科学系统的环境，本文主要内容关键词为：环境论文,科学论文,系统论文，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。
科学作为一种知识体系和社会建制系统，它的产生和发展是自身内在逻辑与社会历史条件综合作用的结果。也就是说，科学系统的产生和发展，不仅取决于科学系统结构自身的历史演化，而且取决于科学系统所处历史时代的社会环境影响。
本文力图根据系统观点，在一般探讨科学系统环境有关概念的基础上，主要从社会的经济和文化这两个方面来具体阐述它们作为社会环境因素，对科学系统存在与发展所产生的影响和作用。
1.科学系统的环境概述
环境(Environment)是指某一事物周围的境况。也就是说，环境是相对于主体而言的，围绕某一主体的外部世界称为该主体的环境。概而言之，环境是主体赖以生存和发展并对主体发生作用和影响的各种外部因素的总和。例如，相对于人这一主体来说，围绕于人并对人发生作用的外界环境就有自然环境、生态环境、社会环境以及日常具体的生活环境、工作环境、学习环境等等。
主体与环境始终处于相互联系和相互作用之中。就人与自然环境来说，人既是自然环境的产物，也是自然环境的塑造者。人类为了自身的生存和发展，总是通过生产与消费活动，从自然界不断获取生存和发展的资源，又将经过改造与使用的各种自然物和废弃物还原给自然界，从而不断地改变自然环境，推动着人类社会向前发展。与此同时，自然环境也不断地向人类施加反影响和反作用，引起一系列诸如环境污染、资源枯竭、能源匮乏等生态平衡失调和破坏问题，从而严重地威胁着人类自身的生存和发展。
1.1系统与环境
从系统论的观点来看，宇宙间的一切事物和现象都可以构成系统，任何系统都是由各要素按一定结构形成并具有特定功能的有机整体；凡是系统都处于一定的环境之中，受着环境的影响和制约。一般系统论创始人、美籍奥地利生物学家L.V.贝塔朗菲(Bertalanffy)曾经通过系统环境的关系来定义系统概念和控制论。他指出：
系统可以定义为处于自身相互关系中以及与环境的相互关系中的要素集合。①
控制论是以系统与环境之间和系统内部的通信（信息传递），以及系统对环境的功能的控制（反馈）为基础的一种控制系统理论。②
任何一个具体的系统，作为时空上的一个有限的存在，总有它的外界围绕的事物和现象。因此，一般都把系统之外存在的，并与系统发生作用的所有事物和现象，称为该系统的环境，有时亦称外部环境或外界环境。
环境是系统存在与演化的必要条件和土壤。任何系统都不可能没有自身赖以生存和发展的外部环境。环境对系统的性质和演化起着重要的作用。系统的整体性及其功能是在系统与环境的相互联系和相互作用中体现出来的。因此，没有一定的环境，就不存在一定的系统；当环境因素发生变化时，系统为维持自身的生存，也必然随之发生变化。
1.2科学系统的环境及其基本类型
科学作为一个系统，它和其他一切系统一样，始终都与周围的各种事物和现象处于相互联系和相互作用之中。所谓科学系统的环境是指，作为整体的科学的周围存在的一切与之相关的事物与现象的总和。也就是说，以整个科学为中心，所有与科学相关的外部介质都称为科学系统的环境。如图1所示，若以S表示科学系统，E表示环境，则相对科学系统S来说，与它相关的外部介质E[,1]、E[,2]、E[,3]……E[,n]均可单独或集合构成科学系统S的环境。
图1 科学系统环境示意图
科学系统的环境，一般分为天然环境和人工环境两大基本类型。其中，天然环境又称为自然环境，一般由空间、水土、矿物、生物等自然要素构成，它们是影响科学系统形成与演化的自然条件和物质基础；人工环境亦称为社会环境，一般由经济、政治、文化、教育等社会要素构成，它们不仅是人类为创立和发展科学及其体系而利用和改造自然环境的结果，而且是推动科学进步及其体系演化的人类历史文明和社会实践的综合体现。自然要素和社会要素以及由它们所构成的自然环境和社会环境，在人类认识自然和改造社会的实践过程中彼此相互依存和相互作用，形成有机统一的环境整体，对科学系统的存在和发展产生着深刻的影响。
1.3科学系统的社会环境及其构成特征
科学作为一种社会现象是整个社会系统中的一个子系统，它与构成社会系统的其他诸如技术、生产、经济、政治、军事、法制、文化、教育以及包括哲学、宗教、伦理、美学、文学、艺术在内的观念意识等子系统，始终处于相互作用和相互影响的过程中，彼此之间不断地进行着物质、能量和信息的交换。就科学系统而言，科学知识的演化，科学研究对象的选择，科学认识方法的形成，科学理论体系的构建，科学发展方向、规模和速度的确定，科学成果的应用和评价，都要受到构成社会系统的诸子系统即各种社会因素的影响和制约。
20世纪以来，随着科学社会化与社会科学化发展趋势的日益增强，现代社会对科学系统的影响和制约越来越明显。其中，对科学系统影响比较强烈的社会因素，主要有反映经济需要的社会生产发展水平和物质技术基础、社会政治制度和经济体制、军事发展与国防建设、文化和教育发展水平、社会思想意识形态等等。这些社会因素的总和构成了科学发展的社会存在条件，亦即科学系统的社会环境。
科学系统的社会环境是以科学为中心联结其周围社会环境要素构成的、呈现着动态变化的有机整体。美国著名未来学家A.托夫勒(Toffler)在给《从混沌到有序》一书写的长篇前言《科学和变化》中，曾就科学受社会环境制约问题指出：
科学不是一个“独立变量”。它是嵌在社会之中的一个开放系统，由非常稠密的反馈环与社会连接起来。它受到其外部环境的有力影响，而且一般说来，它的发展是因为文化接受了它的统治思想。③
科学作为一个系统，它与周围存在的、由各种社会要素及其相互关系构成的社会环境之间，总是处于相互作用之中，科学系统在对社会整体及其各构成要素发挥巨大功能的同时，它本身也受着作为外部环境的社会整体及其各构成要素的深刻影响。社会环境对科学系统的这种影响，一般是由社会环境整体以及构成整体的各种社会要素综合作用的结果，亦即通过整体与要素以及要素之间相互增强、相互抵消或相互牵制而逐渐形成一种社会环境对科学系统的整体效应。
2.科学系统的经济环境
科学系统的形成和演变总是与它所处的经济环境密切相关。所谓科学系统的经济环境，是指存在于科学整体之外、并对科学整体产生作用和影响的经济因素的总和。
2.1科学与经济的关系
现代社会发展表明，科学与经济作为两个系统，它们虽然彼此不同，但却存在着相互联系、相互影响和相互制约的关系。从总体上看，经济是大系统，科学是经济系统中的一个子系统，因此，就科学系统而言，它的产生和发展要以经济系统作为基础，经济系统成为一种维持科学系统存在和演变的重要社会环境，即科学系统的经济环境；与此同时，经济系统作为科学系统的外部环境，它的产生和发展要受科学系统的制约并以科学系统为先导，科学系统成为一种推动经济系统形态和结构变革的强大杠杆，从而显示出重要的社会功能，即科学系统的经济功能。
科学作为一个系统，它受经济系统这种外部环境的作用和影响，主要表现在经济需求和经济后盾两个方面。也就是说，科学系统要有经济发展需求来刺激，并且要以经济实力后盾作支撑。
2.2经济发展需求的刺激
经济作为社会上层建筑赖以存在的基础，它是人类社会的基本实践活动。科学的产生和发展主要取决于人类社会的经济需求。正如恩格斯所说，“经济上的需要曾经是，而且愈来愈是对自然界的认识进展的主要动力”④。
经济包括生产、分配、交换、消费等四个环节，而以生产为核心。因此，经济上的需求主要是通过物质生产来实现的。物质生产作为“人以自身的活动来引起、调整和控制人和自然之间的物质变换的过程”⑤，它是人类为求得生存和发展而运用各种劳动资料征服和改造自然，以获取所需物质生活资料的主要经济活动。科学作为一种认识现象和知识体系，从根本上说，它是物质生产和社会经济发展需要的产物。物质生产和社会经济发展的需要，不仅为科学提供了日益丰富的经验、事实和资料，而且向科学提出了大量新的研究课题，开拓了各种新的研究方向和研究领域，从而激发着科学不断地向前发展。
美国著名科学社会学家R.K默顿(Merton)在考察17世纪英国社会经济需要对科学发展的刺激时，曾就英国皇家学会会员对科学研究课题的选择程度进行了统计分析（参见表1）。
表1 社会经济需要对伦敦皇家学会会员选择科学问题影响的大致程度
资料来源：《十七世纪英国的科学、技术与社会》，第312页，R.K.默顿著，四川人民出版社，1986年。在这些研究课题中，与社会经济需要相联系的研究课题主要包括海上运输与航海（如罗盘、海图、经纬度、潮汐时间、造船方法与材料以及与之相关的浮体运动、天体观测、植物生长等问题研究），采矿与冶金（如提升矿石、水泵抽水、矿井通风以及与之相关的重物提升方法、大气压、空气压缩等问题研究），此外还包括军事技术、纺织工业、一般技术与务农等方面急需解决的问题。通过对这些研究课题的分析，R.K默顿得出了如下的结论：
可以尝试地认为，社会经济需要相当可观地影响了十七世纪英国科学家研究课题的选择，粗略地讲，差不多百分之三十到六十的当时的研究，似乎直接或间接地受到了这种影响⑥。
人类社会进化的历史证明，早在古代以农牧业为主的生产实践，就孕育着科学的萌芽。例如，游牧民族和农业民族确定季节的需要，激发了古代天文学的诞生；建筑、水利、航海的需要以及杠杆、滑轮等机械装置的应用，导致了古代力学的出现；丈量地段面积、衡量器物容积、计算时间和制造器皿等的需要，产生了古代数学。正如恩格斯所说：“科学的发生和发展一开始就是由生产决定的”⑦。中世纪以后，欧洲机器工业生产的兴起和繁荣，为近代科学的迅速崛起和发展创造了有利的经济环境。矿井排水与通风的需要，引起了流体静力学和空气静力学的研究；蒸汽机的应用和提高热机效率的需要，促进了热力学的研究；近代力学的发展，为变量数学的出现创造了条件；染色、酿洒、医药、冶金生产的需要，推动了化学的进步；基于商业发展需要的远洋航海和地理上的大发现，不仅促进了数学和天文学的进步，而且为植物学、动物学和生理学的研究展示了丰富的实际资料。这些事例足已证明恩格斯的论断：
如果说，在中世纪的黑暗以后，科学以意想不到的力量一下子重新兴起，并且以神奇的速度发展起来，那末，我们要再次把这个奇迹归功于生产⑧。
20世纪以来，特别是20世纪中叶以来，随着现代化大生产的兴起和发展，科学知识整体化和科学活动社会化的发展趋势日益增强，从而导致现代科学逐渐形成一种具有严密知识结构和庞大社会建制的自组织系统。科学作为一个与技术、经济、社会相互关联的有机统一整体，它的存在和发展必然要受外部经济环境的制约。从现代科学发展的基础、源泉和动力来看，它与生产实践的关系呈现一种双重性质：一方面，它与生产实践之间的分离趋势（相对独立性）正在日益增强；另一方面，它对生产实践的依赖性亦在不断加大。前者表明，现代科学对生产和经济的发展越来越起着主导性的作用，越来越发挥着巨大的生产力功能；后者表明，现代科学仍然受着生产实践的制约，脱离不开来自外部社会经济环境的影响和作用。事实证明，现代社会化的大生产及其经济需求，明显地激发着现代科学整体及其门类与学科的形成和演化。例如，电力工业发展的需要，促进了对气体放电现象的研究，从而导致阴极射线的发现以及在此基础上相继产生的X射线、放射性和电子的发现，进而揭开了现代物理学革命的序幕，迎来了相对论、量子力学、粒子物理学的诞生；航空航天工业发展的需要，推动了空气动力学、材料科学和能源科学的迅速发展；原子能工业发展的需要，促进了核物理学、放射化学、放射生物学的发展；雷达、通讯和自动控制的需要，推动了无线电电子学、半导体物理学、射电天文学、计算机科学、微电子学以及信息论、控制论的发展；化学合成工业的发展，激发了高分子科学的崛起；作物良种的定向培育、生物激素的应用、遗传性疾病的诊断与控制、病原菌抗药性的防治等农业和医疗发展的需要，推动了分子生物学、生物控制论、医学工程学的兴起；现代工业、农业、军事以及现代科学技术本身发展的需要，促进了系统科学、管理科学以及诸如环境科学、空间科学、海洋科学等综合性学科的发展，等等。英国著名科学学家J.D.贝尔纳在考察现代国际科学事业发展时，曾经提示了科学与经济发展方向一致性和发展规模成比例的现象。他指出：
科学的历史表明：它的成长基本上是符合经济发展的大方向的，科学发展的程度和规模也大体上和商业及工业活动成比例。世界上的主要工业国也就是科学发达的主要国家⑨。
后来，J.D.贝尔纳在1954年初次出版的《历史上的科学》这部巨著中，又进一步阐述了这一观点。他指出：
当我们……较详细地考察各门科学的最初出现，以及各发展阶段时，就更能明白，科学必须和生产机制有密切而活跃的接触，才能演进和增长。
科学的历史是非常不平静的，某些活动大爆发后，就连接某些长久休闲时期，直到重新再爆发一次，却常发生在另一个国家里。但是科学活动出现在何地以及何时，绝非偶然。我们察看它的兴盛时期同经济活动和技术进步相吻合。科学所遵循的轨道与商业和工业的轨道相同，是从埃及和美索不达米亚到希腊，从回教控制下的西班牙到文艺复兴的意大利，而转入荷兰和法兰西，再到工业革命中的苏格兰和英格兰。在较早的时期，科学步工业的后尘，目前则是趋向于赶上工业，并领导工业。正如科学在生产上的地位被人所认清的那样⑩。
在此，J.D.贝尔纳通过世界历史上科学中心的转移来考察科学与生产和经济的联系，说明历代科学发展都离不开当时的社会经济环境。同时，J.D.贝尔纳也看到了现代科学“赶上工业，并领导工业”的新的特点，说明现代科学对经济环境的依赖将会呈现一种更加复杂的态势和模式。
2.3经济实力后盾的支撑
科学的产生和发展，科学体系的形成和演化，不仅依赖于物质生产和社会经济发展的需要，而且取决于物质生产与社会经济的实力和水平所能提供的科学仪器和科学经费等物质支撑条件。
A.科学仪器创新的基础
科学仪器和设备作为科学认识系统的重要构成因素，它们是人用来研究自然、社会与人自身的现象和规律的物质手段。也就是说，科学仪器和设备是沟通认识主体与认识客体之间信息联系、并促使它们产生相互作用而达到把握认识对象性质和特征的一切以实物形态存在的科学认识工具和装备。德国哲学家G.W.F.黑格尔(Hegel)认为：
人为了自己的需要，通过实践和外部自然界发生关系；他借助自然界来满足自己的需要，征服自然界，同时起着中间人的作用。问题在于：自然界的对象是强有力的，它们进行种种的反抗。为了征服它们，人在它们中间加进另外一些自然界的对象，这样，人就使自然界反对自然界本身，并为了这个目的而发明工具(11)。
科学仪器和设备正是人们为了达到认识和改造世界的目的而创造发明的工具，它们作为人的整个肢体、感觉器官和思维器官的延伸，与以观念形态存在的科学方法相辅相成，大大地扩展了认识主体与认识对象之间联系的范围和方式，有力地推动了科学发展及其整体化的进程。
任何以物质形态存在的科学仪器和设备的出现，都与其所处的时代的物质生产、社会经济的发展状况和水平密切相关。在古代生产能力和经济水平十分低下的情况下，用于科学认识的手段也极其简陋，一般只是借助于直接的物质生产工具。在中世纪以农业和手工业为主体的自然经济条件下，人们开始制作一些用于科学研究的简单仪器设备，从而帮助了天文学、地学、建筑学等学科的缓慢发展。随着近代机器工业生产的兴起和资本主义商品经济的发展，人们陆续制造了诸如天平、钟表、温度计、压力计、望远镜、显微镜等比较先进的、用于科学观察和科学实验的仪器设备，从而为近代科学、特别是近代的天文学、力学、物理学、化学、生物学、医学等学科的迅速崛起和取得突破性发展，提供了重要的物质技术手段。正如恩格斯所指出：
从十字军远征以来，工业有了巨大的发展，并产生了很多力学上的（纺织、钟表制造、磨坊）、化学上的（染色、冶金、酿洒），以及生理学上的（眼镜）新事实，这些事实不但提供了大量可供观察的材料，而且自身也提供了和以往完全不同的实验手段，并使新的工具的创造成为可能。可以说，真正有系统的实验科学的出现，这时候才第一次成为可能(12)。
现代化的工业大生产和社会经济的蓬勃发展，为现代科学及其整体化和系统化提供了日益先进的物质技术基础。众所周知，现代科学的前沿领域，例如，基本粒子物理学、宇宙天文学、量子化学、分子生物学、智能科学等新兴学科的开拓和发展，都是借助于高能加速器、射电望远镜、电子显微镜、X射线衍射仪、巨型电子计算机、以及卫星、飞船、航天飞机等崭新的科学观察和实验手段来进行的。作为现代科学发展水平及其整体化进程重要标志的这些庞大、精密而复杂的仪器设备系统，只有依靠强大的工业生产体系和雄厚的社会经济基础作为后盾，才能够设计和制造出来，并获得广泛、有效的应用，从而有力地支撑着现代科学及其整体的迅猛发展。
B、科学经费增长的保证
科学经费即科学研究活动所需的资金，它是保证科学发展和科学系统存在的重要物质条件之一。
任何时代科学发展的水平，任何国家科学进步的速度，一般都与那个时代或那个国家所能提供的科学经费多寡有关。因此，科学经费的数量反映着一个时代或一个国家科学发展的规模、水平和速度。
任何时代和国家所能提供的科学经费，归根结底都取决于其生产能力和经济状况。就时代而言，从古代、中世纪到近代和现代，随着生产发展和经济进步，所能提供的科学经费数量不断增长，因而科学活动的组织形式逐渐由个人、集体发展到国家和国际规模，科学发展的水平越来越高（从古代科学、中世纪科学发展到近代科学和现代科学阶段），科学发展的速度越来越快，科学知识发展的整体化趋势也日益增强；就国家而言，生产发达和经济繁荣的国家，由于能够投入大量的科学经费，因而科学的发展在总体上通常表现出规模大、水平高、速度快等特点。以美国和前苏联为例，据有关资料统计，60年代以来，尽管美国科学经费占国民生产总值的比例（约2.2%-2.9%）低于前苏联（约2.8%-3.5%），但由于美国的生产能力和水平以及国民生产总值高于前苏联，因此，美国为科学所能提供的研究与发展的经费总额仍一直高于前苏联，而居于世界首位(13)。这一事实有力地证明了一个国家为科学发展所能提供的经费数量，最终总是要受这个国家的物质生产能力和经济发展水平的制约。
以结构复杂的知识体系和规模庞大的社会建制为特征的现代科学，已经远远超出“小”科学的范畴而进入“大”科学的时代。美国科学学家D.普赖斯(Price)认为：
大科学时代，最无规律的东西，莫过于科学的经费问题。科学经费的支出最无规律，然而，从社会和政治意义上看，它又是处于相当高的支配地位(14)。
现代科学发展需要巨额经费，其来源除主要依靠国家投资拨款外，还要依靠全社会的大力支持。其中，包括国家与私人、社团与行业、部门地区等科学基金会在内的各种科学基金组织，不仅是国家资助科学发展经费的重要补充手段，而且是影响、引导和调节国家科学发展方向、研究课题选择、科研力量布局等科学活动的有力杠杆。正如R.K.默顿所指出：
在这种理性化的社会及经济结构之下，经济发展所提出的工业技术要求对于科学活动的方向具有虽不是唯一的、也是强有力的影响。这种影响可能是通过特别为此目的而建立的社会机构而直接施加的。由工业、政府和私人基金资助的现代化工业实验室和科学研究基金，现已成为在相当程度上决定着科学兴趣焦点的最重要因素(15)
3.科学系统的文化环境
任何时代的科学都离不开它所处的文化环境，离不开它所处的文化氛围，并深深地打上它生存时代的社会文化传统的烙印。
科学作为一个系统，亦是如此。所谓科学系统的文化环境是指，存在于科学整体之外并对科学整体产生作用和影响的人类文化因素的总和。
3.1文化环境的构成
科学无论作为人类一种认识成果结晶的知识体系，或者作为人类一种实践活动构建的社会体制，它都是整个人类文化系统的重要组成部分，属于整个人类文化系统中的一个子系统。如果把科学从整个人类文化系统中分离出来，作为一个相对独立的社会系统加以考察，我们可以发现科学系统与其文化系统母体之间存在着相互区别和相互联系的关系：一方面，科学系统具有特定的文化功能，对文化系统产生明显的作用和影响；另一方面，科学系统又受着文化系统的制约，以文化系统作为自身存在和发展的外部环境条件。
文化作为一种社会现象，通常具有广义和狭义两种理解。广义的文化泛指人类在社会历史实践过程中所创造的物质财富和精神财富的总和；狭义的文化专指人类创造的一切知识、思想和行为规范等精神因素的集合。最早把文化作为基本概念引入社会科学的，是19世纪英国文化人类学家A.泰勒(Tailor)他在1871年出版的《原始社会》一书中明确指出，文化是一种复杂的集合体，它包括知识、信仰、艺术、道德、法律、风俗、以及其他从社会上学得的能力与习惯(16)。
美国著名文化人类学家L.A.怀特(White)把文化看作是一个有其自身生命和规律的自成一格的系统。他在1949年出版的《文化的科学》一书中提出：
随着科学的进展，产生了把文化当作一类独特的事件，当作现象的一个独特序列认识。人们看到了文化不只是对于栖息环境的反应，也不是“人类天性”之简单和直接的显现。人们逐渐认识到，文化是一个连续统一体，是一系列事件的流程，它穿越历史，从一个时代纵向地传递到另一个时代，并且横向地从一个种族或地域播化到另一个种族或地域。最后，人们终于理解到，决定文化的因素就存在于文化流程自身之中；语言、习俗、信仰、工具和礼仪，都是前导或伴生的文化要素和文化过程的产物。总之，人们发现，从科学分析和科学解释的立场出发思考问题，就应当把文化当作自成一格的事物，当作基于自身的公理和法则而运转，因而归根结底也只能根据其自身的要素和发展来说明的一类事物和进程。这样，文化就被看作为一个无求于外的自我决定的进程，一个唯独从其自身中才能予以阐明的进程。(17)
在对文化进行整体性的研究中，L.A.怀特把文化系统划分为三个子系统，即技术系统、社会学系统和思想意识系统。他认为：
技术系统是由物质、机械、物理、化学诸手段，连同运用它们的技能共同构成的。……我们在这里发现有生产工具、维持生计的手段、筑居材料、攻防手段等等。社会学系统则是由表现于集体与个人行为规范之中的人际关系而构成的。在这个范畴中，我们发现有社会、亲缘、经济、伦理、政治、军事、教会、职业和专业、娱乐等系统。思想意识系统则由音节清晰的语言及其他符号形式所表达的思想、信念、知识等构成。神话与神学、传说、文学、哲学、科学、民间格言和常识性知识等，组成了这个范畴(18)。
一般而言，文化作为一种社会系统，就其整个结构来看可以分为器物、制度和观念三个层次。其中，器物是指人们为满足生存和发展的需要而创造的各种工具、器具、器械和物品，如劳动工具、生产设备、武器装备、科学仪器、医疗器械、通讯器材、以及人们衣食住行和娱乐消遣所需的物件用品等等；制度主要是指人的群体、特定社区和整个社会为有效地进行生产、生活和求知活动而建立的一种要求全体成员共同遵守并按一定原则和机制运行的管理规程体系，如机构设置、行业体制、社会制度等等；观念主要包括文学、哲学、科学、宗教、法律等知识，艺术、经验、技巧、技术等智能，生活方式、伦理道德、风俗习惯等行为规范，以及制约行为规范的有关评价和鉴定真假、善恶、美丑问题的基本原则和标准等价值观念。在文化系统的整体结构中，器物文化处于外层，制度文化居于中层，观念文化位于内层。它们在文化整体中的地位反映了它们各自在文化进程中的作用。尽管每个层次都作用于其它层次，同时反过来又受其他层次的影响，但是，文化的器物、制度、观念三个层次，实际上分别属于物质、组织、精神三种文化形态。它们在整个文化系统中，相应地起着基础、载体、主导三种作用。就科学整体来说，文化的三种形态彼此相关，互为一体，从而构成一种维系科学系统存在和发展的文化环境。
文化作为科学系统的一种社会环境，它对科学发展的影响，主要表现在物质文化的基础作用、组织文化的载体作用、精神文化的主导作用等三个方面。
3.2物质文化的基础作用
物质文化主要是以工具、器具、物品等形式反映出来的一种文化形态。日本学者森谷正规曾经指出：“每一个国家的技术或制成品，全都是该国文化的产物”，“不同国家的文化或风俗习惯越来越明显地反映在他们所制造的产品中”(19)。
科学作为一种知识体系，它本身是人类文化的一个重要组成部分。然而，当科学作为从文化系统中分离出来的一个相对独立的系统时，它与器物文化关系所存在的双重性质，明显地体现了物质文化对科学发展所起的基础作用。
首先，器物是科学知识的物化，即人类通过智力和体力劳动应用科学知识的产物。马克思在论述机器与科学知识的关系时说道：
自然界没有制造出任何机器，没有制造出机车、铁路、电报、走碇精纺机等等。它们是人类劳动的产物，是变成了人类意志驾驶自然的器官或人类大自然界活动的器官的自然物质。它们是人类的手创造出来的人类头脑的器官；是物化的知识力量(20)。这一思想同样适用于说明器物的性质。器物不是现成的自然物体，它是人类为了进行生产、生活和求知活动的需要，利用对自然物体属性和运动规律的已有认识成果而制造出来的人工产品。因此，可以认为，器物是科学知识的物化。也就是说，科学知识以物化形式凝结和保存在器物之中，从而使器物成为科学知识能够世代相传、不断繁衍的一种物质基础。
其次，科学知识一旦完成物化过程，并以器物形式出现于人间，它反过来又要依靠工具、器具、物品等器物作为自身进一步深化与扩展的物质手段。也就是说，科学知识的物化成果又变为科学知识继续演化和不断创新的基础。人类为了一定的目的，利用科学知识创造出来的各种器物，随着社会实践的发展和科学知识本身的积累而不断更新换代，经历着由低级到高级、由简单到复杂、由粗糙到精致、由通用到专用的历史演变过程，从而使各种特定的器物成为衡量历代人类的科学认识能力和科学活动水平的重要标志之一。
3.3组织文化的载体作用
组织文化是以各种形式的制度为特定载体的一种文化形态。众所周知，制度作为人类的群体和社会要求成员共同遵守并按一定机制运行的组织管理规程，它是人类文化的凝结，具有鲜明的地域和时代特征。就地域而言，已经出现诸如中国文化、印度文化、阿拉伯文化、西方文化等各种民族文化和国家文化；就时代而言，已经出现诸如古代文化、中世纪文化、近代文化、现代文化等各种历史发展势态文化。
以政治、经济、科技、教育、法律等社会制度为载体的组织文化，是人类社会发展形态的重要构成因素。因此，社会制度对科学发展的载体作用，不仅表现为它制约着科学发展的方向和科学应用的程度，而且表现为它影响着科学发展的规模和速度。
人类社会进步的历史证明，科学总是在一定的社会制度氛围中发展的。先进的、民主的社会制度能够推动科学迅速发展，而落后的、专制的社会制度则阻碍科学的进步，最终必然成为科学发展的桎梏。现代科学已经进入大科学时期，世界各国政府和社会都在不同程度上对科学体制以及与其相关的教育、经济乃至政治体制进行调整和改革，力图通过规划、政策、法规和投资等手段来加强科学系统的调节和控制效能，以达到规定科学发展方向、把握科学发展规模和速度、影响科学作用范围的目的。
3.4精神文化的主导作用
精神文化是以知识智能、价值观念和行为规范等形式表现出来的一种文化形态。精神文化作为整个人类文化系统极其坚韧的特质的内核，它不仅制约着文化系统结构本身的物质文化和组织文化层面，而且对从中单独分离出来作为相对独立系统的科学知识和科学活动产生着深刻的影响，成为维系科学系统存在并推动科学系统演变的文化环境。
科学作为一种知识体系和社会建制系统，它始终受着包括哲学思想、宗教信仰、道德伦理、教育培训、文学艺术、审美意识等在内的精神文化氛围的制约。其中，文化的价值观念和行为规范在整个文化系统中起着主导作用。因为器物、制度和管理方式本身是一种躯壳，需要依靠具有一定知识、思想、心理、态度和行为方式的人来赋于它们以真实的生命力和特定的意识导向，从而使它们得到充分、有效的使用、执行和实施。
R.K.默顿认为：“文化包括用来规定善与恶、允许与禁止、美与丑、神圣与亵渎的各种价值、规范原理与理想的方案”(21)价值观念作为精神文化的核心内容，按照美国一位学者的看法，它是“用于作为喜好或是选择的‘标准’或者作为待做和已做行为的‘理由’，以期达成所称心的事态”的一种判断。这种判断，制约着人类在生存与发展实践中的一切选择、一切愿望以及行为的方法和目标，反映着人们对真假、善恶、美丑、好坏等方面的问题所做的评价和鉴定。价值观念折射在人际关系上，则形成一种社会公认的、存在于人们的内心并制约着人们活动的价值标准和价值取向原则，成为人们的行为规范。这种行为规范主要通过非制度化的民俗、民德和制度化的法律、条令等两种形式表现出来，它们是在一定价值观念基础上产生的，并直接受着价值观念的制约，随着价值观念的发展而更新。因此，在整个文化系统中，价值观念总是处于系统深层结构的核心地位，它不仅对文化变迁起着决定性的作用，而且对科学发展产生着最深刻的影响。
任何时代科学家的研究方向与研究领域的选择和判断、以及科学成果的发现和应用，都渗透着或显或隐的价值观念。例如，古代科学与哲学溶为一体，与古代哲人富于直观、思辨的整体文化价值观念密切相关；近代科学脱离哲学而独立发展，与近代学者崇尚“知识就是力量”、追求实证或功利的文化价值观念相适应；现代科学的迅速传播和发展，与当今人们热衷民主和开放、勇于进取和创新的文化价值观念紧紧联系在一起。此外，任何地域民族的文化价值取向的差异，也往往影响着科学发展的历程和性质。例如，古希腊民族探“力”求“知”的文化价值取向，导致人们注重对自然界及其本原的理性观察和研究，从而成为使古希腊科学居于近代科学历史源头的重要因素之一；而古代中国贤哲追求“天人合一”、人与自然和谐相处的文化价值取向，导致人们注重对人际关系和社会伦理的探讨，从而成为引起中国古代科学发展缓慢、中国近代科学落后于世界的重要原因之一。这些历史事实充分证明，科学的发展，必须要有与之相适应的文化环境、特别是精神文化环境作保证。利于科学发展的文化环境，不仅是开创科学精英荟萃、科学群星争灿时代的基础，而且是塑造科学实力雄厚、科学水平先进民族和国家的保证。
注释：
①［美］冯·贝塔朗匪:《一般系统论（基础、发展和应用）》，清华大学出版社，1987年，第240页。
②［美］冯·贝塔朗匪:《一般系统论（基础、发展和应用）》，清华大学出版社，1987年，第19页。
③［比］伊·普里戈金、［法］伊·斯唐热:《从混沌到有序（人与自然的新对话）》上海译文出版社，1987年，第7页。
④《马克思恩格斯选集》，第4卷，人民出版社，1972年，第484页。
⑤《马克思恩格斯全集》，第23卷，人民出版社，1972年，第201-202页。
⑥［美］R.K.默顿；《十七世纪英国的科学、技术与社会》，四川人民出版社，1986年，第314页。
⑦恩格斯：《自然辩证法》，人民出版社，1971年，第162页。
⑧恩格斯：《自然辩证法》，人民出版社，1971年，第163页。
⑨［英］J.D.贝尔纳：《科学的社会功能》，商务印书馆，1982年，第275-276页。
⑩［英］J.D.贝尔纳:《历史上的科学》，科学出版社，1981年，第19页。
(11)转引自列宁：《哲学笔记》，人民出版社，1957年，第242页。
(12)恩格斯：《自然辩证法》，人民出版社，1971年，第163页。
(13)参见《国外经济统计资料》(1949-1979)，中国财政经济出版社，1979年，第33、550页。
(14)D.Price，“Little Science Big Science”，New York and London,1963,P.70.
(15)［美］R.K.默顿:《十七世纪的科学、技术与社会》，四川人民出版社，1986年，第233页。
(16)转引自黄顺基：《科学论（对科学多方位的分层研究）》，河南大学出版社，1990年，第316页。
(17)［美］L.A.怀特：《文化的科学──人类与文明研究》，山东人民出版社1988年，第2页。
(18)［美］L.A.怀特：《文化的科学人──类与文明研究》，山东人民出版社1988年，第351页。
(19)［日］森谷正规：《日本的技术》，上海翻译出版公司，1985年，第14页、第49页。
(20)《马克思恩格斯全集》，第46卷（下），人民出版社，1980年，第219页。
(21)［美］R.K.默顿：《十七世纪英国的科学、技术与社会》，四川人民出版社，1986年，第320页。