结构分析思想方法引论，本文主要内容关键词为：引论论文,思想论文,结构论文,方法论文，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。
20世纪即将过去，21世纪正在向我们走来。回顾20世纪人类社会的发展过程，科学技术的进步是最为激动人心的事。究竟有哪些原因使科学技术在本世纪内取得了如此的进步，从这些导致科学技术快速进步的原因中能够提升出哪些科学思想、科学方法、科学精神，进而在新的世纪中进一步推进人类文明，这是整个社会思想界特别是科学技术哲学界都在努力探讨的问题。许多学者已经从不同角度研究了这个问题，他们有的从科学技术进步与社会发展的关系方面说明本世纪以来社会的物质生产、军事斗争、政治斗争与科学技术的互动作用；有的从科学技术的内部原因，揭示20世纪科学技术进步过程中的理论与理论、理论与实践的矛盾运动；还有的从方法论的角度，探讨观测手段改进和科学研究方法突破对20世纪科学技术进步产生的促进作用。应当承认，这些研究对于说明20世纪科学技术的进步过程都是很有意义的。但是我们又必须看到，上述这些研究从总体上说只是探讨了科学技术进步过程的一般特征在20世纪的表现，还不足以说明20世纪科学技术进步与19世纪及其以前科学技术进步在深层次上存在的差异。毛泽东同志曾经指出：“科学研究的区分，就是根据科学对象所具有的特殊矛盾性。”因此，研究任何事物的发展过程，不仅要研究该事物运动形式的特殊性，而且还要“研究事物发展过程中的各个发展阶段上的矛盾的特殊性”。〔1 〕科学技术在20世纪获得突飞猛进的发展，从根本上说是因为它具备了一些特别有利于自身发展的因素。这些因素既表现在科学技术与整个社会的相互作用上，也表现在科学技术内部深层次的思想根源上，而科学思想方法的更新就是这种深层次的思想根源之一。
从科学技术的发展过程可以发现，20世纪科学技术快速进步的重要原因之一，是由于在19世纪末20世纪初自然科学革命的基础上，各门自然科学都逐步掌握和运用了一种新的思想方法——结构分析思想方法。这种思想方法把传统的分析方法和综合方法融为一体，抓住科学技术过程的认识本质，为各种科学技术研究指明了前进的方向，从而满足了人类认识世界改造世界的根本要求，并且能够有效地调动迄今为止的各种科学研究方法和手段为它服务。依据现代物质观所形成的这种科学思想方法的运用，是20世纪科学技术区别于19世纪及其以前科学技术的内在特征之一。
结构分析方法促进了科学技术的发展，同时也随着科学技术对社会的影响广泛地运用到了社会生活实践的各个方面。为了使这种思想方法在整个科学研究领域和社会建设实践中得到更加有效的运用，有必要对这种思想方法进行总结和提升，阐明这种思想方法的基本内涵、形成过程和世界观基础，探讨运用这种思想方法的主要步骤和基本原则，归纳各部门科学技术运用这种思想方法所形成的具有一定普遍意义的结构分析模式。
一、结构分析方法是一种科学思想方法
结构分析方法是通过认识客观事物或复杂系统的结构及其演变规律，揭示客观事物或系统的本质，又通过构建、模拟、调整客观事物或系统的结构，以利用和改造客观事物或系统的功能的一种科学思想方法。这种思想方法是现代科学技术的基本精神，是20世纪以来科学技术实践所遵循的基本思路。客观世界是由物质组成的，而每一种物质都有自己的特定结构。物质的结构决定着物质的性质和功能，物质的性质和功能又反映物质的结构特征并反作用于物质的结构。正是由于物质结构的千差万别，才有大千世界的丰富多彩；正是由于物质的运动和结构的演化，才有客观世界的千变万化。认识世界最主要的就是要认识物质的结构，改造世界最主要的就是要利用和改造物质的结构。这种科学的认识和思想方法的形成是现代科学技术获得巨大成功的主要原因之一。
结构分析方法是随着人类对客观事物微观结构认识的不断深化逐渐形成的。在20世纪之前，自然科学主要遵循两种思路。一种思路的着眼点主要是认识物质的存在方式和运动规律，另一种思路的着眼点主要是认识物质的类别属性和组成特征。这样的思路对于当时科学的进步是起了一定作用的，但是总的来说，还没有深入到客观事物内部决定其存在和变化的本质，这是造成科学技术发展比较缓慢的内在原因之一。19世纪末20世纪初自然科学获得了一系列重大发现，在这些发现基础上建立起来的原子结构、分子结构、聚集态结构、基本粒子结构等物质结构理论，不仅使人类的科学认识深入到微观领域，引起各门自然科学的革命性飞跃，而且使科学的思想方法发生了根本性变革。科学家们普遍认识到，世界上的各种事物或系统不仅都有一定的组成要素，而且这些组成要素之间都存在着稳定的相互作用和连结方式，就是事物或系统的结构。客观事物或系统的存在、运动形式和性能表现，本质上都是由其结构决定的。物质的结构是其性质和功能的内在基础，物质的性状和功能是其结构的外在表现。这样，现代科学不仅从微观实体上揭示了客观世界的物质统一性，而且从物质内部的相互作用上揭示了客观世界的结构差异性。基于这样的共同认识，本世纪以来各门自然科学和工程技术都逐步把研究重点放在对客观对象的结构分析方面，放到组成要素之间相互关系、相互作用的分析方面。由于这种相互关系、相互作用的分析过程本身就是一种高度的理论综合，所以结构分析实质上是一种把科学的分析方法与综合方法融汇在一起的思想方法。由于结构是一个既包涵了事物的组成要素，又包涵了组成要素之间在质和量上的差异，还包涵了要素之间的相互关系和相互作用方式的确切概念，因而各门科学中所使用的结构概念，都有鲜明的物质性和准确性，相应的结构分析方法也都表现出了科学的全面性、严密性和有效性，符合科学技术过程的认识要求。正是这种思想方法保证了科学技术实践思想路线的正确，才内在地支持了20世纪科学技术的突飞猛进。
二、研究结构分析思想方法的意义
结构分析方法已经成为一种普遍的科学思想方法，影响着众多科学家的研究活动。但是这种影响长期以来并没有达到理论上的自觉水平，它只是本世纪以来一系列科学研究重大发现和技术革新重大成果对科研思路的自然导向。化学家研究分子的结构、原子的结构、晶体的结构；物理学家研究基本粒子的结构和各类聚集态物质的结构；生物学家研究生物个体结构、细胞结构和核酸、蛋白质、酶的结构；地质学家研究地球内部的结构、地壳的结构；天文学家研究各类天体的结构；数学家研究数和各类逻辑符号的结构；工程技术人员研究工程、设备、产品的结构等等。他们各有各的研究方法，把这些思想方法提升出来加以总结，使之成为科学认识过程中理论化的思想方法，并自觉地加以运用，这对于促进科学技术的进步是有益的。同时，从思想方法论的角度、从科学本身的更深层次上揭示20世纪科学技术区别于19世纪及其以前的科学技术的根本原因，对于科学观和科学方法论基本理论的发展，也将是有价值的。
20世纪科学技术的巨大成就和对社会进步的推动作用，使科学精神对社会的影响日益加深，科学的结构分析方法也逐渐运用到了社会生活的各个领域。这是因为，任何社会事物的现象和功能，同样取决于组成该社会事物的有关自然因素、社会因素及其它们之间的相互关系，也就是取决于社会事物或社会系统的结构。因此，认识社会现象最根本的就是要认识产生该社会现象的社会事物或系统的结构，欲求达到某种社会目的，就要构建具有达到该目的所需功能的社会结构。这样，科学的结构分析方法很自然地被广泛运用于社会事物或系统的结构分析。目前，社会结构、经济结构、产业结构、产品结构、企业结构、所有制结构、分配结构、消费结构、投资结构、基础结构、教育结构、技术结构、文化结构、人才结构、领导班子结构、知识结构、认知结构、文学作品结构、概念内涵结构等方面的术语充斥书刊，说明结构分析方法已经在讨论和认识各种社会事物、社会系统和思维过程中得到普遍运用。但是，同自然科学中运用结构分析方法的状况相似，社会科学中运用结构分析方法同样没有达到理论上自觉的程度，科学的结构分析方法的基本精神在有些领域并未得到真正的运用。因此，有必要对结构范畴进行总结和概括，对结构分析这一思想方法进行抽象和提升。
从社会实践的需要来看，在世纪之交的今天，无论是科学技术实践还是现代化建设的实践，我们所面临的对象大都是极其复杂、快速演变的系统。研究、掌握和运用适应于复杂系统结构分析的思想方法就显得更加重要。尤其是在社会的经济、政治和文化建设实践中，我们要坚持唯物辩证法和实事求是的思想路线，就必须有正确的、有效的思想方法来保证。我们工作实践中存在的不实事求是现象，尽管原因是多方面的，但是从深层次上说，都和我们一些同志的思想方法不适应极其复杂的国家建设实际有关。除了少数情况下是一些人在主观上不敢实事求是或不愿实事求是之外，大多数情况下的大多数人则是受思想方法所限，面对复杂情况不知道怎样实事求是。这表明，坚持实事求是的思想路线离不开正确的思想方法。由此看来，以马克思主义哲学为指导，对现代科学技术的成功实践进行概括和提升，形成体现当代科学思想、科学精神的结构分析思想方法，对于我们在社会实践中运用正确思想方法，努力做到实事求是是有益的。
三、我国哲学界关于结构问题的研究
哲学是时代精神的产物，结构思想和结构分析方法在自然科学和社会实践中的广泛运用已经影响到哲学。近些年来，除了译介西方结构主义和耗散结构理论之外，我国已有哲学工作者对结构概念和结构思想进行研究，其中主要的是以自然科学中渗透的结构思想为基础，对一般意义上的结构范畴或“结构——功能”范畴进行哲学提升，以揭示自然界和人类社会结构属性的普遍性。这方面的研究大体上主要在三个层面上展开，一是从系统科学研究的需要出发，把结构作为对物质系统研究必不可少的一个概念进行探讨；另一方面是把结构和功能作为一对独立的具有普遍意义的哲学范畴进行探讨；再一方面是从研究自然规律的角度对结构与功能、结构与运动、结构与进化的关系进行探讨。尽管这方面的研究时间较短，但是已经初步从哲学意义上揭示了结构范畴的普遍意义和结构与功能的相互关系，成为我国系统科学研究的重要成果。不少学者认为，在自然界的物质系统中，普遍存在着结构与功能的矛盾。各门自然科学都在探索其研究对象的结构和功能的关系。自然辩证法则要从哲学高度研究各种物质系统的结构与功能的辩证关系，从而找出其普遍性的规律和必然性的内在联系，进而寻求打开自然奥秘的钥匙。有学者指出：“结构与时间、空间一样，都是物质存在的基本形式。”“结构不仅是自然科学的一个概念，而且可以作为一个哲学范畴来对待。”“把结构上升到哲学范畴来加以探讨，研究结构的基本特性及其演变规律，不但可以补充、丰富马克思主义哲学，而且可以作为一般的世界观和方法论，反过来指导自然科学、社会科学和思维科学对各种具体结构的研究，促进我国社会主义现代化建设。”〔2 〕这表明了我国自然辩证法工作者对于结构问题研究重要性的认识。但是由于这方面的研究总体上还处于对结构现象普遍性和结构范畴哲学提升必要性的阐释阶段，社会迫切需要的结构分析思想方法还没有得到足够的重视和研究。因此，以20世纪以来科学技术的成功实践为研究对象，把对结构范畴的一般性讨论，扩展到结构分析过程中的思想方法的研究，形成反映20世纪科学技术特征的、对自然科学、社会科学和思维科学具有普遍意义的结构分析思想方法论，是把我国关于结构问题的研究深入一步的需要。
四、科学方法的历史发展和三个层次
对结构分析思想方法进行考察、总结和提升，属于科学方法论的内容。科学方法论以科学技术过程的方法为研究对象，考察获得、构造、发展和运用科学技术知识的基本原理和方法，探讨各种科学方法之间的相互关系和相互作用，旨在为科学技术活动提供坚实的哲学基础，为自然科学进而为社会科学和思维科学的研究提供指南。科学方法论研究是当代哲学研究的一个十分活跃的领域。
科学方法的形成和发展，从来都是科学技术进步的重要组成部分，又是促进科学技术进一步发展的内在原因。科学上的重大突破从来都是和科学方法上的重大进展并肩而行、相互促进的。古希腊科学家通过发展方法论，把从古埃及和古巴比伦传来的科学知识继承下来，进入到包含知识论和方法论的新境界。近代科学的奠基人牛顿和现代科学的奠基人爱因斯坦，不仅在科学的理论体系构建方面是伟大的建筑师，在科学方法的运用方面也是伟大的开拓者。自然科学的每一次重大发展，紧接着都要带来科学方法论和相应的哲学世界观及认识论的重大发展。正是古希腊自然科学的繁荣才产生了亚里斯多德的科学方法论和逻辑体系；正是对牛顿经典力学及其开创的近代自然科学进行方法论考察，才有康德、休谟、黑格尔等人的科学方法论和哲学认识论；也正是对爱因斯坦等人的科学实践及其之后的现代科学技术过程进行方法论考察，才有逻辑实证主义、批判理性主义、历史学派、系统论等现代西方哲学的发展。反过来，正像每一新的科学理论体系的形成都极大地促进自然科学的发展一样，每一科学方法理论的形成也都对以后的自然科学发展乃至整个人类认识水平的提高产生重大影响。牛顿从亚里斯多德、培根和笛卡尔的方法论中获得了营养，爱因斯坦则从康德、休谟的方法论中得到启示。完全可以说，科学发现使用的方法与科学发现本身是同等重要的。
科学技术是十分复杂的过程，科学方法也分为许多层次。一是各门具体学科采用的具体方法。例如，物理学中的光谱分析方法、化学中的比色方法、生物学中的同位素失踪方法、技术科学中的标准化方法等等。二是在大多数具体学科中都可以采用的一般方法。例如，观察方法、实验方法、假说方法、归纳演绎方法、分析综合方法、移植方法等等。三是对各门具体科学研究提供总的思路和总的指导思想的思想方法。这种思想方法是适用于各门科学的哲学方法，是科学技术过程中世界观、认识论和方法论的统一，是科学技术实践的灵魂。这三个层次的科学方法总是同时存在于科学技术实践中，既相互联系又相互区别，各自发挥其作用。科学思想方法提供总的指导思想，规定了科学技术研究的总的路线，指导着一般科学方法的选择和具体科学方法的运用。因而科学思想方法的研究应当成为对科学技术进行哲学考察的最主要内容之一。结构分析方法作为一种思想方法就是属于第三层次的科学思想方法。
五、科学思想方法的三个发展阶段
随着科学技术的进步，科学思想方法也处在不断演变之中，经历了不同的发展阶段。就对科学研究对象的一般认识而言，科学思想方法大体上经历了三个阶段：
1.类别分析阶段。这是近代以前的一种主要的科学思想方法，是通过发现和确定客观事物之间的异同来认识和解释物质性能的一种总的思路。当时人类对客观世界的认识处于模糊整体论的阶段，主要通过事物与事物的比较来认识和利用客观事物。从亚里斯多德在两千多年前进行的生物分类学研究，到达尔文在一百多年前提出的生物进化论，都可以看到这种思想方法的作用。从古希腊的“四元素”论和古代中国的“五行说”，到门捷列夫的化学元素周期表，也可以看到这种思想方法的指导作用。这种思想方法的核心就是通过寻找客观事物之间的异同，确定它们的类属，并且相信事物的性能是其类属决定的。所以那个时期关于物质的科学研究主要是收集资料并进行分类归纳，正如恩格斯所说，那个时候“人们主要还是从事于搜集和初步整理大量的材料”〔3〕。 而当时所运用的观察、分析、实验、比较、归纳等等一般性科学方法大都是在这个总的思想方法指导下，为实现这种思想方法所确定的类别分析总任务而服务的。
2.组成分析阶段。随着人类社会物质生产的发展和人类对事物认识的深化，近代科学在物质的认识方面逐步把着眼点放到了对客观事物内部原因的探索上。由于当时对待客观世界的认识总体上处于不可分的原子论水平上，因而这种对于客观事物内因的认识就主要表现为组成分析的思想方法。这种思想方法相信物质的组成决定其性能，因而认识事物就是认识事物的组成。19世纪产生的原子论、分子论、细胞学说等等都是在这种思想方法指导下形成的。这种思想方法决定了当时关于物质的科学认识的总方向就是全力弄明白事物的组成，只要物质的组成及其变化明白了，科学认识的任务也就完成了。这种组成分析方法对于类别分析方法并不是简单的否定和更替，而是类别分析方法的必然发展，类别分析又是组成分析的基础和必要步骤。事实上，门捷列夫周期律和达尔文进化论既是类别分析方法发展的成果，又是组成分析方法的基础。
组成分析方法引导人们把研究事物的目标放在弄清组成研究对象的要素的种类和数量方面，这就导致对客观事物组成的定量研究。到19世纪中后期，化学家经过定性分析和定量分析等严格的实验和推算，确定了当时所知元素的原子量和化合物的分子量及分子式。在这样的基础上，有机化学家很快就发现了分子组成完全相同、物质性质明显不同的同分异构现象。为了解释这些现象，德国有机化学家凯库勒在1860年前后相继提出碳原子的四价学说、成链学说和苯环结构学说。俄国化学家布特列洛夫于1861年提出《论物质的化学结构》的研究报告，在理论上首次使用“化学结构”的概念，由此导致了化学结构思想的初步确立和代表这一思想的认识模型“分子结构式”的出现。但是由于19世纪的化学是建立在原子不可分这一理论基础上的，化学结构的本质尚未揭示，所以当时关于结构问题的探讨仅仅被看成是有机化合物的特有现象，结构思想还没有成为一种普遍的科学思想方法影响整个科学界。
3.结构分析阶段。19世纪末20世纪初自然科学的一系列重大发现，打开了人类通向微观世界的大门，人类开始全面探索微观世界的奥秘。作为这些发现的最直接的理论成果，是原子可分性和以原子结构理论为核心的现代原子论和现代元素周期律的形成，由此导致了现代分子结构理论、晶体结构理论、各种聚集结构理论和基本粒子结构理论相继建立。各门以不同层次物质为自己研究对象的自然科学，都从近代组成分析的思想理论基础上转移到了关于物质结构认识的这一新的思想理论基础上。科学认识层次的深化带来了科学思想方法的进化，各方面的科学家都普遍认识到了正是物质的结构才从根本上决定着物质的性质和功能。类别分析和组成分析对于认识客观事物都是必要的，但仅仅明白类别和组成是不够的，认识客观事物必须以揭示其内在结构为最终目标。这样，结构分析这一思想就逐步在其它各门自然科学中成为最基本的思想方法之一。美国著名哲学家卡尔纳普（1891—1970）1928年在他的《世纪的逻辑结构》一书中得出结论，“一切科学的解释从根本上说都是结构的解释”〔4〕，集中说明了从本世纪30 年代开始科学思想方法所达到的新阶段。
六、结构分析思想方法对20世纪科技进步的作用
法国著名的天文学家和数学家拉普拉斯（1749—1827）评论牛顿时曾经指出：“认识一位天才的研究方法，对于科学的进步，甚至对于他本人的荣誉，并不比发现本身更少用处。科学研究的方法经常是极富兴趣的部分。”〔5〕俄国生理学家和心理学家巴甫洛夫（1849—1936 ）也曾经指出：“科学是随着研究法所获得的成就而前进的，研究法每前进一步，我们就更提高一步，随之在我们面前也就开拓了一个充满着种种新鲜事物的、更辽阔的远景。”〔6 〕现代科学对于物质结构的理论认识，带来结构分析方法的确立和普及，这种方法又更加迅速地推动科学技术进步和各种具体科学方法的发现。如果说本世纪以来科学技术的进步及其对人类社会的影响是惊人的、神奇的，那么产生这种进步和影响的科学内部的思想根源，从根本上说正是结构分析这一思想方法在各门自然科学中得到了普遍的运用。
在量子力学理论基础上对微观物质结构的全面认识，是本世纪物理学取得的最主要成果之一。以不同层次物质结构和性能为研究对象的基础学科，如基本粒子物理学、原子核物理学、原子物理学、分子物理学、凝聚态物理学、固体物理学等等相继产生，它们又直接推动了能源科学、材料科学、电子信息科学、激光科学和航天科学、超导科学等直接影响国计民生的许多研究领域的迅速发展。据统计，从1901年到现在的近130位诺贝尔物理学奖的获得者中，有近70 位的研究项目与物质的结构和功能有关。〔7〕
物理学在物质结构理论和思想方法上的突破，把化学的发展引入了新的时代。原子内部结构的揭示，使原子形成分子、晶体和各种聚集态过程的本质得到了满意的理论说明，作为这些理论核心的化学键理论，不仅定性地展示了原子之间相互作用的基本形式，并且定量地确定了各类物质化学作用的结构因素。物质的结构决定物质的性能，通过认识物质的结构认识物质的性能和化学本质这一种思想方法，驱使化学一方面沿着物质结构层次向更深入方向发展，形成了核化学和基本粒子化学等前沿阵地；另一方面又沿着物质结构层次向宏观方向发展，相应地形成了高分子化学和凝聚态化学；再一方面沿着各层次物质结构转化机理研究的方向发展，形成了分子动力学、化学物理学等新的学科。随着人们对各层次物质结构理论认识的深入，直接导致了作为20世纪化学最基础理论的结构化学的建立。今天我们完全可以这样说，在众多的化学分支学科中，没有哪一门不以物质结构为自己的研究对象或者以物质结构理论作为自己的理论依据。反过来也就是说无论哪一门化学学科都是把结构分析方法作为最根本思想方法的。
如果说结构分析方法对物理学和化学的全面进步起到了巨大的推动作用，那么，这种思想方法最近几十年对生物学进步的影响就更加显著了。在进入20世纪以前，生物科学尽管在分类学、进化论和生理学等方面取得了丰硕的成果，但总体上说当时的生物学还处于模糊的经验认识水平，缺乏严密的科学理论基础。物质结构理论的形成，首先使生物化学建立在了科学的理论基础上。对淀粉、纤维素、糖、脂肪、酶等等生命赖以存在的基本物质的结构和功能的认识，以及对新陈代谢全过程变化机理的阐明，使生命过程最基本的同化异化作用从本质上得到了说明。而50年代初诞生的分子遗传学，则是结构分析思想方法在生物科学领域取得的最激动人心的成果。蛋白质结构的确认和精密测定，核酸双螺旋结构的发现，为用物质结构的观点认识遗传和生命过程的本质打下了基础。在此基础上形成的DNA复制理论、蛋白质合成理论以及DNA自身结构所包含的遗传信息与蛋白质一级结构中的氨基酸序列对应关系的理论，把生命现象和生命遗传过程的微观机制纳入到了科学的物质结构理论体系之中。英国生物学家史密斯指出：“分子遗传学的最终目的是要用物理和化学术语来解释整个遗传学乃至整个生物学。解释的基础则是标准的化学键。分子遗传学的研究是应用物理的、化学的、生化的、遗传的各种熟练技术，试图从分子水平来阐明遗传物质的结构和功能。最近十年来，没有其它科学获得如此显著的进展。”〔8〕今天， 当我们高兴地看到分子遗传学和生物工程学的理论和实践，正在给人类带来巨大的经济和社会效益的时候，我们完全可以说，如果没有物质结构理论和结构分析思想方法，就没有当代生物科学。
从上述几门基础自然科学的发展简况可以清楚地看到，在本世纪以来的科学技术进步过程中确实形成了结构分析这一思想方法。正是由于这一思想方法的科学性、有效性，才在促进本世纪自然科学和现代技术全面进步过程中发挥了突出作用。
注释：
〔1〕《矛盾论》、《毛泽东选集》第284、290页。
〔2〕翁光明《物质结构理论与结构主义》，《大自然探索》， 1986.2。
〔3〕恩格斯《自然辩证法》第9页，人民出版社1972年。
〔4〕转引自《结构主义》第65页，[比]布洛克曼， 商务印书馆1987年。
〔5〕拉普拉斯《宇宙体系论》第445页，上海译文出版社1978年。
〔6〕《巴甫洛夫全集》第16页，上海译文出版社1959年。
〔7〕沈小峰、王德胜《论物质系统的结构和功能》， 大自然探索》，1986.2。
〔8〕[英]史密斯—凯利《遗传的结构和功能》第5页，上海科学技术出版社1980年。
标签：科学论文; 科学技术哲学论文; 系统分析方法论文; 哲学研究论文; 理论化学论文; 功能分析论文; 自然科学论文; 系统论论文;