【正文】 變前狀態(tài)花紋與突變后狀態(tài)花紋、你中有我我中有你、相互膠織纏繞且動態(tài)演化的樣子。在演化早期，系統(tǒng)以突變前的狀態(tài)為主要狀態(tài)，而突變后的狀態(tài)是以一種“晶核”的形式含在系統(tǒng)突變前的狀態(tài)中的；而后，系統(tǒng)的這種“晶核”（即突變后的狀態(tài)）愈益發(fā)展，最終變?yōu)橄到y(tǒng)的占據(jù)支配地位的狀態(tài)。由于自組織系統(tǒng)演化存在著途徑的多樣性，所以在自組織系統(tǒng)演化的現(xiàn)象上往往表現(xiàn)出一種豐富多采的“分叉”行為來，使系統(tǒng)的演化呈現(xiàn)出一種“樹形”結(jié)構(gòu)，一種從簡單到復雜、從少到多的不斷的分叉圖景。傳統(tǒng)上，“混沌”常常被當做亂七八糟、混亂無序的同義詞。中國古代寓言中的“混沌”也是如此，給它鑿開七竅，讓它轉(zhuǎn)變?yōu)橹刃?，它就會“死寂”。?yīng)帝王》）。從時間上看，這種規(guī)律表現(xiàn)為長時段不可預(yù)測，其精確的定義為：確定論系統(tǒng)中的內(nèi)在隨機性。它奇異就奇異在可使系統(tǒng)一切在吸引子外的運動軌線被吸引子吸引，即具有把吸引子外的運動積聚到吸引子態(tài)上的凝聚力，反映了極強的穩(wěn)定系統(tǒng)運動的作用；而一旦系統(tǒng)狀態(tài)都引入吸引子，則又向外排斥這些運動，所以系統(tǒng)宏觀運動表現(xiàn)為“亂七八糟”而微觀運動則有其內(nèi)在的規(guī)律性；其空間結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)為一種“分形”結(jié)構(gòu)，其空間維數(shù)也不是整數(shù)，而是分數(shù)?，F(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，事物自組織地從簡單向復雜演化時，其演化的“分叉”結(jié)構(gòu)就是一種分形結(jié)構(gòu)。自然界存在著大量的分形結(jié)構(gòu)，例如，分叉的樹、凹凸不平的山巒、大腦的褶皺皮層、心臟的血管，等等。分形理論表明，規(guī)則整形的事物只是這個世界的特例和理想的抽象，而不規(guī)則分形的事物才是世界的普遍現(xiàn)象。我們已知的一切物質(zhì)形態(tài)和運動都存在于小于三維的空間中，那么余下的間隙維中存在著什么形態(tài)和運動呢？這是我們可能面對的一個嶄新的課題。其圖景則表現(xiàn)為一種從簡單到復雜的“分叉”，樣態(tài)（）： 混沌（平衡態(tài)）──有序──混沌（非平衡態(tài)）“分叉”樣態(tài)綜上所述，自組織系統(tǒng)理論所刻畫的系統(tǒng)演化可以概括為：在開放的、遠離平衡的和有外部物質(zhì)、能量、信息的非特定輸入/輸出的條件下，系統(tǒng)以其內(nèi)部子系統(tǒng)之間的非線性相互作用為動力即以其子系統(tǒng)之間的競爭和協(xié)同為動力，同時受到內(nèi)、外漲落的隨機啟動，產(chǎn)生出集體運動的協(xié)同效應(yīng)，其協(xié)同關(guān)聯(lián)所產(chǎn)生的“序參量”（即集體運動的基本模式）又進一步支配了系統(tǒng)內(nèi)各個子系統(tǒng)的競爭與協(xié)同，從而使系統(tǒng)走入循環(huán)、交叉作用并關(guān)聯(lián)于放大的循環(huán)鏈圈之中。二 科學是自組織的嗎？當我們以自組織的思想考察科學的演化時，我們首先遇到的問題就是：科學的演化是自組織的嗎？在“導論”的第一部分中，我們已經(jīng)提及，在歷史上有自組織演化的科學，也有被組織演化的科學。第一，說中國古代到近代的科學演化從表現(xiàn)上看是被組織的，是因為這一時段的環(huán)境沒有為科學提供“閾限”以上的物質(zhì)、能量和信息，外部對科學研究控制得過死。這里，讓我們先來限定一下，即這部分所說的科學，無論微觀還是宏觀，都是指西歐演化而來的那種科學形態(tài)和科學研究。說科學演化是自組織的，意味著要問：第一，科學是不是系統(tǒng)？是不是從非系統(tǒng)演化成為系統(tǒng)的？第二，如果科學是系統(tǒng)，作為一個系統(tǒng)的科學是不是具備自組織演化系統(tǒng)的全部特征？首先，現(xiàn)代科學毫無疑問是系統(tǒng)。系統(tǒng)都是有結(jié)構(gòu)的。科學系統(tǒng)可有三個層次的結(jié)構(gòu)：微觀結(jié)構(gòu)、中觀結(jié)構(gòu)和宏觀結(jié)構(gòu)。所謂中觀結(jié)構(gòu)的科學即指一組同在一個研究領(lǐng)域的科學理論群，通常把它們稱之為科學體系。所謂宏觀結(jié)構(gòu)的科學即指由眾多門類的科學組成的整個科學?，F(xiàn)代科學也毫無疑問地是從古代科學形態(tài)經(jīng)由近代科學形態(tài)演化而來的。即是一個從非系統(tǒng)到系統(tǒng)演化的過程。在那本著作中，默頓有說服力地證明了近代科學是伴隨近代資本主義的產(chǎn)生自發(fā)地發(fā)展起來的。相反，我們在古代的中國卻看到了另一幅圖景：官方政府把科學中的若干門類收歸國有，使之成為官方科學，如天文學、醫(yī)藥學，并且禁止民間習之，這些科學學科雖然有過輝煌——其輝煌期恰恰都是官方對科學采取比較寬松的政策允許民間從事天文歷算和醫(yī)藥養(yǎng)生活動之時，但在明朝卻都衰敗下去了（明朝對民間從事天文歷算醫(yī)藥養(yǎng)生研究的禁令最嚴）。說這話的意思決不是可以不管科學，讓它自生自滅；而是說一方面既不創(chuàng)造科學發(fā)展的條件，一方面又不顧科學發(fā)展的規(guī)律，人為地規(guī)定科學發(fā)展方向，是必定要使科學衰落下去的。自組織的環(huán)境亦有一些要求，如開放性和開放程度上的要求、控制參量即外部“科技政策”的控制程度上的要求、系統(tǒng)與系統(tǒng)邊界和跨邊界部分的相互關(guān)系上的要求，等等。所以，重要的是要創(chuàng)造一個適宜科學生長的環(huán)境?？茖W具備自組織系統(tǒng)的全部特征嗎？回答：是，現(xiàn)代科學的自組織系統(tǒng)特征和自組織演化特征是非常明顯、清晰的?？茖W在它的系統(tǒng)的三個層次上都反映出了這一特點。這五種要素之間的相互作用推動了理論的進化（如理論的完善、理論修改和革命）。在宏觀層次上，整個科學在各種研究和各個學科的自我演化基礎(chǔ)上，不斷出現(xiàn)新學科和新分支，各個科學理論不斷分化不斷綜合，這種種相互作用使整個科學呈現(xiàn)出豐富多采的演化態(tài)勢，不斷從簡單奔向復雜，從無序奔向有序，從平衡奔向非平衡，奔向更高級的非平衡混沌。這里也要說明，說科學演化的動力在科學內(nèi)部，并不是說推動科學進步的全都是理論要素；這里也有經(jīng)驗要素即實踐要素的作用，而且這個作用也是最重要的。而科學無論自然科學還是社會科學必定以經(jīng)驗對象為研究課題?，F(xiàn)代科學的環(huán)境也具有自組織系統(tǒng)演化的環(huán)境特點。而相互作用就意味著它們之間相互交換著物質(zhì)、能量和信息。技術(shù)供給著科學研究的儀器設(shè)備，有了技術(shù)科學才有了進一步深入研究和大規(guī)模研究的可能；試想，如果沒有望遠鏡特別是今天的射電天文望遠鏡，那么對幾百億光年遠的星體我們能有所研究嗎？如果沒有顯微鏡特別是場隧道掃描顯微鏡，那么微乎其微的分子原子我們能有所觀察嗎？反過來，科學則向技術(shù)不斷輸送著創(chuàng)造新技術(shù)的思想和理論，在科學的指導下，技術(shù)從個體的手工方式下解放了出來，從工匠的秘方演變成了科學的應(yīng)用。今天的社會化大生產(chǎn)和科學的關(guān)系也日益密切起來，與往日相比，古代和現(xiàn)代科學與社會的相互關(guān)系簡直不可同日而語。它也更希望科學能夠給它提供更多的財富。試問，社會生活和生產(chǎn)的豐富與提高，又有哪一點沒有科學的貢獻呢？在今天，社會與科學在兩者的相互關(guān)系上已形成了有效的制度化的建制和規(guī)范。特別是在市場條件下，長期以來已經(jīng)形成了一種有效的市場調(diào)節(jié)性控制?？茖W在自己的演化過程中也向社會不斷地提出更高的要求，它要求社會更為民主，要求社會生產(chǎn)和管理更為科學，要求提高人的素質(zhì)。特別是由于科學認識活動也有自己演化行為的承擔主體即科學家，并且也形成了自己的社會組織，有自己的行為規(guī)范，并以自己的社會活動即科學家之間的競爭和協(xié)同來激勵科學研究；那么這種行為規(guī)范也就和社會的行為規(guī)范之間形成相互作用，從而對社會精神生活的演化發(fā)生影響和作用?？茖W自組織演化的最重要特征還表現(xiàn)在科學發(fā)展的形式和途徑上。我們現(xiàn)在如果把這三種形態(tài)的科學放在一起加以比較，就會發(fā)現(xiàn)從古代到現(xiàn)代的科學演化是以分叉的方式分支演化而來的。而自然哲學的特征即為其中的知識是未分化的、混沌一片的。從古代進入近代，科學開始了分化。而近人康有為再翻譯時始將此詞譯為（分）科（的）學（問）。按照自組織理論的觀點，此即為“有序”即有結(jié)構(gòu)狀態(tài)。今日科學已是一個層次紛繁結(jié)構(gòu)嵌套縱橫交叉的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。（見李喜先：“復雜的科學系統(tǒng)理論及其應(yīng)用”，《自然辯證法研究》， ，1992， 29—33， 64）由該數(shù)字可以看出當代科學演化的又分化又綜合的趨勢，其中交叉學科的門類就明顯地反映著綜合的網(wǎng)絡(luò)性質(zhì)，而非交叉學科的門類之多，也說明分化的趨勢有增無減。這樣，從迄今為止科學演化的全過程來看，科學發(fā)展的道路正是自組織系統(tǒng)演化的道路，即從無序走向有序，再從有序走向非平衡混沌。而自然界的樹木已被科學家證明是典型的自組織結(jié)構(gòu)—— “分形”（fractal）。這些演化的圖象都是“樹狀”的分形?？茖W演化所采取的發(fā)展途徑也是自組織的典型途徑。物理學意義上的相變，常常有兩種典型途徑：即經(jīng)過臨界點的性質(zhì)突變的相變，在臨界點以下的狀態(tài)突變的相變；至于臨界點以上的漸變由于不能使系統(tǒng)從一種狀態(tài)（或性質(zhì)）改變到另一種狀態(tài)（或性質(zhì)），因此不能稱之為“相變”。這兩種相變有一個很奇怪的特點，即如果是性質(zhì)突變的相變，那么它在狀態(tài)上就表現(xiàn)為兩種狀態(tài)你中有我我中有你的無法區(qū)分的情形，而如果是狀態(tài)突變的相變，那么在性質(zhì)上就不發(fā)生突變。首先，我們把正確的理論取代錯誤的理論、或在科學基礎(chǔ)觀念（如時空觀、物質(zhì)觀等）和基本思維方式上發(fā)生了重大變革的科學演化稱為科學革命，把科學在常規(guī)階段的不超出原有理論的基本思想和基礎(chǔ)的演化——它常常表現(xiàn)為量的擴張——稱為科學進化。前一種科學上的相變?nèi)绺绨啄崛招恼f取代托勒密地心說，后一種科學上的相變?nèi)绐M義相對論對經(jīng)典力學的繼承和發(fā)展。正如德國物理學家勞厄所說：一門科學的歷史只能記載科學研究的高峰以及參加這些研究的那些人。但是，他們的工作決不是多余的， 也31不是徒勞無益的。只有多種多樣的興趣和才能才防止了把科學研究限制在少數(shù)幾個預(yù)先規(guī)定的方向里；這許多人的作用過去是、現(xiàn)在還是做出卓越的或者甚至是天才的貢獻的必不可少的準備。（M勞厄：《物理學史》，商務(wù)印書館1978 年版，第11 頁）由此可見，科學演化的基本途徑有三，即臨界（性質(zhì)）突變、非臨界（狀態(tài)）突變、積累性漸變。當然，科學之所以采取分叉和循環(huán)或超循環(huán)的演化形式是長期演化的自然結(jié)果；是因為這些形式可以最有效地利用有限的物質(zhì)、能量和信息，是因為這些形式是反映系統(tǒng)內(nèi)部各個子系統(tǒng)或要素之間非線性相互作用的最佳形式。三 科學發(fā)現(xiàn)的自組織觀點（一）科學發(fā)現(xiàn)的環(huán)境、條件第一，科學發(fā)現(xiàn)和更一般的科學研究首先需要一個開放的環(huán)境：有充分的科學交流。? .這正如培養(yǎng)細菌時需要有幾個有機個體，生火時必須有幾根柴一樣。第二，進入科學研究問題研究領(lǐng)域的科學家（包括理論科學家和實驗科學家）的數(shù)量越來越多，質(zhì)量越來越好，產(chǎn)生發(fā)現(xiàn)的可能性就越大。第三，從科學研究的背景研究來看，所有研究的資料都具有非特定輸入的特點，即它們都不是直接針對“發(fā)現(xiàn)問題”的?？茖W家被問題所吸引，問題引導了科學家，而后，問題經(jīng)過科學家的研究變得比先前清晰了，這清晰了的問題又進一步吸引科學家，規(guī)范科學家，這一點實際是反映科學發(fā)現(xiàn)為自組織的最本質(zhì)的特征之一。許多學者都從心理學角度尋求科學發(fā)現(xiàn)的動力，認為可以從心理需求（如按馬斯洛五層次需求理論）即自我實現(xiàn)需求來解釋科學家科學研究和科學發(fā)現(xiàn)的動力，這甚至可以說是解釋的主潮流與主傳統(tǒng)。有的只是直覺的方法，輔之以對現(xiàn)象背后的規(guī)律有一種愛好。我的觀點可以這樣表達：一切科學發(fā)現(xiàn)都包含著‘非理性因素’，或柏格森意義上的‘創(chuàng)造性直覺’。但是，無論科學家個人出于哪種動機，都能保證他做出科學發(fā)現(xiàn)嗎？顯然不能。例如，細菌學家史密斯認為，“新發(fā)現(xiàn)是一種奇遇，而不是思維邏輯過程的結(jié)果?！?（W.. 貝弗里奇：《科學研究的藝術(shù)》，科學出版社，第86 頁）這句話后半部分是對的，前半部分是錯的?！鞍l(fā)現(xiàn)”不是“發(fā)明”，首先得有被發(fā)現(xiàn)的對象存在才能做出發(fā)現(xiàn)；這. 默頓所說：“科學家的工作在每一點上受到他所探討的現(xiàn)象的內(nèi)在要求的影響，并且或許同樣直接地受到他對其他科學家可以推知的批判態(tài)度或?qū)嶋H批評的反應(yīng)的影響，受到他自己的行為以符合于這些批判態(tài)度的這種調(diào)整的影響?！保˙. 巴伯：《科學與社會秩序》三聯(lián)書店1991 年版，第222 頁）其次，從主觀上看，保證“發(fā)現(xiàn)”的是研究是否對路，即主觀是否符合客觀。再進一步地看，問題的揭示又依賴于一定理論指導下的實驗。我們認為，正是這三個要素的相互作用成為科學發(fā)現(xiàn)的動力。實驗和理論的再次作用，又使問題進一步深化、細化，從而推動研究不斷進步。考察科學家進行研究的過程，不難看出，科學家的原初動機一般只是想要建立一個更抽象的理論或驗證性實驗，真正推動他的，一個是先前的理論—— 問題、實驗和理論相互作用找更抽象的理論，一個是實驗——它揭示了先前理論的片面性（這種揭示是客觀的、主動的、遲早會來到的），再一個是理論和實驗之間的相互作用，它提供了打開“發(fā)現(xiàn)”大門的鑰匙。在這里，問題的特殊性程度和精致化程度明顯地成為度量發(fā)現(xiàn)是否臨近的標志即成為發(fā)現(xiàn)有序化的量度。于是，科學發(fā)現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)過程中就變得可以預(yù)測了，至少可以在發(fā)現(xiàn)的后期加以預(yù)測了，科學發(fā)現(xiàn)也就褪去了它那非理性主義的神秘性。另外，按照自組織理論關(guān)于系統(tǒng)發(fā)展的動力的觀點，即“役使”或支配系統(tǒng)發(fā)展的“變量”（或因子）一定比其它變量“壽命”長，是慢變量；我們可以通過比較“問題”與“科學家”（作為科學研究的參變量）的壽命長短，排除那個壽命短的，從而找出科學研究演化的動力來。由此看來，這其中的每一個科學家都沒有這個問題的壽命長。（三）科學家和科學發(fā)現(xiàn)當我們把科學發(fā)現(xiàn)這一創(chuàng)造性過程證明為自組織過程時，不免引起以下一些疑問，這里有人可能會問，在你的“科學發(fā)現(xiàn)”過程中，科學家哪里去了？科學發(fā)現(xiàn)是否成了無主體的過程？如果說科學發(fā)現(xiàn)是支配科學家的自組織過程，那么是否意味著科學家沒有其創(chuàng)造性了呢？一句話，科學家在科學發(fā)現(xiàn)中起何作用？其實，問題、實驗和理論哪一環(huán)節(jié)也離不開科學家，哪一環(huán)節(jié)都是以科學家為載體的。所謂科學發(fā)現(xiàn)離不開科學家，其含義應(yīng)是：一個具體的科學發(fā)現(xiàn)離不開一個具體的科學家，例如，萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)離不開牛頓，黑體輻射定律的發(fā)現(xiàn)離不開普朗克? .如此等等。如果語句是這樣的，我們就會發(fā)現(xiàn)情形并非如此。沒有這些先驅(qū)的努力就沒有發(fā)現(xiàn)。（G. Holton：《物理科學的概念和理論導論》（上），人民教育出版社1983 年版第165 頁）其次，有許多科學發(fā)現(xiàn)是許多科學家獨立地、幾乎同時做出的，能量守恒定律、量子力學理論、微積分? .數(shù)不勝數(shù)。這表明，某一個科學發(fā)現(xiàn)是不依賴于哪個個別的科學家的。所說：“雖說在科學發(fā)現(xiàn)中命運起著某種作用，但同