科学的思维方式

   

 

科学的创立和发展是同一定的思维方式密切相关的，对科学的理解需要进一步追溯于它的思维方式。

 

我们常为中国古代的四大发明而自豪，然而，又更多地为近代科学没有在中国产生而遗憾。

 

翻开近代以来的科学史，无论天文学、力学、数学、光学、化学、电磁学、生物学、材料学、地质学、基因学、原子物理学、相对论、量子论、宇宙学等基础理论的创立；无论蒸汽机、燃气机、电动机、发电机、核能、舰船、汽车、飞机、航天器、空间站、电灯、电话、无线电、收音机、录音机、照相机、摄影机、电影、电视机、激光器、冰箱、微波炉、洗衣机、空调、移动手机、电脑、互联网，以及X光机，B超，CT等等的科技发明，都来自于和取自于西方。中国人在这些科学基础理论和科学技术的原创上，都是缺乏的。一句话，执科学之牛耳的是西方，并由西方主导了近代科学史和现代科学文明的发展。

 

现在一些人很为中国现在有多少总量的科技论文在国际刊物上刊登，以此证明中国的科技发展将很快超越欧美，超越西方。然而，这种证明却忽视了一个根本的事实，即中国至今仍拿不出一种原创的科学基础理论和科技成果。在中国主办的2010年世博会上，除了《清明上河图》、《铜车马》这样的古代文明的艺术品和工艺品之外，并没有其它可以使得世人眼睛一亮，完全属于中国原创的现代科技产品和支撑的基础理论。

 

在伽利略时代（十七世纪中叶），中国有宋应星所著的《天工开物》，全书十八卷详细记载了各种工艺技术。然而，读《天工开物》，一个强烈的印象是，宋应星尽管知识渊博，但始终未能如伽利略那样，以小球滚动的实验，创立落体运动的惯性定律，为力学大厦的建立奠定了基础。而《天工开物》始终只是停留在各种工艺技术事例罗列分类的思想水平上。是什么造成伽利略和宋应星这种思想水平的差别的呢？原因有多方面，而思维方式的重大差别是其中的一个基本因素。

 

综观东西方思维结构，大体存在着两种思维方式，一种是原理建构的思维方式，一种是采集编录的思维方式。

 

原理建构的思维方式，注重于事物的原理。它不停留于具体的、个别的和直观的经验样式，而是在具体的、个别的和直观的经验样式的概念抽象中，进行它们何以如此的原理建构。古希腊毕达哥拉斯学派关于一切事物的存在和运动符合数学原理的创见，亚里士多德关于思维原则的形式逻辑阐述，欧几里德关于几何公理系统的创立，阿基米德关于浮体定律的发现，等等都反映了一种相同的思维方式，即通过事物原理的追求，获得支配事物运动、变化和效应的原理建构。哥白尼的日心说、伽利略的落体运动定律、开普勒的行星运动三大定律、牛顿的万有引力，在思维方式上都是一脉相承的。

 

采集编录的思维方式，则习于种种具体的经验事例采集。在中国传统思想中，《易经》最为显明地代表了这种思维方式。

 

《易经》以阴阳二爻为本，通过基本八卦重叠的六十四卦象征天意吉凶，进行事例的采集编录。

 

司马迁的《史记》，以本纪、表、书、世家、列传的分类，进行历史事件和人物事例的采集编录；

 

沈括的《梦溪笔谈》以故事、辩证、乐律、象数、人事、官政、机智、艺文、书画、技艺、器用、神奇、异事、谬误、讥谑、杂志、药议的分类进行事例的采集编录；

 

李时珍的《本草纲目》以“上至坟典，下至传奇，凡有相关，靡不收集”，进行药物和疗效的事例采集编录；

 

宋应星的《天工开物》以《乃粒》、《乃服》、《彰施》、《粹精》、《作咸》、《甘嗜》、《膏液》、《陶埏》、《冶铸》、《舟车》、《锤锻》、《播石》、《杀青》、《五金》、《佳兵》、《丹青》、《曲蘖》和《珠玉》的分类，进行事例的采集编录；

 

清代的《四库全书》，以经、史、子、集的分类，进行古籍文献的采集编录。

 

如此等等，所有这些中国传统文化的经典古籍，在思维方式上都是以事例的�集编录而集大成的。这种事例采集编录的思维方式，尽管知识渊博，有效于授教传承，但在思想层次上明显地缺乏一种更高认知的事物原理建构的思维气质。

 

比较两种不同的思维方式：

 

采集编录的思维方式，注重于事例的采集和博览，长于分类的编录；

 

原理建构的思维方式，精于事物原理追去，优于事物原理应用的实践创立。

 

人类文明从古至今，大体经历了工艺文明和科技文明两个阶段。工艺文明和科技文明的区别是：工艺文明，无论是石器的打磨、陶器的制作、青铜器和铁器的打造、建筑物的建造，艺术品的绘制，求取的是工艺加工的完美，并随经验积累而精微；科学文明，则以事物原理的追求和建构，以原理创立和实证求取的统一，荻得科技的原创发明。

 

当人类知识还处于工艺文明发展阶段时，事例采集编目的思维方式见长于历史。中国古代曾一度领先的灿烂文明，就其主体而言属于工艺范畴。当人类文明走向科技时代时，原理建构的思维方式则见长于历史，推动了人类科技文明的发展。

 

从概念上分折，采集编录的思维方式停留于具体的、个别的经验事例的概念层次，所达到的是事例的认知。而原理建构的思维方式则从概念进阶的更高层次上，进行事物原理的概念建构，获得更高的原理认知。例如，一个连接电表的金属线圈在一个开口的磁铁环中转动，电表的指针动了一下，在事例�集编录的思维方式中，这只是个经验到的具体事例，而在原理建构的思维方式中，则将从事例认知上升到原理认知，创立电磁感应的原理，进而把电磁感应的原理制导和反馈于经验实证的发电机创造，并由此为人类文明的电器时代奠定基石。

 

原理建构和采集编录的两种思维方式及其作用和差别表明，科技文明是建立在它所需要的思维方式上的。一个民族和国家的科技发展要有相应思维方式，才能不断地，广泛地涌动事物原理基础理论创立，在实践应用中获得愈益增多繁茂的科技原创的发明。

 

近代科学没有在中国产生，一个重大的原因是中国传统文化的根基是工艺文明而不是科技文明，是采集编录的思维方式而不是原理建构的思维方式。国人习于事例的�集编录，而不习于事物原理建构的基础理论创立。科技原创在中国的落伍，一个极其重要原因是科技文明所需要的思维方式的缺乏。

 

原理建构的思维方式是科技文明的智力源泉。任何一个致力于科技文明发展的民族都需要培育和积聚这种原理建构的思维方式。经典物理学的力学原理，电磁学原理，光学原理；现代物理学的相对论原理，量子物理原理，通用计算机逻辑原理等等的创立，为人类科技文明提供了极其重要的智力支撑。所有这些无不说明了向先进文明的学习，更要注重相关思维方式的培育，使之成为民族精英思维方式的主导，才能获得根本性的突破。

 

原理建构和采集编录的两种思维方式各有所长。现代科学的发展和科学技术的原创，既要从经验观察到抽象原理的追求，又要抽象原理到经验实证的求取，把抽象的事物原理反馈于科学技术的原创发明，使之成为专利、成为财富，成为新的生产力。

 

无论原理建构的思维方式还是采集编录的思维方式，都是不可废弃的。人类智能的特质在于，它是一种以经验为根基的概念方式加入，是由经验事例上升到概念抽象，概念建构反馈于经验实证的不断循环往复，并在概念制导的抽象和经验统一的求取中，把自然之物的利用上升为概念之物的实践创造。

 

要成为一个强大的科技文明和科技原创的民族，在基础理论和科学技术上能够走向世界前沿，中国的国民教育要特别致力于科技文明所要求的思维方式培育，以弥补传统思维方式的不足。