自然辩证法第三章

第三章 马克思主义科学技术方法论清华大学 吴彤 大家下午好！这章因为稍微简单一些，我会在40分钟内讲完。大家都知道科学技术方法论这部分是自然辨证法这门课当中最受研究生欢迎的一部分，但是同时这部分也是最难讲的一部分。这部分怎么改？第一，结合中宣部、教育部的要求，这部分的内容，我的基本做法或者说基本的思考，就是一句话，叫“顶天立地”，什么叫顶天呢？过去我们大家知道这一章之所以受欢迎和之所以很难讲的原因，就是我们是按照科研的程序来写的科学研究的方法，包括技术方法。科学研究的程序基本上就是从问题到观察试验，整理收集事实，建立假说，提出假说，验证假说，最后到建立理论。这样的过程可以说是我们把科学家的研究，做了一种抽象，形成了一种所谓的科学研究的程序，这在一定程度上对于理工科研究生来说，是类似这样的惯例，所以听到这样的程序性的东西，他都知道，所以第一期待很高。但到讲的时候，这些东西他们是知道的而哲学提升又不够，所以就产生了一些问题。 第二，我感觉这样的讲法或者这样的写法，虽然说结合了理工科研究的特征，但是它是方法，不是方法论，如果我们能够称得上方法论，我觉得思维的程度还是应该提高。 这部分章节目录是在现在大家手上拿到的大纲从43页起一直到65页，一共是四节目录，第一节强调了辩证思维方法，第二节强调了创新思维方法，第三强调数学与系统思维方法，第四节把技术方法与科研当中的观察试验和科学仪器使用列为了科学技术活动的方法。从编写原则来说，我们为了统一体例，每一章前面都有马克思主义，但是从内容实际角度和抽象角度，有没有马克思主义科学技术方法论，这个大家也是很关心的。我们觉得像张明国教授讲到的广义的马克思主义角度来说，如果我们能够站在自然辩证法是马克思主义一个有机组成部分这样的立场上，与马克思主义辩证思维和具体的科学技术研究方法，这个视角相结合，在这样的近期发展过程中，我觉得是可以来做一个广义的发展的马克思主义科学技术方法论的。这样的方法论具体内容是什么？马克思主义科学技术方法论它一定是以辩证唯物主义作为立场、观点，同时要汲取科学研究的基本方法，并对他们进行概括和升华的一种方法论。升华有两个方面。就是我前面说的顶天立地，升华顶天部分我们要考虑汲收人类一切优秀成果的基础上，来概括人类思维的辩证法的特征，就是我们用了第一节叫做科学技术辩证思维方法，这里面主要分析综合，归纳和演绎，从抽象到具体，历史逻辑统一四个方面。也相当于四对范畴，在四对范畴中运用辩证思维进行统一的思考。所谓立地部分，既马克思主义是以实践为基础，以实践为判定标准的，它特别强调实践。以往从科学哲学和社会哲学的角度来说，特别是科学哲学在贯彻到我们自然辩证法概论的讲述中，其实也是有一种倾向，比如我们讲的科研程序，就是从问题出发到观察试验，然后提出了整理收集事实，然后提出假说，最后建立理论，最后的结果就是为了建立理论，建立理论这个其实只是科学研究的一个部分，大量的科学研究从今天的哲学概括角度来说，实际上不仅是认识世界，也在改造世界，科学和技术在今天的时代，两者之间的界限越来越模糊，科学是以技术作为基础的，是以技术作为前导和前提的。技术同样是科学化的，这是一个一体化的过程。这个在马克思主义那里就体现为以实践为基础。我们把科学技术方法论要放在既有科学技术实践，又有理论，同时还和社会互动的情景中来思考科学技术方法论的研究，把科学技术方法论视为科学技术活动的一种动态方法论，而不是静态的方法论，这是两个比较大的改变。 因此本章最大的变化是，没有再按照科学研究程序过程，来讨论科学技术方法论，这也是我们在长期教学过程当中，一直在探讨和思索的问题。今天有这样编写的机会，我觉得我们应该按照科学实践所需要的辩证思维和创新思维来编写这部分方法论。从这版大纲第三章变化特点来说有三个变化，第一，我自己认为是从原来的一种方法的叙述，改变为方法论的叙述，由原来的从具体方法的程序角度，探索方法的艺术、方略来上升到一个辩证思维的高度，来讨论辩证思维和创新思维的基本特征，这些基本特征我想同学们都是需要的，当然在教学过程当中，也需要老师们，我们在座各位在教学当中要通过案例，通过去探索科学研究、工程技术研究，技术科学研究当中的一些案例，结合案例来进行研究和教学。 第三个特点就是我所谓的立地，即体现科学研究和工程技术研究，是实践活动的思想，由科学的静态理论观变为实践的活动观的方法论。因此，首先，我们现在教学重点是以科学实践的活动观为基点，构建新的重辩证思维的，重科学实践的科学研究的方法论，这是一种与以往重科学理论的静态科学理论观非常不同的科学研究方法论，不是静态的科学技术方法论而是建构的实践的方法论，是活动的方法论。所以要以科学实践作为视角，以科学家、工程师的研究活动为研究对象和方法论对象。 第二，要注意把辩证思维、创新思维的较高抽象程度的思维贯彻到具体科学研究的过程中，以及教学结合案例的过程当中，所以教学也是可以结合我们以往各版，特别是在方法论当中结合科研程序来讲述思维特征的，比如提出问题的环节，前面的实践基础是什么？提出问题的环节当中，分析综合，归纳与演绎的作用是什么？观察试验环节、建立假说环节，形成理论环节讲述这些思维的普适性和重要性。另外注意案例教学也是特别重要的，需要我们老师去积累科学技术研究，工程研究当中的大量案例。对这些案例做思考，再做适当的引入。这里面有一个例子，比如DNA结构发现的案例，我们按一般的科学史讲，就是那样的故事叙述下来了，讲的是一种励志故事，科学家怎么样通过自己的努力，获得这个研究，两个很年轻的小伙子怎么在实验室里把研究做出来了，如果按照科学实践的观点来讲，就不是这样的，就是科学机会怎么创造出来的，怎么把握住既了解DNA定义，又知道X射线晶体学对DNA结构探测的两种研究的意义。 第三，教学要点、重点、难点和教学要求。其中最基本的是，马克思主义最基本观点就是实践的观点，实践体现了马克思主义的基本观点。下面我对各节做一些阐述。 第一节，我们教学要点是讲清楚什么是辩证思维和辩证思维对于科学、技术和工程研究的意义。这里面有分析与综合，归纳与演绎，抽象与具体，历史与逻辑，我们在编写大纲的时候首先是讲清单独概念，概念的定义是什么？概念的作用与意义是什么？然后每两对范畴，如果单独使用会带来什么样的结果，如果综合使用，辩证使用会带来什么样的结果，我们非常强调在任何一个具体研究当中，科学家是离不开这四对范畴综合辩证统一的关系，为什么要在科学研究中需要把两两范畴结合在一起，为什么结合才是辩证思维，教学的难点也是在这儿。 第二节，这个是体现了当今创新是一个国家与民族的灵魂的，在科学研究当中，创新也是第一要务，创新思维的特征是什么？我们没有办法写清楚什么是创新思维，我们只能写清楚创新思维的特征是什么，它需要在哪些思维特性当中保持一种张力，或者一种对立统一，包括收敛与分散，逻辑与非逻辑，以及直觉与顿悟、移植、交叉和跨学科的方法。 第三节，数学和系统思维方法。这一节主要是当代科学已经变成高度数理化的科学，高度数理化的科学就是说它把世界通过建模的方式，通过带入实验室的方式进行研究，因此数学和系统方法，一定是当代科学研究，新技术研究非常重要的方法，如果我们在哲学上不关注这些方法，就使得我们的教学对象，看到这门课的教学离他们很远，而疏离两课教学，但是在这一节中确实有一个难度，第一个难度是数学的方法，数学方法有很多，方程方法，建模方法数学实验的方法，等等。这些方法如果如果教师的出身不是理工科，他可能不理解这些方法。有些时候要讲到一些方程的特点，比如，有典型的生态学上的洛特卡-沃尔特拉捕食与被捕食者的模型，包括模拟战争的数学模型，如果你不用这样的模型讲述，最后就得不到理工科学生的认可。如果你内心惧怕这种数学符号，那肯定是其方程的物理的社会意义也没法讲清楚，从而使得这一部分被你忽略掉了。所以这一节的我倒不是说所有教师必须要把这节全讲深讲透，我是说这四节当中是可以有重点的，但是这一节对于研究生来讲也是非常重要的一节。第二个难点就是系统科学后来的发展，发展到复杂性科学的时候，复杂性科学现在仍然是一门在发展中的，还没有成熟的，但是体现了非常好的发展意义的学科，对于复杂性学科的把握，大家都说复杂性本身就非常复杂，怎么把握它确实很有难度。 我们这两部分数学方法的教学重点，主要是要讨论哪种数学方法对于科学抽象，建立模型认识世界的意义和作用，前面是一个基础，刚才我说的难度部分是基础，我们重点是讨论它的意义和作用，它的简化研究队伍和调节情景当中的作用，它对当代科学发展的意义和作用。我们的学生论文都是要通过实验室建立模型，通过抽象来做一部分工作，讲好一部分会提前帮助他们，这个课程会帮助他们认识到数学建模的意义，对于他们的工作是非常有好处的。教学难点也是怎么处理数学方法中的数学方法意义，数学可以使人更精确，但是同时要认识到，通过数学建立起来的模型，实际上是远离了自然和世界的，不要认为模型的本身就是自然的本身，我们看到在成长中的很多科学家和工程师，他们甚至拿这种模型当成了本体论意义上的世界本身，这个就有问题了，对于他后来的科学观是一种问题，为什么是一种问题？像天然自然、人工自然，人化自然，它们的区分在方法论中也是有区别的，其实数学模型包括实验室的模型，是人工自然的模型，甚至这个模型因为应用很有效，就常常被理工科学生当成了自然界本身，这个对于以后处理人工自然和天然自然的关系，怎么给天然自然留出更多的空间位置，这个都不是特别有好处的。所以要让他们意识到，不仅在方法上，我们过分依赖数学，过分依赖数学建模，认为它就是本体论的东西，这种看法或认识是有缺陷的，而且要让他们认识到，甚至在方法上这也不是全部，同时在认识世界的世界观上也是有问题的。第二部分是系统论的部分，系统论的部分，跟系统自然观是关联的，同时在这部分还有更深一点的发展，我们在这部分当中，不仅只讲老三论，新三论的东西，我们还引入了软系统的方法。什么是软系统方法论？如何与硬系统方法论加以区别？如果可以用工程技术方法来处理的话，一般是硬系统，那么在一些社会问题，包括边界不清楚的问题，处理的方式应该是软系统方法，这可能对我们大多数老师，从知识点上来说是一个新内容，软系统在国内引用比较多的主要是英国的切克兰德，叫系统思想，这个书准备再版翻译，因为30年过后，切克兰德对系统的方法发生了变化，他说我们看待世界的方式是什么，世界本身如果是一团乱麻，我们看世界是系统化的，这个称之为软系统的观点，如果把世界看成是系统，同时用系统方法进行处理，这是硬系统观点。如果我们知识点不够，可以学习一下。 第三，复杂性的思维教学重点在于使学生理解世界的复杂性以及处理问题时不要过分简化和还原，建立多学科合作、融贯的信念的思维，我们梳理过在自然科学工程领域，关于复杂性特点就有五十多种，中国本身也是一个系统思维非常丰厚的国度，我们中国古代到现在，关于都江堰的系统思考以及今天钱学森的思维里面我们都有复杂性思维，所以这个不是特别难做。 第四节，科学技术活动方法，里面有两个小目，一个科学实践方法，一个技术活动方法。教学要点是把科学、技术视为一种科学实践活动，以科学实践活动观来考察科学、技术、工程研究，这部分增加了科学实践、技术实践、科学仪器和实验室场所对于科学研究之意义的讨论。这部分由于吸收了科学实践哲学，新实验主义科学哲学的部分新观点，也是教学的难点，从90年代到今天，科学实践哲学的观点，我想到现在一些基本观点已经被大家所吸收。科学是实践的观点改变了以往对于科学观察和科学实验的静态认识，指出科学实践是科学研究的基础，给科学仪器以一定地位，对于科学实验室进行深入的剖析，指出当代科学在实验室的情境与条件下的扩展，这部分可能与自然观部分中人工自然那部分略有不同，虽然总体来说都是人工自然，因为科学家通过什么来构建人工自然？实际上是实验室，然后科学家又通过实验室把它的人工自然向天然的世界扩展，扩展的结果我们今天看到了，我们的世界最内圈是完全人工的自然，然后我们向外圈走的时候，才有了人化自然，今天我们要想看到一个天然自然，真的是一件极其奢侈的事情，比如我们想旅游，都是找一个人迹罕至，所谓的高山流水的地界，这个太难了。到处都是人工世界，所以我跟明国教授所写的部分有一些结合和差异的部分，我在这里谈到的人工自然是要去规劝或者警醒我们未来的科学家，在做人工自然研究的时候，要考虑人工自然和天然自然的关系，要考虑我们在多大程度上要建立人工自然，可能批判反思的意义大于对人工自然颂扬的部分。 第二部分技术系统跟04版的相比改变不多。改变不多就是技术预测，技术评估与技术试验，这些方法都在里面。但是视角有变化，视角就是说我们原来在技术评估、技术实验、技术预测这些方面过去我们仍然是以一种理论观，就是技术能够提供何种知识角度来考虑，这里不是，这里是讲一种立地的活动，就是通过对比科学思维，来指出当代技术活动涉及社会的不同方面，作为工程师的技术人员的技术认识和实践，技术活动的恰当性在哪里，立脚点上有变化。这部分比如说从第一节来看，它也有一些我们讲到的包括辩证思维，它的重点，不仅讲清辩证思维每一个概念的部分，比如说从归纳法角度来说，归纳法有一个基本格式，一般格式，我们也是要从活动的角度，从过程的角度，来理解这种辩证思维。它的立脚点仍然是一个以实践为基础的一个过程，比如说我们说归纳规律是什么样的过程，这个是在过程中我们今天看到的S1是P，明天我们看到S2是P，这个是有历史情境在里面，如果有历史情境在里面，我们对归纳法的有效性就呈现出来了，而不是一个静态的，如果是静态的，我们说所有S都是P，这种静态的说服力就不足，而是在讲我们研究过程当中，通过这样那样的情境，当然我们讲归纳法，不完全归纳里面是有种类、情境、条件各种方式的不同，然后我们才会说这个归纳法会更好，但是我们没有办法说归纳就是必然规律，我们在过程中如果这样来讲，它的合理性会得到更大的认同。比如说第二节科学技术研究创新思维，我们讲到思维的收敛性和发散性，我们先讲收敛性特点是什么，然后是发散的特点是什么，为什么要同时具有收敛和发散的思维，有的时候这个情况是不可避免的，我们在大纲里面没有去写，可能在后面的教材编写过程当中会把这个贯彻进去，就是它仍然是一个活动，我们可以通过团队合作，比如有一部分科学家他的思维具有很强的收敛性，另一部分的科学家思维有很强的发散性，这两部分科学家结合成为有梯次的团队，比如发散性思维的科学家适合做领导，想清楚以后，有收敛性思维的科学家来做条理的工作，这样通过协作的方式，收敛和发散的统一是可以得到解决的，这个同时又和我们社会情景和研究实践特征联系在一起，这一章把这种特点贯彻始终，当然这样的过程也可能会给大家带来一些难度，但是会深入得多。比纯粹去讲思维的收敛发散会生动一些。 我们再说数学，数学方法里面有方程方法、建模方法、统计方法、实验方法。这些方法它也不是说纯粹抽象意义的东西，它也是在人类寻找解决问题途径当中，逐渐建构出来的方法，这些方法对于解决问题和科学抽象，特别是在科学抽象的角度，以往04版讲到的科学抽象这部分是和它密切关联的，怎么进行抽象，怎么提高抽象的能力，它有一些所谓的方法来辅助，这些方法的特征讲清楚就足以，讲到系统方法的时候，第一部分是硬方法，然后信息方法也是，在讲到复杂性思维的时候，我们看复杂性思维和特征是什么，复杂性方法和特性是什么，因为复杂性方法也是把很多方法结合在一起的，比如包括还原的方法，分析方法和综合方法，都是结合在一起的，因此我们没有办法去讲他哪个方法是专门的方法，当然在复杂性研究当中有一些具体方法，但是那些方法不是对全体同学都有意义，比如元胞自动机与遗传算法方法。 第四节当中我想有一个很有意思的地方，就是说科学实践的基本方法有科学观察、科学实验和科学仪器的运用，这里面涉及到科学观察试验和理论的关系，涉及到科学主体与研究对象，以及研究环境的复杂关系，科学观察在观察定义上，与第四版没有区别，但是我们到了实验，开始有了区别，比如说实验定义的本身，它没有区别。但是下面讲述实验定义的时候是有区别的，科学实验既有观察的内容与任务，也有介入对象的可控实践任务。讲到科学实验特性的时候，我们过去总是说纯化、简化、强化对象及其条件，具有可重复性，这部分也没有变化。然后讲到机遇的作用，机遇是科学实践观当中特别重视的东西，然后观察是按照新的观点，不是完全渗透着理论，今天的实验科学提出实验有自己独立的生命，反对实验完全负载理论的极端观点。这里面其实有两个版本，请大家在这一点上也要注意，一个叫强版本，一个叫弱版本，所谓观察一定会负载信念和期望，这是毫无问题的，人类在观察的时候，一定有信念、期望负载在观察上，按照观察负载信念的观点来说，这个叫弱版本，我们说观察负载信念，这个话是对的，当我们说观察负载理论的时候，这个理论是什么理论，我们讲理论的时候一定说它是成系统的，有内在的体系在里面理论化的东西，这种理论化的东西和观察是什么关系，和观察到的现象是不是有直接的作用，这个叫强