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迈向统一科学的高峰——庄世坚

2018年06月23日 11:23来源: 光明网浏览: 编辑:杨泽帆

迈向统一科学的高峰——庄世坚
《统一科学——融基础学科于一体》,庄世坚著,厦门大学出版社2018年3月出版
 

  科学发展史上许多相似的定律经常出现于相去甚远的学科领域,它们都是不同领域的科学家以不同的事实为基础独立发现的。像能量守恒定律就是由五个国家十几位不同研究方向的科学家从不同侧面各自独立发现的。这就说明不同的学科领域之间有相通的道理。
  庄世坚著《统一科学——融基础学科于一体》就是想告诉人们,科学的研究对象——世界(自然界、社会和人)都是统一的,不可分割的。无论是自然科学、社会科学、人文科学之间,还是自然科学中的众多学科之间,必然存在某种联系,具有内在的统一性,是可以找到某种普适理论的。而一旦掌握这种理论,我们对于身处的这个世界就有了简约而真确的认知和融洽相处的方法,这就是寻找“统一科学”的使命和意义。
  本书的作者并不是专职的科研人员,但他抱着对“统一科学”的坚定信念,孜孜以求,耗费几十年的心血,矢志探索建立一门逻辑自洽的统一科学理论体系。作者通过艰难的探索,揭示了所有事物形态变化共同遵循的最一般规律——单元系统形态转化基元规律。为了能使最简约的基元规律成为融通各基础学科的万能钥匙,本书分别在不同维度的质向量坐标系的语境中用“万科一道”的基元规律来反映各种事物形态的运动规律和分布规律。通过不同失衡态的基元规律在不同维度空间的表现或重混,本书把数学、物理、化学、生物、天文学、地球科学等基础学科已经揭示的不同事物所遵循的数百个定理、定律和规律一一演绎出来。虽然这个统一“分科问学”的科学的结果和书中诸多独到的见解和发现还有待检验,甚至还可能被否定或者继续完善,但这种探索是难能可贵,甚至会是石破天惊的壮举。
  科学发展到今天,许多有识之士呼吁科学家应该走出自我的藩篱,不能“只见树木,不见森林”,要带着“融合科学,道通为一”的思想,登高望远,去俯瞰巍峨的群山。正如宋代诗人王安石所吟:“不畏浮云遮望眼,只缘身在最高层。”如果站在更高的山峰,你就能看到你所精心耕作的那亩田地,已经成为眼前这壮丽景色的一部分。
  本书在融通自然科学中把不同学科“合而为一”,用普适性的基元规律来解释自然界方面已有重大突破,但人们可能更期待能否也可以用此“万科一道”的基元规律来演绎出人文科学、社会科学的定律。确实,世人对于人文社会科学的发展规律,目前还是处在“公说公有理,婆说婆有理”的混沌状态,并没有公认的普适性发展规律。这种差别源自:自然科学研究的对象大都是低维度空间的单层次简单系统,其基本规律存在机械性;而人文社会科学研究的对象绝大多数都是高维度空间的多层次复杂系统,即由于人的活动的选择性而使人的行为存在更多的不确定性或随机性。世间万物,人为灵长,人是有主动性的动物,会根据不同的边界条件,有意识地去试探物理世界并改造之。这种主动性丰富了历史,也造成难以用一个理论“一统天下”的困境。社会科学的模型方法本质上和数学一样具有机械性,但要用这种机械性的模型来解释人的行为,其间必然产生脱节。认识到这一点,我们就不得不承认,人文社会科学永远无法等同于自然意义的科学。
  事实上,人类在探寻人文社会科学外在规律性方面,已经是卓有成效了。在历史、经济、语言、心理学和社会学等社会科学领域中存在着大量的事理系统,这些事理系统形态变化规律都可作为动力系统形态变化规律来表达。任何事理系统形态变化过程都会显示出阶段性、步骤性、程序性,所以人们可以把事理系统形态变化的全过程划分为若干阶段。事理系统形态变化有着与一般动力系统形态转化类似的现象,通过单元系统形态转化基元规律的演绎就可以得到事理系统形态变化规律。例如,用近平衡态下的单元系统形态转化基元规律不仅可以演绎出生态学中描述虫口动态变化的单种群生物个体增长规律,而且可以演绎出社会科学中的马尔萨斯方程,还可以演绎出心理学中阐明心物关系的费希纳定律、史蒂文斯幂定律。
  可能人们更关注的是,人类历史的发展路径是否也是有规律可循。在透视出历史运动的本质和时代发展的方向上,我们可以看出人类社会的发展是可以找出规律的,并且这种规律是不以人的意志为转移的。马克思之所以至今被公认为“千年第一思想家”,就是因为他所创建的唯物史观和剩余价值学说,揭示了人类社会发展的一般规律,为人类指明了从必然王国向自由王国飞跃的途径。相信人类从统一科学的理论出发,通过多级连串发射的单元系统形态变化规律,可以演绎出人类社会形态从低级到高级依次更替转型的历史演变规律。
  更令人感兴趣的是,本书作者从中国古老的经典《周易》中汲取智慧,扬弃《周易》世界观、认识论和方法论,因循《周易》创造的“无极—太极—两仪—四象—八卦—万物”的二叉树认识论模型,构建统一科学逻辑自洽的理论体系。特别地,作者在圆形极坐标系中用二维伊辛模型解开了太极图谜团,用二元系统和三元系统的形态转化基元规律,直接刻画出含考纽螺线的太极图和伏羲八卦太极图,昭示了困惑人们千年的“天机”,表达了对自然界、社会及人存在着“矛盾对立的双方相互依赖,相互转化,从而产生运动变化”的辩证关系。中华民族的智慧经历数千年仍能穿透寰宇,不能不令人掩卷沉思。
  李政道教授经常提到:“宇宙的任何运动变化,都是依照一组相当简单的基本原理演变着。在向着简单性行进中,物理学总是大刀阔斧的。物理学之所以成为物理学,是因为它能从各种复杂现象中找到简单的本质。”尽管自然现象本身并不依赖于科学家而存在,但对自然现象的抽象和总结则是人类智慧的结晶。在自然科学与人文社会科学的研究中,人们发现,大自然在最基础的本征态时是按照美的原理来设计的。美的主要形式是一种和谐的秩序,科学理论体系是按照美的规律来构造的。前提简单、表述形式简洁、结构体系自洽而完备,并具有显著的对称特色等是构造科学理论体系的美学标准。
  审美事实上已经成为当代自然科学发展的驱动力。探索自然界的对称与和谐是人类科学研究的无穷魅力所在。科学对自然界的现象进行准确的抽象和总结,其阐述的规律适用于所有的自然现象,它的真理性却是根植于科学家以外的世界。科学家抽象的阐述越简单,应用越广泛,科学的创造就越深刻。艺术家追求的是唤起每个人的意识或潜意识中深藏着的,却已经存在的情感。它的普遍真理也是外在的,根植于整个人类,没有时间和空间的限制。情感越珍贵,唤起越强烈,反映就越普遍。科学大师们常说:“科学和艺术,他们在高峰时是相通的。”“科学本身并不全是枯燥的公式,而是有着潜在的美和无穷的乐趣,科学探索本身也充满了诗意。”在探索统一科学的道路上,求真和审美可以成为人们行动指向的路标。
  对“统一科学”的研究是攀登科学高峰的艰难跋涉过程。作为大学出版社,它的真正理想就是要出版人类对客观世界的最前沿、最高水平的认知成果。在迈向一流学术高峰的过程中,只要发现是在某一领域的高水平成果,或是以当今人类知识结构还无法判断其价值,但其探索是值得尝试的,我们都应积极去了解,去扶持,去争取出版。我们无法要求作者的每项研究都尽善尽美,甚至还对这一研究的科学性心存疑惑,但我们要和作者一样怀有一颗探索的好奇心,用科学的精神、探索的勇气,出版更多具有探索认知意义和文化积累价值的传世之作。只有这样,大学出版才能真正彰显其博大的胸怀和强大的力量。