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中图分类号 N949
文献标识码 A
文章编号 1001-7348(2001)02-115-04
如果把科学比喻成一座大厦，那么这座大厦的宏伟壮丽的确让人高山仰止。然而在今天，这座历经一代代科学家几百年辛勤劳动建立起来的宏伟大厦的基础已出现裂痕，巨大的成功中隐藏着令人心悸的危险。这种裂痕根源于它的哲学基础和方法论——机械还原论方法的祛魅以及由此导致的近现代科学技术对人类的威胁而出现的社会危机。一些科学家已经对还原论科学提出挑战，并致力于寻找新科学的起飞之翼。这种努力正在引起科学总体范式的变革，以方法论变革为基础，科学的范式正发生变化——还原论科学正在逐步向整体论科学转变。
1 还原论科学及其塑造世界形象的祛魁
近现代科学产生在16～17世纪牛顿物理学、培根的科学方法论和笛卡尔哲学基础之上，这种科学以二元论和还原论的哲学为基础，强调主观和客观、物质和意识的对立，导致了科学及其塑造的世界形象的祛魁。
1.1 “完善机器”形象
受机械论哲学的影响，近代科学把宇宙看作是一架永恒的机器，人们用一种理想的、精确的机械主义来思考和感受宇宙，把万物组织进一个庞大的机器系统中；宇宙的每一部分都是由驱动它的发条齿轮决定的，不能有一丝一毫的偏差，一切事物都是以机器在前一时刻的状态为先决条件；人也是一个物理机械装置，其精神状态只是中枢神经系统的物理状态罢了。其结果，科学便逐步远离了人性而成为器用层次的工具，使得科学技术日益脱离了人类而变成了主宰的异已力量，人类自身退化为丧失了合理批判社会现实能力的“单向度的人”，文化则日益变成了“单向度的文化”，社会日益变为“单向度的社会”。
1.2 “终极粒子”形象
由伽利略始创、被笛卡尔完善的分析的方法是近现代科学的基础，这种方法要求将问题分解到最小的构成，将事物从复杂还原到简单，然后再分别加以解决。根据这一理想，要了解事物的真相就必须尽可能地了解构成该事物的组成部分。原子、亚原子直至夸克等基本粒子便是对终极粒子的理想描绘。以这种还原主义研究方法研究事物，我们只看到那些能够被量化的东西，诸如质量和速度，而排除了不能量化的东西，诸如美和价值；只注重实在而忽视表象，排除了色彩、声音甚至主观精神本身。这种理想下的自然显然是沉闷无趣的，是“乏味的、无声无息的、无感觉、无色彩的，自然只是物质无休无止和毫无意义的骚动”（怀特海语）。
1.3 “纯粹客体”形象
它是笛卡尔二元论哲学的产物。笛卡尔坚持认为，在精神的东西和物理世界的东西之间，本质上存在着绝对的差别纯客体论的思维方式认为，科学的认识的对象是自然界，是独立于我们的认识之外而且不以人的认识为转移的客观实在。科学家在认识自然界时，应当客观地，如地反映自然界的本来面目，绝对排除自己的主观愿望、思想、感情等外在因素的影响，达到纯客观状态的真理性认识，如果有外在因素的影响，就不可能认识自然的客观规律，科学家在探索自然规律时，应持客观、中性的立场，站在自然界之外观察自然界，才能取得又真又纯的客观规律的认识。这种主客体的分离导致了人与自然之间的关系异化，法国还原论生物学家雅克·莫诺认为“关于世界的客观论观点违背了我们的价值观产并强行使我们生活在一个异化的世界里”。
还原论科学在人类精神和价值观面前变得无能为力，科学和科学塑造的世界就这样祛魁了。约瑟夫·伍德·克鲁奇在《现代趋向》一书中说：“科学，特别是生物学和心理学，揭示了宇宙的奥秘，但人类精神却不能在这个宇宙中找到安稳的栖身之地。——因而，人类将不得不要么通过去适应现实世界而放弃我们所谓的人性，要么就必须在这个与其本性最需要的东西相背的宇宙中过某种可悲在生活。”科学的这种反人道主义倾向直接威胁到当代文明的健康发展，最大的希望莫过于期盼的方法变革，以拯救现代文明的健康发展，同时又不致绝对地违背完美机器、终极粒子和纯粹客体这些世界模式。
2 科学转型的方向——从还原论向整体论方向转变
A.N怀特海在《科学与近代世界》中曾说，科学是一种冒险活动，谁也不曾预见到科学会走向何方，科学在达到胜利顶点时又明显暴露了自身的局限，于是应该唤起人们再来运用一次创造性的思想。“敢于认识”这一口号——康德曾将其成为“启蒙运动的座右铭”——也适用于我们这个时代。种种迹象表明，在从经济社会向智力社会过渡转变中，科学可能不再沿着17世纪确定下来的还原论路线前进，而是将要走向向整体性过渡的道路。
2.1 外在期盼：反还原论科学思潮的兴起
在哲学界、对还原论的战斗从19世纪时就开始了，那时有人乐观地认为凭先进的哲学就会冲破科学的知性偏见。然而没有，还原论科学仍不断地取得新的成就，但在思想界并没有停止批判，二战后对近现代科学技术的批判，影响较大的有法兰克福学派、存在主义、后现代主义等，而其中后现代主义思潮最为激烈。
后现代主义者意识到近现代还原论科学技术的现状威胁到了当代文明的健康，于是以破姆、格里芬等人为代表的科学家通过对近现代科学和传统概念的修正建构了一种后现代科学观，这种科学观强调了科学的不确定性、社会建构性、价值转向。有机协调性、完善的整体观等特性。后现代主义科学观与还原论科学观相较，其合理之处在于：①它重新审视了与自然的关系，试图改变人类的自然观。随着科学技术的发展，人类取得了征服自然的辉煌胜利，使得人们形成了“人统治自然”、“人是自然界的主宰者”的思想，但是人类对自然为所欲为的行为遭到了自然界的一次又一次的报复，使人类陷于“全球性”的生态危机中。后现代科学对此进行了深刻的反省，得出了人和自然必须协调发展的结论。②它对科学技术本身技术了反思，更新了对科学技术的整体理解，把科学活动看成确定性和不确定性相统一的事业。③它对科技与社会的关系进行深刻的反思，真实把握了科技与社会共融和互渗的现实关系。后现代科学把科学技术看成是社会大系统的一个子系统，它认为科学技术并非是自主的不可抗拒的东西，也不是为任何偶然需要和利益所改变和利用的单纯性工具，而是社会中的复杂性的事业。一方面，文化、政治和制度等都制约科技发展的方向和进程；另一方面，科学技术的成果甚至行为本身，也反作用于文化、政治和经济价值，并通过这些价值影响社会及其建制。
然而，后近现代科学作为一种新的思潮，它并不是十全十美的而是有它自身的局限性。表现在：其理论观点还没有统一和成熟，尚处于多元的众说纷纭的状态中，在它内部还包含一些偏激的观点。一些学者从反科学、反文化开始，陷入形而上学的泥坑，最终导致全面的反对科学技术；尽管西方学者为我们描绘了“后近现代科学的诱人前景”和“从现代到后现代的技术世界”的操作途径，但是它没有为全社会所接受，它在解决问题的途径上还有很大的缺陷。即便如此，后近现代科学的主流思想，并不是对科学技术的绝对否定。他们否定的是把科学技术看作是绝对真理的化身，但没有否定其作为宇宙世界的一种读解；他们所否定的是科学技术在现代社会中的特权和霸权，但没有否定其生存权；他们否定的是当今世界所通行的科技之路，但没有否定其在未来世界中的建设性作用。在他们看来，未来的真正希望是寻找一种科学的新形式，建构科学技术与人、科学技术与社会、科学技术自然之间的一种全新的关系。
2.2 内在努力：新科学群体的涌现
(1)还原论方法的成功与不足
近代科学以培根的实验方法和笛卡尔的数学方法为启蒙，二者的结合就构成了近代科学完整的方法论体系的基础，这种方法可用机械还原论方法来概括。还原论方法的要旨最初是由笛卡儿表述的：“把所研究的每个问题，都尽可能地分成细小部分，直到能圆满地解决问题为止。”弗兰西斯·培根也在1620年写道：“在没有孜孜不倦地分割和剖析世界的情况下，我们便无法在理智上发现世界的实在模型”。借助于原因和结果来理解事物，把事物分割为部分来认识，这是古典的科学研究最鲜明的特征。近代科学进一步发展了还原论方法，通过尽量简化对象、做各种可控实验、运用归纳逻辑和数学推理，概括出具有普适性的科学原理，并不断用下一层次的规律解释、推导出一层次的规律和现象。因为还原论者坚信，客观世界存在一个基本层次，只要把问题还原到那一层次，一切宇宙奥妙便可暴露无遗。于是，还耗论科学尽可能通过简要线索把自然、生命还原成一套基本要素，从而获得对自然和生命的彻底理解，并最终控制自然、驾驭生命。近现代科学沿用了还原论方法。并扩到包括生命科学在内在几乎所有领域，到19世纪末、20世纪上半叶达到了顶峰。300多年来，遵循还原论方法，科学取得了一个又一个成就，如牛顿定理、相对论、多年来，遵循还原论方法，科学取得了一个又一个成就，如牛顿定理、相对论、基本粒子理论、以DNA结构为基础的分子生物学等，到目前这种思维方法在科学中并没有明显衰落的迹象，在今后相当长的时间内，还原方法还将持续下去，并继续取得突出成就。
任何事物都包含它的反面，不用说，这种还原论的科学研究也总有它的批评者，随着科学的发展，它的局限性也不断引起争论。
还原论科学的常识性公理之一——等价的原因必定紧随着等价的结果——被证明不适用于原子事件。量子认论明确地告诉我们，我们关于因果性的常识性观念不适用于原子的作用。在原子世界里，不同的粒子可以做不同的事情，尽管他们的初始状态是等同的。换句话说，在微观物理世界中，状态A之后并非总是紧跟着状态B。当我们试图预言单个原子的行为时，我们必须用几率代替确定性，在原子尺度上单个事物的行为原则上是不可预测的。韦尔纳儿·海森伯的“测不准原理”进一步指出，不确定性是我们关于物理世界一切知识的不可避免的特征。
还原论科学的另一个常识性公理是，世界象钟表一样，能够通过把它拆成部件来解释，这些部件具有它们自己固有的、独立的特性。量子物理学向我们表明，即使在物理学的“力学的”世界内，还原论也有它的限度。物理学家发现，有一些现象无法用力学术语把他们拆成部件来解释，这些事物必须作为一个整体来处理，甚至包括用来观察它们的仪器，“EPR实验悖论”证明还原论的失败。还原论在原子世界的失效，使我们不得不放弃我们总是试图赖以认识世界的一个基本假定，即古典的原子假定——物质的结构能够通过把它在“线性”过程中分裂成越来越小的碎片而认识。近来“靴绊理论”的提倡者甚至建议，我们最终将不得不满足于物质的“循环”描述，在这种描述中，一切所谓的“基本”粒子不是被视为由某种更小的、更基本的东西构成的，而是相互构成的。
尽管还原论科学取得辉煌成就，但随着科学探索的对象不断从简单走向复杂，这种方法论的局限性便便日益暴露出来，其中至少包括以下方面：①若干事物一旦相互联系而整合为一个统一体，就会出现这些事物单独存在时没有的属性。如果再把这个整体事物分解出来，这些整体属性也就不复存在，而宇宙的奥妙更多的来自这种整体突现的属性。还原论方法本质上不适用于描述整体属性，也就无法揭示这类宇宙奥妙。②还原论科学以做孤立可控实验和可重复实验为标志，以此检验因果判断和科学假说成立的可能性。但是科学一旦跳出经典力学，物理学、化学领域，特别是面对大量宏观不可逆现象，孤立可控实验往往难以实施。如果放弃重复性实验标准，科学实验与非科学实验将无法区分。③科学技术表述的是工具理性，而人类还面临价值理性，科学无法解决科学的合理运用问题，因而科学的社会危机也就不可避免。
(2)有机整体论方法的诞生，新科学群不断涌现
近现代科学虽然沿用了还原论方法，但在发展中又有所突破。本世纪10年代，随着系统科学非线性科学的出现，一种新的科学方法论——有机整体论在不知不觉中萌生。如果用树木与森林的关第比较两种方法论的优劣，还原论方法的特征可以说是考树木，未对森林作整体把握，或把森林简单看成是树木的拼合，着眼于专科研究，纵向深入，却割断横向联系；而有机整体论方法则既详考树木，又概览森林，而且不把森林看成树木的简单的拼合，而是看成是树木的生态系统整合，整体大于部分相加，这是一种整体有序、动态相关的思维方式，是定性分析和定量分析相结合的系统思维。
以整体论作为方法基础，科学的范式发生了根本变化——从笛卡尔－牛顿机械论的旧范式到系统论的新范式的转变。这种范式变化导致新科学群落的不断涌现。从70年代中叶开始，非线性科学终于崛起，分岔、混沌、分形、孤立、斑图等概念将这门新开辟的科学引向一个人们从不注意过的广袤天地。科学家们认识到，非线性和线性是极不对称的，线性只对应于局部近似，而系统的整体性质一般是非线性的，非线性科学虽然目前还没有提出新的定律，但它的学科性质本身就不同于以往任何单一学科，它关注的是动力系统的动态过程、拓扑类型、自组织结构和形态发生，研究内容是复杂系统的相干结构理论、远离平衡态的开放系统和自组织理论、确定系统中的无规则运动等。非线性科学不排斥经典科学的线性观对事物的简单性、确定性、还原性的描述，而是对经典科学线性的扬弃，它对世界存在和演化历程的描述是辩证的，在线性和非线性、简单性与复杂性、确定性与随机性、有序与无序、局部与整体、量变与质变、有限与无限的现实关系的科学论证上，更加丰富和深化了上述各对哲学概念的辩证内容，因而非线性科学在更深层次上揭示了唯物辩证的自然图景。它的出现表明，整体性思维不再是空洞的口号，而是理解科学奥妙必须认真对待的严肃问题，它使整体性思维从以往的哲学思辩上升到实际操作的层面上。非线性思维方式具有开放性、非平衡性、耗散性、协同性、系统性、突变性、混沌性等特征。用这种思维方式研究自然界的因果关系、或然关系、模糊关系的规律，将使当代自然科学有划时代的进步。非线性科学20年时间得出的世界观和科学方法论见解，比传统科学几百年间得出的还要丰富和重要，它极大地丰富了人们对于自然、社会和科学本身的认识。除了非线性科学外，新科学群还包括系统学、生态学、认知科学、混沌学、耗散结构理论、协同理论、突变理论、分形理论等。
2.3 整体论科学的特征
(1)有机性：世界“花园形象”的确立
早在1956年，李约瑟在其《中国科学技术史》第二卷中就确认科学发展至少有两种不同的途径，即机械论的和有机论的。并且他还洞察到机械论的科学观已经过时，科学的未来发民采取有机论的途径。这一预见现在正日益得到印证。当前，不仅在微观、宏观、宇观层次上皆发生了一场思想革命，这场变革可以普里高津提出的耗散结构理论为标志，是对包括牛顿力学、相对论甚至量子力学在内的经典物理学及其科学思想的超越，其实质上就是以有机论取代机械论。
未来科学特别关注人与自然、科学技术与社会的有机协调。从这个意义上讲，生命科学、生态学有可能成为新科学的骨干学科。80年代以后，全球规模的生态危机成为世界性的主题之一。A·利奥波提出的“地球道德”，作为一种新的生态价值观，得到了广泛的响应。当前对生态问题的研究已经成为跨学科的综合研究，人类有深刻反省的基础上，从观念到行为都正在发生根本性的转变。人不再凌驾或超越自然界之中，努力在探求人与自然、科学、技术及社会的有机协调的可持续性发展模式。如果说生态学有可能成为未来科学的范式的话，它描绘的世界形象与还原论科学阐述的毫无生机的异化的形象截然不同：世界是一个有机体和无机体密切相互联系的永无止境的复杂的网络。在每一系统中，较小的部分只有置身于它们发挥作用的较大的统一中才是清晰明了的，而且，这些统一体本身不只是部分的聚集。在生态学家的世界中，价值不是以人类为中心的。他们认为，人种不过是众多物种之一种，既不比别的更好，也不比别的更坏；它在整个的生态系中有自己的位置，只有当它有助于这个生态系时，才会有自己的价值。人类并没有什么特殊价值，人类自命不凡地认为自己有特殊价值的观念已导致人类利益和所有物种的利益赖以生成的生态秩序的大规模破坏。生态意识的价值观应是一和中适度的自我节制的和完整的价值观，允许人类和非人类的各种正当的利益在一个动力平衡的系统中相互作用。世界的形象既不是一个有待挖掘的资源库，也不是一个避之不及的荒原，而是一个有待照料、关心、收获和爱护的大花园。这种“花园形象”有可能代替还原论科学描绘的“完美机器”、“终极粒子”、“纯粹客体”形象。
(2)整体性：科学思维方式的变革
未来科学必须按整体性的思维方式行事，这可从20世纪后半叶兴起的几种新的科学如系统科学、混沌学、超弦理论等中表现出来。系统科学的产生不仅意识着现代科学体系中又增加了一个门类，而且关联着一场科学革命，这种革命不是指发生于某一学科领域的革命，而是指科学作为整体的历史性大转折，即从还原认论科学向整体论科学的历史性转变，系统科学可以说是科学重新统一的历史需要。古代科学是综合的学问，关于自然、社会、人自身的知识统一包容于哲学母体中。近现代科学是分科的学问，它沿着不断要支化、专门化的道路演进，形成分支林立的庞大体系，同时造成不同分支相互隔离、难以沟通的局面。到了20世纪上半叶，这种发展模式已经走到了自己的顶峰，弊病日趋明显，出现了科学重新统一的历史需要。各分支学科在对自己的研究对象进行充分的研究之后，必然要向与其它学科接壤的边缘地段拓展，导致边缘科学、交叉科学纷纷出现，原本分明的学科界限模糊了，不同领域相互过渡的道路打通了，科学逐渐演变一个整体，系统科学就是这种跨学科研究的产物。科学向整体性演化并非是取消学科划分，分支化还将存在，新的学科将继续产生，但不同学科的相互沟通、交叉、渗透、综合将成为主要趋势，新的学科大都是综合性科学。系统科学就是一种能把现有纵向划分的学科沟通连缀起来的横断科学，它将提供不同学科都使用的原理和方法，使科学在整体上具有纵横交错的网络结构。
混沌学被誉为继爱因斯坦的相对论和普朗克的量子力学之后本世纪科学的第三大发现。混浊学是关于系统的整体性质的科学，它扭转了科学中简化论、还原论的倾向——只从系统的组成零件夸克、染色体或神经元来作分析的倾向，使以往那种分工过细的研究方法发生了戏剧性的倒转，而努力寻求整体，寻求复杂系统的普遍行为。混沌学揭示了科学中的有序和无序的统一，确定性和随机性的统一，它覆盖面之广，几乎涉及自然科学和社会科学的各个领域。而超弦理论则预示着现代物理学的新综合。这种理论假定物质的基本组成不是点状的粒子而是一维弦，宇宙间的一切粒子和力均由这种弦的波动产生，弦有不同的振动方式，每一种振动方式有一个固定的能量，相当于一种粒子；粒子的微观世界是四维时空，而超弦的渺观世界是十维时空，有六维在微观世界看不见。经过20余年的探索，弦论取得了一系列前所未有的理论成果，其中超对称性（两类统计性质完全不同的亚原子粒子——费米子和玻色子之间的对称性）大统一模型为弦论研究提供新思路。许多物理学家认为，弦论将以超对称形式发现自然界存在一个全新的“维”，很可能为四种作用力的统一提供关键启发，把相对论与量子力学统一起来；他们还预测，弦论将迎来物理学第三次革命，它将改变人们对物理学的根本理解，使时空概念发生根本变化，认为时空本身就是一种物质，并为自然界的统一理论提供新论据。如果真是这样，我们的哲学对物质、运动、时空、世界统一性等基本观点都要重新理解和重新解释。
系统科学、混沌学、超弦理论等新科学的出现昭示了一种新的思维方式体现在各个方面：从孤立地研究对象转向在相互联系中研究，从用静止的观点观察事物（存在的科学）转向用动态的观点观察事物（演化的科学），从强调用分析的、还原的方法处理问题转向强调整整体地处理问题，从研究外力作用下的运动转向研究事物由于内在非线性作用导致的组织运动，从偏爱平衡态、可逆过程、线性特征转向重点研究非平衡态、不可逆过程、非线性特征，从否定模糊性转向承认模糊性，等等。
(3)互补性：科学精神与人文精神的融合
传统科学认为宇宙的的基本构成是物质－能量，因而导致近现代科学的发展是试图通过技术来预测，控制和操纵物质环境，使科学日益抽象化，日益远离人性，导致科学文化与文文化的严重对立。而在新科学中，物质和精神将呈现互补趋势，物质的成分将逐渐减弱，精神的成分将逐渐增强。科学的互补性特征集中表现在科学精神与人文精神相融合。
事实上进入20世纪以后的近百年来，科学精神与人文精神融汇的趋势愈来愈明显，一方面，本世纪来势凶猛的从哲学、社会、文化方面对科学技术的批判，唤起了人们对科学局限性和技术负面效应的关注，为科学人性化奠定了一定的基础。另一方面，近现代科学技术发展的前沿（集中表现在生物科学技术、信息科学技术和生态科学技术三大领域中），提出了大量人文社会方面的问题，推动着科学技术工作者自觉不自觉地关注科学技术发展所带来的人文社会问题，在科学技术活动中接受人文精神的指引；同时也推动着人文科学工作者去研究科技发展带来的人文社会方面的问题，推动着人文观念的变革，以适应科学技术的最新发展。例如，生命科学技术中的基因移植、试管婴儿、人体实验及最近的克隆技术等都直接涉及人的尊严等一系列伦理问题；全球信息网络化等的发展提出了诸如个人隐私、自由权利、知识产权保护等法律问题和民族、传统文化的继承和发展问题，这些都将成为科学文化和人文文化的结合点，推动着科学向人性化方向发展。
马克思在上个世纪曾预测过，自然科学往后将包括人的科学，正象人的科学往后将包括自然科学一样，这将是一门科学，科学的互补性特征要求科学和人文之间的学科上互渗，方法上互用，知识上互补，视界上互交，文化上互惠，精神上互融。这种交融的结果，导致“科学技术人学”这门新学科的产生。科学技术人学是对科学技术的人文思考，是用人文观念和精神去探究科学技术的内蕴，同时也要求借用科学技术的成果考察人文现象。因此，它是科学和人文的一种接缘性的思考。在新科学的视野中，人是科学技术化了的人，科学技术是人化了的科学技术，它们互相规定、互相影响、互相作用，使得二者合为一体，也使得人类关于外在对象的知识和关于人自己的知识在这种统摄中成为一门新的知识。把关于科学技术的学说和关于人的学说结合起来加以考察，将是新科学关注的一个重要课题。
科学预测是困难的。澳地利物理学家马赫和法国数学家彭加勒都论说过，预见科学未来的正确方法是研究它的历史和现状。本文即通过对近现代还原论科学的反思，从内因、外因两方面来探讨科学转型的可能方向——从还原论向整体论方向转变，并概括出未来科学的基本特征。需要指出的是，还原论科学向整体论科学演化并不是简单的还原论科学，在转型的过程中，还原论科学与整体论科学在相当长时期内将互相并存，在科学规范上即使有些差异也是“可通约”的。整体论科学依然要使用还原论方法，只是不局限于此而已，力求在方法上有所发展。这是整体论科学区别于现在流行的“后近现代科学”和形形色色的伪科学、非科学的关键。