走出西方“大科学”概念的误区——兼论中国古代四大科学

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李玉山

  近年来国际科学界提出了大科学的新概念，由此又派生出了“大科学”和“小科学”之分，认为“小科学项目是小的侦察部队，大科学项目是打攻坚战”，“小科学是一种假设驱动的科学，而大科学则是一种发现的科学”。以至引起了科学研究的极大混乱，严重影响了人类科学事业的进步。因此，消除误区、正本清源，应是现时科学事业发展需要解决的问题。

一、从“格致”演变为“科学”谈起

科学的概念在中国古代称为“格致”。《礼记·大学》中说：“致知在格物，物格而后知至。”格物致知，格物穷理，谓穷究事物的原理而获得知识。从晚明意大利传教士利玛窦等到中国传教，介绍西方学术以来，到甲午中日战争以前出版的许多科学著作多冠以“格致”或“格物”之名。

在清代末年，格致是对声光化电等自然科学部门的统称。“格致”一词到了鲁迅的时代还在使用，鲁迅在《呐喊自序》中说：“在这学堂里，才知道在这世上，还有所谓格致、算学、地理、历史、绘图、和体操。”“科学”一词是一百多年前的近代由日本传人中国的。本来日本在幕府和明治维新初期也是吸收中国文化而使用“格致”“格物”和“穷理”这类概念的，用以指称科学技术。据樊洪业  《“科学”概念与科学杂志》一文中介绍：“1874年赴荷兰留学回国的西周时懋，在《明六杂志》上发表文章介绍西方文化时，最先把ence译为‘科学’。为什么这样呢？因为他很推崇法国的实证主义哲学创始人孔德(A - Comte，1798~1857)，孔德按‘实证性水平’对各门知识分类，排出了天文学、物理学、化学、生物学、社会学的次序。受此影响，西周就把sclence理解为‘分科之学’，于是译为‘科学’。”

西方“科学”是“分科之学”，这是一个非常重要的概念。而“格致”一词，从字面上理解也有“分格”致知、“分格”穷理的意思。元代学者许歉把天文地理、典章制度、食货刑法、字学音韵、医经、术数等都置于他的格物致知的范围之内。明万历年间胡文焕辑《格致丛书》著录达206种，所收为名物、训诂、文学艺术等书。清颜元则解释“格物”为“犯手（动手）实做其事”，并说“手格其物而后知至”。这也表达了“分格”物质的思想。

然而“格致”之所以彻底被“科学”所取代，虽与清政府被推翻以后，蔡元培执掌民国政府教育部时，宣布在学校中废除“经学科”，在词语上与经学有直接历史渊源的“格致”一词也由此废止，学校中的“格致科”仿效日本的说法，变成了“理科”有关；恐怕还与在清末乃至辛亥革命后中国知识分子头脑中曾经根深蒂固地延续了1 000多年的“科第”、“科举”、“科考”、“学而优则仕”的国家政治制度有关。因此，“科学”一词显得犹为响亮，深人人心。加之“西方科学”确实具有时代的先进性，当西方“分科之学”大行其道的时候，以至于博大精深的中国几千年来探究宇宙大自然事物整体存在运动演化之“大道理”也被忘却了。

二、“科学”无“大”“小”  研究工程有区别

    “大科学”( big science)一词，是美国科学家温伯格( Alvin Weinberg)在1950年提出的。他指的是大型火箭和高能加速器等大型的科学研究装置。而近年来国际科学界开始广泛地使用“大科学”的概念，但“目前尚无统一的定义”。

关于当代所谓“大科学”的研究状况，刘云在《大科学研究主要特征与运行模式》一文中作了这样的介绍：“目前被称为‘大科学’研究的科研项目，主要表现为投资强度大、多学科交叉、需要昂贵且复杂的实验设备、研究目标宏大等。根据大型装置和项目的特点，我们可以将大科学项目研究分为两类，即，第一类是需要巨额投资建造、运行和维护大型研究设施的‘工程式’的大科学研究，又称‘大科学工程’，其中包括预研、设计、建设、运行、维护等一系列研究开发……第二类是需要跨学科合作的大规模、大尺度的前沿性科学研究项目，通常是围绕一个总体研究目标，由众多科学家有组织、有分工、有协作、相对分散开展研究。”

显然，所谓“大科学”研究，实际上是大的“科学研究工程”或“科研工程”。科学研究是建立在“科研工程”基础之上的。“科研工程”是科学研究的基础或手段．当然也可以是科研本身。科研工程有大小之分，科研成果、科学发现也有大小之分，但大的科研工程未必有大的科研成果，甚至连小的科研成果也得不到，而小的科研工程却可能得到大的科研成果、大的科学发现。这正是科学研究探索不同于一般企业生产的辩证法。就被公认为大科学的高能物理学而言，不过是用大的科研工程研究基本粒子，依然是“分科之学”，而不是什么“大科学”。

    众所周知，发现遗传定律的孟德尔(1822—1884)原来是天主教神父，由于智慧、灵感与兴趣，他在教堂庭院里种豌豆进行杂交实验，几乎没有花什么科研经费。之后，于1865年发表了《植物杂交试验》的论文，提出了遗传单位（现在叫基因）的概念，并阐明其遗传规律，成为近代遗传学的基础。他的“科研工程”可谓小之又小，可是他的发现却成为19世纪人类科学三大发现之一，不可谓不大。而近几年全球媒体大量报道的“人类基因组计划”，动用了几十亿美元的科研经费，经过几个国家的数百位科学家几年的努力，终告完成。但是其科学发现意义无论如何大，也无法与孟德尔一个人发现遗传定律的重意义相比。前者是开创性的，而后者主要是重复性的，不是大的科学发现，而是工业化的生产科学信息，创新意义非常有限。

    “1971年美国总统尼克松提出了‘抗癌战争’的大计划，宣称要在1976年战胜癌症，尽管投入的人力物力都要超过人类基因组计划，但在30多年后的今天癌症仍然是严重威胁人类生命的顽疾。”而有的医学工作者凭着自己个人的智慧、灵感和毅力，在抗击癌症的道路上已经迈出了有意义的步伐。

    爱因斯坦提出了“统一场论”，并耗费了他后半生的心血，但却毫无结果。今天有人动用几千万元、汇集许多科学家参与，结果必然是空忙一场。是不是爱因斯坦的个人研究探索是“小科学”，而花费巨资、汇集多人参与研究的所谓“大项目”，就是“大科学”了呢？

显然，科学探索并无大小之分。具有绝对新意义上的科学探索，不是一般意义上人力物力的投入所能达到的目标，而主要来源于个的智慧与灵感。正如英国科学家马克斯·佩鲁茨说过：“科学上的创新是不能够组织的，从上而下的指引将抹杀创新。”把需要巨额投入的科研项目称为“大科学”，必将严重误导社会视听，使人们以为——只有高投入才有大成果，只有人多势众才有大成果，这必然会对具有绝对创新力的个人产生压迫，使一个国家的创新能力被严重削弱，影响科学事业的有效发展。

一般科学劳动意义上，我们承认集体的力量；但在绝对创新的意义上，个人的智慧与灵感永远是创造力的第一源泉。至于“分工整合”式的研究，如全球变化的研究，是可以称为大科学的。之所以称为大科学，并不在于其研究规模大，而仅仅是因为全球变化是整体性自然运动规律的研究。

三、大科学：宇宙大自然事物整体整合运动演化之道

西方科学伴随着资本主义时代的兴起辉煌了几百年，然而在全球化时代到来的时候，“分科之学”似乎也走到了尽头。20多年前，在美国兴起了所谓的“复杂性科学”研究，并把“分科之学”称为“还原性”科学，而复杂性科学则是研究“整体性”的科学。

其实，关于宇宙大自然事物整体性运动演化之规律，在3000多年前的中国已经有了非常精深的研究，并统称为“道”。而“大道无形”，使得中国古老的科学文明显得既神奇又有些玄虚，难以为“分科之学”占统治地位的现代社会所普遍接受。大自然事物整体性运动演化之道，可以称之为“道理”，当然也可以称之为“大道理”，但是在现实社会环境下似乎称之为“大科学”更容易为社会公众所接受。考察中国古代对大自然事物存在运动演化规律的研究认识，可以概括为四个方面的大科学大道理：1．周易大科学；2．中医中药大科学；3.汉语言文字大科学；4．中国哲学大科学。

    1．周易大科学

周易大科学的研究将揭开宇宙大自然生命运动的基本规律。周易大科学作为群经之首，是中国四大科学的核心内容。《四库全书》的编著者已经认识到了周易的无限包容性：“易道广大，无所不包，旁及天文、地理、乐律、兵法、韵学、算术，以逮方外之炉火，皆可援以《易》以为说。”这是说用周易理论可以解释说明方方面面的问题。虽然他们没有提到“生命”，但这并不影响他们对周易或易学的“形而上大科学”意义的认识。

新加坡资政前总理李光耀说：“《易经》有简单而又深奥的内涵，大到太阳系、银河系，小到基本粒子和生物遗传密码的各个层次，其中自然也包括电脑的原理。它存在于时间域、空间域，亦存在于物质结构，存在于事物的变化过程和相互联系之中。”

复杂性问题研究是当代世界最前沿的科学问题。在公开发表的成果中，美国桑塔费研究所处于相对领先地位。美国研究“复杂性”科学家指出：“在我们思考混沌和复杂性科学理论的社会意义时，中国古代哲学思想给我们以巨大的灵感。在本书中（《混沌七鉴——来自易学的永恒智慧》引者注），读者将会看到我们援引道家、佛学、太极、变易等中国概念。”“混沌新科学并行于或恰好赶上《庄子》或《易经》中所表现的那种中国古代智慧。”

玻尔是现代物理学基础的量子力学的开创者之一。在玻尔看来，量子力学中的“粒子性与波动性”、“运动量与值置”、“连续性与非连续性”等等的关系，如同阴阳两极所表现的那样：两者既对立又互补、两者互为前提、相反相成、缺一不可。玻尔充分认识到他的互补概念与中国古典哲学思想之间的平行性，更把太极图作为自己家族族徽核心的图样。

易经中所蕴涵的阴阳“二进制”规律，是对自然演化规律极为深刻的揭示，“白晋认为，六十四卦所组成的系统中包括了所有科学的总原理”。而莱布尼茨则认为“伏羲是中国最古老的君王和哲学家，他已经理解到事物的源头是有与无，也就是说，他的神秘图像显示对上帝创世的某种比拟，其中包含了二进制（并且暗示了更伟大的事物）。我在数千年之后重新发现了所有的数字均可由两个符号来表示，即0与1。

    2.中医中药大科学

    我们说中医中药大科学，并不是要贬低西医的科学价值，而仅仅是说明了中医与西医是两个方向不同的医学体系。中医和西医是平等的，所不同的是在中国古代中医有如此辉煌的成就，就针灸而言，现代人尚不能完全理解，这不能不说是一个奇迹。在这个意义上，西医的确是望尘莫及的，这应该是没有问题的。

    中医的太极、阴阳、五行、经络、元气理论讲的是人体生命运动的普遍联系和全息，天、地、人之间的运动感应。因此，中药主要用于调节人的气血盈亏，滋补元气；针灸则是激发人的内能运动协调流转。讲究辨证施治的中医，强调的是人体生命自组织运动的平衡发展，扶正祛邪——重在治本，讲究实证，玄虚成分很薄，其中无与伦比的巨大价值还需进一步的研究发展。

    人的疾病的产生，常常是由于多方面原因，亦可能是伤标及本，亦可能是本乱动标。人不同，依病不同，依病的时间不同，依病的影响深度及波及部位不同，治疗是大有学问的。如果是伤标及本未及太过，元气未伤则治标足矣；若已伤元气，则需治标又需固本；如果是本乱动标，必须是正本清源辅以治标。能否准确地判断病因，科学地度量把握病情，恰到好处地辨证施冶，这也就是名医与庸医的根本区别了。

    由于生物、遗传等生命科学的一系列重进展，现代科学技术的高度发达，基于西医理论的心理疗法，基于中医理论运用电子技术而发明的一系列神奇的医疗机械，展示了令人难以置信的医学奇迹。看来，从经验伦理走向科学真谛，以中、西医学理论根本合璧为基础的医学革命不会很远了。届时，人类的健康长寿将会产生一个飞跃。

   3．中国汉语言文字大科学

一个民族的语言文字总是一个民族最高智慧的结晶。一切文学、哲学、科学的思维、描述都必须以语言文字为基础。语言文字的表达能力决定文学、哲学和科学的思维表达能力和创造能力。中华文明作为延续5 000年而没有中断的伟大文明，是世界上唯一的，而汉语言文字无疑是这个伟大文明中最高智慧的结晶。对于中国汉语言文字的巨大科学意义，由于这个工作尚未能有效地展开，因此暂时还不可能为人们所认可。实际上训诂、注释和考据之学已经作了很有意义的工作。

清代思想家、一代考据大师戴震说：“经之至者，道也。所以明道者，其词也。所以成词者．未有能外小学文字者也。由文字可以通乎语言，由语言以通乎古圣贤之心志，譬之适堂坛之必循其阶，而不可以躐等。”

生活在17世纪末与18世纪初的欧洲大科学家莱布尼茨认为“中国的文字‘也许在很大程度上与哲学有关，也许建立在非常理性的基础之上，如数学、秩序以及事物之间的关系所代表的那样’。”这个认识非常精深。显然，运用汉语言文字中所蕴涵的中国古代大智慧，将使我们在当代世界科学前沿的探索“驾轻就熟”，产生巨大的超越，领导世界科学发展新潮流。

这里仅举“化”字为例说明。演化、文化的“化”字，单立人字旁加一个“七”字，表达的是一个“逾七为化”的“八进制”的大自然生命存在运动演化之道。《高级汉语词典》解释如下：“化，古文字为‘七’(hua，与化同音)。会意：甲骨文，从二人相倒背之形，一反一正，以示变化。本意：变化，改变。”“七”(hua)表示两种相反的变化，是非常重要的“大科学”内涵，表示“演‘七”(hua)（演化）的结果是双向的，既可能“化生”，也可能“化衰”。比如，诸葛亮“七擒七纵”孟获，实现民族和好——化生：而“郑和七下西洋整合世界”，创造了世界封建文明的顶峰。物极必反，伴随着西方文明的崛起，中华文明走向衰落——化衰。

《庄子·应帝王》中有关于混沌的一个故事。“南海之帝为倏，北海之帝为忽，中央之帝为混沌。倏与忽时相与遇于混沌之地，混沌待之甚善。倏与怨谋报混沌之德，曰：‘人有七窍以视听食息，此独无有，尝试凿之。’日凿一窍，七日而混沌死。”这个故事明白无误地说明了“逾七为化”的自然演化之道。

关于“逾七为化”的“八进制”，我们可以看到音乐的“八音律”：1、2、3、4、5、6、7、i．表达的就是一个“逾七为化”的自然规律。外科医生作手术，刀口缝合至少要过七天才能拆线，因为刀口至少要过七天才能长合——逾七为化。

物质元素有100多种，所有的元素基本结构为原子核加核外电子，核外电子最多为七层，以原子核为零，则原子结构为一个完美的八进制。

瑞典生物学家林奈（1707—1778）开创了现代生物分类学，在《自然系统)一书中提出了“界、门、纲、目、科、属、种——七层次生命演化空间，为科学界普遍承认并广泛使用。

今天，伴随着全球化时代的到来，人们开始提出自然科学的多学科交叉、自然科学与社会科学交叉。实际上，不仅是一个学科交叉问题，更是一个学科大整合问题。但是由于传统的自然科学与社会科学学术语言表达几乎完全不同，给分科之学大整合带来巨大的困难。尤其是许多社会科学工作者缺少自然科学理论基础，因此，对社会现象中所表达的自然规律的论述，就显得力不从心，难于解释清楚。而一些自然科学工作者往往疏于对社会现象的了解和对一般自然规律的深刻把握，而把一般自然现象与宇宙大自然演化发展的最高层次——人类社会完全割裂开来，形成两个完全不同的科学领域。这样的研究对宇宙大自然运动演化发展规律的认识都不可能是深入的、全面的。而借助于中国汉语言文字大科学，无论是社会科学还是自然科学研究都将走向一个新的起点。

   4．中国哲学大科学

科学与哲学最根本的区别，就是科学对自然事物运动形态判定有明确的“精准性”；而哲学常常是百花齐放的思维空间，是科学创新“乐土”。

“西方思维方式的基点是个体性，而中国思维方式的基点是整体性。” “机械论自然观的一个具体表现是相信确定性，相信自然法则的存在。如1812年拉普拉斯认为‘没有一件事物会是不确定的’只要能找到一个无所不包的宇宙方程，并且知道宇宙的一切初始条件和边界条件，那么，宇宙的‘过去和未来都会呈现在他的眼前’”。

实际上3 000年前中国的老子有过更精彩的论说。老子在《道德经》第二十五章中说“有物混成，先天地生。寂兮寥兮，独立而不改，周行而不殆，可以为天地母。吾不知其名，强字之曰道”。这个“道”不就是活生生的“宇宙方程吗？这是东方中国“整体生命”演化的“方程”，而不是西方“机械”的“方程”。

当然，西方人注重分析的思维倾向，促进了形式逻辑的发展，并形成了严密的形式逻辑体系。而东方中国的整体归纳，则抽象出对自然运动规律的精确揭示。由于“中国哲学”的那些思想是对宇宙大自然整体运动演化规律的精确揭示，因此我们把中国哲学的“思想”称之为“中国哲学大科学”。

“三”这个数字，东西方人都有深刻的认识。亚里士多德在《论天》中讲到毕达戈拉斯学派对“三”的看法：“正像毕达戈拉斯学派说的，世界以及其中的一切都是由数目‘三’所决定的，因为开端、中间和终结就提供了‘全’这个数，他们将这个数叫做‘三’。”

而中国哲学中的“三”，则是自然演化之道的精确表达。老子在《道德经》四十二章中说“道生一，一生二，二生三，三生万物。”人的受精卵经过一分为二、二分为四、四分为八的三次分裂，成为八个可以分别发育成长为人的干细胞，充分表达了“三生万物”的自然规律。然后，细胞的进化又经过了一个全能——多能——专能的演化“三级跳”。从一个单细胞的“受精卵”变成一个“人”或其他多种高等生物，从而“涌现”或“突现”出具有各种各样生物形态与功能的“万物”。当然，这个“三生万物”与受精卵的三次分叉进化的“三生万物”是不同质的“三”演化过程。

    中国哲学是以老庄哲学为代表的。老子的“三生万物”和庄子的“逾七为化”，其数学表达的简洁之美、对宇宙大自然整体整合运动演化普遍规律揭示之深刻，是任何西方科学的定律都无法与之相比的。因此，我们当然地可以把“三生万物”称为“老子定律”，把“逾七为化”称为“庄子定律”。相信这个规范的名称，用不了多久就会得到世界的普遍承认。

科学发现有其必然性和偶然性。就是说，人们发现自然规律是必然的，但如何发现与何时发现和由何人发现，则是偶然的。作为发展中国家，要想科技走向世界的前列，即有“追赶”的任务，又有“创新”的任务。中国古时候有个“田忌赛马”的故事，讲的是处在劣势的情况下如何取得优胜。我们应当学习田忌的智慧，把好钢要用在刀刃上，走出西方“大料学”的误区，实现后来居上的目标。