简论科学发展的内外动力，本文主要内容关键词为：动力论文,科学论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
1 科学发展的定义
所谓“科学发展”主要指科学理论的发展，它应包含两方面的内容：一、核心理论的发展；二、应用扩展的发展。如果用科学理论形式化结构讨论理论动力学问题，那么理论的进步表现为理论元素网进化结构，设理论元素网N是时间t的函数，即
N[0],N[1],…,N[t],…(N[t]→N[t+1] t=0,1,2……)
设T为理论元素T=
(1)K[t]→K[t+1]
(2)I[t]→I[t+1]
(3)K[t]→K[t+1],I[t]→I[t+1]
从科学发展的历史看，19世纪，古典科学得到了极大的发展，如在物理科学领域，以牛顿力学为基础从形式上统一了声学、光学电磁学和热学，海王星的发现更加显示了牛顿力学的巨大威力。在生命科学领域，以细胞学说和生物进化论为基础，统一了生物学的各分支，乃至确定了人类在自然界中的位置。这些巨大的成就使人相信，古典科学已发展到了顶峰，余下的事情只是应用的问题了。然而只有少数人意识到，在19世纪的科学理论完整的形式内部潜伏着深刻的危机，如英国著名的物理学家开尔文勋爵作了题为“热和光的动力理论上空的19世纪之乌云”的长篇讲演，指出古典物理学本来十分晴朗的天空出现了两朵乌云。
为解决这些科学危机，20世纪的理论科学经历了一系列的革命。在物理学领域，出现了相对论、量子力学取代了牛顿力学成为物理世界更为普遍的理论基础。粒子物理学中的夸克模型、宇宙学中的大爆炸模型、生物学中的DNA双螺旋模型和地质学中的板块模型，被认为是20世纪最为核心的理论模型。
在世纪之交即将到来之时，回顾20世纪的科学理论的发展，仍然存在着许多“乌云”，存在着诸多矛盾与危机，如物理学中理论的对称性和实验中对称性破缺之间的矛盾、量子力学与相对论的矛盾；1996年费米实验室发现了夸克的碰撞现象，并由此推测出夸克内部还有结构存在，这说明夸克还不是最基本粒子，重新挑起“物质无限可分”的争论；1997年，哈勃望远镜发现宇宙的“塌陷”现象，即黑洞不断吸进星系，从而是否可以推断宇宙不是在不断爆炸，不断膨胀，它也存在缩小的过程；目前正在进行的宇宙“反物质”的探测，如果探测成功又该如何解释如今的“正物质”世界是怎样形成的？这些又都预示着21世纪的核心科学理论将有重大发展，而不仅仅是核心理论的应用发展。
2 科学理论的自生成性决定内动力是科学发展的根据
科学理论的逻辑结构都是自相似的，或者说科学理论的逻辑结构具有自相似性，其表现有如下几种情况：
(1)在一定时期内，对同一对象存在着彼此竞争的理论，如T[,1]、T[,2]，不满足T[,1]∈T[,2]或T[,2]∈T[,1]。科学的发展过程中终将淘汰一些理论，保留一些理论，但保留下来的那些理论关于它的对象也并非永恒不变，发展的新理论总要把旧理论作为某种条件下的近似或特例包含在自身之中，例如相对论与牛顿力学的关系，这种情况就满足T[,1]T[,2]。
(2)在一定时期内，相互独立发展的两种理论T[,1]、T[,2],T[,2]发展到一定阶段出现了一个新的理论T[,3]这时T[,1]∈T[,3]同时T[,2]∈T[,3]，这时用T[,3]代替T[,2]，并记为T[,2]，使T[,1]∈T[,2]。如光传播理论和电磁现象开始互不相干，但当麦克斯韦电磁场理论诞生之后，光传播理论被包含在电磁理论之中，这时我们说光学理论T[,1]和电磁学理论T[,2]，满足T[,1]∈T[,2]的自相似关系。
科学理论的自相似的逻辑结构可表示为T[,1]∈T[,2]……，这种自相似的逻辑结构决定科学理论发展的累积性和自生成性，即一旦它的自相似结构出现矛盾，就会发生科学危机，从而导致新的科学革命，也可以说，科学理论、特别是科学核心理论的发展具有自生成性质。这时，外部的需求对此过程往往不能发生根本的驱动作用，例如，美国“癌症十年”，尽管投入巨大并没有达到预期的效果，更没有使人类从根本上认识和征服癌症；日本的“第五代计算机”计划也是一个比较典型的例子。
3 外部驱动力的作用与转化
由上述可知科学理论的发展是由其自身内部逻辑的发展所决定的，但这不否认外部需求对科学理论发展的驱动作用，我们已把科学理论的发展分为核心理论的发展和对核心理论的应用两部分，显然外部的需求驱动作用是在后者，即对核心理论的应用。
按照科学系统论的观点，科学系统是社会系统的子系统，如果将人类社会发展阶段分为道德社会、权势社会、经济社会和智力社会，科学发展的外部驱动力在不同的社会发展阶段是不同的。社会中轴原理认为，社会的形态取决于社会的中轴结构，社会中轴结构的转变使社会从一种形态转换到另一种形态，呈现出社会的阶段性发展。社会中轴的形成和转换取决于道德、权势、经济和智力四种主要社会因素的相互作用，作为标志性特征，道德社会的支配力量是道德，权势社会的支配力量是权力，经济社会的支配力量是财富（资本），智力社会的支配力量是以科学为代表的智力。
从一种社会到另一种社会的转变，不仅表现为支配力量的更替，更表现为支配力量的扩散，人类社会进步的本质就是道德、权力、财富和知识的不断增长、完善和扩散。因此在进入智力社会之前，为了适应环境逐渐形成了自身独特的社会结构，并且在环境选择与自适应的对抗斗争中不断完善。在权势社会中，平民没有受教育的权利，科学只是有闲阶级或贵族茶余饭后的一种消遣，社会对科学根本谈不上有什么需求，进入经济社会之后，人们以经济活动为中心，科学活动不但被卷入其中，而且对科学的需求日益增加，而科学自身的发展很难成为发展科学的直接目的，如20世纪后半叶兴起的能源科学、环境科学、信息科学、生物工程等学科都具有相当广泛的应用前景，预期研究成果会产生出巨大的经济效益与社会效益。
只有到了智力社会，科学才能真正获得自主发展的权利，那时，科学系统也会具有最高的社会地位。在现代社会，科学发展只能在科学利益和社会需求两者的交点上进行选择，一方面社会获益并接受科学，愿意资助和扩大科学的成果，另一方面，科学也获得了发展的机会。这似乎已成为当今科学、经济与社会协调发展的一种法则，法则运用是否恰当，就会导致科学危机，如对科学过少的投入和过份的社会需求使科学不堪重负，使科学家无法正常进行科学探索，科学活动带有极强的政治目的或商业目的，这时科学意义上的类似20世纪相对论与量子力学的重大理论突破将会滞后或被扼杀，引发科学目标的盲目性，甚至产生披着科学外衣的各种“假科学”；或者忽视科学自身发展规律，对科学赋予超越自身发展阶段的过高要求，这时尽管有巨额资助，往往也是事倍功半，从而使社会对科学产生怀疑。