對非線(xiàn)性科學(xué)的幾點(diǎn)思考
李宏偉
對非線(xiàn)性科學(xué)的幾點(diǎn)思考
李宏偉
摘要：在對線(xiàn)性科學(xué)和非線(xiàn)性科學(xué)關(guān)系的辯證分析基礎上，對非線(xiàn)性科學(xué)的發(fā)展有可能引起另一種科學(xué)——第二種科學(xué)的觀(guān)點(diǎn)提出質(zhì)疑，但對非線(xiàn)性科學(xué)對人類(lèi)思維方式的深遠影響，特別是對推動(dòng)人類(lèi)“右腦革命”，以及可持續發(fā)展的作用給予了高度評價(jià)。
關(guān)鍵詞：非線(xiàn)性科學(xué)；第二種科學(xué)；右腦革命
非線(xiàn)性科學(xué)是研究非線(xiàn)性問(wèn)題的共性的一門(mén)新的交叉學(xué)科。它自20世紀70年代崛起，短短的30年時(shí)間為科學(xué)發(fā)展開(kāi)辟出新的廣闊天地，取得了令人矚目的成果，愈益引起人們的廣泛關(guān)注。怎樣正確認識非線(xiàn)性科學(xué)與線(xiàn)性科學(xué)的相互關(guān)系，它會(huì )不會(huì )引出另一種全新的科學(xué)——第二種科學(xué)，非線(xiàn)性科學(xué)的研究成果會(huì )引起哪些思維方式的變革，這些問(wèn)題的研究不僅有益于非線(xiàn)性科學(xué)的正確發(fā)展，而且能夠促進(jìn)哲學(xué)的進(jìn)步。
一、非線(xiàn)性科學(xué)與線(xiàn)性科學(xué)
“線(xiàn)性”與“非線(xiàn)性”是一對數學(xué)名詞?！熬€(xiàn)性”是指兩個(gè)變量具有正比例的關(guān)系，它在笛卡兒坐標平面上表示為一條直線(xiàn)?！胺蔷€(xiàn)性”是指兩個(gè)變量之間沒(méi)有像正比例那樣的“直線(xiàn)”關(guān)系。經(jīng)典科學(xué)并不是純粹的線(xiàn)性科學(xué)，它也含有非線(xiàn)性方程，其實(shí)牛頓的萬(wàn)有引力方程就是非線(xiàn)性的。但經(jīng)典科學(xué)從其研究方法講則是線(xiàn)性科學(xué)，這是因為經(jīng)典科學(xué)面對著(zhù)非線(xiàn)性現象，總是要設法略去非線(xiàn)性因素或者把非線(xiàn)性問(wèn)題簡(jiǎn)化為線(xiàn)性問(wèn)題來(lái)處理。線(xiàn)性化是經(jīng)典科學(xué)廣泛采用的研究方法，所以經(jīng)典科學(xué)也被叫做線(xiàn)性科學(xué)。應該承認線(xiàn)性科學(xué)的線(xiàn)性化方法已經(jīng)取得了巨大的成功，并將繼續在人類(lèi)知識擴展和生產(chǎn)、生活實(shí)踐中發(fā)揮不可替代的重要作用。而當今很多科學(xué)家和哲學(xué)家在宣講非線(xiàn)性科學(xué)時(shí)總要展示線(xiàn)性科學(xué)在某些領(lǐng)域的無(wú)能，卻很少提及線(xiàn)性科學(xué)及線(xiàn)性化方法的巨大成功方面，這不是全面的辯證認識。
不可否認，線(xiàn)性科學(xué)的線(xiàn)性化方法有其自身的局限。最近幾十年興起的非線(xiàn)性科學(xué)研究發(fā)現，非線(xiàn)性系統往往存在間斷點(diǎn)、奇異點(diǎn)，在這些點(diǎn)附近的系統行為完全不允許作線(xiàn)性處理?！胺蔷€(xiàn)性因素是系統出現分叉、突變、自組織等非平庸行為的內在根據，用線(xiàn)性化處理所‘化’掉的恰好是這類(lèi)奇異行為”[1]。非線(xiàn)性現象的研究?jì)r(jià)值就在于保留非線(xiàn)性特性，揭示非線(xiàn)性規律。所以，在生命運動(dòng)、生態(tài)演化、氣象變化等復雜的非線(xiàn)性問(wèn)題處理上，線(xiàn)性科學(xué)就顯得無(wú)能為力，不能代替非線(xiàn)性科學(xué)而一霸天下。
我們所面對的世界既有清晰事物、線(xiàn)性關(guān)系、周期運動(dòng)、整形等簡(jiǎn)單現象，也有模糊事物、非線(xiàn)性關(guān)系、混沌、分形等復雜現象。線(xiàn)性科學(xué)研究適用于簡(jiǎn)單現象，非線(xiàn)性科學(xué)研究適用于復雜現象。線(xiàn)性科學(xué)在其適用范圍內簡(jiǎn)便、有效，易于為人們所接受，已成為世界觀(guān)、方法論而深入人心。而非線(xiàn)性科學(xué)則因其“復雜性”，在短期內還只能局限于專(zhuān)家、學(xué)者的小圈子里研究，很難為大眾普遍理解、認同，成為全社會(huì )的普遍科學(xué)觀(guān)念與文化意識。所以，非線(xiàn)性科學(xué)不可能取代線(xiàn)性科學(xué)而一枝獨秀。
非線(xiàn)性科學(xué)認為，世界的本質(zhì)是非線(xiàn)性的，而線(xiàn)性是非線(xiàn)性的特例。正像牛頓力學(xué)是愛(ài)因斯坦相對論在宏觀(guān)低速運動(dòng)情況下的特例一樣，我們可以把線(xiàn)性科學(xué)看作是非線(xiàn)性科學(xué)向線(xiàn)性條件的逼近。也正如牛頓力學(xué)的這種近似處理方法足以適用于我們的日常生活而被保留，線(xiàn)性科學(xué)同樣也不能簡(jiǎn)單地被否定?！罢螏缀闻c分形幾何，精確性科學(xué)與模糊性科學(xué)，線(xiàn)性科學(xué)與非線(xiàn)性科學(xué)，簡(jiǎn)單性科學(xué)與復雜性科學(xué)，都是人類(lèi)認識和改造世界的智力武器，既不能以前者否定后者，也不能以后者否定前者”[2]。
二、非線(xiàn)性科學(xué)與“第二種科學(xué)”
從20世紀70年代開(kāi)始，一種新的科學(xué)方法論在不知不覺(jué)中萌生，這就是整體論或稱(chēng)機體論，或稱(chēng)“逾層凌域分析方法論”?！坝狻闭?，貫通；“凌”者，侵犯。逾層，求得層次溝通；凌域，鼓勵主動(dòng)進(jìn)入其它學(xué)科門(mén)類(lèi)。劉華杰先生認為，“與新的科學(xué)方法論相對應的新科學(xué)，就是我們所說(shuō)的‘第二種科學(xué)”[2]，“我們有理由期望幾百年后，非線(xiàn)性科學(xué)的發(fā)展引起另一種科學(xué)，即第二種科學(xué)”[2]?！暗诙N科學(xué)”按字面理解，無(wú)非是不同于“第一種科學(xué)”的科學(xué)。我們可以抽象地假定“第二種科學(xué)”的概念，但其具體內容卻頗費思量。我們面對著(zhù)同一世界，竟還能構想出兩種不同的科學(xué)體系?若真有兩種不同的科學(xué)體系，我們大概也只能擇其一，因為我們需要一個(gè)統一、完整的世界知識。也就是說(shuō)，我們只能認可一種科學(xué)體系，我們應該慶幸生活在一種科學(xué)圖景里。
非線(xiàn)性科學(xué)是從線(xiàn)性科學(xué)中自然引申出來(lái)的，沿襲了線(xiàn)性科學(xué)的幾乎所有規范，在這種意義上可以說(shuō)新舊科學(xué)是“可通約的”，可還原的。劉華杰先生認為：“強調新舊科學(xué)之間的可通約性、連續性，并不等于否認科學(xué)的革命性”[2]。我們承認科學(xué)的革命性，但科學(xué)革命并不意味著(zhù)第二種科學(xué)的成立?？茖W(xué)革命在科學(xué)史上并不鮮見(jiàn)，如哥白尼日心說(shuō)對托勒密地心說(shuō)的天文學(xué)革命，愛(ài)因斯坦相對論對牛頓力學(xué)的物理學(xué)革命，但歷史上的科學(xué)革命從未引發(fā)第二種科學(xué)，這也是歷史事實(shí)。我們也承認非線(xiàn)性科學(xué)的意義深遠，可以與相對論、量子力學(xué)相媲美，但相對論與量子力學(xué)都沒(méi)有引出第二種科學(xué)，若說(shuō)非線(xiàn)性科學(xué)將引出第二種科學(xué)，則有過(guò)譽(yù)之嫌。即使是非線(xiàn)性科學(xué)對線(xiàn)性科學(xué)具有根本性的方法變革，但會(huì )不會(huì )引出第二種科學(xué)仍難以斷言，因為科學(xué)史上沒(méi)有先例。
劉華杰先生雖然使用“第二種科學(xué)”一詞，但同時(shí)承認第二種科學(xué)與第一種科學(xué)在相當長(cháng)時(shí)期內將并存，在并存階段具有相似的科學(xué)規范，第二種科學(xué)照樣大量使用還原論方法，只是不限于此。如此看來(lái)，“第二種科學(xué)”空有其名。我們不贊同“第二種科學(xué)”的概念，是因為它有與第一種科學(xué)相區別乃至對立的暗示，也有否定經(jīng)典科學(xué)之嫌。非線(xiàn)性科學(xué)就是它自身，無(wú)須第二種科學(xué)來(lái)?yè)P名。
三、非線(xiàn)性科學(xué)與思維方式變革
斷言非線(xiàn)性科學(xué)將引發(fā)“第二種科學(xué)”未必可信，但非線(xiàn)性科學(xué)的重大方法論意義卻不容置疑，它也必將推動(dòng)人類(lèi)思維方式的變革。
(1)科學(xué)研究中的簡(jiǎn)單性研究方法并不是普遍有效的，對復雜現象用復雜性科學(xué)方法來(lái)處理，往往能夠簡(jiǎn)化問(wèn)題。簡(jiǎn)單性研究方法是經(jīng)典科學(xué)的傳統方法，它由來(lái)已久。古希臘畢達哥拉斯學(xué)派的美學(xué)原則，中世紀學(xué)者奧卡姆的剃刀，近代的還原分析及線(xiàn)性化方法其實(shí)都是簡(jiǎn)單性研究方法的不同表現。隨著(zhù)科學(xué)的不斷進(jìn)步，科學(xué)的研究對象也就必然從簡(jiǎn)單性問(wèn)題逐漸轉向復雜性問(wèn)題?，F代科學(xué)發(fā)現了大量復雜現象，而線(xiàn)性科學(xué)的簡(jiǎn)單性研究方法不適用于復雜現象研究，若我們仍抱著(zhù)簡(jiǎn)單性研究方法不放，就會(huì )陷入形而上學(xué)思維，無(wú)益于問(wèn)題的解決?！皩τ谡嬲膹碗s性，用簡(jiǎn)單性科學(xué)方法建立的模型往往顯得繁難而無(wú)效，用復雜性科學(xué)方法建立的模型反而簡(jiǎn)單有效”[1]。
(2)深刻理解事物的內在隨機性，學(xué)會(huì )與偶然性相處。按照牛頓力學(xué)觀(guān)點(diǎn)，在一確定性系統，從兩個(gè)相鄰的初值引出的兩條軌道會(huì )從始至終相互接近，初值的細微差別只會(huì )引起軌道的細微偏離。而非線(xiàn)性系統的方程雖然是確定的，但由于其內在隨機性，系統就成為不可預測的，表現為系統對初值的敏感性，即“差之毫厘，謬以千里”。正像美國氣象學(xué)家洛侖茲夸張地說(shuō)，一只蝴蝶在巴西的熱帶雨林中扇動(dòng)幾下翅膀，幾周后便會(huì )在美國的德克薩斯引起一場(chǎng)巨大的龍卷風(fēng)。這說(shuō)明某些復雜系統是不可準確預測的，人們要想控制一切的愿望并不能成為最終的現實(shí)。
(3)對事物不單可以有因果解釋?zhuān)部梢杂小澳康摹苯忉?。我們所說(shuō)的“目的”不同于亞里士多德的“目的因”，而是非線(xiàn)性科學(xué)中各式各樣的“吸引子”。以洛侖茲動(dòng)力學(xué)方程為例，這個(gè)系統的運動(dòng)軌跡在圖上表示就像一只展開(kāi)了雙翼的蝴蝶。在這個(gè)蝴蝶上，確定性和隨機性被有機地結合在一起。一方面，系統運動(dòng)的軌跡以A、B兩點(diǎn)為中心纏繞著(zhù)，決不遠離它們而去，這是確定性的，表明系統未來(lái)的運動(dòng)被限制在一個(gè)明確的范圍之內，系統運動(dòng)是有方向、有目的的。另一方面，系統運動(dòng)軌跡纏繞的規則是隨機的，軌跡繞A若干圈后被甩到B附近，繞B若干圈后再回到A附近。如此反復無(wú)窮，關(guān)鍵在于每次繞A或繞B的 圈數和圈的大小都是隨機的，無(wú)法判定在某一時(shí)刻系統究竟是運動(dòng)到A或B附近。由此可見(jiàn)，不論系統的初值如何，吸引域中任一軌道總要纏繞在吸引子附近，表現出一定的目的性。對于非線(xiàn)性復雜事物，雖然我們不能給出細節的明確原因解釋、確定的因果分析，但事物自身的目的性就可以作為它自身行為的某種解釋。
(4)非線(xiàn)性相互作用才會(huì )造成混沌，才是創(chuàng )造的真正根源。邏輯思維囿于線(xiàn)性的推理規則，注重因果分析，它適用于科學(xué)常規時(shí)期的“解題”活動(dòng)；而非邏輯思維則是信仰、審美、心理、文化、知識等各方面的非線(xiàn)性相互作用，它常常會(huì )引發(fā)想象、直覺(jué)、靈感，成為科學(xué)創(chuàng )造的前提，引發(fā)科學(xué)革命。美國科學(xué)哲學(xué)家庫恩認為，正因為這兩種思維各有所長(cháng)，一個(gè)成功的科學(xué)家就需要同時(shí)兼備這兩種思維與性格，并使之達到合適的平衡，這就是“必要的張力”。
(5)非線(xiàn)性科學(xué)的發(fā)展將推動(dòng)人類(lèi)“右腦革命”，影響人類(lèi)文明進(jìn)程。20世紀70年代美國著(zhù)名生物學(xué)家羅杰?斯佩里教授揭開(kāi)了人的左右腦功能之謎，指出人的左腦是處理言語(yǔ)，進(jìn)行抽象、細節分析和邏輯思維活動(dòng)的控制中樞，體現著(zhù)連續性、有序性、分析性的特征；而人的右腦則是處理表象，進(jìn)行非言語(yǔ)、形象和直覺(jué)思維的控制中樞，體現著(zhù)不連續性、發(fā)散性、整體性的特征。伴隨人類(lèi)語(yǔ)言的產(chǎn)生，人類(lèi)抽象的、概括的、邏輯的思維方式便日趨發(fā)達和完善，左腦功能得到了極大地開(kāi)發(fā)，人類(lèi)文明因而也呈現出“線(xiàn)性科學(xué)”的特征。但是，如果過(guò)分依賴(lài)左腦，線(xiàn)性的思維方式被推向極端，就會(huì )使人類(lèi)思維走上歧路，造成人類(lèi) 文明危機。伴隨著(zhù)科學(xué)的不斷進(jìn)步，科學(xué)知識的愈益膨脹，而人類(lèi)對于自然的理解卻越來(lái)越少，自身生活的意義也越來(lái)越暗淡了。當我們面對著(zhù)一盆色彩艷麗的鮮花，它在怎樣的情形下更真實(shí)呢?是它在感性直觀(guān)的意義上被知覺(jué)，還是在它被取作一定的頻率和波長(cháng)被認識的時(shí)候。人類(lèi)的發(fā)展不僅需要數學(xué)的計算，也需要詩(shī)的沉思。我們只有放棄左腦思維的徹底統治，“不僅自然和世界得到了它們的自主和尊嚴，而且人也才得到他的人性”［3］。當今非線(xiàn)性科學(xué)的發(fā)展為推動(dòng)右腦革命提供了絕好的契機：非線(xiàn)性方法的日益普及、廣泛使用，無(wú)疑會(huì )促進(jìn)右腦功能的開(kāi)發(fā)；右腦功能的開(kāi)發(fā)反過(guò)來(lái)又會(huì )更進(jìn)一步地促進(jìn)非線(xiàn)性科學(xué)的進(jìn)步?！皰昝摗壿嫛募湘i，打破左腦思維的一霸天下，徹底改變教育以及現代生活‘重左輕右’的狀況，把右腦的創(chuàng )造性功能從被壓抑的狀態(tài)下解放出來(lái)”［4］，確保人類(lèi)文明走上可持續發(fā)展道路，這就是非線(xiàn)性科學(xué)對人類(lèi)思維乃至人類(lèi)文明的深層影響。
非線(xiàn)性科學(xué)極大地改變了我們的思維方式，因為非線(xiàn)性科學(xué)本身真正體現出了經(jīng)典科學(xué)向現代科學(xué)轉變所引發(fā)的思維方式變革，這就是：“從絕對走向相對；從單義性走向多義性；從精確走向模糊；從因果性走向偶然性；從確定走向不確定；從可逆性走向不可逆性；從分析方法走向系統方法；從定域論走向場(chǎng)論；從時(shí)空分離走向時(shí)空統一”[5]。
參考文獻：
[1] 苗東升．把復雜性當作復雜性來(lái)處理[J]．科學(xué)技術(shù)與辯證法，1996，（1)：12-13．
[2] 劉華杰．方法的變遷和科學(xué)發(fā)展的新方向［J］．哲學(xué)研究，1997，(11)：21-23．
[3] 岡特?紹伊博爾德．海德格爾分析新時(shí)代的技術(shù)[M]．北京：中國社會(huì )科學(xué)出版社，1993．193．
[4] 劉景釗，歐陽(yáng)絳．對人類(lèi)思維發(fā)展進(jìn)程的反思[J]．科學(xué)技術(shù)與辯證法，1992，(4)：55．
[5] 宋?。F代科學(xué)技術(shù)基礎知識[M]．北京：科學(xué)出版社和中共中央黨校出版社，1994．48．
（原載《東北大學(xué)學(xué)報?社會(huì )科學(xué)版》２００１年第３期；《人大復印資料》“科學(xué)技術(shù)哲學(xué)”2001年第10期全文轉載；《高等學(xué)校文科學(xué)報文摘》2001年第5期摘要轉載）
文章來(lái)源： 《東北大學(xué)學(xué)報?社會(huì )科學(xué)版》２００１年第３期
