【正文】 需要一些基本條件。關(guān)于“開放”這一條件，我們經(jīng)過研究（參見《自組織的哲學(xué)——一種新的自然觀和科學(xué)觀》）發(fā)現(xiàn)，這里有兩點(diǎn)需要注意，第一，輸入閾值的存在表明，有一個(gè)最小開放度，低于這個(gè)開放度，系統(tǒng)將不能自組織，或是自組織起來了也會(huì)坍塌下去；同樣，系統(tǒng)也不能百分之百開放，開放度等于100％，意味著系統(tǒng)與它的環(huán)境之間不再存在邊界，意味著系統(tǒng)已經(jīng)解體?！白越M織”系統(tǒng)的演化之所以要優(yōu)于“他組織”系統(tǒng)的演化，關(guān)鍵在于“自組織”系統(tǒng)的演化動(dòng)力在系統(tǒng)內(nèi)部，是系統(tǒng)內(nèi)部子系統(tǒng)的相互作用推動(dòng)了系統(tǒng)的演化，因此，系統(tǒng)整體和內(nèi)部各個(gè)子系統(tǒng)都具有活力。上述的“反應(yīng)循環(huán)一催化循環(huán)一超循環(huán)”鏈，實(shí)際就是系統(tǒng)自組織演化的層次躍遷與復(fù)雜性增長的過程鏈。在第一種演化途徑中，突變的是系統(tǒng)的某些關(guān)鍵性演化性質(zhì)，系統(tǒng)的整體狀態(tài)并未突變；而在第二種演化途徑中，突變的是系統(tǒng)的整體狀態(tài)，系統(tǒng)的某些關(guān)鍵性演化性質(zhì)并未突變。平衡態(tài)的混沌，即系統(tǒng)宏觀沒有演化而微觀（內(nèi)部）演化毫無規(guī)律，而混沌理論中的非平衡態(tài)的混沌則表現(xiàn)為系統(tǒng)宏觀演化無規(guī)律而微觀（內(nèi)部）演化有規(guī)律。我們也發(fā)現(xiàn)，科學(xué)研究的前仆后繼的研究路線，科學(xué)學(xué)科的不斷分叉，都具有分形結(jié)構(gòu)。我們認(rèn)為，近代在西歐產(chǎn)生的科學(xué)，其演化是自組織的，而從古代到近代發(fā)展的中國科學(xué)，其演化從表現(xiàn)上看則是被組織的。我們亦可以清晰地發(fā)現(xiàn)科學(xué)的結(jié)構(gòu)。這種演化也毫無疑問地是從簡單到復(fù)雜、從無序到有序的過程。可以看出，對(duì)科學(xué)發(fā)展演化至關(guān)重要的，是有無一個(gè)開放的適宜的環(huán)境。在微觀層次，一個(gè)科學(xué)理論的內(nèi)部至少包括五種要素，即經(jīng)驗(yàn)事實(shí)、原理、概念、定律、科學(xué)思想。所以，說科學(xué)演化的動(dòng)力在科學(xué)內(nèi)部實(shí)際是指科學(xué)中的理論要素和經(jīng)驗(yàn)要素的相互作用。社會(huì)化的大生產(chǎn)不斷向科學(xué)提出新的和更高的要求，它以社會(huì)需求的方式向科學(xué)輸送信息，以資金支持的方式向科學(xué)輸入物質(zhì)和能量，以教育人才向科學(xué)輸入后備力量。社會(huì)為了利用科學(xué)和技術(shù)，它也必須按照科學(xué)的要求或受科學(xué)影響而演化，社會(huì)不得不接受科學(xué)的這些信息輸入；科學(xué)通過將自己的理論、方法和觀點(diǎn)輸入給社會(huì)教育系統(tǒng)，通過科學(xué)家本身的社會(huì)活動(dòng)，為社會(huì)的現(xiàn)代化培養(yǎng)合格人才，為社會(huì)的科學(xué)化、民主化創(chuàng)造條件，從而也為自己的自組織演化創(chuàng)造著條件。按照自組織理論的觀點(diǎn)，此即為“無序”或“平衡態(tài)混沌”。有人統(tǒng)計(jì)，迄今為止，科學(xué)就其門類而言已有5500 門以上學(xué)科，其中非交叉學(xué)科約有近3000 門，交叉學(xué)科2500 多門。這表明，演化中的科學(xué)是具有分形結(jié)構(gòu)的過程系統(tǒng)。在這樣定義后，我們就會(huì)發(fā)現(xiàn)，科學(xué)革命就像物理學(xué)意義上的相變一樣，有兩種相變，正確的理論取代錯(cuò)誤的理論，這種科學(xué)革命相當(dāng)于狀態(tài)突變的相變，因?yàn)楦锩昂蟮睦碚撏耆莾煞N狀態(tài)不同的東西，而科學(xué)基礎(chǔ)觀念（如時(shí)空觀、物質(zhì)觀等）和基本思維方式上發(fā)生了重大變革的科學(xué)革命是根本性質(zhì)發(fā)生了突變，而革命前后的理論形態(tài)則具有內(nèi)在繼承性即理論狀態(tài)未發(fā)生突變，所以它相當(dāng)于性質(zhì)突變的相變。? .物理學(xué)是集體的貢獻(xiàn)，這也是一個(gè)歷史事實(shí)。W. . 貝弗里奇指出，“一個(gè)人如果被隔絕于世，接觸不到與他有同樣興趣的人，那么，他自己是很難有足夠的精力和興趣來長期從事一項(xiàng)研究的。33（二）科學(xué)發(fā)現(xiàn)的自組織的動(dòng)力現(xiàn)在再讓我們進(jìn)一步來討論科學(xué)發(fā)現(xiàn)的自組織動(dòng)力。所以，在科學(xué)家個(gè)人來看，“科學(xué)發(fā)現(xiàn)”于是就成了某種“奇遇”。而對(duì)路與否則依賴于研究的問題。在這三種推動(dòng)中，可以這樣排列它們的作用：第一種推動(dòng)是“發(fā)現(xiàn)”前的一般性動(dòng)力；第二種推動(dòng)是把科學(xué)家引入“發(fā)現(xiàn)”的動(dòng)力；而理論與實(shí)驗(yàn)的相互作用所引發(fā)的“矛盾性”問題，則是推動(dòng)科學(xué)家進(jìn)行發(fā)現(xiàn)的直接動(dòng)力，其模式如下圖（）： 理論、實(shí)驗(yàn)和問題對(duì)科學(xué)發(fā)現(xiàn)的三層次作用由以上分析，我們可以看出，在這里存在著一個(gè)問題從一般到特殊、從粗糙到精致的自組織過程，即問題在發(fā)現(xiàn)前到發(fā)現(xiàn)中逐漸形成為自組織理論所說的“序參量”的過程。比較起來，“問題”要比“科學(xué)家”壽命長得多，因此我們認(rèn)為，是問題支配著科學(xué)研究，并從而“役使”著科學(xué)家，而不是相反。正如物理學(xué)家盧瑟福所說：說任何一個(gè)人突然完成了驚人的發(fā)現(xiàn)是不符合事物本性的；科學(xué)一步一步地向前發(fā)展，每個(gè)人都要依賴于前人的工作? .科學(xué)家依靠的不是單獨(dú)某一個(gè)人的思想；而是成千上萬人匯集起來的集體智慧?！保‥. Segre：《物理名人和物理發(fā)現(xiàn)》，知識(shí)出版社1986 年版，第323—324 頁）而：死亡并不中斷科學(xué)家的工作，理論一旦展開就永遠(yuǎn)生氣勃勃。從某種意義，即生物學(xué)意義上來說，他們確實(shí)如此。當(dāng)然，這些作用并不平權(quán)、等值，其中有些作用大些，有些小些。科學(xué)發(fā)現(xiàn)的自組織性質(zhì)只意味著這一過程具有自主性和內(nèi)在邏輯，意味著科學(xué)家必須遵從這種性質(zhì)，受這種性質(zhì)的支配，當(dāng)科學(xué)家的創(chuàng)造性與其內(nèi)在邏輯相合時(shí)，科學(xué)發(fā)現(xiàn)才能做出。前 言寫一部學(xué)術(shù)著作和寫一部小說一樣，總有原初沖動(dòng)和最終的邏輯結(jié)果，而且這兩者往往不同。例如，在前一部著作中，我們是把科學(xué)作為一個(gè)整體來研究并認(rèn)為它的演化是自組織的。從1840 年直到五四運(yùn)動(dòng)，多少志士仁人曾寄厚望于科學(xué)技術(shù)來擺脫那令人痛心疾首的落后局面。社會(huì)不是從科學(xué)本身而是從科學(xué)對(duì)社會(huì)統(tǒng)治集團(tuán)和實(shí)際生產(chǎn)的有用無用出發(fā)來判斷是否需要科學(xué)以及需要到何種程度。實(shí)際上，就是在十一屆三中全會(huì)破除“魔法”以后，就是在科學(xué)重新備受青睞之后，科學(xué)工具觀依然故我，依然是我國社會(huì)中占統(tǒng)治地位的科學(xué)觀。這里重要的不是區(qū)分孰好孰壞，而是從中發(fā)現(xiàn)“李約瑟問題”的解結(jié)。為了使讀者容易了解自組織的科學(xué)哲學(xué)，本書的導(dǎo)論先概述什么是自組織，自組織與被組織的區(qū)別，自組織的動(dòng)力、條件和途徑、圖景以及科學(xué)發(fā)現(xiàn)等問題?！缎乱曇皡矔吩趫?jiān)持新穎性和高品位的同時(shí)，還注重嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)和活潑文風(fēng)的統(tǒng)一，以更好地為廣大讀者服務(wù)，以促進(jìn)對(duì)于我們的時(shí)代進(jìn)行更廣泛的思考分析和更深刻的認(rèn)識(shí)理解。在該理論的某一發(fā)展或演化過程中，它們并非會(huì)同時(shí)都起作用。定義6：設(shè)A 是（i，j）項(xiàng)為aij 的Im 階關(guān)系矩陣，B 是（i，j）項(xiàng)為big 的mn 階關(guān)系矩陣，則AB 為In 階關(guān)系矩陣中的（i，j）項(xiàng)為：a b ik kjkm（ ＝ ， ?， ＝ ， ，?） i 1 2 I j 1 2 n= 229。234。234。從這許許多多的矩陣狀態(tài)中，我們?nèi)〕鏊念愇覀冋J(rèn)為具有典型意義的矩陣，分列如下：M MMR RR1 231 0 0 0 00 0 0 0 00 0 0 0 00 0 0 0 00 0 0 0 00 1 1 1 11 0 0 0 01 0 0 0 01 0 0 0 01 0 0 0 00 0 00 00 1 0 000 0 01 00 00 100 00 01=233。249。=233。249。=233。249。=233。249。MR40 0 0 0 00 0 1 1 10 1 0 1 10 110 00 1 11 0它們之所以具有典型意義，是因?yàn)樗鼈兠恳粋€(gè)都代表了一種類型的相互作用狀態(tài)，其中MR1 反映了經(jīng)驗(yàn)事實(shí)與經(jīng)驗(yàn)事實(shí)的相互作用狀態(tài)，MR2 反映了經(jīng)驗(yàn)事實(shí)與諸理論要素的相互作用狀態(tài)，MR3 反映了諸理論要素自相關(guān)作用狀態(tài)，MR4 反映了諸理論要素交互作用的狀態(tài)。234。MR2＝MR2MR4＝MR4234。234。第二，由（3）我們發(fā)現(xiàn)，純粹的經(jīng)驗(yàn)事實(shí)要素構(gòu)成的狀態(tài)和純粹的理論要素構(gòu)成的狀態(tài)無法再相互作用。MR2；MR2MR2＝＝MR2第四，由（6）、（8），我們更進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)兩個(gè)有意義的增長復(fù)雜性的演化結(jié)果。即一個(gè)連接優(yōu)美、邏輯自洽的抽象結(jié)構(gòu)，如果不同時(shí)具備一些解釋性原理把它與經(jīng)驗(yàn)世界聯(lián)系起來，那么這個(gè)抽象結(jié)構(gòu)（即理論）在科學(xué)上就毫無意義。案例一：科學(xué)史上同位素的發(fā)現(xiàn)，屬于通過科學(xué)事實(shí)要素之間的相互作用而發(fā)現(xiàn)新科學(xué)事實(shí)的典型案例。是典型的科學(xué)理論之間相互作用自組織演化的案例。其結(jié)果不僅使相對(duì)論原理與量子力學(xué)結(jié)合在一起，產(chǎn)生了更抽象更深刻的科學(xué)理論，而且還指導(dǎo)了“正電子”的發(fā)現(xiàn)，盡管最早的發(fā)現(xiàn)者本人（美國物理學(xué)家安德遜，1932 年）在不知道狄拉克原理的情況下發(fā)現(xiàn)了正電子，但正電子的意義卻受到了原理的指導(dǎo)；特別的，1933 年法國物理學(xué)家季保德（）和約里奧居里夫婦更是在該原理的指導(dǎo)下，觀察到了正負(fù)電子相遇共同湮滅產(chǎn)生光子的現(xiàn)象?！傲孔印备拍畹奶岢觯裉靵砜春翢o疑問是革命性的，但從科學(xué)史實(shí)際過程來看，包括玻爾所提出的“量子論”，當(dāng)時(shí)都不是與經(jīng)典理論徹底決裂的，更何況提出者本人也曾多次企圖把這一概念與原有理論調(diào)和在一起。因此，這兩個(gè)定律是“經(jīng)驗(yàn)事實(shí)＋理論思維”的結(jié)果，具有MR2 的形式。按照牛頓的回憶，他在1665 年“? .開始想到重力是延伸向月球軌道的，同時(shí)在發(fā)現(xiàn)了如何估計(jì)一個(gè)在天球內(nèi)運(yùn)動(dòng)著的天體對(duì)天球外殼表面的壓力以后，從開普勒關(guān)于T∞R3/2 的定律? .推出了使行星保持在它們的軌道上的力必定和它們對(duì)旋轉(zhuǎn)中心的距離平方成反比；后來把使月球保持在它們的軌道上所需要的力和地球表面上的重力作了比較，并發(fā)現(xiàn)它們近似相等。現(xiàn)在，我們?cè)僖砸粋€(gè)典型的案例支持MR2大家知道，在以往的經(jīng)典理論背景下，能量是被看作為“連續(xù)”的，即一個(gè)物體所具有的能量是連續(xù)分布的，當(dāng)它發(fā)射或吸收能量時(shí)，也同樣是“連續(xù)”地發(fā)射或吸收能量的，而不會(huì)一份一份地發(fā)射或吸收。按照相對(duì)論，可能存在正負(fù)兩種能量值；而按照量子力學(xué)，則會(huì)發(fā)生正能量電子不斷落入負(fù)能態(tài)而根本不能穩(wěn)定存在的災(zāi)難。例如，波特武德（）1906 年發(fā)現(xiàn)，釷與由它蛻變的射釷，其α蛻變半衰期明顯不同，1010 年， 年，但是把釷和射釷混合在一起后，就再難以用化學(xué)方法使它們分離開來了；1907 年又發(fā)現(xiàn)，從釷衰變產(chǎn)物中分離出來的新釷I 與鐳的放射性能不同，但化學(xué)性質(zhì)完全一樣。在建立模型之初，我們也未曾料及這種進(jìn)化特征。毫無疑問，這個(gè)狀態(tài)矩陣只是形式與原MR3 一樣，而其內(nèi)容不同。這可以解釋為強(qiáng)化了理論的“經(jīng)驗(yàn)適合性”（empiricaladequacy），使理論向盡可能多地精確解釋或概括經(jīng)驗(yàn)事實(shí)方向演化，所謂“經(jīng)驗(yàn)適合性”，的科學(xué)演化的控制因子之一（見《進(jìn)化一廣義綜合理論》，社會(huì)科學(xué)文獻(xiàn)出版社1988 年版），是科學(xué)在自身演化過程中內(nèi)化出的一個(gè)演化目標(biāo)，旨在使科學(xué)與其研究對(duì)象有較強(qiáng)的符合性，解釋對(duì)象所覆蓋的范圍更大。MR2；而MR3這也說明，理論必須內(nèi)含經(jīng)驗(yàn)要素，否則就毫無意義。234。234。MR1＝MR1（6）MR2MR4＝A（ ） 1 1 1 1 11 1 1 1 11 1 1 1 11 1 1 1 11 1 1 1 11至此，我們建立了四種表示不同相互作用的理論狀態(tài)的矩陣模型。235。234。234。234。234。234。234。，我們可以按假設(shè)建立下列形式的矩陣模型：其中元素aij 值有兩種：1 或0。：定度1：布爾運(yùn)算僅對(duì)數(shù)字0、1 運(yùn)算；運(yùn)算規(guī)則布爾加法：O＋0＝01＋0＝0＋1＝1＋1＝1布爾乘法：11＝110＝01＝00＝0定義2：設(shè)集合S 表示科學(xué)理論，則S 指下述5 元素集：S＝｛a1，a2，a3，a4，a5）定義3：S 與S 的笛卡爾乘積是當(dāng)X、Y∈S 時(shí)，由全部有序?qū)Α碭、Y〉作為元素組成的集合，記作SS，即SS＝｛〈X、Y〉（X∈S∧Y∈S）｝定義： 的子集稱為上的二元關(guān)系，即 ，若〈， 4 S S S R S S X 204。《新視野叢書》編委會(huì)1996 年6 月于北京生長的旋律第一章 科學(xué)自組織演化的理論模型一 科學(xué)自組織演化的動(dòng)力——相互作用模型以往大多數(shù)文獻(xiàn)對(duì)于科學(xué)內(nèi)部的相互作用往往局限于經(jīng)驗(yàn)描述（見舒煒光主編：《科學(xué)認(rèn)識(shí)論》，吉林人民出版社1990 年版，第三卷第七章第一節(jié)）。本書在內(nèi)容上可分成四部分，即：導(dǎo)論科學(xué)演化的自組織動(dòng)力論科學(xué)演化的自組織環(huán)境論科學(xué)自組織演化理論應(yīng)用：李約瑟問題作者 編 者 的 話現(xiàn)代文明的潮流正在我們的時(shí)代奔角，種種新學(xué)科、新理論、新思想汪這個(gè)歷史的潮流中翻渡鼓浪，知識(shí)更新、學(xué)科交叉、知識(shí)集成在這個(gè)歷史的潮流中分合匯聚。在繼續(xù)研究的過程中，我甚至產(chǎn)生了這樣的想法：第一，科學(xué)哲學(xué)不就是一些哲學(xué)家通過考察自然科學(xué)的概念、思想而產(chǎn)生的嗎？例如維也納學(xué)派對(duì)邏輯的考察，波普爾對(duì)相對(duì)論的考察，一個(gè)產(chǎn)生了“邏輯實(shí)證主義”的科學(xué)哲學(xué)，一個(gè)創(chuàng)造了歷史主義的科學(xué)哲學(xué)。如果科學(xué)僅僅是一種工具，僅僅具有為人類甚至人類中某些集團(tuán)或群體謀利益的功能，那么必定會(huì)在需要科學(xué)時(shí)扶持它而在不需要它時(shí)一腳踢開它。觀念本身是存在的反映。人們辦洋務(wù)辦工業(yè)，希望以“賽先生”和“德先生”救中國，但都失敗了。然而，當(dāng)我具體地用自組織的科學(xué)演化觀研究直至近代的中國科學(xué)演化史時(shí)——每個(gè)建立體系的人都會(huì)如此去檢驗(yàn)自己的學(xué)說，我發(fā)現(xiàn)了問題：中國古代直至近代的科學(xué)演化很難用自組織的觀點(diǎn)加以說明和解釋，相反倒更像是“被組織”的。厄斯塔什（JeanEustache）所說：“攝像機(jī)開動(dòng)之時(shí)，影片就會(huì)完全按自己的方式自行其事。一句話，科學(xué)發(fā)現(xiàn)的自組織性質(zhì)強(qiáng)調(diào)的是，發(fā)現(xiàn)的背景和信息輸入，發(fā)現(xiàn)過程中的問題、理論和實(shí)驗(yàn)的互動(dòng)，而發(fā)現(xiàn)者的創(chuàng)造性努力只是體現(xiàn)這些復(fù)雜作用的荷載體，是發(fā)現(xiàn)的認(rèn)識(shí)動(dòng)力的社會(huì)學(xué)表現(xiàn)。這樣就有無數(shù)互相交錯(cuò)的力量，有無數(shù)個(gè)力的平行四邊形，而由此就產(chǎn)生出一個(gè)總的結(jié)果，即歷史事變，這個(gè)結(jié)果又可以看作一個(gè)作為整體的、不自覺地和不自主地起著作用的力量的產(chǎn)物。按照這種觀點(diǎn)，個(gè)人根本沒有什么發(fā)現(xiàn)，而是某些事發(fā)生在他身上。那么，是不是“科學(xué)家共同體”就是科學(xué)發(fā)現(xiàn)的動(dòng)力了呢？語句“Xi