揆端推类，告往知来（下）——科学的现状和未来，本文主要内容关键词为：现状论文,未来论文,科学论文,告往知来论文,揆端推类论文，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。
3社会目标与科学的自治
必须对人类历史中的科学与社会的相互作用有相当详细的了解，才能很好地理解科学的意义和它的前途。科学技术与社会的协调发展已成为当今世界最迫切的问题。如何才能作到协调发展？这既是一个理论问题，也是个实践问题。John D.Bernal（1901～1971）早在1930 年代就在其《科学的社会功能》（1938年）中指出：科学和社会的繁荣昌盛都依赖于科学和社会的正确关系。他的这种见识也被普遍接受。但是，究竟什么样的关系才算正确的关系呢？在理论上至今仍然不十分清楚。在实践上，为促进科学技术与社会的发展，世界各国进行了并且继续进行着种种试探性的实践，有成功也有失败。在近现代科学技术史上有三个事件作为教训受到科学史研究者们的特别注意。一是法西斯德国迫害犹太科学家，二是社会主义苏联的TpoBДИM Д.ЛИCИKO（1898～1976）事件，三是中国“文化大革命”中的反科学行为。对于这些科学与社会不协调的典型已有许多科学史研究者作为案例进行了大量的研究。
3.1 社会中轴转换与科学社会
“科学社会”作为生产科学知识的组织与一般社会的结构不同。西方流行的社会分层论（theory of social stratification）， 对于“科学社会”这个“小社会”在“大社会”中的地位不能提供充分的理解。“社会中轴转换原理”则为这嵌在大社会中的一个小社会提供一种启发性原理。这个小社会的文化环境随着社会中轴的转换而改变，为适应环境它逐渐形成自身的独特结构，从个体到团体，从小科学到大科学，在环境选择与自适应的对抗斗争中不断完善，并终将以其自身的潜力推动推动整个社会进入智力社会。
社会问题的理论研究往往采取概念性的图式分析。在这种分析中暗含着Dahiel Bell 所称的“中轴原理”的运用。中轴原理力图在概念图式的范围内以社会的某一因素为轴心说明社会系统的结构特征。任何概念性的图式实质上都是现实的一种模型，图式分析只不过是从一个视角对现实的规程提出一种逻辑规程。对同一现实人们可以构造不同的模型。因此，不同的社会概念图式总是以不同的中轴原理的为基础的。比较流行的中轴原理主要有道德中轴原理、权势中轴原理、经济中轴原理和智力中轴原理。道德中轴原理把伦理、道德视为维系社会的主要力量，社会形态的差异体现为社会道德标准的不同。权势中轴原理基于国家的存在，以政权集中于国家为中轴，按政体的变化描述社会的发展。经济中轴原理根源于资本经济的发展，认为社会的变化是以经济关系为基础的，把生产关系作为社会的中轴。智力中轴原理基于科学的社会功能，认为社会发展的主要动力是人们的智力，因此他把社会发展的规律归结为智力发展的规律，把智力作为社会的中轴，以生产中使用的各种知识的进步为社会进步的标准。这四种中轴原理的任何一种都企图把某一中轴原理普遍化为历史的整个进程的中轴原理，但来自不同中轴原理的概念图式不能拼合出一幅完整的历史图像。例如，以这种单一中轴分析美国和苏联的社会，按照经济中轴原理美国是资本主义社会而苏联是社会主义社会，而按智力中轴原理美国和苏联则同属工业社会。实际上，某个中轴原理只适用于描述某处于某个历史阶段的社会形态。正是基于各中轴原理只对社会历史的某个阶段适用的这一缺陷的启发，一个“社会中轴转换原理”被提出。
中轴转换原理的中心思想是，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变为另一种形态，呈现社会的阶段性发展。在中轴转换原理中，作为维系社会的四种抽象要素，道德、权势、经济和智力，仍然被保留。中国原始社会三皇五帝历代都被视为道德权威的象征。秦始皇统一中原六国，罗马帝国的称雄，成吉思汗横扫欧亚大陆，十字军东征，拿破仑横扫欧洲，这些以暴力征服是权力主宰世界的象征。腰缠万贯的第三等级发动的法国大革命是经济取代权势的象征，华尔街老板、金融寡头、各种产业大王凭手中的财富操纵世界都是经济主宰世界的表现。可是，以科学技术为代表的知识作为一种新的主宰世界力量开始向经济挑战。未来学家Alvin Toffler 在《权力的转移》中，精湛地阐述了未来社会中知识相对暴力和财富等社会要素的中轴地位。道德、权势、经济、智力间的相互作用是社会结构中轴形成和转换的根源。历史表明，自形成人类社会以来，社会中轴转换的顺序是道德中轴、权势中轴、经济中轴、智力中轴。以道德为中轴的社会可称之为道德社会。当道德中轴转变为权势中轴时，社会就进入权势社会。当经济取代权势而成为社会中轴时，社会又进入经济社会。一旦科学取代经济成为社会中轴，社会就进入智力社会阶段。按照中轴转换原理，社会发展的阶段性主要表现为社会中轴的不同，或者说支配社会的主要力量不同。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，智力社会的支配力量是科学。社会阶段性变化的本质是支配社会力量的改变。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。社会中轴转换原理是关于社会发展的一个启发性原理。它为社会理论提供了一种新的理论视角。这个中轴转换原理既避免了单一的因果决定论，又允许保留挑选首要逻辑描述社会发展的趋向性。以中轴转换原理来观察当代社会，我们会看到世界发展是不平衡的。先进国家已经开始从经济社会向智力社会转变，而相当多的国家尚处在从权势社会向经济社会转变的途中。
在社会发展的任何阶段中，科学社会都是嵌在大社会中的小社会。科学社会的进步不能脱离社会整体的进步。在社会的不同的发展阶段中的科学受制于整个社会的中轴。在道德社会中，科学是“圣人”的智慧。在《易传·系辞下》第三章所描述的上古史，把原始社会的部落领袖描述为道德高尚的发明家，他们是结网扑鱼、
耒种田、缝衣筑屋、制作车舟的发明人。在权势社会，科学活动则另是一样，在漫长的权势社会中，中国最发达的古代科学“律历”围绕权势中轴旋转的特征是极为明显的。“武王伐纣，吹律听声”，“王者易姓受命，必慎如初，改正朔，易服色，推本天元，顺承厥意。”（《史记·历书》）因为律历涉军国大事，不传宫廷之外，所以，掌握这方面知识的畴人都是世袭职业。这反映了权势社会中科学活动的社会特点。当社会进入经济社会，科学活动本质上是绕经济中轴运行的。科学活动成为发财致富的手段。从富人作为一种慈善事业资助科学活动到企业雇用科学家，科学活动和经济活动的关系愈来越密切。“科学技术是生产力”正是经济社会的科学形象写照。就科学的社会形象说，在道德社会，科学就是神明的圣人智慧，在权力社会，科学就是权力手段，在经济社会，科学就是摇钱树，为科学而科学只在将来的智力社会才行得通。科学的渊源与人类的产生共久远，至少可以说与文字的产生齐始。近代科学社会的形象是学会、研究所、科学院等等，类比地说中国钦天监和畴人之家是权势社会中科学社会的形象。在以智力为中轴的智力社会，科学社会的形象需要人们去想像。尽管科学社会有其大社会环境的制约，但它毕竟是由科学活动本身特点内在决定的，随着社会的发展，这种最有前途的社会形态，有能力不断为自己开辟道路，既受时代制约又超越时代的限制，最终使整个社会转向智力中轴。
3.2 科学社会形象的变化
科学的社会形象是从科学家创建科学学会而组成一个特殊的小社会开始的。鲜有人知，世界最早的学会之一是1568年出现在中国的“一体堂宅仁医会”。在意大利罗马1603年成立的猞猁学社（Accademia deiLincei）和1657年成立的西蒙特托学社（Accademia dei Cimento ）还都是个体研究者交流研究成果的场所， 并无集体研究的志向。 由于Francis Baco（1561——1626）在其著作《新大西岛》（1617）中强调学者合作研究，并描述了一个理想的科学共同体模式“萨罗蒙学院”，英国于1662年经国王认可成立了伦敦皇家学会（The Royal Society ofLondon for Improving Natural knowledge）。而培根构想的国家研究机构则是在法国首先实现的， 1666 年成立了巴黎皇家科学院（Academie Royale des Sciences）。以后在欧洲各地设立的科学院都受到国家的保护，作为国家机构的一部分。到18世纪后半叶，出现了兴设地方科学学会和科学院的新发展。1760法国有37 个地方科学院， 不过19世纪就都衰落下去，科学活动又集中到巴黎。而英国英格兰北部和中部兴起的地方学会，却消弱了伦敦的绝对中心地位，成了工业革命的一种推动力。
学会的成立和科学的普及，扩大了对科学的关心，并从而使从事科学研究的人数增加。特别是由于科学知识的积累和专门化，产生了特定领域的专门家，与此同时，科学与产业的结合导致对科学实用性的认识，因而专门家的必要及其社会作用被重视。1822年德国成立自然科学研究者和医生联合会（GesellchaftdeutscherNaturforscherundArzte）。继之有1831年英国科学振兴（British Association for theAdvancement of Science）成立，1833 年“法国科学会议”（CongresScientifique de France ）成立， 1848年美国科学促进会（AmericanAssociation for the Advancement of Science）成立。19世纪以前并没有“科学家”这个名称。英国科学振兴会成立宣言书使的是“科学开拓者”（Cultivators of Science ）这个称谓。 1834 年休厄尔（William Whewell,1794——1866）发表匿名论文，其中与artist类比使用了Scientist这个词，当其著作《归纳科学的哲学》（1940 年第二卷）出版以后“科学家”这个词才逐渐流传开来。
另一方面科学家再生产机构的逐渐形成，是科学家社会继续发展的后备保障。法国大革命导致1794 年设立“理工学校”（EcolePolytechnique）。它是现代工程技术学院的先导。19 世纪德国的大学改革形成一种自由研究的模式，自然科学学生人数激增。德国大学的实验室制度和研究班（Seminar）制度作为培养科学家的有效形式， 成为世界各国效法的榜样。科学的专门化和职业化，大学确立的“研究”思想和实验—研讨教学方式，这一切都促成科学共同体的成熟，使16世纪以来的个人探索者，变成被科学共同体价值体系规范的研究者。
19世纪后半叶以来，科学与产业结合，研究和开发在产业研究所被推进，科学研究与技术研究的联系变得紧密。特别是第一次世界大战以后科学产业化的倾向变得显著，相对以19世纪德国大学为典型的研究，这样的科学被称为“产业化科学”（industrialized science）。第二次世界大战以来科学与国家的关系越来越紧密。科学家、技术专家和巨大的工业都被集结起来为国家的目的服务，以至变成“军产复合体”（military industrial complex）。科学成了国家的大事业。
在第一次世界大战之后，1930年代西方世界的经济大萧条、1940年代更残酷的法西斯侵略战争、1950年代资本主义和社会主义两个世界体系的冷战，1960年代世界性的学生运动、1970年代生态破坏的严重冲击、1980年代东欧转向及随后的苏联解体，这些大动荡把个人、社会和环境三个层面的不安全展现在人类面前，全球性的危机出现了。在这全面危机中，科学的纯洁性受怀疑，传统的科学世界观被严加批评，科学与人文的分裂倍遭谴责。Theodore Roszak 的《对抗文化的形成》（1969）、柴谷笃弘的《反科学论》（1973）、Fritjof Capra的《 转折点》（1982）是批判有关传统科学问题的代表性著作。以《大国的兴衰》（1983）预言美国将走相对衰退而名闻世界的Paul Kennedy，其作为一般史学的新作《为21世纪作准备》（1993），对于与技术、经济变化、人口增长有关的人类遭遇，给出了一个历史的透视。
3.3 科学的能控性
科学技术已经成为国家事业并影响着每个家庭的生活，并且基于任何系统都不能恰当地自我评估的认识，人们从各个角度出发都想对科学加以控制。科学究竟能不能控制？如果能控制，那么控制的途径是什么？对它的控制能做到什么程度？从系统论的观点讨论这些问题，可以借助控制理论中的“能控性”这一术语。在控制理论中，这一术语正是用以说明对系统进行控制的必要性和可能性、控制的条件和限度的，为对系统鉴别提供根据。控制理论已经对线性系统建立起较完善的能控性理论，但非线性系统的能控性理论尚不令人满意。科学系统如人们所说是非线性系统，目下还只能借“能控性”概念，定量的数学分析尚难于引入。因为任何控制过程都是通过输入一定的控制作用以改变系统的状态或输出实现的，社会对科学系统的调控也不例外，所以对于科学系统的能控性也可以从输入——输出反应入手加以研究。对于科学系统的理论研究引入“能控性”概念，是为了对科学政策的可能性及其调控限度寻求理论根据。基于这样一个出发点我们的讨论主要涉及科学目标论与科学自治论的争论以及科学认识的调节原理和规范的科学论证等问题。
1942年英国科学家和哲学家M.Polanyi 发表了专题论文“科学的自治”， 首次提出“科学共同体”的概念〔13〕。 法国科学社会学家Peter Weingart 提出科学“自治”（Autonomie ）和“自我控制”（Selbststeuerung）的概念〔14〕。Weingart 是从科学社会的规范结构和科学的认识结构证明科学自治的。他的第一个论据是科学社会的规范结构。他认为科学社会本身所具有的基本规范性是科学自治的根源或科学自治的内部原因。科学的规范系统（Normen System ）具有使科学建制保持科学自身的特性，它能保证研究是科学行为的自我目的，它是使科学建制不解体的约束，它能使科学建制与其他社会建制既联系又区别，使科学建制不失其独立性。他的第二个论据是科学系统的认识结构。他认为认识的因素，更准确地说是认识逻辑的因素决定着一个学科或一个专业领域的内部结构和发展规律，政策不能直接支配它们。也就是说它们对外部控制来说是一种主要的抵抗条件或抵抗因素。因此，它们是科学自治的核心。因为它们在认识结构上保持科学自身，它才成为科学自治的核心。希特勒驱逐“犹太物理学”和苏联强树李森科的失败，足以表明科学认识结构在科学自治中的核心地位。
科学目标论是作为向科学自治论挑战而提出来的，其立论根据是科学目标化导致对传统科学自主性的拒斥，列宁于1918年4 月起草的《科学技术工作计划草稿》，大概是“科学目标化”思想的最早反映。从第二次世界大战开始，美国一直有计划地发展军事科学技术。中国1956年制订的12 年科学技术发展规划是世界第一个全面的国家科技规划。 到1970年科学目标化才成为学者们讨论的理论问题。最初的讨论涉及农业化学、发酵理论、空气动力学、噪声研究、癌症研究、核聚变研究等。W.Von den Daele G.Bohme是科学目标论的代表学者。科学目标论者认为，科学的发展有多种可能性，在这些可能性中作出的实际选择决定了科学的社会环境。他们还认为在Darwen时代这种选择是自发的，而现在已进入新目标化阶段，人们可以同时根据科学的利益和社会需要两者进行自觉的规划而使科学合理化。科学目标化是这样一个过程，通过它科学的外部目标成为科学理论本身发展的指导原则，而且理论的这种按外部目标的发展，是一种与社会、军事和经济目标联系的战略目标，只考虑用应用研究不足以描述这种状况。因为它影响到理论的“认识结构”。科学目标论者借助Kuhn的科学哲学理论论证科学目标化的可能性。把科学发展划分为前范式、范式和后范式三个阶段。目标论者认为，处在前范式的探索期的科学，用经验研究解决外部设定的问题，成功的希望极小；处在范式阶段的科学，由于理论形成过程中有其内在的逻辑，科学学科不受外部调控；只有在后范式阶段对科学实行外部计划才是可能的，社会问题能转换为研究路线。也就是说，科学目标化要建立在理论已经解决了本身的问题的“成熟”理论的基础上。因为这时引导理论发展的内在逻辑已经失效，它进一步的发展决定于新的实际问题的出现。
科学目标论的主旨在于，为科学发展的“社会外部论”和“认识外部论”辩护。按照目标论者的意见，外部目标不仅决定和影响理论研究课题的选择，而且影响到理论建构的一般方法论标准。也就是说外部目标不仅影响科学共同体对研究课题的选择，它们还会产生一种新的科学类型，关于理论研究的目的和方法， 这种新型科学有全新的标准。 W .Schafer明确提出社会因素影响客观知识的真理标准，用科学知识的接受标准随历史而变化为“认识外部论”辩护。 芬兰科学家哲学家IlkkaNiiniluto对这种科学目标论“自主性拒斥”给与了反驳。 他认为科学目标论命题的核心，当且又当基础研究已达到足够高级的阶段时对研究进行计划以解决实际问题才是可能的，这种被广为接受的观点实际上就是Conte－Hesche的观点，并不能对传统的科学自主性造成威胁。 他强调科学自主性指的是科学家有制定研究课题、选择基本概念和方法、接受或拒斥某一假说，不受“外部”干涉而公布成果的权利，科学目标化并没有什么固定的方法可以把社会问题或科技政策纲领转变为科研计划，详细的研究课题的制订还是科学家本身的任务，只有科学家才能判断基础研究是否进步到足以解决实际问题的地步。审视科学活动的知识体系和社会体制关系的现状，我们发现其特点是，一方面本世纪中叶以来科学被普遍地纳入国家体制，另一方面纯科学重大选题的85%独立于社会的实用需要。这表明科学的独立性和自主性在科学的发展中起主导作用。
科学社会的规范结构和科学系统的认识结构并非相互独立无关，而是彼此相辅相成的。科学作为人类的一种特殊活动与其他活动有许多共同点，但科学的目的、方法和精神气质使其与其他人类活动区别开来。科学的目标就是扩充正确无误的知识。为此目的所使用的技术性方法提供了知识的恰当的定义：在经验上可以验证而在逻辑上首尾一致的关于规律（实际上是预言）的陈述。从目标和方法可以推出习俗规则（惯例）。技术规范和道德规范为达到最终目标提供了工具。充分、可靠的经验证据的技术规范是使纯粹预言得以认可的先决条件；逻辑上无矛盾性的技术规范是系统、正确预言的先决条件。科学惯例具有一种方法的基本原理，但是它们也受到约束，这不仅因为它们在程序上是有效的，而且也因为它们被认为是正确的和好的。它们即是道德的法规，也是技术的法规。道德的社会使命在于，根据社会的和个人的利益一致精神，来调整个体之间的相互关系。科学的社会建制是嵌在大社会中的一个小社会，有其不同于其他社会建制的特殊规范。任何社会要想接纳科学并发挥其社会功能，都必须作出种种调整，创造适应科学发展的社会条件。科学进步的程度也是随着社会的发展而使这些条件越来越充分而增长的。科学、技术与社会之间的相互作用的历史演变不断显示其新特点，至少可以大致区分出古代、近代和现代的不同。
在当今科学社会化和社会科学化的情况下，“科学社会”之所以依然稳定存在，正是靠科学社会系统的结构维持着。科学社会以其智力结构、权威结构和规范结构，维护科学共同体和科学发展的自主性，防止科学以外的其他社会因素及力量把自己的意志强加于科学本身，保证着科学这个小社会在大社会中的自治。1950年代以来的两个历史事件表明科学社会的权威结构和规范结构势如何在起作用。一是1953年诺贝尔化学奖得主Ieving Langmuir提出“病态科学”（Pathological Science）的概念，二是1975年包括18名诺贝尔奖获奖者在内的186 名著名科学家签名发表《反对占星术》宣言。Langmuir发现一些科学家由于个人主观因素误入歧途而陷入自我欺骗的泥塘，他称之为“病态科学”并描述了它的诸特征。20世纪头30年的科学史事例说明一种病科学可以持续10——20年，发表上百篇论文，甚至不少知名度很高的科学家也会被牵连其中。当时，Langmuir的文章没有发表，直到1989年才发表。随着1960年代越南战争期间的反战运动，在美国引发了对大学和近代科学的批判，占星术应时而起并挤进大学的课堂和教科书，1970年代超心理学为美国科学促进会接纳而泛滥并导致Un Geller 的骗术成为使美国科学界伤心的“水门事件”。在这种情势下，原美国天文学会会长、哈佛大学天文学教授Bart Jan Bok （1906——1983）、科学作家Jerom和纽约州大学哲学教授Paul Kurtz开了一次会议，专门讨论了如何对待同科学有关的反理性主义问题，建立一个组织“超感觉主张科学调查委员会”并出版了《怀疑的探索者》杂志。美国物理学会于1989年决定重新发表Langmuir的文章。在病态科学与伪科学侵害科学机体之时，美国科学界的上述行为，正是运用“科学规范”进行“自我保护”的一种行动。
4 科学的预测和未来
科学预测是对未来科学发展的趋势作出定性和定量的估计，以确定最有前途的科研方向并评估科学进步的远景。各种预测作为各自学科的一部分由来已久， 第二次世界大战后由于社会需要而蓬勃发展起来。1960年代中期，各种未来研究的学会、会议与刊物也层出不穷，未来学成为一门正式的学科，而且产生了巨大的影响。但未来预测的重点在社会、经济、技术等领域，真正涉及科学的较少，而且往往笼统地列入科学预测的范围之内。虽然现在预测方法有百余种，但这些方法的可靠性仍然是成问题的，以致预测失误与预测含糊成为科技预测的两大痼疾。
对科学预测的方法有各种分类，常用的方法按不同方式可分为：宏观预测及微观预测、定性预测及定量预测、趋势外推预测及突破预测、探索型预测及规范型预测、主观预测与客观预测、单一预测与综合预测、发展模型预测与反馈预测等等。但是一般说来，预测法大都不很规范，而偏于主观及定性。例如科学预测多用特尔斐方法、趋势外推法、各种统计方法、情景分析、形态学研究以及系统分析等方法。预测成果的形态有状态的描述、运动性质、空间分布、演化规律及其解以及创新及其传播的动力因素等。尽管预测方法本身还不够成熟，但是现实生活的需要却总是推动着人们对科学的未来发展作出一定的分析和判断。
科学的目的是双重的。第一个目的是预测和控制，第二个目的是说明和解释。如果从逻辑关系区分这两个目的，预测与控制包含那些仅仅运用相关关系的陈述，而说明与理解则包含那些运用因果关系的陈述。并非一切科学都同时具备这两个目的。不成熟的科学往往只包含一个目的，而发展得较完善的学科同等地、普遍地显示这两个目的。控制是人类活动中最实际的东西。控制的实质在于达到某种目的。在这意义上说，预测是最低水平的控制。因为即使达不到控制对象的行为，至少可以作到调整自己的行为以适应对象的行为。预测与控制二者代表了科学知识最低级的状态。以预测的态度对待科学，不论预测效果如何，其本身在根本上总是一种科学的态度。
4.1 科学预测历史的透视
尽管不断进展的科学从不顾及其历史，但历史却一直是它的向导。为20世纪提供科学启蒙思想的Mach和法国数学家Jules Henri Poincare（1854～1912）都曾论说：预见科学未来的正确方法是研究它的历史和现状。Mach关于力学史的研究成果导致Einstien创造相对论的事实，使Poincaye的名言“科学史应该是我们的第一向导”更为可信。其实，历史与未来相关的思想渊源久远。不仅《周易》有“察往知来”之论，而且王充（27～97）还提出“揆端推类”的预测方法论，主张“推原往验以处来”。对于我们所面临的世纪之交的科学，科学的历史能为科学预测提供什么启迪？第一次世界大战后，由于一般历史学领域兴起的德国“预言”派和法国“年鉴”派的这两种潮流的影响，大手笔的预言和全方位的构造的史学观都被引入科学史研究。 法国科学史家Alexandre Koyre和美国科学史家Thomas S.Kuhn率先，合内外史为一，开一代科学史研究的新风。Koyre《伽利略研究》（1939）和Kuhn 的《科学革命的结构》（1962）是科学史研究这一转向的象征。至今，有关科学的诸多研究已经形成一些有一定历史根据的规律性认识。比较重要的规律性认识有科学文献的近乎指数的增长、科学重心的学科更替、科学理论的范式变革、科学地第12卷第2期理中心的转移。 这些都是有历史根据的描述性的而非规范性的“规律”。
科学文献的指数增长趋势有多种统计数字的根据，这一事实无可怀疑。但是把它转述为知识的指数增长律却是大有值得商榷之处。这一思想的最早表述来自Engels，1844年他在其《政治经济学批判》手稿中说：“科学总是与继承着以往成果的大量知识成正比地向前发展着。 ”100年后，美以美大学图书馆管理员Friement Ledd算出美国科研图书馆的规模每16年番一番。 他的这一结论是以美国10 所具有代表性的大学1831——1938年藏书增长的统计数字为根据的。例如，耶鲁大学图书馆18世纪初大约藏书1000部，而到1938年已增加到2748000部，比每16 年番一番还略高一点。他依此想入非非地外推，到2040年耶鲁图书馆将有藏书2亿部，需占6000英里长的书架，光图书编目员就要有6000名。
Price把 Ledd的发现推广到几乎包括科学知识的全部领域。在其探讨这类问题的第一部书《巴比伦以来的科学》（1961年）中，企图绘出科学杂志和科学文章的发展图，作为知识发展的主要标志。他把科学定义为以科学杂志、文章、报刊和书籍出版的东西。Price 力图从这些数字中得出一个“按指数增长的规律”。他以1918年至1960年代的《物理学文摘》为例论证，科学杂志的这种指数增长规律也为这些杂志中的文章数所遵从。Okan May对《数学发展年鉴》1868 ——1940 文章的统计研究得出类似Price 的结果。在这种“指数增长”大为流行之时，美国哈佛大学社会学教授Danil Bell指出，任何按指数形式的增长都必然在某一点达到平衡，否则就会走到谬误的一端。增长的指数曲线被修改为由“地板和天花板”限制的S形曲线。即使如此， 知识增长曲线迄今仍然对科学预测没有本质性的助益。科学文献数作为知识的量度，虽然它有可测量的优点，但是不可靠的。因为质与量的不均一的对应性无法克服，加权的方法因无精确的客观标准根本上也是无济于事的。如若基于这些曲线的预测制定科学政策，正如Bell所说，那将完全是骗人的。但这并不等于说“指数增长律”毫无用项，它可以作为一种比喻或手段提醒人们普遍地注意，那些由于这种增长在未来可能面临的问题。
指数概念，科学知识按某种混合形式“线性”积累的概念，掩盖了科学以“学科”发展的这一典形的形式。学科的不断分化的发展形式犹如一棵树的分枝生杈。历史所给予的启示在于，各门科学在时间上不均衡地发展着，不同的时期起不同的作用，占居不同的地位。科学发展的这种非均衡性的一个重要“规律”就是所谓的“带头学科”。例如，18——19世纪，物理学和化学几乎是“齐头并进”的。而到20世纪前半期，它们的作用显然是不能相提并论了。在这一时期，就实际意义、社会关心、认识价值来说，物理学在自然科学中显然占居了首位。在这一时期，物理学前沿越过了自然科学最肥沃的、人烟稠密的土地，原子和原子核的结构被研究和阐明，必须建立量子力学和狭义相对论，必须向前推进实验方法和技术。结果，奠定了借以建立现代化学、分子生物学和一系列其他自然科学领域的大厦的基础。正是在这种形势下，苏联科学史家、科学哲学家凯德洛夫，通过对历史的考察，提出带头学科更替的理论。他不仅描述了历史上学科更替的顺序，而且提出更替周期和更替加速的概念。他对历史上带头科顺序的证认，力学、化学以及物理学和生物学、微观物理学、控制论以及原子科学和宇航学、分子生物学，虽然未被公认是准确的，但接受带头学科及其更替这一基本思想者却大有人在。他在其论文《关于自然科学中的带头学科》（1974年）中，提出“社会需要和科学逻辑的交叉点”是科学生长点的条件，并预言说“生物科学将开始作为自然科学的又一带头者出现”。20年来科学发展的进程似乎是对他的这种观点连同他的预言的支持。但他关于带头学科更替周期趋于缩短定量分析，200年、100年、50年、12.5年……，则大可怀疑。如若真地这样一直缩短下去，“周期”也就失去了意义。
Kuhn的“科学革命”论，即以科学“范式变革”为核心的科学发展观，是对实证论的“累进”主义的互补性的纠正。其实，以“革命”之类的概念形容科学知识的突破性的进展， 早已有之。 I. Bbemard Cohen在其《科学中的革命》（1985年）中，列举了18世纪以来的16 位科学家，他们都曾把他们自己的某项科学工作说成是“革命的”或“革命性的”。他们是Robert Symmer（1707——1763），Jean－Paul Marat（1743——1793），Antoine－Laurent Lavoisier（1743——1794），Justus von Liebig（1803——1873），William Rowan Hamilton （1805——1865），Charles Darwin（1809——1882），Rudolf Virchow（1821——1902），George Cantor（1845——1918），Albert Einstien（1879——1955），Herman Minkowski（1864——1909），MaxvonLaue（1879——1960），Alfred Wegener（1880——1930），Arthur H.Compton（1892——1962），Emest Everrett Just，James D.Watson，和Benoit Mendelbrot。实际上，他们并非都引发了革命。 Kuhn的“危机”引起“革命”的模式，具有某种程度的可感知性，对于科学理论的变革有一定的预测功能。
科学活动地理中心的转移属于科学人文地理。科学活动地理中心的转移，首先由John Desmond Bemal（1901——1971）表述， 他在其著 作《历史上的科学》（1954）中被初步表述。他指认的科学中心，第一期为意大利，第二期为荷兰、法国和英国，第三期为英国和法国，第四期进入他那个时代。日本汤浅光朝受Bemal的启发，根据一本日本的《 科学技术编年表》和Webrs《人物传记字典》， 对科学成果进行按国别统计。以此为据定量地描述了科学中心的转移。他于1962年发表题为《科学活动中心的转移》的论文，以图表的形式给出了16——20世纪科学中心的转移顺序：意大利、英国、法国、德国、美国。中心期持续60——110年，平均约80年。美国从1920年代进入中心期，自1950 年代达到颠峰而开始走下坡路。如果这“科学中心转移律”还将延续下去，那么美国在2000——2030期间，将失去科学中心的地位。下一个科学的地理中心将在何处？在独联体还是欧共体？亦或在东亚的日本和中国？
4.2 一种预测构架
科学预测是在对其对象的规律还没有充分认识的情况下，不得不作出某种选择的目的性活动。依据整体论的历史观和科学知识的系统观，我们可以提出具有三层结构的预测选择模式。第一层次从科学系统与其外环境的关系出发，选择对外环境有所适应的诸学科，简称“适应学科”。第二层次依据学科交叉，选取各种前沿学科。第三层次从科学问题入手，与适用和前言结合，选取重点课题。
第一层次为最低层。根据作为人类生存方式的文化系统的三分法，从科学系统与其外环境的各子系统（技术和社会和观念三个子系统）的交叉关系出发，选择有可能满足外环境需要的“适应学科”。如我们考虑从科学与技术和经济的相互作用选取适应学科，我们可画图1 所示的文氏图。图中有三交区和二交区。我们把三交区对应的学科称为一级适应学科，它是科学、技术、经济三交叉的学科。二交区对应的学科称为二级适应学科，它有三种。一种属于科学与技术交叉的学科，显然同所谓的高技术有关的学科在这里。另一种属于科学与经济交叉的学科，不以具体的物质技术为中介，无疑数学中有这样的分支。再一种属于技术与经济交叉的学科，它可以不列入科学的范畴，可列为技术科学的范畴。科学的外环境不只是技术，还有政治、军事、各种文化，都可以照此模式分析。Bemal的《科学的社会功能》（1939 年）阐明“科学的功能便是普遍造福于人类”。社会不断向科学提出的生活和生产需求等方面的新的问题，是推动科学前进的外部动力。Engels说“社会需要比十所大学更能推动科学前进”，意在强调这层意思。生产与科学的关系以技术为中介，技术对科学的要求作为其“适用性”，在可能的条件下纳入科学的目标。在人口过剩、食物不足、资源短缺、能源匮乏、环境恶化等全球性的巨大压力下，计划生育的问题、增产粮食的问题、寻找新材料和降低材耗问题、新能源的开发和提高能效问题、环境保护和防灾问题诸领域，对科学的期待是迫切的。
第二层次为中间层。从学科交叉关系出发，选取前沿学科。如以物理学、生物学、数学三交叉选取前沿学科，将有图2所示的文氏图。 每门独立的学科可能都有各自的前沿分支学科，但属于学科交叉部的前沿学科，从科学的整体发展看，无疑具有更重要的意义。在科学的全部学科的分布现状中，可能有二交叉、三交叉、四交叉乃至更高的交叉。相交度愈高的交叉学科对科学整体的意义也愈大。自第二次世界大战以来，科学领域急剧增加。在科学最发达的美国，战后不久还只有50几个专业，20年后竞分解为900多个专业，例如物理学，1956年为10 个分支领域共74个专业，1968年为12个分支领域共154个专业。 再如物理学中的理论物理学， 1954 年一个领域包括核子、 原子和固态几个专业， 而到1968年固态物理被划分为27个专业，当今的数学和自然科学的学科总计大约近万种，学科之间有交叉关系的亦为数不少。学科交叉往往是产生新概念、新定律、新理论、新科学问题、新技术手段的新科学的生长点。
第三层次为最高层。从科学问题出发，结合前沿和适应学科，选取重点课题。适应学科的“适应”是针对社会的实用需要，它不一定属于前沿，如果属于前沿无疑应优先选择。即使前沿若无概念清晰的难题，也难于作为重点。所以我们应从适应、前沿和难题的相交部选取重点课题，选择模式如图3的文氏图所示。 从图容易看出二级重点课题的不同情况。当然，没有明确科学问题的学科被排除选择范围，也有历史教训。1781年法国数学家Joseph Louis Lagrange（1736～1813 ）作出几何学没前途的预言，就是以没有科学问题为根据的，但历史的发展出其所料。这种重点科题选择法，学科本身的内在问题、实现变革的技术手段、社会需求、社会经济文化条件都要考虑进去。
4.3 科学大趋势的主要特征
上述预测选择模式有助于我们从科学的现状中提示出作为一个整体的科学之发展趋势的主要特征。
我们这个世纪的科学家对科学现状的感受，与上个世纪末的物理学家们当时的那种感觉大不相同。19世纪末的物理学家们经受了从相信物理学大厦已经建成到惊呼物理学基础概念发生危机的巨变。而本世纪的科学家们，由于关于量子论和相对论概念基础方面的持久不息的争论，一直感到科学大厦的基础不稳。并且有些实验也具有几分动摇基础的性质，但从未有人发出有关科学概念基础发生危机的呼吁。这或许是量子论和相对论在科学的各个领域扩展和应用的成功以及其远未到达止境的技术应用前景，引开了大多数科学家对科学深层基础的足够充分的关注。因此，就以物理科学为核心的科学知识体系目前的不引起严重危机感的平稳发展态势看，30年之内可能不会有深层基础的突破，外延扩展和技术应用的开拓可能是科学活动的主战场。至于科学的社会危机会不会引发科学革命而改变科学发展的进程问题，由于这种危机本身今后的发展可能加深也可能经协调而有所缓和，尚难断言。因此，对诸多有关科学中的革命的预言要有所保留。
作为科学整体发展的预见意见我们强调三点。第一，以垮学科综合研究的形式实现科学整体的整合是科学发展趋势的首要特征，新生的交叉学科在很大程度上是未来科学的先驱，在学科交叉最多的生命研究领域会出现21世纪的“幸运学科”。第二，科学数学化是科学发展趋势另一特征，非线性科学问题的产生率上升，并且其中不少需要物理科学、生命科学和数学科学联手解决，应将其视为重大科学问题对待。第三，实验科学领域仪器智能化进展迅速，开发实验设备的新原理会应运而生，物理科学家、生命科学家和数学科学家将为此作出贡献。
学科交叉或跨学科跨领域的综合研究往往为“专家”所忽视。历史的事实证明，大多数的科学突破均产生在各学科各领域的边缘地带。科学未来的第一特征即是，通过学科交叉走向整合。可以预料，在20世纪有10大跨学科领域：分子生物、神经与脑及认知科学、智能科学、数学科学、科学计算、信息处理、介观物理及化学、凝聚态物理及化学、寻天普查、灾害预防。一直是精密科学典范的物理学，作为其他经验科学基础的地位短时期内不会改变。但是，生物学已在物理学的基础上得到了足够的发展，并进入最肥沃、人烟稠密的土地，从事分子水平上的遗传机制和遗传工程机制的研究，在试管里创造生命，探索人的神经和大脑思维过程。这种前景，不仅在纯科学方面引人入胜，而且从社会的进一步发展来看也具有基本意义。生命科学幸运和骄傲的时期可能到来。
物理学已经形成理论物理、实验物理和计算物理三足鼎立的新格局。物理学中的数学化和计算化的方向正在被其他学科效仿。数学的应用早已超过传统的力学、物理学、天文学领域，几乎各门科学都在努力应用数学。现在诸学科之前，加有诸如“数学的”或“数理的”、“计量的”、“定量的”、“统计的”、“计算的”，甚至“几何的”、“公理的”屡见不鲜。《数学生物学》、《数学化学》、《数学地质学》、《科学计量学》等书刊被出版。科学数学化和计算化的大趋势正在形成。
近代科学的进步，特别是观测科学及实验科学的进步是与新技术手段的开拓以及老的技术手段的改进两方面的进展密不可分的。在历史上由新的技术手段产生巨大科学进步的有光学望远镜、光学显微镜、光谱技术以及各种波谱技术、射电望远镜、干涉仪、质谱仪、粒子加速器、电子显微镜、激光器，摄影技术、X射线、核磁共振、各种计数器、 电子计算机仪器设备的建造以及高压技术、真空技术、低温技术、毫微量级技术以及各种化学分析、物理分析、化学合成、工艺等的发明。甚至原始的天平、扭秤、温度计、摆钟、六分仪等都对科学起着重要的推动作用。方方面面的许多技术还会有种种不同的进步，通过数据外推，对于诸如光学望远镜的口径、粒子加速器的能量、高压技术、真空技术可能达到的指标等等是可预知其大概的。21世纪实验技术手段的进步会与以往不同的，仪器智能化趋势可能成为新特点。
4.4 迎接新科学的诞生
与科学知识基础平稳发展的感觉相反，科学的社会危机却有如深潭激荡，猛似急风暴雨。进入20世纪，第一次世界大战、民族独立战争、世界经济大萧条、法西斯侵略战争、两个世界体系的冷战、“文化大革命”、生态破坏，东欧转向和苏联解体，这连续不断地更替着的动荡不安，把个人、社会和环境三个层次的不安全展现在人类面前，地球的全面危机出现了。这种世界性的社会危机正是作为“人类生存方式”的文化对人的异化，或简称为“文化的异化”。文化异化的最严酷的事实是人与自然关系的异化。作为人类生存方式的文化，不论是以战争还是以工业以及其他什么形式造成的对自然界的损害，都是在破坏人类的生存基础。对于如何克服文化异化现象，历来有两种截然相反的态度。一种是反理性，另一种是重建理性。当今这两种态度的对立更加尖锐，一方以“反科学”和“反文化”追究启蒙主义的“原罪”，另一方则以“科学人文主义”提倡一种新启蒙运动与之相对。
对待当代文化异化特别是人与自然关系异化的态度，在观念文化子系统里表现为人文文化与科学文化的分裂和东方文化与西方文化的隔阂。印度诗人Rabindranath Tagre（1861——1941）曾说过，东方文化的精神境界高于西方，所缺的是科学。其实，尽管东西方文化有着诸多的差别，当今这种差别仍然主要属于科学文化与人文文化之间的不同。如果把知识比作一座拱门，在20世纪之前“人文之柱”高于“科学之柱”，而进入20世纪则正好相反。科学在确立自己作为文化的独立地位的过程中，它的承担者——科学家们是付出了血的代价的。18世纪波澜壮阔的思想启蒙运动使科学文化比较彻底地摆脱了宗教神学，从而极有力地推动了科学文化的发展，使19世纪成为科学的世纪。科学和技术所显示的生产力功能，为身处科学界中心的德国经济学家和社会批判家Karl Marx（1818——1883）重视，他从科学促进生力发展的角度把科学看成“最高意义上的革命力量”。而奥地利物理学家Mach则更看重科学的文化功能，他强调科学精神的传播能提高劳动人民的经济平等和政治民主意识。19和20世纪之交，科学基础概念的改变引起一些人文学者欢呼“科学破产”，而第一次世界大战借助于科学技术的大屠杀又使人们怀疑科学技术的纯洁。德国历史哲学家Ostwald Spengler（1880——1936）出版了他的作《西方的没落》（1918年），向一切科学方法挑战。这种思想一度风靡世界。 卢梭对科学技术提出的责难， 被20 世纪的德国哲学家Ernst Cassires（1874——1945）称之为至今未能解决的“卢梭问题”。开文迪许实验室的青年物理学家Charles Percy Snow（1905～1980）目睹剑桥大学科学教授与人文教授的分裂深有所感。他写了《两种文化和科学革命》（1959年），指出20世纪的学术文化已经形成了“人文的”和“科学的”两个壁垒森严的世界，并认为这两种文化的分裂和对抗倾向使西方人丧失了整体的文化观，以致使20世纪的思想界不能对“过去”作出正确的解释，不能对“现在”作合理的判断，同时也不能对“未来”有所憧憬和展望。随着反科学思潮的泛滥，世界大战的毁坏、机械文明的非人性、原子弹的恐怖、人类生态环境的破坏，都被某些人文学者归罪于科学技术，成为他们主张削短科学之柱的理由。法国哲学家M.B.Saint-Sermin确信技术正在产生有害的结果，总结出四个“技术悖论”。J.Parin Vial夫人在其《自然科学的哲学》中又增加了第五个，扬言要把我们变为“自然的主人和占有者”的技术却把我们同自然分开了，使我们生活在伪自然和想象世界中。
科学与人文分裂的归根结底是真与善的问题，科学本身不能至善。真与善的关系具体化为科学理想与道德理想的关系问题，是当代科学与人文关系的核心问题。一般来说，科学与道德是独立的，但在一定条件下相互影响。当涉及历史的和心理的动力时，科学需要以道德标准为基础；而在涉及规范的实现时，道德就不得不依赖科学了。Einstien认为：“科学研究的最高境界和对科学理论的普遍兴趣又具有巨大的意义，因为它推动人们更正确的评价精神活动的成果。但是，科学理论的内容本身造不出个人行为的道德基础。”20年之后他又回到这个问题，在为Philipp Frank（1884——1966 ）的《相对论》写序时其中的一段讲的是“科学定律与伦理定律”，其中说：“事实和关系的科学陈述固然不能产生伦理的准则”，“但是，逻辑思维和经验知识却能使伦理准则合乎理性，并连贯一致”。那么，“科学研究的最高境界推动人们更正确地评价精神活动的成果”意味着什么呢？苏联科学史家库兹涅佐夫在其《爱因斯坦——生、死、不朽》中曾评论说：“人类精神活动的一般评价——这就是承认理性思维的艺术的和道德的价值。这种承认意味着，人的道德理想能够不顾同理性的、逻辑的东西对立的、非理性的、无意识的、感情的东西的阻碍，而被理性所实现。”理性导不出道德戒律，理性无力扬善抑恶。科学解决这种理性的道德疑难的前景又如何？在库兹涅佐夫看来，如果科学改变它的逻辑规范，如果它是后逻辑的，如果它或多或少包含向未来的直觉突破，如果预测成为科学创造的重要的和明显的因素，那么科学、逻辑、理智对道德规范的关系会改变。库兹涅佐夫在这里提出了对新科学的要求。
我们说30年内大概不会发生科学概念基础的突破，也就意味着30年之后可能走上新科学诞生的历程。新科学的内容必定同解决人与环境的和谐、科学与人文的平衡、科学本身的系统整合等问题相联系。走向新科学需要新的启蒙思想。18世纪的启蒙思想在方法论上特征有二：一是分析重建法，二是经验的原则。这两个特征支起的方法论框架，作为理性的象征极有力的推动了自然科学和社会科学的发展，铸成19世纪这个科学世纪。但现代科学的发展已表明分析重建方法的局限性，它不再完全适合于科学的继续发展。新的启蒙运动的方法论特征是以整体生成和经验原则支起的新的方法论构架。我们也可以给这种方法论一个名称标志它的特征，不妨叫它“整体生成法”，以同“分析重建法”对应。用这种方法看问题，人与自然应该是和谐的整体，科学文化和人文文化要平衡，东方文化和西方文化要融合，整个宇宙都要处在动态平衡的循环运动网络之中。Joseph Needham把新科学诞生的希望寄托于中国的传统有机人道主义自然观的启迪，他认为中国道家的思想不仅提供了中国科学的原型，而且保存着“内在而未诞生的、最充分的意义上的科学”。
（续完）