

  当时社会的认识完全接受基督教对自然的解释。世界万物包括人类都可以从圣经得到详细的描述。但是哥白尼理论的出现使得人们开始认为,自然的解释可以从哥白尼理论中得到更为精确的解答,从而大大地冲击了教会的影响和在思维上的统治地位。在哥白尼之前的时代,民间和社会对自然认知的主流方法是所谓的“玄学”(Metaphysics)。这种方法显然不是科学,而是一些人们经验中的感应术和寓言。许多学者认为,哥白尼对宇宙的解释历史性地打击了这些玄学。于是,自哥白尼起科学开始萌芽。

  如果说笛卡儿创立了现代科学的哲学体系,那么伽利略就是物理学之父。伽利略1564年生于意大利的比萨,是与笛卡儿同时代的伟大科学家。他的贡献分三个大部分:天文学、物理学和工程技术。在天文学里,他首先利用自己发明的天文望远镜观察木星,并发现木星的四个最大的卫星,以及它们围绕木星的旋转周期。这些发现更进一步地揭示了地心说 (Geocentric Model)的错误。之后,在1610年,伽利略研究了金星,并且发现金星的所有阴晴周期。他的发现直接支持了哥白尼的日心说 (Heliocentric Model)。正是因为金星围绕太阳旋转,所以永远可以被地球上的观察者看见。而过去的地心说认为金星在太阳和地球之间,而金星围绕地球旋转。如果是这样,金星就会有阴晴圆缺的现象。

  伽利略是欧洲第一个发现太阳黑子、也是第一个观察到月球上山脉和峡谷的科学家。他仔细观察了银河系,并指出那是一个完整的星系,不是过去被学术界认为的仅仅是一些星云。他于1612年首次发现海王星,但他没有注意到这是一个大行星,是后人在他的实验记录里看到的。海王星是一些他观察到的比较灰暗的天体之一。

  对于科学研究而言,伽利略最为伟大的贡献,在于他通过个人的实验过程而建立的一套极为系统、严谨、精确而且现代的科学方法。事实上,伽利略是物理学的奠基人。他有许多物理界十分重大而且经典的发现。比如,他对自由落体已经有了精确的观察和计算。他首先提出加速度的概念,并指出距离和时间的平方成正比。他还研究过钟摆的行为。通过测量得出钟摆的时间与幅度无关。他甚至试图测量光速,并认识了声音频率的概念。他的物理研究结果与笛卡儿、开普勒的科学发现并列,成为古典力学的先驱。虽然他在天文学中的贡献最为著名,但事实上,他的物理学发现甚至为牛顿的古典物理和爱因斯坦相对论奠定了重要的基础。所以爱因斯坦曾经说过:“伽利略是现代物理之父。”对于科学的产生,更为重要的是他系统性地建立了真正的科学实验和科学方法。所以,从科学发展的意义上,伽利略的出现是划时代的。他与笛卡儿相辅相成,起到了科学的奠基作用。正因为此,人们一般认为:科学的产生是17世纪以后的事情。而17世纪以来人类对自然的探索和发现被定义为“现代科学” (Modern Science) 。但是,这里的“现代”一词与19世纪末、20世纪初产生的所谓“现代主义” (Modernism) 中的“现代”又有含义上的区别。

  许多当代科学家认为,如果把伽利略的研究工作送交现在的学术杂志,完全可以由当代的科学标准检验而得以发表。这说明,伽利略当时的科学实验和方法已经与今天的科学研究系统极为相似了。这意味着现代科学的诞生。

  必须指出的是,在伽利略和笛卡儿之前,人类对自然的探索已经开始。比如希腊时期的亚里士多德和笛卡儿之前的哥白尼。虽然他们所进行的探索具有深刻的科学含义,但是完整的科学系统还没有形成。更为具体地讲,许多科学的定义还没有建立。举一个例子,“原子” 的概念是公元前460年古希腊哲学家德谟克利特(Democritus)提出的。他认为物质无限可分,但是最小的单位是“原子”。原子在希腊文中有“不再可分” 的意思。虽然这个概念明显地具有科学的含义,但这种认识还远远不是科学。原子的模型在现代科学里的概念和定义是20世纪初由丹麦物理学家玻尔建立的,并且要到量子力学产生之后在数学上才真正完善的。所以,原子以及所有其他科学概念的定义只能是在现代科学建立之后才有特定的意义。

  在笛卡儿与伽利略之后,现代科学开始形成。1660年英国成立了伦敦皇家学会(Royal Society of London)。不久,法国组建了巴黎科学院 (Paris Academy of Science)。之后,类似的学术团体相继在欧洲各地(比如意大利德国)建立起来。应该指出的是,今天的学术研究与笛卡儿之前有了本质的区别。更进一步说,现代科学的研究方式与古典时期有明显的不同。在古希腊、中世纪甚至在伽利略时期,对自然的探讨是一种个人的行为。每个人实验的方法、模型的建立以及理论的分析都没有统一的标准和规范。同时,哥白尼、伽利略的实验风格和研究方法都不是社会主流的思维意识。前面提到过,在17世纪之前,社会思维主要由教会控制。对真理的探索仅仅限于基督教和圣经。在社会上流行巫术和寓言。人们,尤其教会和社会(事实上教会就是社会)对于科学的探索方法以及结论抱有极大的怀疑甚至猛烈的抨击。

  现代科学的研究方式是以学术机构和学术团体的形式进行的。当今社会的科学家,包括社会科学家必须归属于某一个学术机构,并且以所在学术机构的名义在学术团体的范围内进行学术活动。比如物理学会、化学学会等。今天的科学研究已经无法像古典时期那样以个体的形式进行了。即便有人可以以个人的形式进行研究,也很难为学术界接受。这是因为,现代科学最为关键的也是最为明显的标志之一是实验方法上的规范和统一。正因为此,科学论文里首当其冲的是“实验方法”。必须对采集数据的方法进行严格的评判之后才有可能建立数据本身的可靠性。而个人的行为很难对这种实验方法进行统一的规范。

  在伽利略之后产生了伟大的牛顿古典物理体系和爱因斯坦的近代物理。在19世纪末又出现了生物学家达尔文。牛顿、达尔文、爱因斯坦的科学工作和方法已经不容置疑地归属于“现代科学”或“科学”的范畴。所以,称笛卡儿和伽利略为“科学之父” 是名副其实的。

  现代科学的产生,实际上是一种新型文化思维在西方的出现。科学的诞生在西方近代思想史上占有绝对重要的地位。现代科学产生之后,在思想界出现了对教会的批判。最有代表性的思潮是18世纪的“启蒙运动”。欧洲的思想家和哲学家开始猛烈抨击基督教的思想统治,并且提出“自由” 的概念和尊重个人思想的价值。还有人提出改革基督教而清除宗教迷信。启蒙运动为后来的法国革命提供了思想的基础,因而是“自由,民主” 的序曲。

  18世纪启蒙运动中最具有代表性的思想家是法国哲学家伏尔泰(Voltaire)和苏格兰哲学家休谟(D.Hume) 。伏尔泰严厉批评基督教中的迷信成分,并且主张一种所谓的“自然信仰”。在他的思想影响下形成了Unitarian Church。许多著名人士,如物理学家牛顿以及后来的美国总统杰克逊、作家狄更斯、生物学家达尔文都是有名的Unitarian。休谟并不完全反对上帝的存在,但他极力批评教会里出现的那些所谓上帝“显灵”的现象。他认为这是一种十分可笑的迷信。因为“显灵”决不符合自然界的规律和法则。用这种方法来证明上帝的存在是不可信的。由于他们在思想界的深刻影响,欧洲随后产生了“无神论”。无神论曾经风行一时,对整个社会的思维产生了巨大的影响。这种无神论意识最后导致后来与教会更为背道而驰的尼采“超人”论。尼采的哲学与后来的弗洛伊德心理学成为现代社会思维的基础。

  至此,经过300多年的努力,科学与宗教分庭抗礼,各分天下。因而,科学不仅仅是一种学术,它首先是一种思想。

  许多评论家指出,17世纪以前的社会是由上帝主宰的。但是17世纪之后由于对宗教的质疑,人类开始自己决定一切。完全可以认为,人类的自我觉醒与现代科学的产生有着直接的关系,因为科学的思想无论从思维到方法都与宗教信仰格格不入。但是,西方世界并没有由于科学的诞生而放弃了宗教。有趣的是,西方社会到今天已经完全接受了科学,可对于科学中一个十分重要的发现“进化论”却没有被西方社会彻底认同。科学在西方的出现既是思想进步的历史,也是文化发展的历史。因为文化的核心就是思维。西方文化有三大组成部分:希腊经典,基督教,科学与民主。事实上科学与民主就是17世纪之后作为一种新的思想而叠加在传统宗教之上的新文化。

关于科学的分类

  关于科学的分类,在不同的学者中间存在不同的观点。有不少学者,把科学分成研究自然界运动规律的自然科学、研究社会运动规律的社会科学和研究人类思维活动规律的思维科学;并且除了自然科学、社会科学和思维科学这三大领域之外,还包括研究这三大领域最一般规律的哲学,以及研究这三大领域共同具有的“数量”关系的数学。这就是说,在这里把现代科学概括成自然科学、社会科学、思维科学、哲学和数学,总共五大领域,或者说五大门类。

  著名科学家钱学森教授把现代科学分为自然科学、社会科学、数学科学、系统科学、思维科学、人体科学军事科学文艺理论行为科学,共计九个门类。

分类原则

  关于科学的分类,恩格斯提出了两个基本的原则:(见《自然辩证法》第227—228页,人民出版社1971年版)

  一是客观性原则。恩格斯指出:“每一门科学都是分析某一个别的运动形式或一系列互相关联和互相转化的运动形式的,因此,科学分类就是这些运动形式本身依据其内部所固有的次序的分类和排列。”这就是说,在进行科学分类时,必须把客观物质世界的各种特殊运动形式加以区别,而这也正是科学分类的最基本的根据。

  二是发展性原则。恩格斯认为:“正如一个运动形式是从另一个运动形式中发展出来一样,这些形式的反映,即各种不同的科学,也必然是一个从另一个中产生出来。”这就是说,物质世界中各种运动形式是相互关联的,而不是彼此孤立的,是不断地从一种运动形式向着另一种运动形式发展和转化的:

  恩格斯所阐明的关于科学分类的这两个基本原则,把各门科学在空间上的排列分布和在时间上的发展变化统一起来了,这样就从科学的整体上把握住了它的本质及其相互关联,坚持了辩证唯物主义,反对了机械唯物论。

各种观点

  从古代一直延续到今天。在叙述科学分类的历史沿革时,人们大都按照历史纪年的大框架——古代、中世纪、近代、现代来划分。也有按分类特征来划分历史阶段的:第一阶段是圆心式的神学之知识分类(亚里士多德、圣维克托隐修院的于格)。第二阶段是树枝式的哲学之知识分类(培根、笛卡儿、沃尔夫)。第三阶段是阶梯式的科学之知识分类(柯尔律治、边沁、惠威尔、孔德、斯宾塞、皮尔逊、汤姆森、克罗伯)。第四阶段是文化学之,知识分类(冯特、文德尔班、李凯尔特、克罗齐)。当然,也有以有代表性人物的科学分类思想和图式来铺陈的。

  早在古希腊时代,柏拉图的认识论就表明有三种知识,即感官知觉、意见和真正的知识或广义的科学。感官知觉不能揭示事物的真相,只能显露现象。意见有真伪,仅仅是意见,毫无价值。它不是知识,而是建立在信念和感情之上的。它不知道自己是真是假,找不出为自己辩解的理由。真正的知识以理性为基础,这种知识知道自己是知识,即能确证自己为真的知识。我们必须从感官知觉和意见前进,达到真正的知识。柏拉图创造了一个包罗万象的哲学体系。虽然他没有明显地把哲学分成逻辑学、形而上学(物理学)和伦理学(实用哲学,包括政治学),但是在著作中运用了这种划分法。

  亚里士多德认为,真正的知识不在于仅仅熟悉事实,而且在于认识它们的理由、原因或根据,认识它们必然如此的情况。哲学或广义的科学,包括一切经过理性思考的知识,其申有数学和各专门科学。研究事物根本的或初始的原因的科学或哲学,他称之为第一哲学,我们叫形而上学。形而上学研究本然的存在,各种科学研究存在的某些部分或方面。例如物理学研究存在中的物质和运动。其他部分的科学和哲学取名为第二哲学。他还进而区分理论科学(数学、物理学和形而上学)、应用科学(伦理学和政治学)以及创制的科学或技艺(有关机械生产和艺术创作的知识)。他又把这些科学分成物理学(物理学、天文学和生物学等)、形而上学和应用哲学,如果加上逻辑学,那就是柏拉图的一般分类:逻辑学、形而上学和伦理学。

  自亚里士多德之后,特别是在中世纪的千余年间,宗教一统天下,其间科学分类标准基本上没有什么变化。中世纪的经院哲学家把知识分为自然知识和启示知识两种,哲学属于自然知识,神学属于启示知识,与亚里士多德没有什么两样。在1141年,法国圣维克托隐修,院的于格(Hugo ofSt.Victor)的分类才在原有的基础上有诸多细节的增加。例如在应用的一项之下列举了工艺和逻辑:工艺包括纺织、缝纫、建造、航运、农业、渔猎、医药、游艺等,逻辑包括演说、文法、方言、修辞。不过,于格仍然摆脱不了亚里士多德的主张,依旧以神学为归宿。罗吉尔·培根虽然没有系统地发表过科学分类的见解,但是他在《大著作》中列举了五种重要的学问:语言学、数学、透视学或光学、实验科学、道德哲学。哒位身处中世纪后期的思想先行者所列举的学问,已经超出当时的学术范围了。

  弗兰西斯·培根在《论学术的尊严和进展》、《智力球描述》中,对科学进行了分类。按照培根的观点,人的学术起源于理解力的三种官能——记忆、想像和理性。他以此为基础开始了他对知识的分析和分类。记忆对应历史,而历史包括公民史和自然史,二者之下进而各有细分。想像对应诗,诗分为叙事的或史诗的,戏剧的,比喻的。理性对应哲学或科学,其下一分为二:自然哲学和神性(启示)。在自然哲学名目之下有人、自然和上帝三项。第一项人之下又细分为公民哲学(权利的标准)、人性哲学(人类学)。第二项自然之下又细分为思辨的自然和操作的自然,前者包括物理学(质料和第二因)和形而上学(形式和第一因),后者包括力学和纯化的魔法。第三项上帝包括自然神学、天使和精灵的本性。培根的分类没有在知识的素材和知识本身之间,实在的东西和观念的东西之间,或在现象的世界和非实在的形而上学思维的产物之 间划出明确的区分,而且学科用语中有中世纪神学的残迹和经院哲学的弊病,因而从近代科学的立场来看是有缺陷的。但是,培根指出:“知识的划分不像以一个角度相交的几条线,而更像在一个树干上交叉的树枝。”这个观念对培根和斯宾塞来说是共同的,即科学源于一个根,它与孔德的观点针锋相对,孔德是按系列或阶梯排列科学的。

  在17世纪近代科学革命以及18世纪的法国启蒙运动时期,牛顿力学已经牢固确立,并衍生出刚体力学,流体力学、解析力学、天体力学等力学分支,热、电、磁、光等现象的研究也初露端倪,动物学、植物学、生理学的发展方兴未艾。在这种情势下,一些科学分类的方案陆续出台:神学君临一切学科的格局已被打破,神学色彩逐渐淡出人们的视野,哲学包容全部学科的传统观念也日渐式微乃至悄悄退隐,经验性的和应用性的学科纷纷出现在科学分类表中。例如,笛卡儿把一切精密的知识都包括在他的哲学体系之中。在他看来,哲学有三大部门:一是无形世界的形而上学;二是有形世界的物理学;三是知识应用的应用学。伽桑狄把科学分为逻辑学、物理学和伦理学。霍布斯试图把主观原理和客观原理结合起来进行分类。他认为数学方法是普遍应用的方法,把几何学摆在演绎科学的首位,把物理学摆在归纳科学的首位。他拟订了科学的配置原理:从抽象到具体,从事物的量的确定性到它的质的确定性,又引向量的确定性。洛克把科学分为物理学、实践和逻辑学。拉美特利做了形而上学的划分,他把自然界分为三界(矿物界、植物界、动物界),并有与之对应的科学。法国百科全书派(狄德罗、达朗伯)接受了弗兰西斯·培根的记忆、想像和理性三分原则,但是在细节上有所丰富。比如,理性部分冠以哲学,哲学之下分为一肢形而上学(本体论)、神的知识、人的知识、自然的知识四个门类。其中,自然的知识下辖物体的形而上学、数学和物理学(自然哲学)。数学下辖纯粹数学、应用数学和物理数学。纯粹数学下辖算术学、几何学;应用数学下辖力学、几何天文学;物邶数学下辖光学、声学、气体力学。物理学下辖广义物理学和狭义物理学,其下又各有所辖。沃尔夫将知识分为历史的(经验科学)、哲学的(理性科学)和数学的(形式的)三种:历史叙述正确的事实,哲学研究事物的原因,数学规定事物的数量关系。其_中,哲学又细分为狭义哲学(自然神学、心理学、物理学),规范科学(伦理学、心理应用哲学、物理应用哲学)、本体论(决定各物共同性质的科学)。

  在19世纪这个科学世纪,超越经典力学的热学、电磁学、光学等经典物理学分支已经成熟,并目,出现了数学化和形式化的热力学、统计物理学和电动力学,化学、生物学、地质学、心理学等学科也取得了长足的发展,弗兰西斯·培根等人的分类越来越不适应科学的现状,于是新的真正的科学分类纷纷登台亮相。英国诗人和思想家柯尔律治把科学分为纯粹科学、混合科学、应用科学、复杂科学四大部门。纯粹科学属于形式的有文法学、逻辑学、修辞学、数学,属于实在的有形而上学、伦理学、神学;混合科学包括机械学、水力学、气压学、天文学;应用科学包括实验哲学、热学、电磁学、光学、化学、音乐学、气象学、测量学、美术学;复杂科学包括历史、地理、辞典学等。这个分类虽然忽视了科学的客观标准,显得有些杂乱无章,但是它却给后来的分类开辟了一条门径。

  英国哲学家边沁和法国科学家安培把科学分为物质科学和精神科学两大类。在他们的物质科学里,列入了天文学、地质学、物理学、化学、生物学等;在精神科学里,列入了历史学、语言学、法律学、经济学等。这种分类法,有两个值得注意之点:一是把科学研究的对象作为分类的标准,二是把科学的范围推广到历史、语言等学问上去了。惠威尔汲取了培根的心理官能标准和笛卡儿的数学乃科学之基础的思想营养,将科学分为七种,从前一种进至后一种,必须在前者再加上物质的或心理的能力,才能成为新的科学。例如,数学是研究时间和空间数量的,数学加上势力、运动则有机械学,机械学加上化合力则有化学,化学加上生命则有生物学,生物学加上感情、意志则有心理学,心理学加上历史的原因则有历史学,历史学加上时间、空间则有神学。这种分类的特点是,注意到各学科之间的相互关系,富有独创性,尽管条理还不甚明晰。

  孔德认为,一切科学的基础是经验,所有的神学和形而上学假设对科学毫无贡献,必须予以抛弃,而通向真理的惟一道路是科学。在他看来,有6种基础科学,即数学、天文学、物理学、化学、生物学、社会学,在第7种或最后的道德科学中达到顶点。在这个科学“等级制度”或阶梯中,后一门科学依次从属于前一门。这些科学实际存在相互依赖性,以致要清楚地理解一门科学,就必然需要{先前的其他几门科学的研究。孔德的等级制度分类明显地和他的实证主义的政治体系相符,仅有纯粹空洞的图式。

  斯宾塞拒绝实证论的等级制度的阶梯排列,而重返培根从共同的根展开的树枝状的科学概念。他把知识分为两个主枝:处理现象在其下为我们所知的形式的科学和处理现象的题材的科学,即抽象科学和具体科学。抽象科学囊括逻辑和数学,或处理我们知觉事物的模式的科学。具体科学处理我们在这些模式下知觉的感觉印象群和存储的感官印记。他进而把处理现象本身的具体科学又细分为抽象具体科学和具体科学:前者“在其要素上”处理现象,后者“在其全体上”处理现象。这导致他把天文学与生物学和社会学结合起来,而不是与它的亲族力学和物理学相关联。这样的分类可能适合形式逻辑的词语区分,但是并不适合于指导读者阅读或使专家受到启发。他的第三群具体科学再次按照所谓的“力的重新分配”原理加以细分。可是,这个原理在物理学中没有真实的基础,因此不能形成对具体科学分类的起点。对于斯宾塞的分类,皮尔逊的总评价是:“该结果充其量将是有启发性的,但是作为一个完备的和一致的体系,它必定或多或少是一个失败。但是,从斯宾塞的分类中可以学到许多东西,因为他把培根的“树”系统与孔德从知识领域排除神学和形而上学的做法结合起来。尤其是在抽象科学和具体科学的原始划分中,它给我们提供了出色的起点。”

  德国生理学家和心理学家冯特把科学分为形式科学和实在科学,数学属于前者,其他科学属于后者。根据研究对象的不同,实在科学又被分为自然科学和精神科学。自然科学是把经验现象的内容从认识主体中分离出来,作为间接性现象来研究的科学;精神科学则把认识主体的经验作为直接的研究对象。这两大类科学又根据各自学问的性质分为现象性、发生性、系统性。所谓现象性是研究并说明自然以及精神现象的作用,所谓系统性是将全部显现的自然现象和人为诸现象加以系统性记载整理,所谓发生性介于现象和系统之间,是研究自然以及精神性成果的发展。自然科 学的现象性中包括物理学、化学、生物学,发生性中包括地质学、生物发生学,系统性中包括记录天文学、地理学、矿物学、系统动物学。精神科学的现象性中包括心理学、社会学,发生性中包括历史学,系统性中包括法律学、经济学。李凯尔特不同意精神科学的提法,而用文化科学取而代之:“根据文化对象的特殊意义把科学划分为自然科学和文化科学,这可以使专门研究者由此分为两个集团的那种兴趣的对立得以最明显地标示出来。因此,在我看来,自然科学和文化科学的区分适合于代替通常的自然科学和精神科学的划分。”

  皮尔逊对科学分类素有思考和研究,并在其经典科学哲学名著《科学的规范》最后一章“科学的分类”中专门做了论述。他考察了历史上三位著名哲学家弗兰西斯·培根、孔德和斯宾塞的分类并附带加以评论,同时阐述了自己的分类图式。皮尔逊汲取了培根的树枝状图式、孔德的科学相互依存的长处,采纳了斯宾塞的抽象科学和具体科学的区分,在前人的基础上提出了自己的科学分类体系。在皮尔逊看来,科学不仅仅是事实的范畴,而且是用来简洁概述我们对于那些事实的经验的概念模式。因此,要求进入实际分类的科学分支,实际上仅仅是处于形成中的科学,他们与其说符合完备的概念模型,还不如说符合分类范畴。于是,它们的终极范畴不能是绝对固定的。在或多或少还原为完备的概念模型的那些物理科学和依然处在分类范畴状态的那些物理科学之间的区分,可用所谓的精密科学(前者)和描述科学(后者)来表达。由此可见,无论何时我们开始细分科学的主要分支,边界仅仅是实际的而非逻辑的。在细分中被分类的细目与这些边界交叉和再交叉,虽然在下面的分类中大多数科学仅进入一个位置,但是它们往往同时属于两个或更多的部门。所有分类图式都具有经验的和尝试的特征,因为科学是连续成长的。

  皮尔逊这位以感觉印象为基石的感觉论者,按照知觉(感觉印象)在科学中区分了两个群。前一个群处理知觉官能在其下辨别客体的模式的概念等价物,这是抽象科学。后一个群处理我们用来描述知觉内容的概念,这是具体科学。具体科学依据处理无机现象还是有机现象,又分为物理科学和生物科学。于是,他把整个科学划分为三大块:研究知觉模式的抽象科学,研究无机现象的知觉内容的物理科学,研究有机现象的知觉内容的生物科学。

  在抽象科学中,皮尔逊又按照分辨的一般关系与空间和时间独有的关系一分为二。分辨的一般关系有定性的和定量的关系之分:定性的关系包括逻辑学、拼字学(orthology即发明术语),定量的关系包括分立的量即算术、代数、测量、误差、概率、统计理论等和量的变化即函数理论、微分学、积分学等。空间和时间独有的关系又分为空间用定域分辨和时间用序列分辨:前者又包括定性的(位置)即描述几何学,定量的(大小)即度量几何学、三角学、测量法等;后者亦包括定性的即观察和描述理论(与逻辑无关),定量的即胁变理论(大小和形状的变化)和运动学(位置的变化)。不难看出:

  抽象科学囊括了通常归类为逻辑和纯粹数学的一切。在这些分支中,我们处理分辨的概念模式,由于所形成的概念一般而言是严格定义的,并且摆脱了知觉内容的无限复杂性,因此我们能够以极大的精确性推理,以致这些科学的结果对于所有落在它们的定义和公理之下的东西都是绝对有效的。为此缘故,抽象科学的分支往往被说成是精密科学。

  物理科学二分为已还原为理想运动的精密的物理科学和还未还原为理想运动的概要的物理科学。精密的物理科学下列四大部门:团块物理学包括力学、行星理论、月球理论等;分子物理学,包括弹性、塑性、内聚性、声音、晶体学、地球外形、流体力学、空气动力学、潮汐理论、气体运动论等;原子物理学,包括理论化学、光谱分析、太阳物理学和恒星物理学等;以太物理学,包括与分子无关的辐射理论(光、热、电磁波)和与分子有关的光、热、电磁(与分子结构有关)——例如弥散、吸收、传输、传导等。概要的物理科学有星云理论、行星体系演化、地球的无机演化、地质学、地理学(有时称物理地理学)、气象学、矿物学、化学等。

  生物科学是概要的而非精密的,它按照空间(定域)和时间(成长或变化)一分为二。在空间方面,有生命形式的地理分布(生物分布学)、习性与地点和气候的关系(生态学)、自然史(在古老的意义上)。在时间方面,亦一分为二:非再发生状态的历史学;发生状态的生物学,有植物的生物学即植物学和动物的生物学即动物学。在历史学中,再分为一般的物种进化和特殊的物种进化。前者包括生命起源(种系发生、古生物学等),物种起源,自然选择和性选择理论等;后者包括体格(头盖学、人类学等),心理官能(语言史、语言学、哲学史、科学史、文学史、艺术史等),社会建制(考古学、民俗学、习惯史、婚姻史、所有权史、宗教史、国家史、法律史等)。在生物学中,一有描述各类生命的形式和结构的形态学、组织构造学、解剖学等;二有专门处理成长和繁殖的胚胎学、性理论、遗传理论等;三有涉及生命的功能和行为的学科:从物理学的角度处理功能和行为的生理学;从心理的角度处理功能和行为的心理学(广义心理学包括本能理论、意识的起源等,狭义的心理学包括属于个体的心灵研究、思维心理学等),属于群体的社会学即道德、政治、政治经济学、法理学等。

  皮尔逊还指出,他的科学三大块分类并非彼此互不沟通。正如应用数学把抽象科学与具体科学联系起来一样,生物物理学——处理无机现象的定律或物理学对于有机形式发展的应用——也把物理科学和生物科学联系起来。谈到自己的分类图式,皮尔逊“自称没有逻辑的精密性,而仅仅是尝试表明各种科学分支如何与基本的科学概念关联起来的粗略轮廓”,并表明他“在培根、孔德和斯宾塞失败的地方必然不可能成功”。然而,由于皮尔逊是位学识渊博的百科全书式的哲人科学家,最有能力从事科学分类工作,因此他的工作在当时科学发展的状况下还是有现实意义的,至今仍有恒久的学术价值和一定的启发意义。

  皮尔逊的科学分类是于1891年在伦敦格雷欣学院所做的讲演中和盘托出的,次年在《科学的规范》一书中发表。这是19世纪末的事。进入20世纪不久,汤姆森和奥斯特瓦尔德也就科学分类提出了自己的方案。汤姆森的科学分类大体沿用了皮尔逊的分类思想,但是却凸显了各学科的地位和关系。他的抽象科学包括形而上学、逻辑学、统计学、数学。他的具体科学则包括普通科学、特殊科学、联合科学和应用科学。在普通科学中,又细分为社会学、心理学、生物学、物理学和化学。在特殊科学中,对应于社会学的有人类学、各种社会组织之研究等;对应于心理学的有美学、语言学、心理一物理学等;对应于生物学的有动物学、植物学、原生学等;对应于物理学的有天文学、测地学、气象学等;对应于化学的有光谱学、立体 化学、矿物学等。在联合科学中,有人类的历史、人种学、生物通史、地球通史、地质学、地理学、海洋学、太阳系通史等。在应用科学中,对应于社会学的有政治学、公民学、经济学等;对应于心理学的有逻辑学、教育学等;对应于生物学的有优生学、医学、林学等;对应于物理学的有航海学、工程学、建筑学等;对应于化学的有农学、冶金学、采矿学等。奥斯特瓦尔德汲取了孔德的等级制度的分类思想,以最普遍的概念创建科学的分类体系——形式科学、物理科学、生物科学。形式科学论及属于所有经验的特征,它的主要概念是序,它包括逻辑或流形的科学、数学或量的科学、几何学或空间的科学、运动学或运动的科学。物理科学的主要概念是能(energy),它包括力学、物理学、化学。生物科学的主要概念是生命,它包括生理学、心理学、社会学。这里的生理学应该理解为处理非心理现象的整个科学,涵盖植物学、动物学以及植物、动物和人的生理学;心理学是心理现象的科学,它不限于人,尽管有许多理由要求它的占优势的部分针对人。奥斯特瓦尔德表明,在他的分类中是就纯粹科学而言的,没有把应用科学计算在内。

  在其后的整个20世纪,科学分类一直受到各国学者的关注和研究。苏联的凯德洛夫等人依据自然界的客体层次无机界一有机界一人,认为其对应的科学学科是物理学、化学及其他;生物学,心理学;人的社会和思维对应的是社会科学和哲学科学。数学是单列的。数学和自然科学的各个学科都各有自己对应的技术应用科学或技术科学。中国的于光远把现代科学分为两大类,即分别研究自然界和社会的运动规律的自然科学和社会科学,二者之间还有边缘学科领域。数学是研究整个世界的量的关系的科学,哲学则是自然科学和社会科学的概括和总结。钱学森认为,客观世界除了自然、社会之外,还有第三个领域即思维领域,因此他把现代科学分为自然科学、社会科学和思维科学。同时,从这三个领域向上,通过自然辩证法、历史唯物论和辩证认识论的桥梁,和马克思主义哲学相联系;向下则与技术科学、工程科学相联系。数学则贯穿各个学科部门。日本的纲岛定治提出,自然科学可以按照研究对象分为物质科学、生物科学、心理科学。这三者又可以细分为三个范畴:个性记述为主的阶段、一般性的升级阶段、适用第二阶段的发生理论。比如,实验物理学(力学、声学、热力学、光学、电磁学),理论物理学,分子、原子、电子理论这三者分别与之对应。其他学科也是如此划分的。美国的科恩按照一般约定,指出自然科学包括物理科学和生物科学、化学、地球科学、气象学,有时还有数学。社会科学一般地被理解为包括人类学、考古学、经济学、历史、政治科学、心理学和社会学。传统上存在第三群人文学科,它包括像哲学、文学研究、语言研究,有时还有历史这样的学科。科学或自然科学的范畴常常被推广到包括一些常规认为是社会科学或人文学科一部分的某些学科,除(体质)人类学和(实验)心理学以外,还可以包括像语言学、考古学和经济学这样可以变化的领域。有时,地理学被认为是社会科学,有时被认为是自然科学。最近,一些(并非一切)传统的社会科学被放在“行为”科学的大伞之下。

  在现代,科学的指数式发展引起知识的极度膨胀,造成学科的极度分化,同时也催生了一大批交叉学科或边缘学科的诞生。据说,在德国大学的科研目录中列有4000多个研究领域。中国教育部学科分类(国标-92)也列举了文、理、工、农、医、军事六大部类的57个一级学科和3000多个专业的分类目录。1989年出版的一本《英汉学科词典》,收集的社会科学、自然科学和技术科学的学科名称更多达30000有余。学科的这种通过分化和交叉而增生的趋势方兴未艾。在这种情势下,学者竞相推出自己的分类方案,从二元分类到五元分类一应俱全——当然也有超过五元分类的。

二元分类

  邦格持二元分类的观点。他说,在各种科学之间,第一个最显著的差异是形式科学和事实科学之间的差异,即处理观念的科学和事实的科学。逻辑和数学是形式科学:它们不涉及实在的事物,因此不能用来使我们处理实在(即经验),为的是使我们的公式确凿有效。物理学和心理学处于事实科学之中:它们涉及设想在世界中发生的事实,因此必须诉诸经验,以便检验它们的公式。自然科学包括物理学、化学、生物学、个人心理学等。此外,还有文化科学,其中有社会心理学、社会学、经济学、政治科学、物质史、思想史等。

三元分类

  三元分类也许是比较多的一种分类法。例如凯伯格坚持,从学术上可以区分出形式学科、经验学科和诠释学科。数学是形式学科,生物学和心理学是经验学科,文学是诠释学科。显而易见,每一个实际的学科都体现出所有三个类型的方面:数学中的许多东西最终与关于世界的事实有联系;生物学偶尔涉及形式结构,心理学包含诠释;文学批评处理诗的形式结构和有关产生它的社会事实。在这个框架中,哲学本质上是像数学一样的形式学科,诠释的进路更多地属于历史。我们原来涉及的科学像生物学和物理学一样,主要是经验学科。我们的形式关注与科学知识和科学理论的结构有关。我们也能够注意到科学和哲学的诠释方面,科学理论是在某些环境中并针对某种哲学思想背景出现的。理解科学史中的一个惟一事件,与分析在新近出现的理论和被说成用以支持它的实验资料之间得到的形式关系,是截然不同的事情。

四元分类

  四元分类除了前面介绍过的柯尔律治等人的区分以外,也有把科学分为形式的一运算的科学、自然科学、人类科学一文化科学。

五元分类

  N.麦克斯韦的五元分类(或六元分类)是这样的:数学、统计学和逻辑关注改善形式的、先验的或分析的知识;物理科学关注关于物理宇宙各个方面的知识;生物科学关注改善关于生命的知识;社会科学和人文学科关注改善,关于人的生活的各种社会方面和文化方面的知识;技术科学关注改善关于为实现各种有价值的、实际的社会目标所需要的知识。按照知识哲学的普遍一致的意见,经验科学能够被安排为粗糙的等级制类型。在底部,在一切的最基本的层次上,我们有理论物耻学,与之密切相关的是宇宙学。向上,我们有理论上不很基本的物理学部分,例如固体物理学和物理化学;再高一点,我们有无机化学的整体,并 排的有化学天文学、天体物理学和地球科学(物理学和化学的特殊化的应用)。再向上,我们有生物科学以及有机化学、分子生物学、生物物理学和生物化学做基底,中间有诸如动物学、植物学、解剖学、神经病学、遗传学这样的科学,顶端是生态学和动物行为研究。更高一些,我们有社会科学、人类学、社会学、心理学、语言学、经济学、政治科学和历史学。按照一种观点即还原论,我们应该把所有这些科学还原——至少在原则上——为理论物理学。按照竞争的观点即反还原论,这或者是不可能实现的目标,或者是不需要的目标。但是,二者都同意,经验科学能够依照等级制组织。更一般地,某种类似的等级制能够在逻辑和数学的学科中察觉到。在基础是逻辑,稍向上有集合论。其余的几乎整个数学分支都能够被诠释为或多或少特殊的集合论的应用。

  从以上的形形色色的科学分类不难看出,学者进行分类的依据或基准各有千秋。有人认为,科学分类所依据的原则有客观原则(物质运动形式的客观区别)、发展原则(物质运动形式从简单到复杂,从低级到高级的发展序列)、层次原则(从一般到特殊的科学知识层次结构序列)、实践原则(新方法和新工具的出现会造成新学科的诞生)。有人指出,科学分类研究进入到结构分析和动态分析的阶段。学者设计了各种模式模拟科学体系的结构,如塔模式、树模式、网模式等。同时,科学分类的动力学研究也方兴未艾,学者用液体沉淀模型、气体流动模型、球体膨胀模型来模拟科学体系的运动和变化。其实,马赫早就强调,在科学研究中,不同的透视都是可能的。从这些不同的观点得到的结果能够产生不同的学科,它们具有相对的自主性。不过,一般而言,科学分类的基准不外乎三种:客观的基准、主观的基准、综合的基准。客观的基准包括研究的对象、种类和范围,事物的本质,物质的层次,自然的秩序,探索的方法等;主观的基准包括心智官能、精神能力、哲学理念、描述语言、抽象的形式等;综合的基准在奥斯特瓦尔德的以序、能、生命的概念作为分类的依据中最具有代表性。

交叉科学

  现代科学技术的迅猛发展,有效地加速了人类认识客观世界和改造客观世界的进程。自从20世纪中叶以来,各门科学之间的横向联系在逐渐加强,出现了相互“交叉”的趋向,并且迅速地形成了包括各种边缘学科、横断学科、综合学科和比较学科在内的新兴科学群落——交叉科学。

科学与哲学

  近代的科学,旨在理性、客观的前提下,用知识(理论)与实验完整地证明出的真理。是指以培根倡导的实证主义,伽利略为实践先驱的实验方法为基础,以获取关于世界的系统知识的研究。分为以自然现象为对象的自然科学和以社会现象为对象的社会科学。与艺术,哲学,宗教,文学等相区别。现代科学,还包括以人类思维存在为对象的思维科学。

  对于科学的核心特征或者说所谓科学精神,随着人类的进步,有不同的观点,目前一般认为科学具有如下特征:

  理性客观:从事科学研究一般不以“神”、“鬼”、“上帝”为前提(一些科学家仍会信仰宗教,但是“科学”本身是理性思维的结果),一切以客观事实的观察为基础,通常科学家会设计实验并控制各种变因来保证实验的准确性,以及解释理论的能力。

  可证伪:这是来自卡尔·波普尔的观点,人类其实无法知道一门学问里的理论是否一定正确,但若这门学问有部份有错误时,人们可以严谨明确的证明这部分的错误,的确是错的,那这门学问就算是合乎科学的学问。

  存在一个适用范围:也就是说可以不是放之四海皆准的绝对真理。例如:广义相对论在微观世界失效,量子理论在宏观世界失效。不过科学家们仍然努力寻找与探索是否有某种理论可以囊括所有自然现象(至少在物理界,将相对论与量子力学合并是一至少延续数十年的野心)。

  普遍必然性:科学理论来自于实践,也必须回到实践,它必须能够解释其适用范围内的已知的所有事实。

  科学还可以分为从理论和应用等多个层次。

  在与社会进步的相互作用中,科学对实践的指导作用得到不断加强,科学体系本身也不断壮大,它对人类历史的重大影响日趋显著。

最后修改于2017年11月19日 (星期日) 20:41