自然科学中的几个基本问题
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自然科学中的几个基本问题
&&&&&& 社会发展到今天,人们踌躇满志地可以用科学技术对自然世界做出一个统一的描绘了.因为当代的科学技术已经发展成了一个庞大的体系,整个科学技术的大厦是相对独立的建构在了整个人类文明的基础之上.自然科学技术对物质世界的描绘构成了一幅斑驳陆离的自然图景.
&&&&&& 在现代科学技术中,90%的知识都是20世纪50年代以后取得的.本属物理科学下的力学、热学、光学、声学、无线电学、微电子学、激光、原子能等分支学科,现今都已发展成了各自独立的学科.这些学科有力地支持了机械、冶金、建筑、电力、核能、航空、航天、计算机、通行等工程技术的发展.现在世界上每天发表的科技论文数量就达6000---8000篇之多,而且科技论文发表的数量每隔一年半就会增加一倍.据初步统计,人类的科技知识,在19世纪的时候每50年增加一倍,到了20世纪中叶,每十年就会增加一倍,现今呢,每3至5年就增加一倍.当下,全世界每年批准的专利数就高达120万件.科技知识的大量涌进,使得自然科学的学科总数已达6000多门,研究的范围之宽广,门类之齐全,真乃前所未有,繁若灿星,它汇集了整个人类改造自然的智慧与能量.
&&&&&& 第二次世界大战以来,科学技术的发展历程,经过了5次重大的变革.早在1945---1955年的第一个10年里,科学技术的主题是以原子能的释放和利用为其标志,那是一个核能利用的新时代;到了1955---1965年的第二个10年里,科学技术的主题则是以人造地球卫星的发射成功为其标志,它意味着人类开始摆脱地球的束缚而向空间进发了.在拓宽人类的生存领域方面迈出了可喜的第一步;1965---1975年的第三个10年间,科技突破是以重组DNA的实验为其标志,人类进入到了可以控制遗传和生命过程的新节段;1975---1985年的第四个10年里,则是以微电子技术的大量生产和广泛使用为其标志,从而打开了人脑延伸的新篇章;1985---1995年的第五个10年,是以软件开发和大规模的产业化为标志,使人类进入到了信息革命的新纪元.当下的科技革命将是解决社会发展中出现的能源危急和以超微技术的突破为标志,它将引领人类21世纪新的产业革命出现为目标.现今的科学技术正在步步逼近自然界的种种“极限”.诸如目前的超高温、超低温、超导、超真空、超强磁场、彻底失重等研究课题已经取得了进展.可以相信,21世纪的人类将超脱“尘寰世界”,进入到一个新奇的生存领域.当然我们也应看到,科学技术的发展与进步同人类的命运息息相关,它一方面为人类的福址建立了物质基础,也为人类未来的生活构画出了无限美景.然而科学技术的飞速发展又给人类的生存环境带了无尽的忧患.但无论如何,人类是离不开科学技术的,它那滚动的巨轮总是一路向前.这是因为自然科学技术的根本任务就是研究自然世界中各种物质的形态、结构、性质和运动规律的.通过不断的探索新问题、不断的研究新现象,从而揭示出自然界中的新规律,建立起新理论.理论转化成社会生产技术,生产技术又促进了经济和理论的进一步发展.每个时期的科技成果都将为人类建构的这个科技大厦增砖添瓦,自然科学技术的使命就是如此.又何须杞人忧天.
&&&& 自然世界是由物质构成的,自然世界中的物质既有结构层次上的差异,又有运动形式上的不同.千变万化的物质形态所形成的扑朔迷离的物质世界,让科学家乐此不疲.随着研究的不断深入,人们终于发现:物质的结构有:宇观、宏观、微观之分.它是基于研究对象的不同而有所区分,诚如:大至星系、星团、太阳系、地球、月球,小至分子、原子、核子、粒子等.物质的运动形式纷繁多样,它有物理上的天体运动、质点间的机械运动、场型变换中的电磁运动、能量转化的光热运动,还有化学上的化合、分解运动;再有生物学上的进化、遗传、变异等生命运动.所有的物质都具有结构上占空间,运动上要时间,整体与局部,有序与紊乱,规整与分化…自然界就是这样给人类提供了一个繁杂缤纷的生存环境.
&&&&&&我们说不同类别的物质各有其特有的属性和运动规律.作为现代文化语境中的自然科学技术,在其探索自然界的奥秘时,由于研究对象的不同,诞生出不同的基础学科.诸如物理学,它是研究自然世界物质结构及其运动规律的科学;力学是研究物体在力的作用下所产生的机械运动规律;化学是研究在原子、分子层次上物质的组成、结构和性质变化的科学;生物学是研究生物个体的产生、发展、死亡和物种进化间的关系及其规律的科学;天文学主要是研究天体的结构、运动和演化的规律;而地理学是研究地球内部和表面、海洋和大气的组成、结构、演化和运动规律的科学.数学这门科学比较特殊,历史上一直将数学列入自然科学中的基础部分,原因是它以客观物质世界的数量关系和空间形式的变化、变换以及它们之间的相互关系为研究对象的.然而随着学科的发展和数学自身的特点,现在也有一种意见倾向于把数学视为不依附于某门学科而独立地存在的学科.因为它研究的是量与形的变化规律,它使得世界变得统一化、抽象化、去质化了.基于以上各学科研究对象的不同,在科学技术不断深入发展的进程中,出现了两种不同的发展趋势,即一方面使学科中的内容不断分化与独立,另一方面又使学科间的相互交叉与综合.这两种看起来完全不同而对立的发展趋势,其实它们有着必然的内在联系,有着深刻而高度的一致性.由于现在学科数量的迅猛增加,以至于在我国的学科分类标准中,一、二、三级学科总数就超过了2800种.还有新的学科不断涌现,这将使得学科间的传统界限逐渐消失.这样一来,学科间的交叉和相互渗透就成了主要的发展趋势,导致了学科的综合与交叉科学的整体发展.自然科学的总体图景将呈现出一个多层次、纵横关联而又动态发展的主体网络结构.
&&&&&& 本文题目中所说的自然科学的基本问题,是指那些自古以来,人类的圣贤智者们就开始探索而至今仍在不停地追根溯源的自然世界的奥秘.诸如物质结构之迷;宇宙的起源与演化;地球的生成与演变;生命的起源与智力的发展;系统的复杂性研究等根本追问.这些永恒的追问正是那些与人类的认识论、自然观等哲学命题紧密相关的,它们与当前的重大哲学问题相互映证、相互促进,从而加速了科学技术文化的大发展.我崇尚科学的实证性.然而在我思想的一角又保留着对宗教的敬仰,我想将其二者都统一在哲学里,每每因其它们之间的冲突而难以协调而使我不安.我上下求索,想整理出一条思路,使它们所共同遵循的原则作一条红线贯穿其间,最终在顶点相交.鉴于本人知识水平的局限,想要在几纸断章残篇的文本中,分门别类地阐明各个学科间的基本问题的内涵、特征和前沿,那简直是痴人说梦,然而对于我自己来说意义就不一样了.我记得物理学家利奥.西拉德有一次对他的朋友汉斯.贝特说:“我准备写日记,但我不准备发表.我只是想记下科学事实,供上帝参考.”贝特问道:“难道上帝不知道那些事实吗?”西拉德说:“知道,上帝知道那些事实,可他不知道我是这样描述事实的.” 正是这段对话激励了我,我也想用自己的方式把自己知识结构作一番梳理,温故而知新,进而尝试着将自己对自然科学的理解,升华到对人性高度的层面上来考量,那才是我的真实期望的目标.这种想法基于下面的事实.由于当前科学技术发展的专业化,从事某一领域的专家学者通常会在自己的专业视域下,越钻越深,但对其它专业所知甚少.这样一来不但不利于当前的学科交叉而有所创新,而且还容易造成自身心理上和人格上的断片化.因为科学的人文精神只有在对科学技术全面和整体的了解中才能被领悟.只有通过各个学科的主题发展进程,方可了解到科学所揭示的整个自然界的全貌是个什么样子.只有明析了在不同时期,个体的科学家们在其探究的过程中所采用的科学的方法和所依赖的哲学的背景,才可了解到科学家应尽的社会责任以及科学家丰富多彩的个人生活;从他们那些有血有肉的正义人性中了解到那些杰出的科学人物是怎样反对一切功利主义和工具主义的;同时也可以看到他们怎样旗帜鲜明地用自由的理念来抗拒科学的人性异化的过程.科学技术的发现和创造决不仅仅是单纯的科学技术问题,而是为了实现一种美学理想,伸展一种价值理念.科学技术的目标必须受制于、服务于更高的人性目标,那就是整个人类与世界的和谐统一.只有这样我们才能真正感受到古人所说的“天人合一”、人与自然的统一性、科学与文化的统一性的真正含义,从而领悟到人生的意义以及人类在自然中的真正位置.
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理论是基于人类对自然界的认知程度而变迁的,科学发现是人类对自然界认知的增进或改变,它自然会导致各种理论形式的改变,这当然包括辩证唯物主义的理论形式.
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