自然观对科学技术研究的意义

自然观对科学技术研究的意义
自然观对科学技术研究的意义

自然观对科学技术研究的意义
论自然观对科学研究的影响
　　胡 澜 《 人民论坛 》（2010年第17期）
　　【摘要】现代自然科学的建立和发展推进了辩证唯物主义自然观的形成.人作为科学研究的主体,是在自然观的指导和制约下进行一系列研究活动.因此自然观影响了科研工作者对世界的认识,改良了科学研究的方法,同时还影响了研究者对自身的认识和科学的态度的形成.
　　【关键词】自然观 科学研究 辩证唯物主义
　　所谓自然观,就是人们对自然界的总的看法,是对自然界本来面目的理解；而科学研究则是主观认识与客观对象相互作用的结果.哲学和自然科学发展的历史表明：哲学每前进一步,都依赖于和伴陪着自然科学的巨大进步；同样,自然科学的每一步发展,也都凝聚着和渗透着哲学的指导.自然科学的发展,影响了新自然观的建立与形成,新的自然观又作用于科学研究,推动科学技术的进步.
　　现代自然科学的建立推动了新自然观的形成
　　在古希腊时代,哲学与自然科学浑然一体,哲学家与自然科学家一身二任,看起来二者的关系很“和谐”,不过,那都是两者本身的发展都还不充分、不成熟的结果和表现.近代以来,科学与哲学的尖锐对立（或者说是完全不搭界的过于统一）,是否大有愈演愈烈之势：机械唯物主义者把自然科学看作反对宗教神学的思想武器；以新托马斯主义为代表的宗教哲学,却又把自然科学当作论证上帝存在的工具；以黑格尔为代表的泛理性主义者,妄图建立凌驾于自然科学之上的“科学之科学”的哲学体系；还有像柏格森这样的非理性主义者,则蔑视和否定科学的作用……正如马克思指出的那样：“哲学对自然科学始终是疏远的,正像自然科学对哲学始终是疏远的一样.过去把它们暂时结合起来,不过是离奇的幻想.存在着结合的意志,但缺结合的能力.甚至历史学也只是顺便地考虑到自然科学,仅仅把它看作是启蒙、有用性和某些伟大发现的因素.然而,自然科学却通过工业日益在实践上进入人的生活,并为人的解放做准备.”所以,到了现代科学,特别是现代物理学建立后,这些存在有严重缺陷,或者完全错误的观点才开始逐渐逆转过来.
　　现代物理学的建立,与传统物理学（经典物理学）的危机分不开.从发现万有引力定律形成牛顿力学体系,经过18～19世纪物理学家的努力,所谓的经典物理学已经发展得很完备了.但是,用经典力学的观点,很多的实验结果和理论的预期都产生了矛盾,加上接二连三的突破传统观念的新发现如X射线、铀的放射性、电子等说明物质原子并不总是恒定不变,而是可以变化、可以分解的.这些突破传统物理观念的实验发现,带来20世纪初期物理学理论的两大突破：一个是相对论,一个是量子力学,它们分别解决了从宏观到微观的一系列现象.现代科学在各个前沿的推进和这两大理论突破密切相关.如果说现代科学还有第三大贡献的话,那便是基因论——如同中国古老的《易经》描述的全息理论.
　　这些现代科学的发展,导致新的自然观形成.当科学从哲学的母体中分化出来以后,哲学家们往往以他们所处时代人们广泛接受的科学理论所描绘的自然图景,作为其本体论研究的出发点,并通过对科学前沿哲学问题的研究来促进认识论和方法论的发展；科学家们也通过这种科学哲学的探讨,来加深对科学概念及其思想内涵的理解.自然科学领域迅猛发展和接连突破,撼动了人们的传统观念,改变着科学世界的图景.所以,在一定意义上说,新自然观是自然科学发展的产物,现代科学发展的丰硕成果,已经能够用确实可靠的知识为人们描绘关于自然界发展的全貌,从而为新自然观的产生奠立了坚实的自然史的基础.而新的自然观创立,又为自然科学提供了正确的世界观和方法论的指导.
　　自然观对科学研究的影响
　　科学作为对自然界和人类社会各个领域的特殊规律的认识和反映,离不开一定的世界观和方法论的指导——如果不是受到正确的,就是受到错误的世界观和方法论的指导.科学研究表现为科研主体对信息材料进行分析、综合等的思维过程.这种思维过程不仅是一种再现性认识,而且是建构性活动.
　　自然观影响了科研工作者对世界的认识.当今科学所研究的对象,更多的是微观或者是宇观的客体,它们的性质与规律,已经不可能被人类的感官直接感知,这就必须从认识论的角度,说明这些微观或宇观客体性质与规律的合理性与真实性.这种认识论便受研究者的自然观左右.比如,在量子力学的赖辛巴哈解释中,赖辛巴哈建立了一种新的逻辑形式,揭示了用传统形式逻辑描述不确定现象时的困难.因为量子物理理论具有高度的辩证性质,“非此即彼”的形式逻辑思维,已不能解释清楚众多的“亦此亦彼”的现象.这新的逻辑思维方式,是受自然观影响下科研工作者对世界的认识,它成为现代物理学取得进一步突破的关键.
　　关于自然观影响了科研工作者对世界的认识这个问题,爱因斯坦对此有过非常重要的认识, 他说：“理论物理的公理基础不能自实际经验提炼出来,而是要创想出来.”所以,自然观影响了科研工作者对世界的认识,更教会了研究者辩证地认识世界.自然界是辩证的,只有在科学研究中运用辩证思维的观点去认识这个世界,才能更准确、 更真实地认识整个自然界.
　　自然观影响了科学研究的方法.科研工作者作为研究主体,接收外界信息的能力是有限的,而客体属性是丰富多样的、无限的.因此,主体总是在某种思想、理论观点指导制约下,按照一定的理论框架有选择地获取信息材料,组织观察、调查、实验及分析综合等研究活动,探索某种客体运动、变化的规律.科学研究的结果往往取决于研究者的方法,如理论与实验、归纳与演绎、分析与综合、类比联想与猜测试验、理想化方法与模型化方法、估算与概算等等.科学的发展总是与方法的更新与发展紧密相连,相辅相成的.例如近代物理学的诞生,就得益于伽利略、牛顿等人在研究方法上的大胆创造与革新,他们把观察、实验等经验方法与数学、逻辑等理论方法有机结合起来,甚至还发明新的数学工具——微积分.这些方法上的成就不仅大大推进了物理学的进展,而且具有重大的方法论意义,为以后物理学的发展起了巨大的示范作用.现代科学的发展历程清楚地表明：科学每前进一步,都伴随着方法上的重大革新与改进.在科学研究中,科学的理论陈述和与之相应的数学、逻辑和形而上学陈述一起组成了这个整体的知识场.自然观的改变,必将对研究方法产生巨大的影响.研究者的科学文化素质不仅是科学文化知识,它还有更高的层次,这就是科学的思想与方法.知识是方法的基础,但这并不意味着知识可以自动地转化为方法.
　　随着自然观的改变,它仿佛打开了一道方法学上的大门：从绝对走向相对；从线性走向非线性；从精确走向模糊；从确定性走向随机性；从可逆走向不可逆；从定域论走向场论；从时空分离走向时空统一；从分析方法走向系统方法……我们开始了观察一个现象,再对其进行概括,抽象出概念,再归纳演绎、分析综合、类比联想,提出假说或模型,然后进行理论推导,最后再进行实验验证.这一个完整的科学研究过程,更清楚地表现出了理论与方法之间这种联动的关系.当代的科学研究,不仅依赖于理论的突破,也依赖于实验手段的改进,还依赖于在方法学上找到更多相应的数学工具,如非欧几何、张量分析、线性代数、群论等等.
　　自然观影响了研究者对自身的认识和对科学的态度.不可否认,科学研究者必须认识到,在他的研究中,自己既是观众又是演员.因为在他所生存的这个世界上,一开始就扮演着同样的角色.整体世界观认为,万物是通过彼此间的联系联结成一个整体,自然界是由不同层次的有机联系所构成的物质世界.新的自然观从普遍联系出发,强调人和自然是相互联系的相互影响的,就表明了科学认识中主客体的统一性.现代自然科学的发展,完全证实了这一思想.在量子力学中,海森堡的“测不准”原理表明,在对微观世界的认识中,不能把人的因素独立于外；相对论中的相对性原理也表明,认识事物的运动（如同时性概念）与选择的参照系有关,即与人的主体有关.这些证据表明,人与自然对立的时代已经过去,需要建立一种人与自然的新关系.所以说,自然观无时无刻不在影响着研究者对自身的认识.
　　同时,自然观也在影响研究者的科学态度.科学研究中,研究者需要用分析的方法、实证的原则研究世界,它的前提是相信世界是有规律可循的,这就决定了理性知识必须具有必然性和确定性.科学的理性是科学必须合理,这就是研究者的科学态度.理性是演绎推理的基础,研究者相信理性才使演绎和推理成为可能.科学活动的最基本准则之一是客观性原则,如果某一研究结果依赖于研究者,则可以说这一结果是非科学的.不过,这一原则是建立在以下假定基础上的：自然世界的状况是绝对客观的,它与研究者自身的信念、情绪无关.可惜,这一有相当牢固的经验基础的假定,从来都没有确定性地证明客观性.同时,还有一些问题不能用实证的方法求得,比如“有限”和“无限”的问题,就需要我们的理性来做出判断.以往我们对自然界已经作了种种预设,形成了不同的自然观,这些自然观是否是真理,还要实证.但是实证有时也靠不住,因为研究者本身会做出一些错误的观察.但是,那样会让所有科学研究者沉没于虚幻的冥想,出于对自身作为观察者所做出的非客观的观察结果.自然观影响着研究者的科学态度,事实上客观性原则只能作为一种实用原则予以保留,因为我们可以认为,心理活动对物理现象和过程的影响较小,小到可以忽略不计.