现代科学的起点范文

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篇1

关键词：双语教学；现代控制理论；英文教材；教学改革

中图分类号：G642.0；TP273+.3 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）07-0131-03

一、引言

现代控制理论课程作为电气工程专业本科三年级学生的专业必修课程在我校已开展多年。这门课程是矩阵论和自动控制原理等课程的延续，因而内容丰富、理论性和工程性都很强；再者，由于控制学科的飞速发展，使得该课程具有信息量大，更新发展快等特点[1]。近年来，随着国家科学技术的飞速发展，中国大学生与世界其他高校学生的交流越来越频繁，为了适应国际大融合发展的需要，双语教学在高等学府中受到了高度重视。2001年教育部提出，在有条件的高校，应该为本科教育中的公共课和专业课开展双语教学，并不断开展教学改革和研究性教学实践，探索有效的教学方法和模式，以提高双语教学的质量[2]。近年来，双语教学尤其是对专业课开展双语教学已经成为了各大高校教学研究的热点[3]。多项教学改革的实践证明，在电气工程的专业课程中开展双语教学的探索，有利于课堂教学形式的国际化以及讲授内容的快速更新，显著地提高大学本科生的专业英语的执行能力，同时也会让学生感受到专业英语的重要性，将会提高我国高等院校尤其是扬州大学的电气相关专业课程教学的水平。因此，如何开展现代控制理论课程的双语教学，尤其是在双语教学要求下，提高学生的学习积极主动性和灵活应用教学成果的能力，就显得尤为重要。“扬州大学电气专业现代控制理论课程”教学团队，根据近年来在该课程的双语教学探索和实践中遇到的一些问题，探索新的教学方法，特别注重培养电气专业学生学习该课程的积极性，对该门课程双语教学的可行性、要求和课程特点等进行了详细的阐述，特别是根据电气工程专业本科生的基础知识结构和“现代控制理论”课程的理论性和工程性都很强等特点，在教学改革实践中探讨了一些行之有效的解决方法和措施。

二、课程特点及教学目标

现代控制技术是在经典控制理论中发展出来的一门学科。“现代控制理论”课程作为“自动控制原理”的后续课程，其作用是使学生在学习过自动控制原理和矩阵论等基础课程之后，了解当今控制理论和应用领域的一个新阶段，现代先进的控制方法原理及其应用。考虑到学科的特点和学时的限制，本课程在讲授过程中只涉及到线性控制理论中状态空间模型的建立和解的分析、能控性/能观性分析、系统稳定性分析、状态观测器和状态反馈的实现等内容。

课程的目的是使学生通过本课程了解时域形式状态空间模型的形式、状态变量、状态方程的求解以及解得特点，开展系统的定性分析――能控性/能观性和系统稳定性分析，尤其是掌握运用李雅普诺夫稳定性分析方法进行线性、非线性系统的稳定系判断。进而，能够对目标性能要求下，开展系统控制器和观测器的设计。

三、课程双语教学的具体内容

在电气工程专业本科生中开展“现代控制理论”课程双语教学面临诸多不利条件：（1）内容的多样性和课时的有限性；（2）在有限的课时数的条件下，如何让学生尽快地熟悉英文教材所阐述的内容；（3）如何让学生准确地掌握控制领域相关专业术语的英文表达；（4）如何提高词汇量和英语的表达能力，尤其是一些常用的专业词汇的灵活运用，以提高学生专业英语的听说读，尤其是写文献等的综合应用能力。

作者及其“扬州大学电气专业现代控制理论课程”教学团队围绕“现代控制理论”课程教学的实践情况，对该课程的双语教学的施教做了如下几方面的研究性教学探讨。

1.外文原版教材的合理选择。在采用双语教学之前，“现代控制理论”课程采用的一直都是中文教材。考虑到该课程双语教学的需要，高质量的英文原著教材是必需的。为了保证英文教材的内容与教学大纲保持一致，教学团队对国外的不同的现代控制理论教材进行了大量的对比和调整。要尽可能使用与电气专业相似用词习惯的原版教材，这样可以保证在有限的教学课时情况下，电气工程专业的学生可以很熟练地掌握专业词汇的用法。同时，这本教材需要在中国有一定的知名度，这样团队教师可以很快了解和熟悉英文教材的内容。最终作者团队选择了英文教材[4]为“现代控制理论”课程双语教学的教材。

2.讲授内容的合理调整。由于国外大学在专业设置、培养方案和模式、人才培养要求和教学方式放上，与我国大学存在较大差异，尽管作者团队已经较合理选择了教材，但是外文教材内容与我国电气工程专业教学内容上存在一定的差异，这就导致教材相关知识点也存在一些遗漏和重叠。比如，中文教材对现代控制理论的发展进行阐述时，多是从控制起源，结合一些历史人物和相关的事件，如北宋苏颂等利用反馈原理制作的水运仪象台，瓦特利用离心调速器发明的蒸汽机，劳斯-赫尔维茨提出的频域形式的稳定性判据，以及李雅普诺夫提出的李雅普诺夫稳定性理论等概述性的知识进行介绍的。这样可以让学生充分了解现代控制技术发展的历史脉络，同时，结合一些有趣的历史事件，对状态变量、状态空间和反馈等一些重要的概念有一个基本的认识。而该英文教材尽管也介绍了一些现代控制方法和控制系统的一些主要的定义或者定理，但是并不是按照这种历史脉络的角度，而是从数学的角度。作者团队认为，为了让电气专业的学生更好地掌握这些相对枯燥的概念，则有必要弱化它的数学的含义，而凸显它的控制部分。但是后续的关于系统能控性/能观性和李雅普诺夫稳定性分析的主要内容介绍等基本上与作者团队之前采用的教材一致。

另外，所选英文教材内容比较丰富，篇幅比较长，教材中有些内容需要应用的矩阵论知识比较多，难度比较高，如教材中介绍关于高阶微分方程转换成状态方程部分，针对输入部分有微分的情况，以及针对复杂非线性系统，如何通过李雅普诺夫稳定性原理判定系统的稳定性等问题，对于电气专业学生而言，一般不容易完全掌握。榇耍笔者教学团队，参照课时情况，对该英文教材内容进行了适当的简化，如简化了线性系统的结构分解和零极点相消等部分内容。凸显现代控制理论方法的核心思想――状态空间法，以满足课程大纲的要求。

3.n件制作和现代控制实验开发。由于该本英文教材没有相应的诸如PPT、程序和实验平台等教学用的辅助资源，作者的教学团队在消化吸收英文教材后，并基于前期的研究性教学的成果[5]，开发了双语教学多媒体课件。同时，在该双语教学的课件，作者团队还将团队早期收集的一些参考资料中的精髓内容也以最合适的方式得到了呈现。

作者团队在近五年的现代控制理论课程讲授过程中发现，非常有必要开发现代控制实验平台，尤其是基于双语教学要求下，这样有助于学生掌握现代控制理论课程的内容。但是，在此这前扬州大学水利与能源工程学院电气工程系，在该课程上，一直没有相应配套的仿真和实验验证平台。为此，作者团队教师设计提供了倒立摆实验平台，为双语教学的现代控制仿真提供了验证平台。学生在进行仿真和实验验证时，可以用上该课程多个核心内容和知识点：系统能控性/能观性、稳定性分析和系统状态反馈控制设计等。同时，倒立摆系统与杂技中的顶杆平衡等有异曲同工之处，极具趣味性，提高了学生学习的积极性。

同时，在撰写实验报告时，要求学生对照实验中的实验现象。采用多种途径，比如图书馆查找资料、网上搜集材料等，进行相应的理论分析，并鼓励学生将一些与教材的不同之处反映在报告中，以提高学生善于思考和勇于提出不同见解的能力。比如，在“李雅普诺夫稳定性分析实验”中要求学生采用第一法和第二法分别对倒立摆系统进行稳定性验证，尤其是稳定裕度的阐述，仔细对比两种方法验证的结果，总结二者之间的区别和联系。在“状态反馈控制器设计实验”中要求学生结合仿真结果分析零极点对系统性能的影响，同时要求学生结合“自动控制原理”课程所学的PID方法进行对比实验，总结现代控制理论方法的优势所在。通过自主开发的实验和仿真验证平台，不仅完成了双语教学的课程内容，同时让学生熟悉了如何利用计算机进行现代控制技术仿真实验验证和结果分析，熟悉了Matlab/Simulink这一科研工程中应用最广泛的计算软件，包括与现代控制课程密切相关的LMI，系统辨识等工具箱。

4.灵活多变的双语教学方式的应用。针对双语教学的特点，较之之前的“现代控制理论”课程，作者团队采用更为灵活的教学方式。选择一些经典的控制系统例子，课堂中采用边教学边实践的形式。另外，还采取课堂教学与讨论同时进行，尤其注重课外阅读和小组讨论相结合的方式，采用平时考核和集中考试同等重要等手段，逐步提高学生主动学习的积极性。例如，布置一项课外作业，也传统的课外作业不一样，采用开放的形式。翻译一段作者团队精心设计的内容，该部分内容涉及一个倒立摆系统如何保持平衡的问题，并模拟杂技表演的模式进行介绍，学生不仅完成了作业，了解倒立摆系统的稳定性问题，同时学生也增加了对现代控制理论的具体应用的兴趣。

四、结束语

在双语教学要求下，在学习中如何采用该理论的内容解决电气工程相关课程的实际问题，一直是作者团队在课程教学中讨论的问题。尽管团队至今已经为四届学生开展了现代控制理论课程讲授。结合电气专业的特点，对于现代控制理论的教学安排，学生和各级督导都普遍反映较好。尤其是经过双语教学的探索，学生逐渐达到了听说读写等几个方面的要求，比较好地掌握了现代控制理论中的线性系统理论的核心内容。大部分学生能够很好地完成英文教材和老师布置的任务，通过仿真实验以及撰写报告和大作业等各种考核形式，达到了该双语教学课程的教学目标。

本文提出的双语教学的一系列举措，通过选择合适的教材，对相关教材的内容进行合理的调整，并把原本抽象且枯燥的知识点和定理通过形象生动地实验讲授给学生，调动了学生的学习积极性。如何在教学中不断积累，逐步完善教学手段，更好地提升双语教学教学改革的效果，将是作者团队一个值得继续努力的工作。

参考文献：

[1]张嗣瀛，高立群.现代控制理论[M].北京：清华大学出版社，2006：1-22.

[2]刘艳君.“现代控制理论”双语教学的几点思考[J].教育教学论坛，2015，7（2）：195-196.

[3]李世华.“智能控制概论”课程双语教学改革探索[J].电气电子教学学报，2009，31（4）：8-9.

[4]Richard C. Dorf，Robert H. Bishop. Modern Control System[M].美国：Prentice Hall出版社，2012.

[5]李生权，李娟，莫岳平.电气专业现代控制理论课程教学的探索与实践[J].安徽工业大学学报：社会科学版，2013，30（5）：116-117.

篇2

【关键词】后现代科学/现代科学范式/后现代知识

【正文】

近年以来，后现代主义沸沸扬扬，“后现代科学”也成为一个时髦的名词。似有“忽如一夜春风来”，后现代科学也如“梨花”盛开。问题是，后现代科学真能如此“盛开”吗？本文首先考察现代科学具有什么样的范式；其次，考察后现代科学有什么样的特征，它的依据是什么，这些依据是否使现代科学范式渐趋式微？科学还要“返魅”吗？如若不然，后现代科学又是在何种意义上有其价值？

1现代科学范式

1.1自近代以来，科学与哲学发生分离，科学与宗教神学发生决裂。经过以伽利略、牛顿为代表的第一次科学革命和以能量守恒与转化定律、电磁学理论为标志的第二次科学革命，到19世纪末，确立了近代科学的基本范式。与两次科学革命相对应，发生了两次工业革命，推动了科学制度、经济制度和社会制度的创新，到19世纪末，欧洲、北美基本上实现了现代化，它们为世界不发达国家展示出崭新的未来前景。

正是在这样一种氛围中，值19—20世纪之交的时刻，许多著名科学家认为经典物理学的大厦业已建立，只需对大厦作一些修补工作，晴朗的天空仅有两朵乌云，殊不知，这两朵乌云却引发了20世纪初相对论、量子力学的诞生。在世纪之交早就为科学家彭加勒注意到的初始条件的敏感性，也引发了60—80年代的混沌学的诞生。相对论、量子力学和混沌学是同一水平的革命，同属于第三次科学革命，它们从三个方面给牛顿力学施加了限制。如一位物理学家说：相对论排除了绝对空间和时间的牛顿幻觉；量子论排除了对可控测量过程的牛顿迷梦；混沌则排除了拉普拉斯决定论的可预见性的狂想。〔1〕可见，第三次科学革命否定了机械自然观。但是，第三次科学革命并没有摧毁由第一、二次科学革命确立的科学范式，而且，它们共同构建了现代科学范式。

需要指出的是，在我国一般把20世纪之前的科学称为近代科学，20世纪之后的科学称之为现代科学。但是，在西方，则通称为现代科学。西方没有近、现代之分，只有现代（modern）一词。正如现代化研究专家罗荣渠指出：“在英文里（法文、西班牙文、德文、俄文等也同样），‘现代’一词至少有两层含义：一层是作为时间尺度，它泛指从中世纪结束以来一直延续到今天的一个‘长过程’；一层是作为价值尺度，它指区别于中世纪的新时代精神与特征”。〔2〕

1.2我们首先看一下“范式”这一概念。范式（paradigm）是由科学哲学家库恩（T.Kuhn）在《科学革命的结构》一书提出来的。库恩没有给范式下一个明确的定义，解释不一。大体上是指科学共同体成员共有的研究传统、理论框架、理论上和方法上的信念、科学的模型和具体运用的范例等，还包括指导和联系理论体系与心理认识的自然观或世界观，后来他又称之为专业基质（disciplinarymatrix）。在库恩看来：“‘范式’一词，无论实际上还是逻辑上都很接近于科学共同体这个词；反过来说，也正是由于他们掌握了共有的范式才组成了这个科学共同体”。〔3〕“科学共同体”指的是在科学发展的某一历史时期该学科领域中持有共同的基本观点、基本理论和基本方法的科学家集团。大体讲，库恩所指的“范式”包含两方面的涵义：（1）从心理上讲，它是指科学共同体所共有的信念；（2）从理论与方法上讲，它是指科学共同体所共同具有的模型或框架。科学共同体还可分为许多级。全体自然科学家成为一个最大的科学共同体。

1.3我们认为，现代科学范式由以下部分组成：（1）近、现代自然科学家所共同拥有的信念（如科学目标、科学的社会规范、自然观等）；（2）建构科学理论所必须遵从的规范和方法论原则；（3）还包括科学与技术、经济、社会、文化、宗教神学等的关系规范。大体讲，现代科学范式的具体内容主要有：

1.3.1关于科学的目标。到18—19世纪，人们普遍形成了无误论的观点，即认为科学是由真命题构成的系统。科学无误论认为科学目标是追求真知识，即绝对确定的可证明的知识。到20世纪，逻辑实证主义认为，科学是具有一定预言值的命题系统，科学的目标旨在追求高概率的理论（命题）。波普尔则认为科学的目标旨在提高理论的逼真度，追求逼真度更大的理论。而在者看来，科学目标是与真理问题相联系的。科学是一项理性的事业，其目标是科学真理，而且科学真理是相对真理与绝对真理的统一。科学的目标是不断向绝对真理逼近。

1.3.2关于建构科学理论所必须遵从的规范或原则。这一规范凸显了科学理论与其它理论（或知识）相区别的根本性特征。就科学理论所遵从的规范而言，大致有预设主义和相对主义两类观点。预设主义是合理性的传统模式，它以逻辑推理作为合理性的形式，其次以经验检验作为合理性的最终标准。譬如，逻辑经验主义认为，理论的评价或选择与这个理论的形式结构和它引出的经验证据有关。相对主义认为预设主义观点极为片面。历史主义者库恩就说，逻辑形式与观察实验不能决定相对立的理论或范式，因为范式各方面的支持者都有一套彼此相异的评判标准。

尽管预设主义与相对主义相对立，但是或多或少可以接受的共同评价规范还是有的。至少，狭义地讲，科学是一个陈述系统，该系统满足一些基本规范。这些规范构建了科学不同于其它人类知识的典型特征，可以称之为建构科学理论体系的基本原则。这些原则具体包括：内在一致性（理论的逻辑无矛盾），可检验性（经验实证性），解释性（预见性，特别是能预见新的不同类的科学事实），逻辑简单性等。这些原则实际上反映了科学理性的基本内核。

1.3.3关于构建科学理论的方法论原则。为什么要选择这样一种方法或规则，而不选择别的？这关涉到科学方法的根据。预设主义坚持方法论的一元论，认为科学方法论作为科学的逻辑是一套对科学进行逻辑分析的元科学，它给出一切理论都应具有的永恒不变的公理结构，即注重逻辑形式而不关注内容。与此相反，相对主义坚持方法论的多元论。历史主义认为，重要的不是科学形式，而是科学的内容，其原因在于科学的一切随社会文化条件而转移。我们认为，科学方法论应当在一元与多元、变与不变之间保持适当的张力。虽然科学方法随科学的发展而变化，但是一些基本的科学方法却没有多大的变化，只是在科学发展的不同时期凸现了不同的科学方法。科学愈向高级阶段发展，其抽象性愈高，假设一演绎法愈受到重视。

1.3.4关于科学的社会规范。科学的社会规范支配着所有从事科学活动的人，同时成为科学活动的行为规范。倘若没有这些规范，就无法产生重要的科学问题，无法评价科学活动的成果，奖励卓有成效的科学家。科学的社会规范主要有：普遍性、竞争性、公有性、诚实性和合理的怀疑性。科学的社会规范被默顿（R·Merton）称之为科学的精神气质。他指出：“科学的精神气质是有感情情调的一套约束科学家的价值和规范的综合。这些规范用命令、禁止、偏爱、赞同的形式来表示。它们借助于习俗的价值而获得其合法地位。这些通过格言和例证来传达、通过法令而增强的规则在不同程度上被科学家内在化了，于是形成了他的科学良心”。〔4〕科学的社会规范构成了科学区别于人类其它活动的基本特征。

1.3.5关于科学与宗教神学之间的关系。尽管科学与宗教神学之间的关系较为复杂，但是科学体系与上帝、神毫无关系。现代科学是与“自然的祛魅”（disenchantment）相联系的。所谓“自然的祛魅”，按后现代主义者格里芬（D·R·Griffin）的说法，“它意味着否认自然具有任何的主体性、经验和感觉”。〔5〕虽然人类文明初期的许多知识被宗教神学家篡改，为其神学目的服务，但是，具体的宗教教义是和相关科学的结论或原理相冲突的。罗素指出：“神学与科学的冲突，也就是权威与观察的冲突”。〔6〕科学与宗教的本质区别在于科学的实证性与宗教的信仰性，二者是难以简单调和的。

1.3.6关于科学与政府之间的关系。自近代科学以来，科学与政府的关系日趋紧密。特别是20世纪以来，科学已向人类社会的各个领域全面渗透，知识经济的来临，科学技术成为第一生产力，科学与政府权力日益整合。科学的问题在很大程度上已是一个政府的问题。没有政府的赞助，科学难以发展。政府的不正当要求也会使科学迷失方向，甚至堕落。因此，科学的合法发展要由合法性的政府来规范。但是，当代合法的政府却存在合法性危机（如政治危机、经济危机和文化危机等等），为此，需要各国政府和国际社会一道制定合理的规范制约政府的行为，保证科学的合理合法的发展，保证科学指向人类进步的向度。

以上我们仅论及了现代科学规范的几个主要方面，其中1.3.1、1.3.2、1.3.3三节构成了科学的内在规范，1.3.4、1.3.5、1.3.6三节构成了科学的外在规范。内在规范中1.3.2，即“建构科学理论所必须遵从的规范或原则”凸显了科学理论与其它人文知识的本质区别，界定了科学理论的本质规定性，换言之，它是现代科学范式的核心，是硬核，难以改变。科学的内在规范是科学范式的主要方面，对科学的发展起决定性作用；外在规范是次要方面，非本质的。但是，在一定条件下，外在规范也可能对科学的发展起决定性作用。

2后现代科学可以成立吗？

2.1西方发达资本主义国家自50年代向后工业社会过渡，60年代出现了后现代主义思潮。90年代在我国，后现代主义也大行其道。当代主要后现代主义哲学家的理论各有特点，虽有冲突，但是，他们主要从哲学层面出发，其共同点体现在：反对（否定、超越）传统形而上学、体系哲学、心物二元论、基础主义、本质主义、理性主义、人类中心主义、一元论和决定论等，可称为否定性或解构性的后现代主义。与此相反，格里芬等人则从人与世界、人与自然的关系问题，在很大程度上是从科学的层面出发，探讨更为广泛的问题，倡导建设性的后现代主义，主张人与世界、物质与意识、价值与事实、真与善与美的统一，主张科学应当“返魅”（reenchantment）。这些观点较为集中地反映在由格里芬主编的《后现代科学—科学魅力的再现》一书中。参加此书撰写的学者既有科学家，也有从事神学、灵学研究的学者。其中包括著名物理学家大卫·玻姆（DavidBohm）。凡了解量子力学的读者一定会知道玻姆，他的思想极为深刻。比如，在著名物理学家爱因斯坦与玻尔关于量子力学是否完备的论战中，爱因斯坦等人于1937年提出了一个关于坐标与动量关联的理想的EPR实验来反驳玻尔。50年代玻姆则从自旋的三个分量着手提出了具有可操作性的自旋EPR实验方案。目前EPR的检验仍然是物理学的前沿之一，直接涉及到量子力学是否完备这一重大问题。（参见吴国林《从微观物质开放性角度审视ERP佯谬》，《科学技术与辩证法》，1997年第1期）。

2.2近年来后现代主义之所以能够迅速传播，就在于人们对现代性愈来愈不满足。譬如，当代有人口问题、资源问题、环境问题、两次世界大战带来的巨大灾难等等。就中国而言，自1978年改革开放以来，一方面，经济高速增长，经济“软着陆”成功；另一方面，中国的生态环境迅速恶化。随着计划经济向市场经济转变，人们的思想观念也发生了相当大的变化。对外开放使外域之风也迅速吹向国内。总之，种种因素使后现代主义在我国迅速传播，这也表明了国人对我国正在进行的现代化运动的急切关注和深思。

无疑，外域之风并非都是清新馨香的，保持谨慎的批判态度是必要的，只有如此，我们才能更好地建设我国的现代化与信息化。实际上，许多西方学者早就注意到，晚期资本主义文化领域完全渗透了资本和资本的逻辑，渗透了商品的逻辑，而且，晚期资本主义文化正向全球蔓延，对于经济落后的第三世界国家极为不利。西方者杰姆逊（F·Jameson）就指出：“中国读者也应该抵制后现代社会的某些特征，其实也就是晚期（资本主义），但同样是彻头彻尾的资本主义文化逻辑的一部分，这些特征从内容到形式完全溶入到商品生产和消费中，尽管具有新的类型”。〔7〕

2.3在当代，科学或知识或信息的作用日益凸显。80年代经济学家罗默（P·Romer）、卢卡斯（R·Lucas）等人提出了新经济增长理论，知识成为内生变量，知识内在地推动经济发展。1996年经合组织第一次明确提出了知识经济是以知识为基础的经济，人类将步入一个以知识资源的占有、配置、生产、分配和消费为最重要因素的经济时代。我国业已制定的《技术创新工程》、《211工程》，《知识创新工程》正处于试点阶段。无疑，推动经济增长最重要的知识是科学知识，其根源是科学。所谓科学，就是系统化的知识；反过来，知识则不一定是系统化的。知识包括人文知识与科学知识。一般所指的科学，是指自然科学。自然科学具有实证性。科学与知识的区别在于，科学是系统化的实证性的知识，而且如前所述现代科学已形成了自身的范式，这一范式也没有因为后现代主义思潮发生突变。

2.4虽然，早在19世纪之前就发生过反现代运动，如始于19世纪初的浪漫主义者和卢德派的反现代运动。1755年卢梭在其专著《论人类不平等的起源和基础》一书中对科学和艺术，进而对整个人类的文明进步，都持否定态度。本世纪法兰克福学派也对科学技术进行过批判。他们把科学技术看作新的意识形态，认为科学技术具有压抑人、统治人的功能。马尔库塞主张要彻底否定科学技术成果。但是，当前后现代主义的反现代情绪比以往任何时候都要普遍和强烈。如果说后现代主义可以概括为格里芬所言：“它指的是一种广泛的情绪而不是任何共同的教条——即一种认为人类可以而且必须超越现代的情绪”。“后现代世界是一种新的科学、一种新的精神和一种新的社会”。〔8〕那么，具有严格规范要求的“科学”如何可能与后现代主义“情绪”相调适呢？

2.4.1在格里芬等人看来，后现代科学应当有什么特征呢？他们反对科学必然和一种“祛魅”的世界观相联盟，其中没有宗教意义和道德价值，即顽固的自然主义。主张灵活的自然主义，即认为“自由、价值的客观实在性，神在世界中作用（通过它的作用，价值才得以在我们生活中产生影响）、生态伦理以及对泛心理学，如超感观视觉、心灵感应以及中国气功师的外气发放等问题的研究，甚至死后生命问题等等，都占有一席之地”。〔9〕一言以蔽之，后现代科学的特征大致可概括为：整体论和有机论。

2.4.2在格里芬看来，后现代科学背离了与现代科学密切相关的机械论和还原论的世界观，根源于科学本身实质性的进展。的确，玻姆发展了一种隐变量的量子理论，提出了一个包含环境信息的量子势概念，由此他认为：“世界不能真正分解成彼此分离的部分，而必须把它看成一个不可分的统一体，其分离部分的出现，只是作为一种仅仅在经典极限下才有效的近似”。“从量子尺度看，宇宙是一个不可分的整体，它不能真正看成是由彼此分离的独立部分构成的。”〔10〕从物理上讲，这是正确的。后来，他又提出了显序和隐序概念，他认为，整体包含于每一部分之中，部分被展开成为整体。无疑，这已是物理哲学的概括了。在玻姆看来，“后现代物理学，广而言之，后现代科学”，“不应将物质与意识割裂开来，因而也不应将事实、意义及价值割裂开来”。〔11〕这只能是更有哲学意味了。诚然，近代科学以机械论、还原论为特征，现代科学以整体论为特征。且不说，在西文意义上，近代科学与现代科学是同一概念，仅以科学史来看，是先有科学实验、科学发现、科学理论，后有科学世界观。换言之，还原论、整体论都是从近现代科学中抽象出来的，它只能看作科学理论的次级意义或社会意义。事实上，还原论、整体论也只能算作科学的外在规范，是非本质的，并不能构成对科学内在规范（核心）的重大冲击。而且整体论也不是抛弃还原论的整体论，而是建立在还原论基础上的整体论。当代科学发展的客观事实是，实践中的科学家在某种意义上都是还原论者，进行还原尝试的方法仍然极富成果。〔12〕

2.4.3后现代的有机论认为，所有原初的个体都是有机体，都具有哪怕是些许的目的因。原初的有机体可以被组织成两种形式：（1）一个是复合的个体，它产生于一个无所不包的主体，（2）一个是非个体化的客体，它不存在统一的主体性。动物属第一类。石头属第二类。后现代的有机论认为，不存在什么本体论的二元论，但存在着一种组织的二元论。〔13〕我们认为这一观点是站不住脚的。按后现代的有机论看来，宇宙的原初总应当看作一个有机体吧！总应包含些许的目的因吧！但是，描述宇宙原初的物质状态，是用宇宙波函数表达的。宇宙波函数仅有引力场和物质场。当代著名的理论物理学家、宇宙学家霍金（S·W·Hawking）发展的“无边界”量子宇宙学已粗略地给出了宇宙的创生与演化过程。实质上，它否定了任何目的论、否定了上帝或神秘力量的存在。正如卡尔·萨根在为霍金的名著《时间史之谜》一书中所做的“导言”中指出：“这还是一本关于上帝……或许关于上帝不存在的书”。“正如霍金明确指出的，他试图理解上帝的思想。这使他的努力所得的结论越加出人意料之外，至少到目前为止是如此：一个没有空间边缘、没有时间起点或终点，以及没有上帝可做事情的宇宙”。〔14〕

2.4.4克里普纳（S·Krippner）在《灵学与后现代科学》一文中说：“不仅量子论指出无法区分一个‘观察者’和一个‘被观察者’，而且它还可以通过将意识完全并入科学研究的主流中来而得到解释”。虽然在量子力学的观察者与被观察者关系上有许多争论，但是，观察者也没有将自己的意识并入量子过程中。事实上，观察者是宏观物体，量子过程是微观过程，两者之间有本质区别。量子现象是微观客体与宏观外界共同作用的结果。物理学家玻姆曾明确指出：“我不认为精神对原子有重要的效应，至少人类精神对原子没有影响”。〔15〕与玻姆长期合作的海利（B·Hiley）教授认为：“我不明白为何在现阶段需要把精神引入到物理学中来”。现在用量子势来表达，就不会陷入量子理论的多宇宙解释所造成的精神介入困境。〔16〕

2.4.5格里芬认为，自然的祛魅的一个深刻而主要的特征是否认“远距离作用”。韦伯在形容祛魅一词时，含有“驱除魅力”的含义。机械论的中心内容就是否定自然事物有任何吸引其它事物的隐匿（神秘）的力量。〔17〕事实上，从已有的关于EPR实验的结果来看，绝大多数支持量子力学是完备的，这也意味着量子力学中波函数之间的联系是瞬时的，也即是远距离作用；玻姆倡导的非定域的量子势概念也是远距离作用的。可见，从物理上讲，微观客体可以存在“远距作用”，尽管现代物理学（如粒子物理学）仍然建立在近距作用基础上。科学的一个基本原则是用自然说明自然，否认任何神秘作用。由EPR实验所表征的“远距作用”与灵学中的超心理现象、心灵致动、“中国大气功师”所宣称的“他心通”、“遥视”等“特异功能”的“远距作用”具有本质区别。科学坚持重复检验原则，一个科学事实是可以在相同的实验条件和实验程式下重复出现，至少存在相当高的概率。一个事实不能得到较高概率或重复出现就不能被证认为科学事实。〔18〕灵学中宣称的心灵感应、气功中的“特异功能”几乎没有在科学的严格规范下重复出现，“大师”们也没有显出比常人有更大的本领。然而灵学家、大气功师们却把结果的不可重复归因于：心不诚则不灵，有人干扰气场，没有进入气功状态等，无疑这是遁词。可见，科学不是简单肯定或否定远距作用，科学必须建立在具有可重复性检验的科学事实上。不可重复的事实，其真伪性无法判定，由此彰显了科学与灵学的区别。

2.5如果说后现代科学是可能的，那么后现代科学的范式是什么呢？格里芬在《论心与分子：心身相关宇宙中的后现代医学》一文中有所表达。在他看来，二元论和唯物论是17世纪以来统治现代社会的两种范式，可具体归纳为：客观论、现象论、移动论、机械决定论、还原论和感觉论，这样一来，世界的基本构成要素是“空洞的实在”，全然不存在内在的实在、感知或经验、主观性、目的以及一切的内在的生成。但是，这种论点是可疑的。由此，格里芬提出了后现代范式的依据——泛经验论，用以表述后现代科学的基本性格和方向。

2.5.1格里芬的泛经验论建立在怀特海和哈茨霍恩哲学的基础之上，是一种后现代的有机选择论。泛经验论的具体要点可概括为：（1）每一实际存在都是一个实际活动，亦被称为一个经验活动。（2）自为的经验是一个作为主体的事件。事件作为主体，它被涉入一个简短的生成过程中。作为主体的经验活动将感受（肉体性）与自决（精神性）结合在一起。（3）一个客体就是一个原本实质上的主体事件，主体与客体的不同仅表现在时间上。（4）“心”与“分子”是一系列先主体后客体的事件。它们之间的差异只是程度上的差异，而不是是否具有经验这种绝对的差异。（5）每一种永恒的事物都是一个由一系列迅速发生的事件所组成的时间上的“群集”。事件是最基本的个体。一个事件的“运动”不是移动，而是内部生成。（6）内部生成是第一性的，移动是派生的。（7）每一新的经验都是产生于许多经验之上的集合体。合众为一是经验的终极实质。实际上，它就是宇宙的终极原因。（8）实在是完完全全群集的，不存在只保持其本来面目的永恒的实在，存在的仅是事件和事件的群集。（9）每一层次的个体都是有机体的一个层次。心理学和生物学研究较高层次的有机体。人类是具有等级结构的有机体：是有机体的有机体的有机体。〔19〕据此，格里芬断言，心会受到身体内一切活动的影响，同时，身体内的一切活动也会受到心的影响——这是与现代范式截然不同的看法。

2.5.2不难看出，泛经验论是有一定启发意义的，是一种后现代性质的本体论。正如格里芬自己承认：“当然，泛经验论是有一种未被证实的假设”。但是他又认为：“低级存在不具有任何形式的经验的观点亦未被证实。验证每一假设的途径只能是考察这一假设所导致的结论”。〔20〕中国几千年的气功实践，无疑证明了心和身是相关的，但是，要把人类具有的经验内涵泛化到分子也具有经验，显然是外延太大了。不仅在逻辑上是不成立的，而且在科学实践中也没有被证实。我们知道，一个科学理论除了满足逻辑一致、经验实证性和解释性之外，还有一个重要的标志：科学理论必须能够预见新的不同类的科学事实，而且愈多愈好。比如，爱因斯坦的广义相对论，首先预言了光线弯曲，这与“光线为直线”的日常经验不一致，是一类新的经验。后来，广义相对论还预见了雷达回波延迟、黑洞等新的物理现象。那么，泛经验论的推论又预见了什么新的事实呢？用泛经验论可以解释医学中业已存在的心身相关问题，并没有什么特别之处，它能否在物理、化学等无生命物质世界逻辑地预见一个新的事实呢？显然，目前没有这样的事例。我相信，今后也不会出现。因此，泛经验论也只能是一种哲学思辨式的无根的假设，而不是一个具有可检验性的科学假设。可见，企图建立于泛经验论这一基础之上的后现代科学，无异于空中楼阁。不仅结不了果，甚至连花也开放不了。

2.6后现代科学空疏的根本原因在于，现代科学范式没有突变，现代科学没有发生危机。

2.6.1牛顿的第一次科学革命确立了机械论自然观思想，第二次科学革命确立了世界是联系的发展的辩证的自然观，第三次科学革命否定了机械论自然观、否定了自然的不变性和预成性，否定了决定论和确定性，代之以世界的生成性和不确定性，凸显了不确定性的重要地位。虽然从第一次、第二次到第三次科学革命，自然观上有较大的变化，也就是说，现代科学的某些外在规范发生了变化，但是，科学的内在规范——现代科学范式的核心部分（如建构科学理论的规范或原则等）——却没有受到冲击，经受住了科学发展的检验。

2.6.2就现代科学自身而言，特别是带头科学——物理学与生物学，它们不仅没有危机发生，反而生机一片，有力地促进了信息社会、知识经济时代的来临。按照库恩的科学发展模式：常规科学危机科学革命新的常规科学……。只有现代科学发生危机，科学革命才能发生。如果说现代科学有危机发生，至多只能说有危机的征兆（主要是指外在规范问题），而没有冲击现代科学范式的内在规范。既然现代科学范式没有本质的危机，那么科学革命就不可能发生，亦即不可能发生从旧范式向新范式的过渡。

2.6.3仅仅依持科学规范发生的某些变化，仅仅停留在“祛魅”、“返魅”、“物质有痛苦”、“磁石有灵魂”等词语的编排上，显然是不可能符咒般地呼唤出后现代科学。既然如此，又为何极力呼喊后现代科学呢？难道我们还不能洞见到文化中渗透了商品的逻辑吗？

2.7我们认为，在后现代主义思潮中，后现代科学更多的是一种哲学观念。例如，玻姆在《后现代科学和后现代世界》一文中，提出了后现代物理学。他说，相对论与量子力学的共同点是同意宇宙是一个完整的整体，量子论的数学定律可以被理解为对整体运动的描述，在这一整体运动中，部分被展开为整体。后现代物理学应从整体出发。〔21〕可见，玻姆的后现代物理学也只是一个思路，没有具体的操作意义，对量子力学的重新理解也不过是变换了一个视角。法国哲学家利奥塔（J·F·Lyotard）在《后现代状态——关于知识的报告》一书中也谈到后现代科学，他说：“后现代科学本身发展为如下的理论化表述：不连续性、突变性、非矫正性以及佯谬。后现代科学对以下事物关切备至：不可决定的、精确控制的极限、以不完全信息表征的冲突、破碎的、突变和语用学悖论等”。〔22〕这些特征是与量子力学、突变论、混沌学、耗散结构论等有明显的联系，但是，这些学科却都是属于现代科学，而不是后现代科学。因此，我宁愿把现在所谓的“后现代科学”称之为“后现代知识”，即在现代科学范式下可以合理存在着后现代知识，后现代知识以不确定性为标志。其原因在于：科学是一种严格的体系，有一定的稳定性和确定性，而知识则不一定，可以没有体系要求。目前所称的“后现代科学”更没有什么体系可言，只是一种哲学式的假设罢了。从科学的角度看，后现代知识可以从1927年量子力学不确定性原理的提出作为肇始的标志。到50年达资本主义国家向后工业社会过渡之时，后现代知识才成为浩浩江河，特别是90年代知识经济的出现，后现代知识已势不可挡。〔23〕

3结语

尽管后现代科学难以成立，但是，后现代科学力图克服现代科学种种弊端，以达澄明之境；后现代科学对人类发展所表现出的深切关怀和焦虑，因此，它是有意义的。然而，有意义的东西不一定要冠之以“科学”称谓，不如称之为“后现代知识”。要使后现代科学真正成为可能，不仅需要哲学家、宗教学家等人文学者的努力，而且更重要的是，现代科学自身已发生了危机、发生了范式嬗变；不仅要有概念变革的先行，而且要有实践运作的科学具体操作层面的突变，要有科学方法的变革。目前看来，后现代科学所具有的意义，或许从观念逐渐浸润的视角加以评价更为恰当些，而操作意义上的工作还远没有展开。而这种展开目前看不见明显的征兆。

在我看来，在现代科学范式下，人类仍有现实的可行策略，即通过“立法”——制度创新——来化解现代科学带来的弊端，减少现代科学带来的不确定性。在科学如此发达的今天，人类可以通过各国政府及政府间的合作达成某些共识，利用人类文化（包括宗教、伦理等）的精粹，构建若干科学规范——“科学法”——规导现代科学，使科学更好地为人类社会的可持续发展服务。〔24〕从某种意义上讲，这或许是一种现代科学范式下的“后现代知识”状态。也正是中国当前所需要的有益的“后现代”策略。

【参考文献】

〔1〕詹姆斯·格莱克：《混沌，开创新科学》，上海译文出版社，1990，6。

〔2〕罗荣渠：《现代化新论》，北京大学出版社，1993，5～6。

〔3〕库恩：《必要的张力》，福建人民出版社，1980，291。

〔4〕默顿：科学的规范结构，《科学与哲学》，1982，（4）：121。

〔5〕〔8〕〔9〕〔11〕〔13〕〔17〕〔19〕〔20〕〔21〕格里芬编，《后现代科学》，中央编译出版社，1995，2，中译本序言，中译本序言，76，28，3，199，193，85。

〔6〕罗素：《宗教与科学》，商务印书馆，1982，6。

〔7〕杰姆逊：《后现代主义与文化理论》，北京大学出版社，1997，自序。

〔10〕美玻姆：《量子理论》，商务印书馆，1982，192，193。

〔11〕格里芬编，《后现代科学》，中央编译出版社，1995，2，中译本序言，中译本序言，76，28，3，199，193，85。

〔12〕黄顺基等主编，《科学技术哲学引论》，中国人民大学出版社，1994，322—323。

〔14〕斯蒂芬·霍金著：《时间史之谜》，上海人民出版社，1991，导言。

〔15〕〔16〕英戴维斯，布朗合编，《原子中的幽灵》，湖南科技出版社，1992，106，129。

〔18〕吴国林：以概率确证审视气功“特异功能”之真伪，《气功与科学》，1998，（1），14。

〔22〕J·F·Lyotard,ThePostmodernCondition:AReportonKnowledge,theUniversityofMinnesota,1984,pp.60。

篇3

论文摘要 系统科学反映了人类思维科学和认知方法论的无限性、多层次性和综合性特征。从系统科学研究方法的角度,审视当前中小学科学教育,强调注重形成开放、综合、可持续的科学教育观。  

 

历史和时代的发展充分表明,公民的科学素养已经成为社会进步的基本因素,是国家兴旺昌盛的根本。所以从教育的社会功能角度看,提高公民的整体科学素养是中小学科学教育的根本目的之一。但是我国从1992年开始的对公民科学素养的调查显示,我国公民的科学素养与发达国家相比,存在明显的差距,并且在一段时间内处在徘徊不前的状态。造成这种状况的原因是多方面的。从科学教育课程与教法角度来反思,主要存在2个问题:1)静态的片面的课程观,即过分强调课程的相对稳定性;2)课程实施基于教师为中心,进行单向的知识传授,更多强调确定性知识。 

科学素养应包括科学知识、科学过程与方法、对科学本质的理解、科学态度情感与价值观、科学技术与社会的关系等方面。这些因素之间相互作用,相互联系,构成科学教育的立体画面。虽然自新的课程标准出台以来,在师生关系、知识与生活经验联系、研究性学习等方面的研究与探讨日渐丰富起来,但是在科学教育观念的形成上,仍然停留在个别学科教育研究层面上,对科学的认识、对科学教育的认识、对科学本质的理解,还都缺乏深度。这些都深刻地影响了我国的基础科学教育。本文基于现代科学研究的中心之一——系统科学研究的思维,对中小学科学教育观念进行反思,旨在把握中小学科学教育改革的正确方向。 

 

1 系统科学研究与现代科学观的基本特点 

 

现代科学观是对基于经典决定论科学思维模式而产生的科学观的反思,是对科学本质、科学活动和科学知识以及科学方法的哲学性思考,是对科技与社会现实关系、人与自然关系的重新表述。 

在经典科学的影响下,科学观一度笼罩在机械论或二元论的思想下,它过于重视数学和实验方法在认识世界和创造世界中的作用,认为科学是对客观事实的真理性反映,与科学“之外”的价值无关,是中立的,由此造成真理与德行、价值与事实、伦理与实际需要的分离。但是从系统科学来看,人类文明的发展是一个多方过程,科学也就是一个多面体,它既遵循科学研究本身的规范,又受到社会环境、文化资源以及研究者自身价值取向等多方面的影响,因而其活动及知识体系中完全的价值中立是不存在的[1]。 

系统科学强调研究的对象的开放性。系统科学在突破基于经典科学而形成的观念时,扬弃其平衡、对称、封闭的局限。热力学、相对论、量子力学以及非线性科学的出现,向人们展示了一个开放的远离平衡态的世界[2]。说扬弃,是因为现代科学观既强调普适的研究规范,同时也强调个人研究风格,强调决定论与非决定论、精确性与非精确性、必然与偶然的统一。 

系统科学注重运用综合的方法。方法论是对科学认识活动的形式及方式的看法。经典科学观与机械论哲学息息相关,经典科学所使用的语言是分析的,研究方法上具有因果预测性、线性序列性的特征。现代科学的哲学基础为有机论,认为整体以及所有其他部分都包含在每一部分当中,提出“完整的整体”的观点,且并不排斥分析方法,而是包含并超越分析的方法,即应用综合整体的方法对复杂对象进行研究。因而与信息化时代相对应的思维科学和方法论的形式和内容,必然是系统科学思维和方法论。 

 

2 系统科学教育观的形成与特点 

 

现代教育观的形成不仅是现代思潮的产物,更是现代科学观的教育诉求。科学观应该体现在科学的基础教育中,特别是科学课程改革。因为课程改革的目的是实现特定的教育目的,但不管什么样的教育目的,转变教育的对象是中心的环节之一。从系统科学研究的特点来看,转变的对象应该是全面的,不仅仅有学生心灵,也有教师的认识与行为。所以系统科学研究思路为课程改革提供了一种可供选择的方案,也为认识和解决教育现存问题提供了一种方法论。总体上来说,与系统科学研究特征相对应,教育系统应该也强调系统的开放性、自组织性、创造性,注重课程过程,强调不确定性,重视师生互动。 

2.1 系统的科学教育必须是开放的将整体教育作为一个系统来研究是必要的,但正由于这个系统的复杂性,人们在教育研究与教学实践中常采用分析的方法,即将教育系统分解为多个较为封闭的系统,进而分别分析处理。这种做法与经典科学研究是契合的。但是从系统科学的角度来看,今日主导教育领域的线性的、序列性的、易于量化的秩序系统观(有清晰的起点和明确的终点)应该向更为复杂的、多元的、不可预测的系统或网络观转变。在远离平衡态的开放系统中,有序必然会产生,因为这是人类的自组织过程。所以一个系统开放并不可怕,开放不会导致不可避免的乱,相反在一定的条件下,系统在局部乃至全局会自组织成有序结构。现代教育应该提倡这种开放的教育系统观,将系统的自组织看作系统发展的重要机制。科学教育系统作为教育的一个子系统,同样也必须是开放的,不仅不能从教育中剥离出来,而且还要与教育系统外的科普、科学研究等有机联系起来。那种普通教育中教物理的教师不管数学和化学,更不管语数外的情况,从系统教育观来看是不合适的。同时,科学教育也要走出校园,请科学研究者参与其中,甚至利用网络的开放特性,将我国的基础科学教育置于全球的背景之中。 

2.2 系统的科学教育允许存在不确定性科学性不等于确定性,从系统科学研究的角度来看,复杂系统即便是处于自组织状态,个体行为也是有涨落的。所以不可能达到教育的转变是确定的。首先不确定之一就是教育目的。多元的教育目的是开放的教育系统观念的内在要求,“和而不同”的教育观既强调个体的社会性又强调个体的差异性,只不过它在个体的发展要求上,更强调教育个体的整体发展性(即人的全面发展性)。所以系统的科学教育观不会割裂科学知识与培养能力的关系,它不会把个体的科学能力提高置于固定的、先验的跑道上。相反,科学教育的每一个参与者都是教育的有机组成,教育是主体与客体、课程与人、教师与学生等动态整合的过程。所以在科学教育的效果评估上,要充分考虑到不确定性。 

这种不确定性还体现在多元文化的价值趋向,文化霸权和话语霸权的消解。因而要求教育者去搞教育创新(教育成为艺术而不是匠气十足),去倾听处于边缘地带的声音,而不是去重复根深蒂固的话语或文化。虽然科学教育的内容有其科学性,但是这是相对确定的,科学课程蕴含的价值意味仍然是多元的,学生对其理解带有强烈的主体性,教师对其解释也应具有多重性。特别在是网络发达的今天,学生获取信息的渠道空前的多,所以在具体的科学课程实施的过程中,信息源是开放的,系统行为具有不确定性,既是参与者的交互行为,也是学生在认识远离平衡的条件下——表现为干扰、缺点、错误、困惑——不断通过耗散而转变的过程,确定的知识同偶然的、杂乱无章的、随机的知识一起对学生的认知结构产生影响,认知结构通过顺应或同化达到平衡,通过涨落达到有序。 

2.3 系统的科学教育观念强调交互的教育过程系统在开放的状态下,系统中的各种元素要形成自组织,必需相互作用。用于师生关系,则主张教师与学生之间处于一种平等互动关系。系统教育观主张课程应该通过参与者的行动和交互作用形成,课程实施的过程就是自组织和转变的过程。作为个体的教师是开放的,他不仅对教育系统外是开放的,对学生也要是开放的。所以在竞争日趋激烈的今天,教师在调整好与外界的关系同时,也要带着开放的态度,依据不同的教育对象寻求恰当的教育途径,将学生带入对真理的日益深入的理解之中,同时自己也从学生处获得更多有益教育的信息。作为学生,要通过反思和自组织来促进个体的全面发展。交互性正是对传统单向传递知识的教育过程观的审视,是对教育活动基本属性的揭示。 

开放的教育、不确定的因素与互动的本质这些都要求科学教育以提高学生科学学习能力水平为己任,并使更多的学生对科学学习产生兴趣,这是可持续发展观念的一种体现。 

 

3 科学学习能力的培养是科学素养自组织的动力 

 

学生的科学素养提高过程是个体在外界的作用下的一个自组织过程,寻找到这种自组织的动力是关键。著名理论物理学家、诺贝尔奖获得者费恩曼(richard p. feynman)说过:“科学是一种方法,它教导人们:一些事物是怎样被了解的,什么事情是已知的,现在了解到什么程度,如何对待疑问和不确定性,证据服从什么法则,如何去思考事物,作出判断,如何区别真伪和表面现象。”所以基础教育课程改革应该强调科学探究,强调让学生亲历科学,在体验中学习,从而培养学生的科学能力。 

探究学习方式的提倡,意在改变传统单纯接受式的被动学习方式。学生不是被动地记忆科学的结论,而是经历这种结论得到的过程和懂得获取的方法。科学家对自然现象的认识是透过现象,抽取有关运动的本质,并且合理近似,提炼出反映事物本质属性的内在的客观规律的各种“概念”和“定律”来。这个过程是通过探究来完成的,而探究的基本的环节是相通的。在基础科学教育中,提倡的探究学习方式的主要环节与科学研究的是相互一致的。科学探究强调知识获取中的体验,强调过程与方法,所以“做中学”是对我国传统科学教育的纠偏。 

综上所述,现代科学研究,特别是系统科学研究的思维特征对科学教育的诉求是要开放、综合与可持续。因而要提高公民的科学素养,就必须注意基础科学教育的课程改革及其教育方法改进环节。 

 

参考文献 

篇4

关键词 现代农业科技园区；科学管理；对策

中图分类号 F323.4 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2013）19-0309-01

现代农业科技示范园区是集现代工业、现代农业、现代科学技术及现代科学管理为一体的综合示范园区，涉及到农艺、农机、试验、示范及高效管理等各个方面。实现园区的科学管理，就必须做好制度的管理、人员的管理及用工的管理，并建立科学的长效机制实现农机、农工和日常运作的简单高效化。

1 加强管理，重视专业技术人员的培训工作

1.1 制订规章制度并严格执行

要做好管理园区，首先必须制定严格的规章制度，并要求每个人都必须遵守与执行，不能有任何的偏袒，对于违反规章制度的人要按规章严格执行处罚，以体现制度的威慑力，同时对于在执行中发现的不足，要不断地加以改进[1]。

1.2 加强技术人员培训

对农民工，主要是以青年妇女为主体的当地农业人员，要进行科学的培训，包括思想认识的改进和农业技术水平的提高，梨树县现有的几个农业试验示范园区中，都是以妇女为主体的农业人员，她们是园区的主要劳动者，没有她们，园区的一切工作都难以进行。因此，她们的整体素质的提高，对园区的高速发展至关重要，也是实现园区科学现代化的重要举措，从而达到简单高效化[1-2]。

2 挑选合格的管理人才

2.1 选用高标准的现代科学管理人员

现代农业科技示范园区，要求有现代化的科学管理人才，其要求管理者不仅要具有丰富的管理经验，更要有先进的管理理念，及与时俱进的改革创新精神，同时要懂技术、懂生产[2]。只有管理者的管理水平得到提升，才能更好地去要求自己、别人。只有这样，才能统筹谋化好全局，使园区能够有序的进行。

2.2 选用懂技术、懂业务的担任工作小组负责人

由于现代化园区往往试验地面积大，承担试验示范多，因此用人用工都较多，特别是在农忙季节，有时日需工时达100人次以上。因此，如何有效地组织好这些人进行工作尤其重要。既要做到保质，又要做到保量。要做到这点，就要挑选合适的人来担当各工作小组的负责人。

3 园区明确分工，责任明确

3.1 各项工作、工种及工序有效分类、分工

以中国农业大学梨树工作站为例，园区占地逾30 hm2，承担了中国农业大学、中科院、吉林农科院、吉林农业大学、吉林师大及一些相关农资厂家的试验示范，同时园区涉及到农艺、农机及基础设施维护等多项工作，每年需大量的工人，导致用工量大，因此就要进行明确的分工，实行包保制，而对于各具体实施点，包括每个试验示范点、小区等，做好相应记录，具体包保到每个工作组、每个工人身上，做到目标明确，终身包保，必要时，引进奖惩机制，以增强工人的主观积极性，同时增强了责任感。

3.2 确定工作量，实行包工制

园区的管理者或小组负责人在进行分工时，首先要做到事前对劳动量的充分估算，以确定用工量，从而进行合理分工，以避免人多效率低和延误工时的现象。

4 高目标，高质量追求

4.1 追求高效率的农业生产

在现代农业园区中生产，一定要有与时间赛跑的观念，做到早谋化、抢农时，这样才能搞好园区生产[3]。由于农业生产是环环相扣的，因此只要有一步闪失，就会搞乱全局。同时农业试验示范又要求层次的一致性，战线拉的太长，受温度、湿度等客观因素的影响，试验本身就失去了可比性。中国农业大学梨树实验站，在每年的春秋农忙季节，每天的用工量都在100人以上，这一时期用工量大，而农民自身又有责任田，所以人员特别紧张，因此可通过提高工作效率来解决该问题。

4.2 追求高标准高质量的科学试验示范园区

现代农业科技示范园区，是展示现代农业科学技术的展台，是农业科技推广和传播的载体，它的良好的试验示范，对现代农业的发展起着至关重要的作用。可以说，没有高标准、高质量的科学示范园区，就不会有现代农业的全新飞速的发展，也就不会有农业经济及整个国民经济的腾飞。因此，在建设现代化的农业科技示范园区时，一定要立足于高起点，立足于长远，立足于发展，才能满足今后农业发展的需要[3]。

4.3 建长效机制，有效解决劳动和短缺问题

随着社会的发展，劳动力的资源优势已不复存在，以老人儿童和妇女为代表的“6931”成为农业生产的主力军，这也给园区的工作带来了困难。突出表现为对新技术和劳动技能的掌握和农忙时人工的短缺，另外工时费的日益上涨。那么如何解决这个问题，首先要提高劳动效率，以减少劳动力的不足。一是需要从技术手段上加以改进，体现科技的作用；二是加强管理，用科学的统筹方法，合理分工，合理运

作，提高工人的劳动效率，从而减少用工量；三是建立长效机制，每个农业科技示范园区的建立，不是一时存在的，是一个长期性农业工程，园区需一定量的稳定的、懂技术的工人[4]。因此，园区要招用一定量的长期工人，签订用工合同。从而保证了各个时期、各个阶段的用工，不至于发生在农忙季节，因工资上涨，园区雇不到人的现象。总之，现代农业科技示范园区，是一个要求科学高效化的园区，在建立和管理的过程中，一定要用科学化、规模化、标准化现代管理模式，管理者用发展的眼光去经营和谋化，才能更有效地发展和发挥重大作用。

5 参考文献

[1] 陈栋，甄双七，刘建峰，等.我国农业科技园区建设现状与发展对策[J].广东农业科学，2006（12）：116-120.

[2] 王为农.农业科技园区是发展现代农业的重要举措[J].宏观经济管理，2007（4）：23-26.

篇5

道家认为作为精神世界的普遍规律是与物质世界的基本法则相通的,或者说两者具有一致性,老子语言的极端简约、表达形式的古朴和朦胧,造成了对道德经所蕴涵的丰富、深刻和智慧的自然宇宙观的认识的困难和误解,老子的自然宇宙观远远超过了现代许多哲人和科学家,居然与最新的科学发展,主要是与现代宇宙学和物理学所给出的宇宙本源、宇宙创生的基本图像不谋而合。

从表面看来具有分立性的实物粒子对应具有连续性的场,似乎是难以理解的。实际上这种表面上的矛盾正好反应了微观世界中的非凡规律,即波的二象性(Duality)。电子和电子场是对立统一的一个实体,在一些物理条件下,这个实体行为表现为具有分立性;而在另外的一些物理条件下,其行为则可能表现为波动性,即连续性。粒子和场都是具有自旋(Spin)的物理量,自旋取值只可能为0,1,2,……自旋就是角动量,换言之,就是表示粒子和场转动(涡旋)特征的物理量(当然这里不要过于拘泥转动的经典涵义)。可以说,任何场都具有某种涡旋运动的特征。量子场论告诉我们,在微观世界物质(粒子或场)的运动不再用决定论(如经典力学)描写,而表现为统计规律。换言之在微观世界,我们无法正确地指出电子在某一时刻出现在什么地方,只能确定电子在某一时刻出现在空间某一点的概率是多大。这样从传统的或经典的观点来看,物质的运动的确有些古怪,有些“恍恍惚惚”,用老子的话来说就是“无物之象,是谓恍惚。迎之不见其首,随之不见其后”。

奇妙的是我们现有的所有物理守恒定律与能量守恒、角动量守恒等等“似乎并未为宇宙从无创生(或者复归于无)造成什么影响”。量子宇宙学是对大爆炸的起点给予科学解说的、具有非凡价值的首次尝试,用巴顿的话来说:“量子宇宙学事业对许多神学家来说似乎并不很有吸引力,因为它试图用科学定律来描述创生过程本身,或是证实在某种意义上它仍是不可避免的。”一言以蔽之,量子宇宙学告诉我们,我们的观测宇宙就是通过大爆炸来自于真空。

将老子的话对比现代真空场的概念的阐述,可以看出道与真空场的属性是何等的逼近啊!它们都是连续形态的物质,都是不能用决定论描述的(恍恍惚惚,遵从统计规律);它们都具有极其复杂的结构,尤其是它们是有结构的物质(用现代术语就是实物粒子构成的普通物质)的起源。老子在第25章、第40章和第42章中再一次确认宇宙万物始于道,一如现代量子宇宙学所断言的,观测宇宙始于真空。

老子在第32章和第4章中谈到:“譬道之在天下,犹川谷之与江海。”“江海”即是道,这岂不就是告诉我们,作为真空场的道是处于能量最低的状态吗?百川纳海,实际上就是场的较高能态都会自发的趋向基态(真空态)的形象化的描述罢了。第4章就字义可直接释为:无结构物质不仅构成有结构物质,而且还包容它,因此无结构的物质是永远用不完的。由于在现在物理学中能量和质量在某种意思上可以视为同义语,因此用现在物理学的术语来看第4章,神秘的老子似乎在告诉我们:“真空能量无穷大,有结构物质源于真空”这一科学真理。更加有意思的是道德经第40章中“反者道之动,弱者道之用”。假如将反者疏为旋转、循环、回归、螺旋型上升,弱者疏为微小、滋育万物而不争、隐而不露,则“反者道之动”隐含的现代科学涵义就是真空场似乎是有旋场,“弱者道之用”则依然讲的是有生于无。道德经中“道”的涵义具有多义性,如前所述,许多地方“道”应作为普遍规律或者宇宙法则来讲。总而言之,综合霍金等的量子宇宙学的观点,我们观测的宇宙不仅来自于真空的一次大爆炸(“无中生有”),而且时至今日我们观测宇宙的演化,依然由真空(暗能量)支配着演化的总的趋向:加速膨胀着。这里所说的宇宙创生和演化的图景,是现代科学以确凿的观测数据(3K背景辐射等)为基础告诉我们的,当然并不是这幅图景已经很完善、很清晰了,正可谓“道可道,非常道”,现代物理学的很多方面也只能从哲学的高度去把握,难以用实验的或简朴描述的方法来解决,无论在世界观方面还是在方法论方面,道家哲学对现代物理学都有深远的意义。

2道家哲学哲学思想对现代物理学的方法论意义

自然科学从古代自然哲学中发展并分离出来,物理学可谓是自然科学的典范,可以说是科学最完备模式的代表,但是现代物理学现在又面临着许多困难和危机,现代物理学以相对论、量子力学为代表,无论是物理学家还是普通人靠经验知识已经无法把握了。而道家思想,其思想体系是如此的深邃、博大、精微,以至于它对事物的本质的把握,不仅超越当时人们认识的水平,而且就其预见性和洞彻性,甚至超越了我们现代人的想象,所以能帮助我们更好地理解现代物理学的物质观、时空观、运动观。这些都促使我们必须重视对人文的关怀,尤其是对哲学的关怀。老子的道德经与现代物理学具有许多的相似性,它包含有许多对现代物理学基本规律的天才预见。在当代科学技术的社会危机中,道家思想的现代意义被科学人文主义者重新发现。李约瑟、汤川秀树、卡普拉等人发现现代科学的世界观向道家思想归复的某些特征,并以此为契机试图建构一种科学文化与人文文化、西方文化与东方文化平衡的新的世界文化模式。英国科学史家李约瑟博士在《中国科学技术史》中指出“:中国假如没有道家思想,就会像是一棵某些深根已经烂掉了的大树,而这些树根今天却仍旧生机勃勃。”写作论文

从20世纪中叶以来,随着现代科学的发展,人们对于客观世界,大至包含大千世界的鸿蒙宇宙,小至毫端微末的微观世界的认识都有了飞跃的进步,各种学科相互交融、相互渗透的一种综合化和整体化的趋向日益加强。这是人类文明史上的一个重大转变。须知17世纪牛顿经典力学创立以来,就有一股汹涌澎湃的潮流奔腾而来:新学科不断涌现、旧学科不断分化,整个科学领域纷纷扰扰,一片专门化、细化的景象,宛如粗大的古树不断长出新枝。但是到了20世纪的中叶,非凡是接近20世纪的末叶,潮流倒转了,这迫使400年来人们习惯的思维方式、认识模式发生重大的变化。突然之间人们痛彻地感到,长时间以来主宰科学世界的演绎、分析的方法不足以应付所面临的复杂纷繁的客观世界。

科学史专家萨顿早在1930年的演讲《东方和西方》中断言“:新的启示可能会,并且一定会来自东方。”一大批哲学家、科学家走向了久以忘却的东方的神秘世界。他们发现在那个世界统治多年的归纳、综合的思维方式,灵感、顿悟的认识模式,原来并非“保守“”愚昧“”落伍”的同义语。恰恰相反,它们是认识客观世界、发展科学的强盛利器,闪烁着智慧的光芒。在神秘的东方世界里,老子的“道家提供了最深刻并且最完善的生态智慧”。

道家哲学对当代科学的发展有启示意义,从中可以“温故而知新”。道教对自然、对人体自身的探索,产生了一系列中国古代的科技成果,从这个意义上可以说道教含有古代的科学成份,为中国古代科技的发展作出重要贡献。日本的汤川秀树认为物理学的发展,不断更新了“道”的观念,在探索最新的物理学概念的过程中,老子的“道”会获得非凡的新意。美国物理学家卡普拉认为“,道”与现代物理学中“场”的概念十分相似。道教对于老庄之“道”的诠释作了许多创造性地发展,丰富了“道”的内容。所以,道家哲学与现代物理学相结合的产物,是人类思想、文化、科学和技术不断发展、前进的必然结果。

参考文献

[1]董光璧.当代新道家[M].北京:华夏出版社,1991.

[2]卡普拉.物理学之“道”[M].北京:北京大学出版社,2009.

篇6

关键词：批判学派 马赫 彭加勒 迪昂 奥斯特瓦尔德 皮尔逊 后现代科学哲学

Abstract：Although philosophy of science of the critical school of thought belongs to pre-modern philosophy of science， but among it the reasonable crux of a matter in classic philosophy of science is reserved， the ethos of modern science is reflected， particularly it includes compositions and essential factors of post-modernist philosophy of science. The modern philosophy of science of logic empiricism neglected these post-modernist inheritances of thoughts， while on the other hand post-modernist philosophy of science unscrupulously exaggerated these wisdoms oversteping the ages， and went to extremes.

Key Words：the Critical school of thought；Mach；Poincaré； Duhem；Ostwald； Pearson；Post-Modernist philosophy of science

批判学派 是活跃于19和20世纪之交的科学学派（其对立面是力学学派或曰机械学派），是20世纪科学革命和哲学革命的先驱，其代表人物为马赫、彭加勒、迪昂、奥斯特瓦尔德、皮尔逊 。批判学派的科学哲学虽然属于前现代科学哲学，但是它既是现代科学哲学（维也纳学派和逻辑经验论）的源泉和根基，也是后现代科学哲学的引线和酵素——因为其中蕴涵着后现代主义的哲学意向。

一、现代科学哲学和后现代科学哲学的主要特征

要揭示批判学派的后现代主义哲学意向，首先必须厘清现代和后现代科学哲学的主要特征，并以此作为参照物。在这里，尚须留意三点：“现代”一词在本文中往往也包括中文的“近代”之意，它们在英语中是同一个词modern；“现代主义”与“后现代主义”与其说是时间性的划分，毋宁说是思想倾向或态度方面的区别；现代和后现代科学哲学流派纷呈、观点驳杂，论者对它们的特征的概括只能用粗线条勾勒其要点。

菲力浦基彻指出，后现代科学论（science studies）的四个教条是：观察的理论负荷；证据对理论的不确定性或所谓的不充分决定论题（under-determination thesis）；信念的多样性；“行动者范畴”（actor categories）与历史写作，即叙述必须根据“行动者范畴”来建构：在讲述科学发展的历史时，一定要采取那种涉及到有关行动者的概念。这四个教条实际上意味着：除非被社会接受，否则不存在什么真理；理性和实在不会限制任何信念系统，没有任何信念系统具有特权；对真与假、社会与自然界的解释应该是对称的；荣誉必须赋予“行动者”的范畴。

德尔拉茨施认为，传统的或现代的科学概念坚持，试图借助经验观察让科学的理论化客观地和理性地受自然支配。这样的概念赋予科学三个特征：缺乏任何预设或缺乏对科学过程的先验约束保证了科学的客观性；把整个过程基于经验资料保证了科学的经验性；仅依赖于归纳的逻辑使科学必然是合理性的。也就是说，存在独立的和客观的实在，从而存在唯一的客观真理（一个关于实在的正确的、总括的、包罗无遗的叙述或元叙事），我们每一个人在正确条件下都可以把握那种真理的独立的和自主的理性中心，科学从而具有优越的透视，我们能够获得关于实在的客观的和中性的知识。但是，后现代主义者宣称，这样的观点是误导，它不可避免地把我们带入社会的、经济的、概念的、精神的灾难的边沿。在他们看来，经验的东西是人的自由构造，被有影响的社会权力驱使，而且仅被这些力量约束。在与人无涉的任何事物意义上的客观性被驱除。社会影响变得如此深入，甚至像逻辑和数学这样的在理性上纯粹的学科也受到社会的东西的污染。科学中立性观念本身仅仅是社会强加和社会制造的现代神话。合理性原来是在科学控制中流行的文化统治群体所偏爱和所主张的有局限性的特征。大多数科学家和哲学家坚持的科学实在论只不过“审美的”东西而已。

南希墨菲把支配现代性思想的哲学主题概括为三。首先是认识论上的基础主义，即知识只能通过那些无可置疑的基础性信念才能得到证明，这些信念是知识建构的基础。其次是语言的表象-表现理论（the representational expressive theory of language），即语言必须通过表象所指称的客体或者事实而得到自身的基本含义，否则它就只是表达了说话者的态度而已。现代思想的第三个支柱就是个人主义，这是一条通向伦理学和政治哲学的进路。墨菲把任何偏离上述现代思想中的两条或两条以上的思想模式定义为后现代思想模式，他集中考察了两个主要的后现代哲学立场：认识论上的整体论和语言哲学中的意义理论。他把奎因、波普尔、库恩视为整体论和反基础主义的代表，而后维特特根斯坦则是后现代语言哲学的先行者，他的主要贡献是：语言是生活形式，没有私人语言。

以上诸家以及有关文献中的见解可谓众说纷纭，莫衷一是，但是依我之见，现代科学哲学的核心思想强调科学的经验基础、理性品格、客观特征，并主张科学主义 （中性的和贬义的），而后现代恰恰与之针锋相对：消解经验、告别理性、抹杀客观、反科学主义。下面的论述，我拟围绕这四方面展开批判学派的后现代主义哲学意向。

二、批判学派科学哲学的后现代主义意向

批判学派并没有彻底抛弃现代科学哲学核心的科学概念，而是在坚持它们的合理内核的同时，对其进行了冲淡和弱化，尤其是提出了一系列有启发性新颖见解——其中富含后现代主义的哲学意向。

1）经验是科学理论的唯一源泉和根本判据，但经验并不是充分的。

批判学派的代表人物程度不等地具有经验论的哲学色彩，或多或少地坚持经验在科学中的某种基础地位，但是他们在经验与理性、实验与理论之间保持了必要的张力。在这方面，彭加勒的言论是比较典型的：实验是真理的唯一源泉，科学是用事实建造的。但是，实验并非总是可能的和充分的，收集一堆事实也不是科学。 实验和理论二者同样都是必不可少的：脱离实验的理论总是空洞的，脱离理论的实验总是盲目的。 就连被视为实证论第二代头领的马赫，其经验论虽然激进和彻底，但并不狭隘和极端 。他完全赞同惠威尔的看法：事实和观念对于科学的形成来说是必须的——只有观念只会导致空洞的猜想，而仅有事实也不会产生有组织的知识。 批判学派在肯定经验是知识源泉和检验科学理论的根本标准的同时，对经验基础进行了适度的削弱，这主要表现在以下几点上。

理论整体论以及内含的不充分决定性 。迪昂在1894年就提出了理论整体论的思想 ，后来又加以精心阐述。他说：“物理学家从来也不能使一个孤立的假设经受实验检验，而只能使整个假设群经受实验检验；当实验与他的预言不一致时，他获悉的是，至少构成这个群的假设之一是不可接受的，应该加以修正；但是，实验并没有指明应该改变哪一个假设。”“试图把理论物理学的每一个假设与这门科学赖以立足的其他假定分离开来，以便使它孤立地经受观察检验，这是追求一个幻想；因为物理学中无论什么实验的实现和诠释都隐含地依附于整个理论命题的集合。对不是非逻辑的物理学理论的唯一实验核验在于，把完整的物理学理论体系与整个实验定律群进行比较，在于判断后者是否被前者以满意的方式加以描述。” 理论整体论实际上已经否认原子事实和记录语句，它后来又被爱因斯坦（1949年）和奎因（1951年）发展为意义整体论 ，从而进一步软化了科学的僵硬的经验基础，对现代性的基础主义构成挑战。

约定论。彭加勒的约定论也削弱了科学的经验基础。在彭加勒看来，几何学的公理和物理学的基本原理“既非先验综合判断，亦非经验事实”，“它们是约定”。“约定是我们心智自由活动的产物”，但又不是“任意的”，实验事实在约定的选择中起“指导”作用而非决定作用。经验虽然是基本原理的“基础”，“可是从来也不能与它们矛盾”。（[7]，pp. 39，ii，79）也就是说，它们摆脱了实验的证实或证伪。当它们不再多产时，即可抛弃之。正是在约定论的框架中，他提出“决定论含摄自由”（[19]，p. 144）的命题。

反归纳主义。归纳法是经验论的方法论，批判学派大都不很赞成归纳主义，起码没有赋予其以重要地位。马赫不相信“发现是按照亚里士多德或培根的归纳图式即枚举相互一致的例子做出的” 。以马赫之见，三段论和归纳都不能创造新知识。对自然科学来说，“归纳科学”的名称因此是没有正当根据的。通常用不恰当的名字“归纳”称呼的这种心理操作不是简单的逻辑过程，而是相当复杂的过程。抽象和幻想在发现新知识中起主要作用。 迪昂基于历史案例的分析批判了牛顿方法（每一个命题都应该从现象引出并用归纳概括），他得出结论：“纯粹归纳的路线对物理学家来说是行不通的”，“不能用纯粹的归纳法构造理论”。这是因为有两个不可回避的坚硬礁石横亘在面前：“第一，实验定律在经受把它转化为符号定律的诠释之前，它对理论家是没有用处的，这种诠释隐含着依附整个理论的集合。第二，实验定律不是精密的，而仅仅是近似的，因此它能够容许无限不同的符号翻译；在所有这些翻译中，物理学家必须选择将给他提供多产的假设的翻译，他的选择并非完全受实验指导。”（[12]，pp. 212~222，245）彭加勒在论及数学物理学的未来时甚至点明：“物理学定律从而会采取全新的样式；它不再只是微分方程，它具有统计规律的特点。”（[19]，p.115）

观察渗透理论。批判学派率先表达了这个命题，直接向经验证据的中立性发出质疑，冲击了科学的经验基础。马赫说：“观察和理论也无法截然分开，因为几乎任何观察都已受到理论的影响”。“在实验中，理智可以在各种程度上被卷入其中。”（[15]，pp.168， 186）彭加勒表示，不可能“毫无先入之见地做实验”，因为“每一个人在他的心智中都有他自己的世界概念，他无法轻易地使自己摆脱它。”（[7]，pp.107）迪昂一言以蔽之：“不可能把我们希望检验的理论留在实验室大门之外，因为没有理论，就不可能调节一个仪器或诠释一个读数。”“把物理学理论与适合于检验这些理论的实验程序割裂开来是根本不可能的”。（[12]，pp.204）

判决实验不可能。这个命题是批判学派睿智的结晶，它也隐含在整体论和约定论中，触及了经验判据的绝对的决定性和权威性。迪昂以小标题的形式断言：“‘判决实验’在物理学中是不可能的。”其原因在于，“与几何学家使用的归谬法不同，实验的矛盾没有能力把物理学假设转变为无庸置疑的真理；为了授予它这种能力，就必须完备地列举可以覆盖确定的现象群的各种假设；但是，物理学家从未肯定，他穷竭了所有可以设想的假定。物理学理论的真理从未像掷硬币打赌那样由正面或反面来裁决。”（[13]，pp.210~212）马赫在《认识与谬误》第二版的序言中对迪昂的思想表示赞赏。彭加勒也讨论了，无法找到判决实验，在菲涅耳和诺伊曼理论、在欧氏几何和非欧几何之间做出裁决。他指出：“倘若我们在若干假设的基础上构造理论，如果实验否证它，我们前提中的哪一个必须改变呢？这将是不可能知道的。相反地，如果实验成功了，我们可以认为我们一举证明了所有假设吗？我们会相信只用一个方程就能决定几个未知数吗？”（[7]，p. 113）

2）坚持科比较温和的科学客观性原则，并为主体的能动性和科学的主观性辟出了地盘。

科学区别与其他知识体系的鲜明标识之一，就是科学的客观性。科学的研究对象和领域是客观实在（现象、事件、实体、关系等），科学的陈述可以在主体间相互检验和相互批判，科学的理论具有普适性和预见性。批判学派在肯定科学客观性的意义和地位的前提下，也赋予主体发挥能动性的充分自由，并揭示了科学中的主观因素，避免了客观主义和主观主义两个极端。

彭加勒在谈到“心智自由”地构造科学的概念框架时说：“我们希望把每一事物强行纳入的框架原来是我们自己构造的；但是我们并不是任意制作它的。可以说，我们是按尺寸制造的，因此我们能够使事实适应它，而不改变事实中的本质性的东西。”（[7]，p.iii）皮尔逊强调自然定律与人相关：“定律在科学的意义上本质上是人的心智的产物，它离开人则无意义。它把它的存在归因于人的理智的创造能力。人把定律给予自然的陈述比相反的陈述即自然把定律给予人更有意义。”不过，皮尔逊也在主体间性的意义谈论科学定律的客观性：科学定律在独立于人的偏见和狂想的意义上、在对正常人有效的意义上是客观的。 马赫的观点接近皮尔逊，他认为自然定律在起源方面是在经验的引导下，我们对我们期望所规定的限制，是对于可能性的限制。自然定律总是符合我们心理的需要以及流行的文化状态。（[16]，pp.458~461）迪昂认为，陈述事实和阐明定律的命题具有客观含义，而理论诠释即纯粹符号没有客观含义。（[13]，pp.327~328）也许奥斯特瓦尔德的“双筛”比喻最为典型了：“我们必须明确认识到，除了在形成关于世界知识中的主观因素外，或者除了依赖于我们的生理-心理结构的因素外，还存在着我们必须直接加以考虑的客观特征，或者独立于我们的特征；就自然定律而言，也包含着客观部分。为了形象而清楚地描述与我们心智的关系，我们可以把世界比作是一堆沙砾，把人比作为一个比另一个粗的一对筛子。当沙砾通过双重筛子时，明显相等的大小的细粒集聚在两个筛子中间，较大的沙砾被第一个筛子排除，较小的沙砾被容许通过第二个筛子。断言所有的沙砾由这样的相等大小的细粒组成，恐怕是错误的。但是，断言使细粒变成相等的东西的是筛子，同样也是虚假的。” 值得注意的是，批判学派对客观主义的反拨和对科学客观性的淡化也能够从以下诸方面看出。

关系实在论和能量论。科学实在论可以说是科学自己的哲学，但是传统的科学实在论大都建立在物质实在或实体实在的基础上。彭加勒一马当先对此加以修正：“科学能够达到的并不是像朴素的教条主义者所设想的事物本身，而只是事物之间的关系。在这些关系之外，不存在可知的实在。”“实在的客体之间的真关系是我们能够得到的唯一实在。”他看到，在新旧理论的更替中，旧理论表达的真关系具有潜在的生命，只是表述它的语言变化了。（[7]，p. ii，119，120~121）他还说：“世界的内部和谐”“是唯一真实的客观实在”，“是众美之源”他进而表示：“凡是客观的东西都缺乏一切质，仅仅是纯粹的关系。”“唯有在关系中才能找到客观性；在被视之为彼此孤立的存在中寻求客观性，只能是白费气力。” 彭加勒的关系即客体本身、关系即实在的观点，开辟了关系实在论的先河。迪昂是秩序实在论（属于关系实在论的范畴）者，他指出：“物理学理论……变得越完备，我们就越理解，理论用来使实验定律秩序化的逻辑秩序是本体论秩序的反映；我们就越是猜想，它在观察资料之间确立的关系对应于事物之间的实在关系；我们就越是感到，理论倾向于自然分类。”（[13]，pp.29~30）马赫把物理实在限定于可观察的现象，他也是偏爱关系实在而不喜欢实体实在的关系实在论者。（[9]，pp.284~287）奥斯特瓦尔德则表明，能量比物质更根本，并建议用能量论取代物质论。

理论多元论。多元理论是数学方程相同、实验观察等价的理论家族，但是它们的本体论预设不同。彭加勒指出，在它们之中的选择是出于约定。他说：“在这些理论的前提中，真实的东西就是对所有作者共同的东西；在就是一些事物之间的某种关系的确定，至于事物的名称则随作者而异。”“倘若人们不把两种矛盾的理论混在一起，人们不在它们之间寻求事物的基础，那么它们二者都可以成为有用的研究工具。”（[7]，pp.119，154）

主体间性(intersubjectivity)。彭加勒对此做了最为明确的阐述：“我们称之为客观实在的东西，归根结底对大多数思维者是共同的，而且对所有思维者也应当是共同的。”“保证我们生活于其中的世界的客观性，就在于这个世界对于我们和其他思维者是共同的。”“客观的东西必定对于许多心智来说是共同的，因而能够由一人传达给其他人，由于这种传达只能通过‘交谈’，……所以我们被迫得出结论：不交谈，就没有客观性。”“没有什么不能传达的事物是客观的，因此惟有感觉之间的关系才会具有客观的价值。”（[19]，pp.v， 146~147）皮尔逊认为，科学的判断是“独立于个人心智的特性的判断”。“科学人的首要目的在于在他的判断中消除自我，提出对每一个心智与对它自己同样为真的论据。”（[17]，p. 9）

科学中的语言翻译和诠释。彭加勒说：不同的几何学是不同的语言或符号系统，人们能够借助与不同语言的意义对应的词典把它们相互翻译，而且翻译用的词典并不是唯一的。（[7]，p.34）他还指明：“科学事实只不过是翻译成方便语言的未加工的事实而已”，“科学家就事实而创造的一切不过是他用以阐述这一事实的语言”。这种翻译的前提是“存在最低限度的人性”。而且，“翻译的可能含着不变量的存在。翻译就是精确地分离出这种不变量。”“这种不变量的本性”“是未加工的事实之间的关系，而‘科学事实’之间的关系总是要保持与某些约定有关的东西。”（[19]，pp.129~130，137~138）迪昂对科学中的语言翻译和诠释讨论得相当详尽：“在其起点和终点，除非翻译，否则物理学理论的数学展开便无法与可观察的事实连成一个整体。为了把实验的境况引入运算，我们必须完成用数学的语言代替具体观察的语言的译文；为了证实理论就那个实验预言的结果，翻译的运用必须把数值转变为用实验预言阐明的读数。”正是基于这一认识，他给实验下了这样一个定义：“物理学中的实验是对现象的精确观察，同时伴随着对这些现象的诠释；这种诠释借助观察者认可的理论，用与数据对应的抽象的和符号的描述，代替观察实际收集的具体数据。”他从科学中的语言翻译和诠释洞察到认识主体和主观性的介入：“单一的理论事实可以被翻译为无限极不相同的实际事实；单一的实际事实对应于无限不相容的理论事实。这种双重的观察以十分引人注目的方式呈现出我们希望明显地提出的真理：在实验过程中实际观察到的现象和物理学家系统阐述的结果之间，插入了一个十分复杂的理智精制品，这种精制品用抽象的和符号的判断代替具体事实的叙述。”（[13]，pp.150，165，171~172）我们知道，语言本身是社会文化的产物，带有语言翻译和诠释特征的科学自然免不了打上社会文化的烙印和主观性的色彩，不用说削弱了科学的客观性。

真理观。现代性的真理观把科学真理视为命题与观察实验或理论与经验事实相符合，甚至视为理论与现象背后的实在相一致。批判学派没有像后现代主义那样抛弃真理概念，但是对它做了诸种限定和约束。彭加勒认为，“追求真理应该是我们活动的目的”（[19]，p. i）。他看到，在理论更迭中依然为真的方程，是揭示了实在的客体之间的真关系，即在这些客体之间与在我们被迫用来代替她们的图像之间存在着相同的关系，这就是在一切装束下将总是依然如故的真理。（[7]， pp. 118~119）他在把他的真理观奠定在关系实在论之上的同时，也指出约定式的公设或原理无所谓真假，“要问它们是真还是假，正如问米制是真还是假，同样是没有道理的。”（[9]，p.100）迪昂是真理的热爱者、赞美者、探求者和传播者（[14]，pp. 261~267），他的真理观基于他的秩序实在论。他把真理分为数学真理、形而上学真理、科学真理，并认为“对物理学理论来说，与实验定律一致是真理的唯一标准。”（[13]，p.23）在迪昂看来，物理学理论的真理性除了它的经验内容外，还在于它是对自然秩序的反映，这可由理论的推论与实验事实符合或理论的预言被确认而增强信心。不过，他也表示，作为普遍判断的常识定律或为真或为假，而“对于达到成熟的物理科学以数学命题陈述的定律来说，情况并非如此；这样的定律总是符号的。现在，恰当地讲，符号既不为真也不为假；它宁可说是或多或少充分地选择用来代替它所描述的实在的某种东西，而且它确实以或多或少精确的、或多或少详尽的方式描绘了那个实在。但是，在把词汇‘真理’和‘谬误’用于符号时，则不再有任何意义了。”“因为实验方法在物理学中实际运用时，并非产生与唯一一个符号判断对应的给定事实，而是产生与无数不同的符号判断对应的给定事实；符号的不确定性的程度是所述实验的近似程度。”由于“每一个物理学定律都是近似的定律。因而，对于严格的逻辑学家来说，它既不为真也不为假。”他还得出一个原则性的结论：“我们能够就自称断言经验事实的命题并且只能就这些命题说，它们为真或为假。我们能够就这些命题并且只能就这些命题断定，它们无法容纳任何不合逻辑性，在两个矛盾的命题中至少它们之一必须被拒斥。至于通过理论引入的命题，它们既不真也不假；它们只是方便的或不方便的。”（[13]，189， 192，373）奥斯特瓦尔德说，科学虽然具有不完美的质，“但总是包含着部分真理，从而包含着部分有效性”。（[18]，p. 5）

3）批判学派代表人物或多或少都具有理性论思想，但是他们给非理性进入科学开了方便之门。

在批判学派代表人物的哲学思想中，经验论和理性论兼而有之，只不过二者的轻重程度随问题和境况不同罢了。但是，他们也为非理性在科学中发挥作用，尤其在科学方法和科学发明中开了方便之门。这主要表现在以下诸多方面。

多元主义方法论。马赫早就宣称：“每一个能够有帮助并且实际上确实有帮助的概念都可以作为研究的工具而采纳”，“没有合适的方法指导我们接近科学发现，成功的发现好像要借助艺术家的成就（[15]，p.333，314）。他甚至不排除“把目的论的考察方式作为研究的辅助方法”，认为这种考察方式“往往是有用的并有启示性的” 除了津津乐道他的思维经济原理外，他还提出了实在原理、连续性原理、充足分化原理、恒久性原理、概念嬗变原理等方法论原理，以及一些重要的科学发现方法：类比、假设、思想实验、直觉、幻想、审美等等（[9]，p.111~137， 161~179），其中都包含一些非理性的成分。彭加勒的约定论在从未加工的事实过渡到科学事实、从科学事实过渡到定律、尤其是从定律过渡到原理时，都具有方法论的意义，其中社会、文化、心理方面的非理性因素会多少介入其中。彭加勒虽然认为 “拟人说不能作为真正的科学或哲学的特征的基础”，但是他也指出：“在力学的诞生中，拟人说起了显著的历史作用；也许它有时还将提供一种符号，这对某些心智来说似乎是方便的。”他洞察到：“每一个命题都可以以无限的方式概括。在所有可能的概括中，我们必须选择，我们只能选择最简单的。”（[7]，pp. 80，95）这里的拟人说和简单性原则在很大程度上是非理性的东西。他还更为一般性地表示：“企图用任何机械程序代替数学家的自由的首创精神，将是多么愚蠢啊。为了得到具有真正价值的结果，刻苦地进行运算，或者拥有整理事实的机械，都是不够的；值得花时间追求的不只是秩序，而是未曾料到的秩序。机械可以啮噬未加工的事实，而事实的精髓将总是逃脱它。”“最好是既有逻辑主义者，又有直觉主义者……我们必须听任心智的多样性，或者我们必须最好为之高兴。”（[8]，15，78）迪昂看到：“发现不服从任何固定的法则。没有一种学说是如此愚蠢，以至于它不可以在某一天能够催生新颖而幸运的观念。决断命运的占星术在天体力学原理的发展中也起了它的作用。”他还强调“历史方法在物理学中的重要性”，认为“给出物理学的历史同时就是对它做逻辑分析”，指出“唯有科学史才能使物理学家免于教条主义的狂热奢望以及皮浪怀疑主义的悲观绝望”。（[13]，111，301，303）在批判学派的多元主义方法论中，包含相当多的非理性成分的直觉（或卓识）和科学审美表现得尤为显著，二者在科学发明即理论选择（发明就是选择）中扮演着举足轻重的角色。

直觉或卓识。马赫对直觉在知识的形成和科学发明中的作用估价很高，他认为：“所有知识的基础是直觉”（[16]，p.309），“只有最强大的直觉与最巨大的抽象阐述的能力结合起来，才会造就最伟大的自然探索者。” 彭加勒特别推崇直觉：“直觉作为逻辑的平衡物或矫正物”“必然保持它的作用”。直觉“使我们具有一览遥远目标的本领”，“逻辑是证明的工具，而直觉则是发明的工具。”（[19]，pp. 10~13）他阐明了对数学秩序的直觉“使我们推测隐藏的和谐与关系”，发明者“其成功之大小取决于这种直觉在他们身上发展的程度之大小”。“纯粹逻辑不能使我们评价总效果，为此我们必须求助直觉。”（[8]，pp. 27~28，83）迪昂高度重视卓识（good sense）——他所谓的卓识就是直觉的洞察力和健全的判断力——在估计实验近似度尤其是在假设的提出、拒斥、选择中的巨大作用，他表明卓识是假设的“源泉” 和裁定假设的“审判员”（[13]，p.241）。

科学审美。马赫具有诗人的气质和艺术家的情怀，他欣赏事物之美和理论之美，把思维经济原理与作为方法论工具的简单性原则和科学美相提并论。他认为，审美的愉悦发生在“物理事件的重复与感觉的重复关联起来之时”（[10]，pp. 91~92）。“规则作为理智的事情本身绝无美感效果，反之，只有由规则决定的同一感性动机的重复才有这种效果。”（[20]，p.94）他还看到美与真是相通的：“理论之美在于，它在它的外观打上了真理的印记。它不是大脑的幻影。”（[10]，p. 44）彭加勒是名副其实的科学美学家，就科学美及其方法论意义发表了大量精辟的言论 。他说：“一个名副其实的科学家，尤其是数学家，他在他的工作中体验到和艺术家一样的印象，他的乐趣和艺术家的乐趣具有相同的性质，是同样伟大的东西。” 他强调科学美和数学美是深奥的理性美，它给人以雅致感，即理论个部分的和谐、对称、巧妙的平衡；一句话，它是所有引入秩序，是所有给出统一，容许我们清楚地观察和一举理解整体和细节的东西。这种审美感不仅不会使我们偏离对真理的追求，而且它也是科学发明的有力工具，起着微妙的筛选作用，因此缺乏审美感的人永远不能成为真正的创造者。（[8]，pp. 1~9， 14，25~36）迪昂对科学审美的意义和作用也十分关注。他说：“秩序无论在哪里统治，随之都带来美。理论不仅使它描述的物理学定律更容易把握、更方便、更有用，而且也更美。追随一个伟大的物理学理论行进，看看它宏伟地展现了它从初始假设出发的规则的演绎，看看它的推论描述了众多的实验定律直至最小的细节，人们不能不被这样的结构之美而陶醉，不能不敏锐地感到这样的人的心智的创造物是真正的艺术品。”物理学家在“逻辑等价的理论之间选择”时，“支配他的选择的动机将是优美、简单性和方便的考虑以及合适性的理由，他们本质上是主观的、偶然的，随时间、学派和个人而变化的”，但是由于美的理论才是逼近自然分类的理论，是更完备的理论，因此具有多产性和可预言性。（[13]，pp. 27， 33， 324）皮尔逊指出：“我们的审美判断要求表象和被表象的东西之间的和谐，在这种意义上科学往往比近代艺术更为艺术。”在他看来，审美判断的实质在于，那些伟大的创造性成果“把广泛的人的情绪和情感浓缩在简短的陈述、单个的程式或几个符号之内”，“向我们表达了我们在长期的经验过程中有意识或无意识地分类的各种情绪之间的真实关系”，“它的符号确切地恢复了我们过去的感情经验的无数事实”。“因此，现象的科学诠释，宇宙的科学阐明，是能够持久地满足我们审美判断的唯一的东西。”这是一种“更为真实的美”。“艺术作品和科学定律都是创造性想像的产物，都是为审美判断的愉悦提供材料。”（[17]，pp. 19，34~37）

4）开明的和智慧的科学主义以及对贬义的科学主义的反拨。

批判学派的科学主义在当时是相当开明的，富有时代的智慧，并构成对此前的18世纪百科全书派、19世纪圣西门和孔德实证论的贬义的科学主义（某种程度的科学方法万能论和科学万能论），乃至此后的20世纪30年代兴起的逻辑经验论的科学主义的反拨。批判学派的科学主义思想大体集中在以下几个方面。

科学理论是暂定的，并不是绝对真理，而是处于不断的进化之中。马赫说：科学理论是“暂定的、不完善的尝试”，“科学家的最保险的和最牢固建立的观点和原理也是暂定的，易于通过经验来修正”。这是因为，“个人探究者处在正在发展的科学之中，他必须从他的前辈的不完备的发现开始，至多只能按照他的理想矫正和完善这些发现。在他为自己的工作感激地采纳这些预备步骤中的帮助和提示时，他往往把前辈和当代人的错误添加到他自己的错误中。即使重返十分朴素的观点是可能的，这也会向抛弃他的同代人所有观点的人不仅提供摆脱偏见的自由的优点，而且也提供由任务的复杂性和甚至开始任何探究的不可能性产生的混乱的缺点。”（[16]，pp. 4，17，18）彭加勒指出：科学的建筑物虽然不是“吹一口气会使之倾倒”，但是认为“科学的真理是无可怀疑的，科学的逻辑是确实可靠的”，则是“浅薄的观察者”。（[7]，p. 1）他揭示出：“每一个定律只是不完美的和暂时的陈述，它必定在某一天被另一个优越的定律所代替”。“科学理论给我们的一切仅仅是粗糙的图像。因此，它是暂定的和易崩溃的。”（[19]，pp.141，149）“科学家将只能得到不完全的知识。” 迪昂表明：“物理学理论不能达到完美的程度”。“每一个物理学定律都是暂定的和相对的，因为它是近似的”，“不能授予它以绝对真理”。“人类将永远不具有完美的理论；我们具有的和人类将总是具有的东西，是不完美的和暂定的理论，这种理论通过人类无数的摸索、踌躇和顿悟，才缓慢地进展到自然分类的理想形式。“（[13]，pp. 9，192~193，339）皮尔逊断定：“决不要设想，科学在每一个部门已经达到或永远能够达到完备的知识。远非如此，它承认它的无知比它的有知延伸得更广泛。”（[17]，p. 26）奥斯特瓦尔德说：“科学是为人的目的而创造的，因此像人类的所有成就一样，具有不可消灭的不完美的质。”（[18]，p. 5）

科学能够推动社会文明的进步，能给每一个社会成员带来幸福。马赫说：“科学不像反复无常的小女妖，只把财宝投入所偏爱的少数人的怀抱，而是把它的财宝投入全人类的怀抱，且其慷慨与大方是任何传奇从未梦想到的！因此，她的外行赞美者把揭示感官无法看穿的自然界的无底深渊的能力归功于她，这显然是十分公正的。把光明带给世界的科学能够彻底驱除神秘的黑暗和浮华的外表，她既不需要以这样的外表证明她的目的正常，也不需要以此粉饰她的明显成就。”（[10]，p. 189）彭加勒批评了“科学不能给我们幸福”的观点，他说：“假使没有科学，人类今天便会更加不幸。”他进而强调：“只是由于科学和艺术，文明才具有价值。”（[19]，p. ii，154）皮尔逊集中论述的科学的社会功能和价值：它为公民提供有效的训练，它对许多重要的社会问题施加影响，它为实际生活增添了舒适，它给审美判断以持久的愉悦。（[17]，p. 37）

科学具有独特的精神气质，有益于道德和人生。马赫看到科学的公有性和祛利性特征：“科学事业相对于每一个其他行业而言，具有特殊的优越性，即没有一个人由于它的财富的积累而蒙受一丁点损失。这也是科学的赐福，科学的慷慨和科学的保全能力。”科学并非仅仅对实际的人有用，“科学的影响渗透在我们的所有事务，我们的整个生活中；科学的观念处处都是决定性的。”（[10]，pp. 198，352）彭加勒认为科学具有普遍性、自主性、公正性、诚实性、继承性、竞争性等品格，显示出巨大的精神力量。科学作为真善美三位一体的统一体，它能够在促进人类的精神文明中发挥卓有成效的作用。 尤其是，他批驳了科学的发展会引起道德沦丧的观点，他在“科学和伦理”和“道德联盟”两篇文章中着力论述科学规范有助于陶冶人们的情操，使人们具有高尚的道德素养，树立远大的目标和理想。他的结论是：“科学将给论理学家以宝贵的帮助”，“我们依靠科学使道德达到不庸置辩的境地”，“科学能在道德教育中起十分有益的和十分重要的作用”。（[26]，pp. 117~136）皮尔逊揭示了科学的普遍性、客观性、怀疑性、简单性、一致性、进步性、公有性、公正性，他明锐地批判了科学败德说和科学损美说，进而指出：“科学精神”或“科学的心态（心智框架）”“特别适宜于促进健全的公民教育”，科学“能够持久地满足我们的审美判断”。（[17]，pp. 9~12，34~36）奥斯特瓦尔德也洞见到科学的普遍性和公有性。他说：艺术具有民族特色和地方特点，而科学能够超越于民族的个性和地域的限制而进步，因此就普遍的人性来说，艺术的力量不及科学。当实用技术和应用科学发展到纯粹科学时，科学便开始保持普遍的人文意义，从而获得社会意识。

在科学的胜利进军中保持清醒的头脑，敏锐地意识到硬币的另一面。马赫在当时就预见到科学和技术的发展可能引起的环境污染、资源枯竭（[16]，p. 58），他基于和平主义和人道主义要求科学家不要忘记科学成果可能导致的可怕应用（{10}，p. 335）。他提醒人们，在科学中“不要寻求救世的根本教义，更不必说唯一的教义了。”（[16]，p. 24）针对科学是破坏性的流行观点和对科学将要引起的毁灭的惊恐不安，彭加勒认为这种指责和担心是没有必要的。他说：“我们必须担心的仅仅是那种不完备的科学、错误的科学，这种科学以其空洞的外观诱惑我们，煽动我们破坏那些不应该破坏的东西。”他明确表示：“对科学畏惧和希望过高，在我看来同样是不切实际的。”（[26]，pp.127，131）皮尔逊虽然认为“整个科学的统一仅在于它的方法，不在于它的材料”，“科学方法是通向整个知识区域的的唯一门径”，但是他也明白“科学方法的局限性”。他并不认为“科学人必然是好公民，或者他关于社会问题或政治问题的判断将肯定有分量”，他还说过“科学家并非好政治家”的话。（[17]，pp. 15，25，11）

对科学的前景持乐观态度，提出相应的解决对策。马赫对环境污染和资源枯竭的解决办法是向前看而不是走回头路，他相信人类不会“遁入野蛮状态”，“人类将获得时代的智慧并学会当家”，以日趋完善的“社会文化技术”和更加发达的科学减少和防止有关弊端。（[16]，p. 58，75）彭加勒面对反科学者的“科学破产”的声浪针锋相对地指出：“在人生的斗争中，有两种东西是必不可少的。这就是武器和勇气。科学给我们规定了武器。说起来是因为我们没有勇气运用武器，怪不得科学没有破产，破产的是我们自己。在我们周围经常反复出现的绝望的哀叹声是极其靠不住的，……”（[25]，p. 165）

三、最后的评论

批判学派的几位哲人科学家 是经典科学的缔造者和现代科学（相对论和量子论）的先驱。他们的前现代科学哲学是从立足于经典科学之上的经典科学哲学起步的，但是由于他们对经典科学即将向现代科学转型的形势有清醒的认识和明锐的洞察，因而其科学哲学既保留了经典科学哲学的合理内核，又富有现代科学的精神气息。加之他们的科学和哲学造诣远远高于一般专门科学家和纯粹哲学家，所以在他们的科学哲学思想中不时迸发出超越时代的后现代睿智。作为20世纪哲学革命产物的现代科学哲学即逻辑经验论，虽然继承了批判学派的经验取向和逻辑取向，采纳了其统一科学和反形而上学立场，但是却很少接受其颇有创意的后现代意向 ——这是逻辑经验论者胸怀狭窄和眼力迟钝的表现。后现代主义的科学哲学尽管有意识或无意识地从批判学派那里汲取了营养和灵感，但是他们却把批判学派的睿智恣意强化和夸大，乃至把它们推到极端，从而使生动鲜活的思想变成荒诞不经的呓语。要知道，批判学派的科学哲学思想的最大特色就是善于在对立的两极或多极之间保持必要的张力——这是一条卓有成效的科学认识论和科学方法论准则 ——而他们的后继者相形之下仿佛是理智萎缩的哲学盲人和意志膨胀的哲学狂人。

参考文献

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篇7

美国高能物理学家卡普拉认为：“东方思想为现代科学提供了坚固合适的哲学基础”[1-13]；量子论权威海森伯也说：“东方传统的哲学思想与量子力学的哲学本质之间有着某种确定的关系”[1-6]。所指主要在于：量子论揭示了宇宙并不是物体的集合，而是统一体中各部分间相互关系的复杂网络，根本不能把世界分成独立存在的最小单元；空间和时间并不是一种真实的存在，只是观察者用于描述自己环境所用的语言要素；以通过变化产生动态模式的观念，深入理解一体化宇宙的整体有机与和谐互补。

作为华夏文明源头活水的《周易》，确实包含着这些哲理。本文依据《周易》思想形成的逻辑阐述哲理，取现代科学的实验成果予以印证，尽可能不在概念异同上浪费笔墨，还要让读者能够清楚明白。董光璧教授指出：“科学史界越来越多的学者认识到，站在现代科学的立场去寻找历史来龙去脉的做法有误入歧途的危险，转而采取从原来的境况中重新阐释科学思想”[2-2]。本文即是依据这种思路的尝试，期望能在整体文化史的视角下，把华夏先贤睿智的思想和现代科学精确的验证衔接起来，做到以古为鉴。

一、易图新解

谈到《周易》，通常都说分易经和易传，实际上还应该包括易图。“书不尽言，言不尽意，圣人立象以尽意”，不但指出在远古时代，记事主要用象和图；即使有了文字，要描述客观事物的全貌，象依旧比文字更优越。我们先从易图谈起，重点是理清先民们认识宇宙的思路。

人类所有知识的起点，开始于对自然知识的积累。面对无涯无际、无始无终的浩瀚宇宙，每个人都会有无尽的遐想。华夏先民和古希腊哲人不同，非常谦恭地把自己视为大自然的一分子（后来被概括为“天人合一”），古希腊的自然观则是人与自然界分离（最终被抽象为物质和意识对立），于是先民们就以圆表示宇宙整体或现实生活中的任一事物。面对寒暑易节、日月更替，男女交媾，生生不已的自然现象，进而悟出世上没有不变的东西；为了表示一切都在变易的动态模式，又在圆内加了一条S曲线，形成被称为阴阳鱼的太极图。这就是中华先贤对世间万象及宇宙本身做出的最高抽象，即一切动变皆源于阴阳之间的相互作用，静态是“万物负阴而抱阳，冲气以为和”；而动态是“阴极阳生，阳极阴生”。这里的“生”并非是鸡生蛋的生，而是指负阴抱阳的整体中此消彼长、彼消此长的变化。既然一切都是“变动不居，周流六虚”的动态过程，很有必要掌握几种重要的动态模式，进而用代表阴阳的两种符号推演出必然出现8种本质不同的态，太极图周围又加添了八卦符号。

小结：宇宙是由两系统构成的整体；因为整体必然由部分构成，华夏先民即以阴阳作为最高的抽象；负阴抱阳的一体化宇宙及宇宙中的事物，都是阴阳有序、和谐互补的有机整体；阴阳一体、此消彼长的过程即是展现在眼前的纷纭万象；演化过程可以分为8种不同状态（或称模式）——这就是易图中包含的哲理。

二、易传新释

易传是许多代人智慧的结晶，孕涵着非常丰富的哲理，本文仅围绕“形而上者谓之道，形而下者谓之器”展开讨论。华夏先贤依据有形和无形将物理客体分为道和器，老子称其为无和有，后贤称其为气和物。首先必须判定这种两分法是否正确，才可以继续讨论下去。

哲学作为指导认知的学问，如不立足于二元就无法讨论变与不变，问题在于如何对整体划分。中华先贤坚持天人合一，将包括人在内的全宇宙抽象为阴阳一对范畴，属于纯客观的两分法，无论对自然、社会和生命哪种现象都适用，不妨称其为存在二元论。古希腊哲人的世界观是人和自然分离，进而演化成人与神分离，再变成物质和意识的对立，最终定位在唯物唯心之争，属于认识二元论。“人和神的分离是二元论的起点”，“思维和物质并列支持了自然科学，成为西方宇宙观的基础理论”[1-8]，卡普拉的概括是准确的。董光璧又向前迈出可喜的一步：“近代科学一开始就确定了只研究被视为第一性的质量和重量，排除一切同感觉有关的第二性”[3-8]。将二元论改称二性说，意外地暴露出西方的两分法中存在着悖论：如果物质和意识这对范畴能够成立，二者都应该是第一性的；如果意识属于离不开物质的第二性，就不能跟物质构成一对范畴。因为如果允许这样做，物质和颜色、硬度等可以构成最抽象的对立。东方和西方古贤虽说都使用两分法，一个是纯客观地划分，一个是人为地构建。

问题已经转化为道、无和气是不是真实的物理客体。100年前人们对这种分类法都会持否定态度，本世纪依据相对论和量子理论从宇观和微观两个领域发现的许多事实，都证明华夏先贤的分类法是正确的。

60年代中期，彭齐亚斯和威尔逊发现了各向同性的3K微波背景辐射，宇观上物理客体分断续的天球和连续辐射得到普遍认可，爱因斯坦说的“真空不空”被证实。在微观领域，“量子场论给出的基本图象是：全空间充满着相互作用着的各种不同的场；场的基态是真空，激发态表现为粒子”[3-387]。即可知物理客体确实是两个系统：一个是用质量和时空描述的经验世界，一个是用能量和位形描述的无形世界。易传中关于道和器的分类没有错，二者都是真实的存在物。

承认物理客体分为两类，同时派生出两个问题：宇宙的结构究竟怎样？两类客体间如何作用？对西方学者来说，这两个问题完全属于始料未及，华夏先贤在2千年前就已经有了较成熟的见解。接下来先讨论基础物理学理论中的错谬及产生的根源。

质量、电量和能量是基础物理学中用以量度物质、电荷和能多少的三个重要概念，即此可知物理学不只研究物质，长期以来只分析物质不分析能量是一大失误。很早就弄清了光、热都是电磁波，却没有认真考虑过物质和电磁波是不是同类客体，通常所说的能量即指电磁波而言。虽说巴里·派克已明确指出：“电磁波会离开振动电荷进入空间，因而开创了一个独立的存在”，并没有引起学界的重视。“质量不过是能量的一种形式，即使静止物体也有储备在质量中的能量”，也明确告诉我们，质量和能量不应该属于同类物理客体。

质量是对物质多少的量度，其载体叫物体；电量是对电荷多少的量度，其载体是带电粒子；能量的载体是什么？因为质量、电量和能量都不是物理客体本身，所指皆为非实存因素。故而物理学根本就不研究物质，而物质本来就无法研究，跟无法品尝“水果”（类概念）的滋味同理。

推论1、物理客体分两个系统：一个是用质量和时空描述的有形世界，这类客体的基本量度是质量；一个是用能量和位形描述的无形世界，其基本量度是能量。经典物理和量子理论分别适用于不同系统，不应该将它们混为一谈。

“能”这个名词会造成一种假象：“‘能’是物质以外的某种东西，是加到物质里面去的某种东西”。这种观点很值得商榷。遥控装置发出电磁波，卫星就会改变姿态；物体吸收热能温度升高，放出热能温度降低。都足以证明“能”确实可以在物体中自由出入，如果要说经验世界中的物体具有质量，无形系统的物理客体具有能量，可能就正好说中了客观真实。

说“能（即运动）”，“热在差不多两个世纪内被看做特殊的神秘的物质，而不是被看做普遍物质的运动形式”；认为“热之唯动说”应该取代热素说，又不得不承认“被热素说所统治的物理学却发现了一系列非常重要的热学定律”，如此难以自圆其说的诸多矛盾，就因为把热素改称热能，已经统统化为乌有。一言以蔽之，质量只能量度经验世界的物体，能量是无形世界传递的振动波；既可以被物体吸收，又可以被放出；物体同时将在温度、形态、结构和状态等不同方面呈现出变化。比如冰吸收能量将变成水，进而还可以变成气，就是尽人皆知的实例。

推论2、经验世界所有的运动和变化，都是无形世界功能的显示，即能量是引起世间万物运动变化的总根源。

将物理客体分为两类，是不是囿于对《周易》的偏爱做出的牵强比附，下文围绕以太公案和时间、空间看看爱因斯坦持何种见解。

19世纪之前，以太在西方被认为是传递光、电的介质；19世纪末迈克尔逊—莫雷实验测出地球相对以太速度为0，物理学界公认由之判定以太并不存在。本世纪初爱因斯坦创立狭义相对论时引入光速不变原理，没有涉及以太是否存在，不少人都说爱氏是抛弃以太存在之后创立了该理论。1920年爱因斯坦在一次讲演中却说，依据广义相对论，“没有以太的空间是不可思议的”，“但是这种以太又不能认为具有重量媒质所有的那些性质，也不可以认为它是由某些其运动可被追随的粒子所组成的，而且也不可能把运动概念应用于它”[6-112]。这里所描述的以太，基本上就相当于道、无和气。

目前有些人认为应该恢复以太学说，有些干脆就把“真空”说成是传递光、电的介质，这就涉及到不空的真空中的物理客体究竟是什么，要害要于必须承认还有半个宇宙长期被忽略了。爱因基坦在场方程中发现了“真空不空”，彭齐亚斯用仪器测出广袤的宇宙空域存在着连续辐射，该用什么概念称呼并不重要，不可思议的是二千年前老子就对之作出非常精当的描述：“其上不皎，其下不昧，绳绳兮不可名，复归于无物。是谓无状之状，无物之象，是谓惚恍。迎之不见其首，随之不见其后。”

天津大学黄乘规教授从标准和非标准分析两个领域都证明“空间是不可分割的连续统”。科学观测和数学论证都证明了老子是正确的。海森伯的矩阵理论和杰弗里·丘的“靴袢假设”，所描述的都是那半个宇宙的状况。

到底应该如何理解爱氏描写的以太，涉及到时间和空间究竟是什么，最后的一句已经包含着时空概念不再适用于以太的意思。时隔32年，他在《狭义和广义相对论浅说》英译本15版的序言中补充说：“时间—空间未必是一种可以认为离开物理实在的实际客体而独立存在的东西。物理客体不是在空间之中，而是这些客体有着空间的广延性（重点号为原文所有）。这样，‘空虚空间’这概念就失去了它的意义”[6-112］。显而易见这种有着空间广延性的客体，绝对不是指经验世界中的物体。可惜的是在没有讲清这种“物理实在的实际客体”究竟是什么之前，他就不得不带着深沉的困惑离开了人世。

我们只想在上述引文中补充一句：这些客体还有时间的持续性。如此即可以成就爱因斯坦的业绩：爱氏“开创了”半个宇宙，那半个宇宙的客体具有空间的广延性和时间的持续性。假设其最小单元为普朗克子h，用时间T（周期）量度即是能量（h/T），用长度λ（波长）量度即是动量（h/λ）；正是那半个宇宙的能量和动量，决定和改变着经验世界中物体的结构、状态及其运动变化。通常都说“爱因斯坦的场方程可以用来确定宇宙的整体结构，是现代宇宙学的出发点”[1-160]。一般的解释是“物质不仅决定了周围空间的结构，而且反过来也受其环境影响”[1-171]；“物质和能量要使时空向其自身弯曲”[7-60]。实际情况则是，那半个宇宙能量的聚集形成弯曲时空，弯曲时空决定着物体的运行；并非是“物质”使时空弯曲，反过来又决定自己的运动。不立足于两系统相互作用，场方程永远不可能得到正确解释，现在的那种解释根本无法排除物质（以弯曲时空为中介）作用于自己之嫌。

以日心说为基础的开普勒三定律属于开放的动态模式，行星轨道与星体质量无关，由椭圆半长轴立方和公转周期平方（即弯曲时空R/T）决定，根本就不需要什么切线力去平衡所谓的恒星引力。要找第一推动者，就是那半个宇宙的物理客体，第一推动即来源于特定的时空组合（R/T）。以地心说为基础的牛顿引力定律属于封闭的静态模式，其间起关键作用的引力势亦是时空组合（l/t）。二者的差异仅在于，适用于开放系统的是环形时间—周期，适用于封闭系统的是人为设定的线性时间，即时间之矢。哪种理论更贴近于自然的真实，明眼人一看便知。

推论3、时间和空间不是真实的存在，是量度那半个宇宙客体的概念构架，正象用质量和电量量度经验世界的客体一样，所指都不是物理实在本身。

推论4、爱因斯坦开创的那半个宇宙是分裂、组合、再分裂、再组合的动态网络；正是它和经验世界中分立的客体相互作用、和谐互补，保证了一体化宇宙具有动态有机的活性。

小结：易传中“形而上者谓之道，形而下者谓之器”的分类是正确的；“万物负阴而抱阳，冲气以为和”的判断，说中了一体化宇宙动态网络的真实状况和作用机制。现代科学的新发现虽说和这种理论吻合得很好，要使当前的诸多悖论冰释，需要做许多梳理工作，首先应该把立足于经验世界解释那半个宇宙现象的“镜像”理论倒过来。因为那半个宇宙只能从动态意义上，用过程和相互关联的术语描述，几千年来定格在人类头脑中的却是机械世界观的决定论框架。

三、易经新说

易经包括用于卜筮的八卦、六十四卦及卦辞、爻辞等内容，这里不讨论具体的应用，或是否科学、准与不准等问题，只讨论数字8。

所谓八卦，标示着那半个宇宙8种不同的时空组合，起卦和断卦特别观注24节和地理方位即是佐证。因为使用周而复始的环形时间，应该属于开放模式。不相信经验世界之外还有半个宇宙的人们，称其为神秘文化也在情理之中。近代特别是现代科学的许多发现都足以证明，8确实是个不可思议的“幻数”。

原子最外层电子以8为极限，呈周期性递增；轻子、重子和膺标介子都是8种。氧原子的质子、中子和电子都是8个，地壳中占48.6%，空气中占21%，生命细胞中占65%；在自然生化过程中，氧起着非常重要的作用，即使要说“没有氧气就没有生命”，也不算过分。难怪巴里·派克会说：“宇宙学有迹象表明，在各类粒子中，8是成员数的上限”[4-203]。

八卦、六十四卦的数学表达方式为2，通向混沌的分岔亦是2；粒子衰变遵从2，可视为逆过程；费米发现“能量复归”的数学实验谐振子为64个，遗传密码DNA的编排序列亦为64种。为了解释这些现象，现代科学提出一种全新的自组织理论。顾名思义，自组织者就是不受人支配的过程，其间起决定作用的具有活性的环境，即是那半个宇宙定的时空组合，其数为8，两两叠加即为64种模式。“时间和空间的统一就意味着物质的存在是与它的活性不可分割的”[1-158]，“空和无具有无限创造的潜力”[1-175]，基本上说中了自组织的物理学机制：所谓的空和无实质是特定的空组合，正是它保证了自组织的活性。通常都把这种新发现说成对哲学带来严重冲击，如果放到易哲学的背景下看待，本来都在意料之中嘛。

所谓的自组织现象，是在没有人参与的情况下自然界自发演化的过程，人类就是这种自组织机制的杰作，关键在于必须找到使系统具有活性的机制。由于正反馈可以自稳，负反馈可以自生，系统要保持持续的自组织效应，就必须具有互不干扰的两条信息反馈回路；正负反馈每一条回路又必须满足整体、部分和单个循环路径固定、间隔一致的周期稳定性，前提条件是自组织系统内的单元个数必须极严格地遵从一定的数学逻辑。海南师范陈继元先生已经用图论证明，具有“比相生、间相胜”的自组织系统，单元个数必须满足P=5、8、10、12。8的特殊功能已被严格证明（详见段长山主编的《现代易学优秀论文集》，中州古籍出版社，1994年出版）。

数学证明虽不可少，最权威的应该是严格的物理学证明。天津大学崔君达教授的《晶体和分子中的对称性及其破缺》一书，从理论和物质结构两方面，都证明“理应得到一种八重的（四个左旋，四个右旋）不对称时空”[8-3]，从而证实关于八种模式的判断没有错。继而又将复合时空论和八卦联系起来考察，得出“一切相互作用的本质都是不同时空结构间的相互作用”[8-133]，进而指出“八重空间（对于相同的时间轴）不可区分性的破坏，所伴随的可观测现象正是神奇的生命现象”[8-133]，都非常难能可贵。令人微感不足的是，作者依旧未能彻底摆脱西方哲学的禁锢，在阐述其哲理时，细微之处还有些辞不达意之微瑕。

“一个从事晶体和分子微观结构研究的人，当他考虑‘物理世界的真实客体’与空间的关系时，就会很自然地想到，所谓物体的‘广延伸’可以看成是晶体格子或分子骨架结构的延伸”[8-3]。物体这个概念一定指经验世界中的客体，根本就没有什么“广延性”可言。空间仅是那半个宇宙中物理客体的广延性，所谓的晶体或分子等物体，是微观粒子被嵌入特定时空结构后的产物，必须清楚的是先有时空结构的因，才会有晶体或分子的果，活性来自时空结构。微观的第一推动亦来自那半个宇宙的物理客体。化学反应釜的功能是，运用改变温度和压强组合特定的时空结构，从而生产出不同类型的产品。比如在高温高压下能造出正八面体时空结构，石墨就被变成金刚石。

“一旦把时空与晶体格子或分子骨架的微观结构联系起来，就会产生完全新的想法，从而可能同时大大扩充已有的物质结构理论和时空理论，并且由此引出某些重大结果”[8-3]。作者的预言肯定不错，但是在他的头脑中还没有能够给自己的复合时空找到准确的定位，只需要将第一句改为“一旦真正意识到晶体格子或分子骨架都是特定的时空结构”，境界可就完全不一样啦，问题出在还没有跳出物理客体仅“物质”一个系统的框架。

推论5、那半个宇宙确实存在着8种时空结构，两两叠加可以得到64种模式。生命现象跟这种具有活性的自组织环境直接相关。宇观和微观的事物都是开放的自组织系统；经验世界的纷纭万象，全是那半个宇宙物理客体功能的显示，其活性来源于特定的时空结构。当我们运用以线性时间为主要标志，在地球封闭系统中确立下来的思维模式，去描述自组织现象时，似乎无处不存在悖论。可喜的是数千年前就已经成书的《周易》，给我们提供了一种开放型思维模式。自组织系统必须跟外界交换物质和能量，才可以保持活性；宇宙的结构如果仅物质一个系统，唯一的归宿就只能走向“死寂”！

参考书目

[1]卡普拉著现代物理学与东方神秘四川人民出版社1983年

[2]董光璧著易学科学史纲武汉人民出版社1993年

[3]董光璧等著世界物理学史吉林教育出版社1994年

[4]巴里派克著爱因斯坦的梦湖南师大出版社1990年

[5]马克斯恩格斯选集第三卷人民出版社1972年

[6]倪光炯等著近代物理上海科技出版社1979年

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1990年启动的人类基因组计划把生物学由分子生物学时代推向了系统生物学时代，生物学由分解转向整合。代谢组学是继基因组学、转录组学、蛋白质组学之后，系统生物学的重要组成部分。细胞内的生命活动大多发生在代谢物层面，如细胞信号释放、能量传递、细胞间通信等，因此，代谢组学被认为是“组学”研究的最终方向[1]。中医药学是有着几千年历史的古老科学，中医药的现代化研究迫切要求将古老的中医“语言”用现代科学加以阐释，而近年来用现代医学的还原论思想模式来衡量和改造中医药学，却出现了中医药学在现代科学面前无法证明其科学性的尴尬局面[2]。代谢组学与中医药学都是用整体思维模式来研究机体的，因此，如果能寻找到有机的切合点，将处于科学研究前沿的代谢组学与中医药学研究结合起来，势必能更好地推动中医药现代化的进展。笔者重点探讨了代谢组学与中医药学的联系及代谢组学在中医药现代研究中的应用，以期抛砖引玉，为代谢组学应用于中医药的现代化研究提供理论帮助。

1 代谢组学与中医药学理论体系的联系

中医药学是有着数千年历史的古老科学，在历代医家不懈的医疗实践中，形成了以整体观念和辨证论治为特点的理论体系。所谓整体观念，是关于人体自身的完整性及人与自然和社会环境统一性的认识，是整体思维方法在中医理论中的体现。中医药学非常重视人体的统一性和完整性，认为人体的每个局部都是整体的一部分，都具有整个生命的全部信息；另一方面注重人体与环境的统一性，认为人的生命活动与自然运动规律相统一。这种观念贯穿于中医学对人体的生理活动和病理变化乃至疾病的诊断、预防和治疗等各个方面的理性认识之中。近年来，中医药现代化研究已经成为学术科研上的焦点问题，学者们力图用现代科学方法论来衡量和改造中医药学，却出现了中医药学在现代科学面前无法证明其科学性的尴尬局面[2]。这都是由于现代医学的方法论与中医药学的方法论之间存在着明显的鸿沟，中医药学研究用的是整体思辨的网状思维模式，它注重把握事物之间的联系，而不是事物本身，因而其知识结构是综合的、整体性的；同时，中医药学善于把人与环境因素综合地加以考虑，其思维呈网状结构。而现代医学研究是还原分析的链式思维模式，它是建立在实验分析基础上的，注重研究事物本身的特性，往往忽略了事物之间的联系，其知识结构是分析性的、局部的。然而，人体本身是一个复杂的整体，人体的复杂性及疾病的联系性，与中医的整体网状思维模式接近现代医学，也正由一元化向多元化转变，由单一性向系统型转变。基因组计划基本完成，标志着生物学研究进入了“后基因时代”，而系统生物学研究是后基因时代的最主要研究任务。基因组学、转录组学、蛋白质组学及代谢组学都是系统生物学的重要组成部分，基因组学、转录组学和蛋白质组学分别从基因、mRNA、蛋白质层面探寻生命的活动，然而，代谢物是生命活动的最终产物，代谢物的水平可以被看作是基因或环境发生变化时生物体作出的最终的应答，正如Oliver Fiehn所认为的“代谢物是基因型到表现型之间的桥梁”[3]，“基因组学和蛋白质组学告诉你可能发生什么，而代谢组学则告诉你已经发生了什么”[4]。因此，代谢组学是系统生物学研究的终点。总之，代谢组学属于全局系统生物学(Global systems biology)研究方法，与中医药学的整体观念相对应；且代谢组学研究的目标是代谢物，而“代谢物是基因型到表现型之间的桥梁”，其研究更接近表现型，由此，代谢组学用于中医药现代化研究具有不可比拟的优势。

2 代谢组学与“证”的现代研究

辨证论治是中医学认识和治疗疾病的基本思路，是中医理论体系的基本特点之一。“证”是辨证论治的起点和核心。所谓“证”，是指在致病因素作用下，机体内外环境各系统之间相互关系发生紊乱所产生的综合反应，是反映疾病处于某一阶段病因、病性、病位、病势等病理要素的综合性诊断概念。因此，“证”的现代研究是中医药现代化研究的核心任务。近年来，学者们对“证”进行了广泛而深入的研究，主要集中在证候的标准化、客观化、证候的本质、计量诊断、证候的动物模型等方面。其中证的标准化、规范化是进行“证”的其它方面研究的基础，如果对证候没有一个客观的尺度加以评价，其它方面的研究也就无法进行。每一个证候都有其外象(外候)与内涵，证的标准化研究中，对其外候的研究主要是根据中医文献及临床资料，并结合临床流行病学研究，制订某些证的诊断标准，使辨证达到规范化，并将现代医学的实验指征结合到证的研究标准之中；但外候是用四诊——望、闻、问、切所获得的信息进行整理而得，很难量化，即使用流行病学方法加以分析，亦是靠专家经验打分，最多亦只是半定量。这种诊治的准确性很大程度上依赖医生的诊疗经验，无论在准确性、稳定性、敏感性等方面都更多地受到医患双方主观因素的影响。因此，从证的内涵方面去制定“证”的诊断标准十分有意义。近年来，学者们致力于探索证候的高特异性和高灵敏性的指标，试图建立证候实验诊断单个金指标，然而，由于证的整体性、动态性和异病同证、同病异证等特征，不可能用单一指标作定性、定量、定位的说明。据此，证候客观化研究采用综合指标，精选非特异指标进行特异组合，建立能反映证本质并能区别它证的定性、定量、定位综合实验指标，辅助四诊，确定证候诊断具有重要的意义。代谢组学正具备反映和解决这些问题的“组”、“群”、“谱”集成的分析功能。它能够通过检测不同时间患者的尿液或血液，对这些代谢产物进行分析，从而确定不同的证所对应的代谢组，使“证”可以得到客观化的表述。另外，利用代谢组学方法，通过研究代谢物图谱随时间的变化，能够帮助人们更好地理解疾病过程中“证”的变化与机体内物质的代谢途径和代谢状况的关系，还有助于疾病生物标记物的发现和辅助诊断，使诊断、治疗达到个体化。其准确性依赖于仪器的性能，可以提高诊治的科学化、定量化，避免了人为因素的误诊。

3 代谢组学与中医药疗效的整体评价

既然疾病具有系统化、动态化、整体化的特征，所以，在治疗时应随疾病的进程不同相应地调整药物剂量和种类。因为疾病发生的不同阶段需要不同的药物组分发挥调节作用，而以单一成分作用到单靶点的西药对此束手无策。从这个意义上讲，中药没有无效成分。所谓无效成分只是相对疾病的不同阶段而言。因此，未来的若干年，复方药或多组分药将在疾病治疗中担当重要角色。中药及复方具有多种组分，其多效性、多靶点、多途径发挥作用等特点又为其临床疗效评价带来了很多难题。近年来，对于中医药的临床疗效评价，自觉不自觉地照搬西医过去生物医学模式的疗效评价和标准，从单侧面、单生物学因素着手，缺少系统地反映中医个体诊疗特色和复合干预策略的疗效评价方法和指标[5]，这一点严重影响了中医药的质量和水平及其可信度。另一方面，又无法有效地将可能存在的临床疗效优势客观的表现出来。因此，中医药的临床疗效必须用系统方法学加以评价，寻找客观、系统的临床疗效评价方法是中医药现代研究中急需解决的重点问题。

代谢组学的出现为中医药临床疗效评价提供了全新的思路和工具，中药(尤其是复方)的整体性作用机制和疗效在系统代谢组学的研究方法下将可能得到充分的展示和挖掘。疾病状态可以引起机体内代谢物的整体发生变化，成功的治疗必须使代谢网络中的缺陷部分正常化，同时又不得干扰其它维持健康所必须的代谢途径的调控[6]。利用代谢组学方法，通过监测分析尿液、血液、唾液及细胞和组织的提取液等一系列样品的谱图在用药前后的整体变化，再结合模式识别方法，不仅可以客观地评价药物对于疾病的治疗效果，还可以对人体功能活动、生存质量和影响健康等的重大事件加以评价。中药及复方的临床疗效评价得以客观化后，对于中医药学用循证医学的方法进行进一步疗效评价提供了可能性。另外，在中医药研究中要高度重视其对肠道菌群的影响。现代研究发现，在正常情况下肠道菌群之间存在着复杂的动态平衡关系，此种平衡不仅为肠道正常菌群的生存所需要，而且对其宿主的多种生理功能(尤其是代谢)乃至生命活动亦至关重要，即肠道微生物群落实际上参与了人体的生理、病理和药理(毒理)过程，形成了人类代谢网络中重要的组成部分。中医从整体出发研究人体的平衡与失调问题，并通过中药使其恢复平衡，与肠道内微生态环境的平衡理论有异曲同工之处。中药大多数给药途径是通过口服，经过消化道在局部起作用或通过吸收在全身起作用。中医药的整体观虽然与西医相比具有其特殊性，但与现代微生态学具有一致性，因此，肠道菌群研究很可能会成为用代谢组学的方法来研究中医药的突破口。正如代谢组学鼻祖Nicholson教授所提出，“在Global systems biology的框架下，将人看作一个Superorganism来进行代谢组学研究的思想，把人与环境(地理的、社会的)、人与肠道菌群之间的相互作用加以综合考虑，使我们能够更全面、真实地反映人体疾病与代谢变化的关系，从而达到个性化医疗(personalized healthcare)的理想目标”[7]。这种思想与传统中医药强调人与社会环境的整体观、四时和饮食对人的影响、辨证施治等思想是一致的。

4 代谢组学与中药新药研究

中药的化学成分复杂，中药及复方在治疗疾病时，主要是由于药效组分在多靶点或多器官上发挥整体综合调节作用，具有多因微效的特点。正由于中药及复方的多组分和作用具有多效性、多靶点性、多途径性等特点，为其新药开发带来了诸多的障碍，如中药的质量控制、发挥作用的物质基础、作用机理、安全性研究等都是中药新药研究亟待解决的重点和难点问题[8]。

中药材的质量直接影响中药饮片和中成药的质量，最终影响其临床疗效。中药材的质量好坏与其所含的化学成分直接相关。因此，对中药组成成分的控制是中药材质量控制的着眼点。中药的多种组分，其实质就是其多种代谢产物的集合，其组成、含量和存在状态等受到产地、气候、采集季节及后处理等多方面因素的影响。代谢组学可以用于分析中药中各种组分的类型、含量和状态随各种因素的变化，可以定量地对其进行评价，从而实现对其质量进行控制。所以，代谢组学用于中药栽培、采集、加工阶段，符合药品生产质量管理规范(GMP)的质量控制以及药物监督部门针对药物质量的控制，无疑是最佳方法。这种方法准确、重复性好，而且不依赖于操作人员的经验[9]。对于中药及复方的药理作用机制的研究，代谢组学也具有绝对的优势。成功的疾病治疗必须使代谢网络中的缺陷部分正常化，同时又不得干扰其它维持健康所必须代谢途径的调控。药物的作用机制的研究就是研究药物在这种调控作用中所起到的作用和如何起作用。通过认识体液“代谢指纹图谱”变化的原因，联系基因组学和蛋白质组学的方法，可以寻找药物作用的靶点或受体，从而发现药物作用的机制。正如Nicholson教授提出的proteo-metabonomics的概念，即将蛋白质组学与代谢组学相结合，以便更全面、有效和准确地寻找药物作用的生物标志物。在中药及复方的安全性评价方面，代谢组学通过分析与毒性作用的靶位和作用机制密切相关的生物体液中的代谢产物谱随时间的变化，可以确定毒性作用的靶器官和组织、毒性作用的过程和生物标志物[10-11]。因此，代谢组学可以反映出毒性效应的终点状况，并且可以与生化和病理指标联系起来。所有的代谢物都有其特征NMR 谱峰，故代谢变化的指纹图谱可以作为毒物检测的定性依据，以便从功能和安全性两方面使药物筛选更有效，为新药临床前安全性评价提供可靠的技术支持和保障。因此，代谢组学在毒物药物学的研究中将发挥极其重要的作用。

5 结语

代谢组学是处于科学研究顶端的前沿性科学，近些年中，其发展非常迅速。虽然由于技术和设备等的局限，我国在这方面的研究才刚起步，但其在中医药领域的应用已初步显现出了明显的优势，将其用于中医药学的研究，必将对中医药的现代化研究起到推波助澜的作用。因此，引进先进的技术和设备，大力开展代谢组学在中医药领域的研究，对于推进中医药现代化的进程具有重要的现实意义。

参考文献

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[10] Shockcor JP，Holmes E.Metabonomic applications in toxicity screening and disease diagnosis[J].Curr Top Med Chem，2002，2(1)：35.

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关键词：物理 计算机 个性

一、计算机技术发展下的教学方式

现代科学的日新月异，教学不断的革新，要求学生学习的知识日益增多，而学生在校学习的时间有限，必须在较短的时间里学到较多的知识，即较短的时间里获取大量的知识信息。因此，把多媒体技术引进到教学中去，成为当今教学领域的热点。多媒体教学可以改变传统的教学方式，优化教学过程，加大信息量的传授，激发学生学习的兴趣，发展学生的智能，提高物理课堂教学效率。

从认识论的角度看，学生对事物的认识过程的起点是对事物的感性认识。在物理科的学习中学生由于无法理解一些抽象的理论，而对物理产生一种畏惧的心理，阻碍了他们学习物理的情趣，但应用多媒体技术就可以直观的解释一些物理现象和规律，激发学生的兴趣，提高学习的效率。主要表现在以下几方面：

1.应用多媒体能够实现抽象到具体的转变

利用多媒体辅助教学的强大的动画功能及有关外设可以解决许多用常规手段难以表达或可见度低的实验、物体与物体的相互作用、气体状态变化等一些实验。这些画面清晰、形象直观并且可以瞬间定格、重复播放，既减少了教师的劳动强度又使学生理解快、记忆扎实。

2.应用多媒体能够实现从微观向宏观转移

由于条件限制，物理教学中有些物理的实验在课堂教学中无法演示，学生只能从理论上了解。像原子物理这部分内容，学生理解不深刻、记不住。我们可以应用多媒体的三维动画的进行动态的模拟演示。把中子、铀核等用不同颜色区别，让中子撞击铀核，伴随着一声巨响，看到裂变过程。当学生受此振撼时，其内容自然记忆深刻。 因而，应用多媒体课件让枯燥的物理理论得以升华，形象而又直观的过程感染了学生的学习的动机，使学生变被动为主动，从而更加崇尚科学，对科学学习产生浓厚的兴趣。

二十一世纪是信息时代，对于在学校里学习的学生，也应培养处理大量信息的能力。因而在课堂教学中教师应该向学生提供更多的信息、更多的资料，及物理学的发展情况，来扩展学生的知识面。教学过程中，教师经常花较多时间板书，特别是上电学课时写例题、画图例的时间更多，而采用多媒体中的显示文本的功能，这可使本应花十几分钟的内容在几秒内显示于学生眼前。由于使用多媒体的直观性也大大缩短了教学难点的突破过程。这就有时间讲解更多相关的知识和现实的应用，引导他们理论联系实际，丰富了课堂内容，而且从根本上改变过去"满堂灌"的教学弊端，给学生较多自由时间复习巩固，优化了课堂教学，增加了课堂的信息量。

物理是实验科学，具有很强的实践性，实验教学和演示实验是中学理科教学的重要组成部分。但在理、化、生课堂的学生实验和演示实验中，由于受到常规实验仪器、实验材料、危害程度等条件的限制，实验效果不如人意。而采用模拟型实验教学模式，通过多媒体技术模拟实验的辅助，模拟一些重要的在目前条件下难以完成的实验，弥补常规实验的不足，提高实验的演示效果。

二、个性化的教学方式

个性化教学是以人本的教学方式，长期以来，教师在教学过程中都遇到这样的困难，就是一个班的学生在学习过程中认知能力参差不齐，教师在教学中只能按照中间学生的学习水平备课上课。

首先，课堂教学中善于变静态课堂为动态课堂，实现班级教学与个性化教学互补与协调。课堂教学是实施个性化教学的主渠道，学生是课堂活动的主体。个性化教学主张尊重学生的人格，充分信任学生，关注个体，创设能引导学生主动参与、开放式的学习环境。因此本人充分利用物理教材中的“说一说”、“做一做”、“思考与讨论”、“参考案例”、“课题研究”等教学资源，实施由静态课堂向动态课堂转变，把学习中的发现、探究、研究等认识活动凸显出来，为学生的个性自主学习提供拓展、延伸的平台。增强课堂调控艺术，注重师生间、学生间动态的信息交流，以达到师生间的共识、共享、共进，形成真正的“学习共同体”。高中生已初步具备发现问题、分析解决各种问题的能力，因此在尊重、信任的基础上，要舍得放手，让学生自己去选择、设计、策划、组织、操作、展示和评价，培养学生自主、合作、探究等新的学习方式，通过改变其学习方式来促进每个学生的全面发展。而对于动态课堂中出现的个别特殊学生，要以宽容的态度、极大的耐心包容其不足，给予适时的点拨、鼓励和纠偏。

其次，在作业布置和综合探究活动中注重分类指导、坚持分层要求，实现班级教学与个性化教学互补与协调。现代教育心理学研究表明，“每个孩子都是一个世界──完全特殊的独一无二的世界。”由于学生的生活经验、思维水平以及原有知识基础等诸方面的差异，使得每个学生发展的速度和轨迹不同，发展的目标也有一定的差异，这种差异是客观存在的。因此在教学中坚持学会尊重个体差异。主动分析学生的个体特性、心理需要，通过个性化教学满足他们的个体需求。物理教学中通过多渠道正确了解、把握每个学生的特点及其发展潜力，注重分类指导，为每类学生提出适合其发展的有针对性的建议，坚持让每类学生在原有的基础上都得到发展。针对差异，充分发挥其所长，适当引导，分类要求，同时有意识地去弥补其不足；坚持分层施教，无论从课堂问题的设计、作业的布置以及课外实践活动的开展，都要坚持分层要求。如对尖子生或具有特殊才能的学生，要给他们创造条件，向他们提出更高的要求，让他们向着更高的目标前进；而后进生或学困生， 着重从思想上引导，方法上指导，知识上辅导。只有这样，才能真正达到个性化教学的目的：让每一个学生都抬得起头来，让每个学生都成为最优秀的自我。

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研究性学习作为一种学习方式，是针对接受性学习和训练性学习而提出来的。通常是指教师或他人不把现成的结论告诉学生，而是学生在教师指导下，自主发现问题、探究问题、获得结论的过程。研究性学习改变了学生以单纯地接受教师传授知识为主的学习方式，为学生构建开放的学习环境，提供了多种渠道，并增加了将学到的知识加以综合应用于实践的机会，使学生的创新精神和实践能力得到培养。因而研究性学习具有探索性、开放性、实践性、主体性、综合性、创造性等特点。笔者认为，可作如下界定：“研究性学习”是由学生在一定情境中发现问题、选择课题、设计方案，通过主体性的探索、研究求得问题解决，从而体验和了解科学探索过程，养成自主探索、创新的意识和习惯，形成和提高创造能力，增长知识积累和丰富直接经验的活动过程。实施研究性学习的关键是创设某种实际情境、学生的主体性研究活动和问题解决过程。目前，初中化学新教材中的研究性学习课题，根据研究活动的主要形式和方法，一般属于实验型、实践型和调查考察型等类型。

二、“研究性学习”选题的指导“研究性学习”的课题选择与确定，通常反映了学生的生活兴趣和人文背景，只要能与学生现实生活相联系和学生感兴趣的问题，均可作为研究性学习的课题。因此，在研究性学习的课题选定上，可以由学生自主设计;或在教师指导下由学生选择;还可以由师生合作共同确定。

1.重视课题的基础性

学生的研究能力是在长期的探究活动中逐渐培养起来的。初中化学是启蒙教学，学生对化学知识和化学研究一无所知，因此，在选取课题时要起点低，要从容易研究的课题上着手，由浅入深，培养学生对研究性学习的兴趣和信心。如：“钢铁制品锈蚀条件的探究”等课题。

2.考虑课题的层次性

初三学生在学习上存在个体能力的差异性。因此，学生选取研究性学习课题时要有所侧重。对一些思维迟缓、动手能力差的学生，应选容易研究的课题。如：“当地水资源污染情况调查研究”等课题。对一些能力较强的学生，其内容的选定，要体现课题的综合性、社会性和学术性。如：“当地农村常用化肥的施用对土壤的影响？等课题。

3.注意课题的开放性

课题的开放性具有二个层面：（1）学习内容的开放性，化学研究性学习的课题既属于单学科的教学内容，又属于综合实践课程中的一部分，既有多学科综合交互，又偏重于生活与社会实践。如：“环太湖水源保护研究”等课题。（2）研究视角的开放性，化学研究性学习目标的确定、切入口的选择、研究方案的设计、探究方法的运用，均具有灵活性和不确定性，这就给学生研究能力的培养留下了足够的空间。如：“环太湖水源保护研究”课题可分成“生活用水、农业用水、工业用水的保护研究”、“环太湖污染的防治研究”等子课题。

4.注重课题的问题性

化学课题的选定，教师不能简单地提供一些材料和做法，让学生“依样仿画”来选择，而是需要学生主动学习和探究的问题。为此，教师可展示案例，创设情景或让学生直接提出问题。

三、研究性学习课题的选定

1.从学生身边事物和现象选题研究性学习重视联系生活和社会实际选题。为培养学生关心自然事物和现象并产生兴趣，就应从身边的事物和现实中选题。人们每天都要喝水、用水，学生十分熟悉，但是却不了解我国的水资源和水污染的情况，更不会去保护水。新教材设立的这个研究性课题就是要学生从身边最近处切入，使其体验到“处处有化学”的实感。

2.从学生生活实际环境选题南京炼油厂的水源有无污染，其污染的主要来源及防治情况应引起学生关注。根据学生现有知识水平和生活实际环境，我们确定调查研究型课题为《调查南京炼油厂水源污染情况及原因》。此课题调动了学生研究的热情，激发学生探索学习。在此过程中，使学生获得科学的方法和提高解决问题的能力，同时也增强了环保意识。

四、初中化学“实验探究”教学的理论基础

1.现代科学的理论基础现代科学观点认为：科学应包含着科学知识和认识科学知识的过程与方法。因此，化学教学不仅要向学生提供已经获得过的系统知识，还要有效地传授用来探索及检验这种知识的方法。否则，就不能体验科学发现的过程，就无法使学生了解科学知识的全貌。所以，现代化学实验教学，不仅要加强实验基本技能的教学，更要对学生进行探究科学知识的方法进行训练。

2.知识再生产的理论基础

科学研究过程是科学知识的生产过程，科学教学过程是科学知识的再生产过程。科学知识的认识，相对人类而言是已知的，对学生却是未知的，因此，学生要想获得科学知识，也必须以实验为基础，按照科学研究的一般认识过程，运用科学的方法来认识事物和探究事物。