黄志澄:钱学森科学贡献与学术思想的发展
远望智库研究员黄志澄
说明:年12月10日,为庆祝钱学森先生90诞辰,中国科协、科学院,工程院和囯防科工委联合召开了《钱学森科学贡献暨学术思想研讨会》。我应邀作大会的最后一个报告《从简单系统的定量分析到复杂巨系统的综合集成》。为纪念钱学森先生诞辰,现将我15年前的报告更名为《钱学森科学贡献与学术思想的发展》,转载在这里。
摘要:本文阐述了钱学森先生从一个杰出的力学家到一个杰出的航空航天科学家;从系统工程到开放式复杂巨系统理论,从发扬科学的民主集中制到定性到定量的综合集成技术的过程,作为对钱学森先生90寿辰的纪念。最后,本文讨论了力学与系统科学的关系。
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引言
人类的20世纪,是科学技术突飞猛进,推动社会飞速发展的一个世纪,从而创造了科学技术的百年辉煌。在这百年之中,造就了一批杰出的科学思想家,其中也包括我国著名科学家钱学森先生。今年12月11日,是钱学森先生90寿辰。本文阐述了他从一个杰出的力学家到一个杰出的航空航天科学家;从系统工程到开放式复杂巨系统理论,从发扬科学的民主集中制到定性到定量的综合集成技术的过程。概括一句话,本文谨以阐述他从简单系统的定量分析到复杂系统的综合集成的过程,作为对钱学森先生90寿辰的纪念。
一、从一个杰出的力学家到一个杰出的航空航天科学家
钱学森先生年12月11日出生于上海,岁时随父亲到了北京。年从北师大附中毕业。年夏,钱学森获交通大学机械工程学士学位,考取清华公费留学生,次年赴美。钱学森年进入麻省理工学院航空系,年10月他转学到加州理工学院,开始了与力学大师冯·卡门,先是师生后是亲密合作者的情谊。年钱学森先生获得了加州理工学院航空与数学博士学位,5年成为该院的副教授。7年初,他成为麻省理工学院的正教授。冯·卡门这样评价钱学森先生:“他在许多数学问题上和我一起工作。我发现他非常富有想象力,他具有天赋的数学才智,并能成功地与准确洞察自然现象中的物理图象的非凡能力结合在一起。作为一个青年学生,他帮我提炼了我自己的某些思想,使一些很艰深的命题变得豁然开朗。”
钱学森先生在力学的许多领域都做过开拓性的工作。力学发展的源泉来自社会发展的应用需求。由于发展高速飞行器的需要,钱学森先生早年对高速空气动力学的发展,做出了杰出的贡献。20世纪0年代开始迅速发展的气体动力学,或者叫可压缩流体力学,为超声速飞行和高超声速的飞行奠定了理论基础,指明了超声速和高超声速飞行器的发展方向。钱学森先生在这方面的贡献包括:
(1)年钱学森与冯·卡门合作进行的可压缩流体边界层研究,揭示了在可压缩层流边界层中,飞行器的摩擦阻力与气动加热在不同马赫数和壁温比下的相互关系,从而为确定高速飞行器的气动加热打下了基础。
(2)20世纪0年代末,试验飞机模型的风洞的风速一般都不高,不能测定飞机在高马赫数飞行时表面受到的压力,因此亟需一个从低马赫数风洞实验结果修正到高马赫数的方法。他在年发表了关于可压缩流体二维亚声速流动的研究结果,冯·卡门在1年发表了关于空气动力学中压缩效应的研究结果。后来这些结果被称为“卡门-钱学森公式”。
()钱学森与郭永怀合作,最早在跨声速流动问题中引入上下临界马赫数的概念。他们发现,对高速飞行真正有实际意义的是上临界马赫数,而不是以前大家所注意的下临界马赫数。这是一个重大发现。
(4)钱学森首先提出了高超声速流动相似率,为高超声速飞行器的设计奠定了基础。
(5)6年钱学森将稀薄气体的物理、化学和力学特性结合起来,对稀薄气体动力学进行了开创性的研究。
除此以外,钱学森于年,正式提出了物理力学概念,主张从物质的微观规律去确定其宏观力学特性,改变过去只靠实验测定力学性质的方法,大大节约人力物力,并开拓了高温高压的新领域。钱学森先生在固体力学方面,对薄壳稳定问题也有重要贡献。
在喷气推进与航天技术领域,钱学森先生做出了特别卓越的贡献。加州理工学院古根海姆航空实验室的火箭研究工作,是马林纳、钱学森和其他热心于火箭的人于20世纪0年代后期开始的。年他在冯·卡门指导下,与马林纳等一起研究火箭发动机的热力学问题、探空火箭问题和远程火箭问题等,并参与了美国早期用可储存液体推进剂的几种试验性火箭,如5年的“女兵下士”探空火箭和后来的“下士”导弹的研制工作。
9年,钱学森担任加州理工学院新设的古根海姆喷气推进中心的主任,并讲授火箭技术及喷气推进技术课程。从20世纪40年代到60年代初期;钱学森在火箭与航天领域提出了若干重要的概念:20世纪40年代提出并实现了火箭助推起飞装置,使飞机跑道得以缩短;9年提出了火箭旅客飞机概念和关于核火箭的设想;年研究了行星际飞行的可能性;2年出版的《星际航行概论》中,他提出了用一架装有喷气发动机的大飞机作为第一级运载工具,用一架装有火箭发动机的飞机作为第二级运载工具的天地往返运输系统概念。
在20世纪40年代末、50年代初,钱学森在总结第二次世界大战后,迅速发展的控制与制导工程技术实践时,发现并提炼出了指导控制与制导系统设计的普遍性概念、原理和方法,从而创建了一门技术科学“工程控制论”。工程控制论在其形成的过程中,把设计稳定与制导系统这类工程技术实践作为主要研究对象。1车钱学森研究了“一种探空火箭的最优推进的设计”,即探空火箭的最优弹道问题,要求提出一条理想弹道,在相同的燃料消耗条件下,使火箭达到的高度最大。2年还研究过如何利用反馈控制的方法使火箭发动机中的燃烧过程稳定,成功地建立了描述燃烧室压力变化规律的方程。第一版《工程控制论》原是用英文写的,4年在美国出版。此后,俄文版、德文版、中文版相继出版。工程控制论从深度与广度上,推动了电子计算机技术、核能技术、航空航天技术和光电子技术等的发展。
钱学森先生以他在总体、动力、制导、气动力、结构、计算机、质量控制等领域的丰富知识,在组织领导新中国的火箭、导弹和航天器的研究发展中,发挥了巨大作用,对中国火箭、导弹和航天事业的迅速发展,做出了杰出的贡献。
钱学森先生从一个杰出的力学家到一个杰出的航空航天科学家的过程,说明了作为综合集成技术的航空与航天的发展,与许多学科有关,其中与研究物质运动和能量的科学-力学的关系最早、最深。一方面,航空航天不断地给力学的发展提出了许多新的课题;另一方面,力学也为航空航天的发展提出了许多新概念、新思想、新方法。航空航天作为力学的需求牵引,力学作为航空航天的主要技术推动因素。航空航天与力学互相促进,相得益彰。因此,许多力学家也都是航空航天科学家,其中钱学森先生就是把力学与航空航天结合得最成功的一位。
二、从系统工程到开放式复杂巨系统理论
钱学森先生在我国航天系统工程的长期实践中,提炼出系统工程理论,是他的一大贡献。钱学森先生说:我们把极其复杂的研制对象称为“系统”即由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合成的具有特定功能的有机整体,而且这个“系统”本身又是它所从属的一个更大系统的组成部分。年钱学森先生与许国志、王寿云同志在《文汇报》上的文章“组织管理的技术―系统工程”,在全国范围内,吹响了向系统工程进军的号角。在20世纪80年代初期,钱学森先生又提出了国民经济建设总体设计部的概念,坚持致力于将系统工程概念推广应用到整个国家的经济建设。他最早提出了军事、农业等十四门系统工程,以后又不断提出诸如草业、沙产业等系统工程。
钱学森先生在系统科学思想的研究方面的贡献,首先体现在提出一个清晰的现代科学技术的体系结构,并进而形成整个系统科学体系。系统科学是以系统为研究和应用对象的一个科学技术的门类。如同自然科学、社会科学、数学科学等一样,它是现代科学技术体系中一门新兴的科学技术体系。钱学森先生在总结、概括已有的系统研究成果的基础上,于20世纪70年代末,首先提出了系统科学体系的层次结构。钱学森先生认为系统科学由三个层次、很多学科和技术所组成:
工程技术层次——系统工程,自动化技术、通信技术,是直接改造客观世界的知识。
技术科学层次——运筹学…信息论和控制论,是指导工程技术的理论。
基础科学层次——系统学,系统学是研究系统的基本属性与一般规律的学科,是一切系统研究的基础理论。系统学正在建立之中。系统科学通向哲学的桥梁是系统论或称系统观,属于哲学范畴。
钱学森先生从力学、运筹学、控制论和信息论及国外正在不断发展的系统学中吸取其精华,形成他对系统学的一整套观点和理论。并亲自组织了讨论班,对它加以研究和发展。到80年代末90年代初,他又提出开放复杂巨系统的理论及其处理方法―从定性到定量的综合集成方法。2年又提出“从定性到定量综合集成研讨厅”的思想。这些思想不仅在我国国内有着重要而深远的意义,而且在国际上也产生了重要的影响。5年,国际著名的系统学家哈肯为许国志主编的《系统科学大辞典》写的序言中说:“系统科学的概念是由中国学者较早提出的。我认为这是很有意义的概括,并在理解和解释现代科学,推动其发展方面是十分重要的。”又说,“中国是充分认识到了系统科学巨大重要性的国家之一”。这个评价是非常中肯的。
当今,人类已进入信息时代,整个世界社会通过世界市场和全球信息网络,把不同经济发展状态、不同社会制度、不同意识形态、不同种族、不同宗教信仰、不同地区的国家紧密连在一起。多极化、多格局以及经济的全球化,使人类社会出现了许多开放的、十分复杂的动态巨系统。人类在物质文明与精神文明建设中所面临的问题,千头万绪、变化多端、十分复杂。那么,有没有一种切实可行而又比较科学的方法,使我们能够成功地解决各种复杂性问题呢?近年来,国内外许多科学家对此进行了广泛的探索,希望得到满意的答案。
在系统学方面,最先取得突破的是普利高津、哈肯等欧洲学者提出的耗散结构论、协同学、超循环论等自组织理论等。他们依托物理学、化学和生物学的最新成果,以若干著名的物理化学系统(如贝纳德流、激光器、BZ反应、布鲁塞耳振子等)为背景,运用系统思想和数学方法,深刻阐明了这些系统,如何从混乱无序的热平衡态产生出有序结构,又如何从一种有序结构演化为另一种有序结构。他们把系统学的研究推进了一大步,使人们相信建立系统科学的基础理论是有可能的。但他们这些理论还带有明显的物理学和生物学的痕迹。严格地说,它们还属于系统科学与自然科学的交叉学科,还不能算作真正的系统学。
从20世纪80年代起,系统学的研究转向了主要研究复杂性问题。欧洲学者,特别是普利高津提出了“探索复杂性”这一响亮的口号,把复杂性研究视为超越传统科学的新型科学,产生了广泛的影响。普利高津和哈肯等人,满怀信心地要把各自的理论和方法推广应用于生物、经济、社会等复杂现象领域,着手建立复杂性科学,形成世界复杂性研究的重要学派。但在近20年来,除在某些局部问题上有所收获外,他们的努力总的来说,并不成功。在复杂性研究热潮中,4年成立的美国圣塔菲研究所(SantaFeInstitute)特别引人注目。他们面向生命、经济、组织管理、全球危机处理、军备竞赛、可持续发展等当今世界上的重大问题,开展大规模的跨学科研究,企图建立关于复杂系统的一体化理论,实质也就是企图全面建立系统学。他们在系统学的理论方面,虽然也提出了许多极富启发性的见解,但同样没有取得突破性进展。现在看来要建立所谓复杂系统一体化理论,还遥远无期,以致SFI的学者发出了“从复杂性到困惑”(FromComplexitytoPerplexity)的感叹。
系统学最早的开创者贝塔朗菲认为,存在两类整体。一类是非系统整体,它们具有迭加性,只要认识了组成部分,把部分的特性,加起来就能得到整体特性。另一类是系统整体,特点是“整体大于部分之和”,了解整体不仅要了解部分,还要了解部分之间的关系,因为系统的整体性质是由各组成部分相互作用、相互激发而“涌现”出来的。因此,他把这门学科明确界定为“关于整体和整体性的科学”,并在系统学中首次引入涌现(Emergency)概念。涌现性的另一种表述是:高层次具有低层次没有的特性,一旦还原到低层次,这些高层次的特性便不复存在。例如,物质在化学层次上具有物理层次没有的特性,在生物层次上具有物理化学层次没有的特性;生命不是物质原子或分子固有的属性,而是物质世界进化到生物层次才有的组织特性,是以生物大分子为构筑材料、按照细胞的特殊结构方式组织起来才能产生的特性;意识是在由大约万个神经元组成的人脑这个物质层次上涌现出来的(还需同社会这种复杂环境相互作用),分解到神经元层次便不复存在了。
长期以来,科学主要是沿着还原论的思想发展起来的。还原论相信整体的性质可由部分的性质来说明,高层次的事物可由低层次的事物来解释;相信一切事物都可以用物理学基本规律来解释。还原论也要把握整体,但其基本工具就是力学中的分析-迭加法。但复杂性不是物质粒子固有的属性,而是组织的属性。它是在客观世界由低级向高级的自组织演化中逐步涌现出来的,即简单性经过组织而涌现出复杂性。描述较低层次上产生的涌现性,采用分析-迭加方法并加以补充或修正,也许可以奏效;但对描述较高层次特别是复杂巨系统所产生的涌现性,这种基于还原论的分析-迭加方法,则肯定会力不从心。正是在这里,系统学遇到前所未有的难题。欧洲学派复杂性研究的停顿,在于他们企图把从物理化学系统的自组织现象中,概括提炼出来的处理简单巨系统的理论和方法,推广应用于各种复杂巨系统。SFI学派之所以感到困惑,是由于他们都是由还原论训练出来的,尽管他们已觉悟到必须超越还原论,但业已形成的思维定势,使得他们在超越还原论的路上,进展得步履维艰。显然,这主要是由于他们缺乏马克思主义哲学、辩证唯物论的科学观作指导,这就往往会陷入形而上学和机械论的泥坑。他们只着重还原论的方法,把事物还原为最小单位,孤立地用数学的方法、逻辑推理的方法以及巨型计算机,去进行定量分析,却看不到整个系统中的各种复杂的相互关系。
在同一时期,钱学森先生对复杂性的研究,走的却是另一条路线。他不大强调涌现概念,但主张从方法论上区分简单性与复杂性,凡是能用还原论方法处理的是简单系统,不能用还原论方法处理的是复杂系统。作为一种研究复杂巨系统问题的方法论,强调必须超越还原论,强调基于整体现代科学技术体系,采用综合集成方法来解决问题。其实质就是利用现代信息技术,把不同领域专家掌握的专业知识、各种统计数据资料、专家的实际经验和各种直感式的体会综合集成起来,从而获得关于开放的复杂巨系统的整体定量认识。0年初,钱学森和于景元、戴汝为共同发表了《一个科学新领域-开放的复杂巨系统及其方法论》一文。1年钱学森又作了《再谈开放的复杂巨系统》的报告。钱学森先生在后一报告中,正确区分了简单巨系统和复杂巨系统的概念。从现有的理论成果来看,现在建立简单巨系统学的条件要相对成熟一些,但仍有很大难度,已建构的几个理论框架,还都难以令人满意。至于作为系统学主体部分的复杂巨系统学,钱学森先生和他的合作者,经过多年的研究与探索,提出了只有采用综合集成方法,才有前途。
钱学森先生对开放的复杂巨系统的定义是:“1、系统本身与系统周围的环境有物质的交换、能量的交换和信息的交换。由于有这些交换,所以是“开放的”。2、系统所包含的子系统很多,成千上万,甚至上亿万。所以是“巨系统”。、子系统的种类繁多,有几十、上百,甚至几百种。所以是“复杂的”。”“过去我们讲,开放的复杂巨系统有以上三个特征。现在我想,由这三条又引伸出第四个特征;开放的复杂巨系统有许多层次。这里所谓的层次是指从我们已经认识得比较清楚的子系统到我们可以宏观观测的整个系统之间的系统结构的层次。如果只有一个层次,从整系统到子系统只有一步,那么,就可以从子系统直接综合到巨系统。我觉得,在这种情况下,还原论的方法还是适用的,现在有了电子计算机,从子系统一步综合到巨系统,这个工作是可似实现的。从前我们搞核弹,就是这么干的。”“我们所说的开放复杂巨系统的一个特点是。认可观测的整体系统到子系统,层次很多,中间的层次又不认识;甚至连有几个层次也不清楚。对于这样的系统,用还原论的方法去处理就不行了。怎么办?我们在这个讨论班上找到了一个方法,即定性到定量的综合集成技术,英文译名可以是:Meta-syntheticEngineering,这是外国没有的,是我们的创造。”
“要建立开放复杂巨系统的一般理论,必须从一个一个具体的开放复杂巨系统入手。哪些系统属开放复杂巨系统呢?社会系统是一个开放复杂巨系统。除此以外,还有人脑系统、人体系统、地理系统、宇宙系统、历史(即过去的社会)系统、常温核聚变系统等等,都是开放的复杂巨系统。研究问题要从具体资料入手。只有从一个一个具体的开放复杂巨系统入手进行研究,当这些具体的开放复杂巨系统的研究成果多了,才能从中提炼出一般的开放复杂巨系统理论,形成开放的复杂巨系统学,作为系统学的一部分。五十年代形成工程控制论就是采用这个办法,从一个一个自动控制技术中提炼出来的。”
三、从发扬科学的民主集中制到定性到定量的综合集成技术
钱学森先生曾经说过:在科学工作中,凡是提倡民主作风,学术民主发扬好的单位,科研成果就多,科学成就就大。相应的,也培养出许多科学人才,出大科学家。他常举的一个例子是德国哥丁根大学的著名物理学海森贝格(W.Heisenberg)在20岁时,勇敢地和当时的大物理学家玻尔(N.Bohr)进行辩论的故事。另外的例子则就是同样出自哥丁根大学的卡门,把这种民主作风带到加州理工学院,以及他们师生之间进行多次友好辩论的故事。我们有这样的深刻印象:钱学森先生在听取有关技术问题的汇报时,他丝毫没有大科学家的架子,而把自己作为一个普通的科技人员。为了一个技术细节,如一个数据、一条曲线、一个程序或一个操作,他会和你争得面红耳赤,绝不退让,直到水落石出,才肯罢休。最后钱学森先生在作总结时,又表现出一个大科学家的风采。他的总结往往是来自讨论而又高于讨论,使争论双方心服口服。这就是一位科学帅才发扬科学的民主集中制的风范。
钱学森先生近年来在研究开放式复杂巨系统理论时,提倡的定性到定量的综合集成技术和综合集成研讨厅体系,就是这种既有民主,又有集中科研方法的升华。钱学森说:从定性到定量的综合集成技术,实际上是思维科学的一项应用技术。研究开放的复杂巨系统,一定要靠这个技术,因为首先要处理那么大量的信息、知识。信息量之大,难以想象,哪一个信息也不能漏掉,因为也许那就是一个重要的信息。情报信息的综合,这是首先遇到的问题。过去我在情报会议上讲过一个词,叫资料、信息的“激活”,即把大量库存的信息变成有针对性的“活情报”。我们在做定性的工作中,一开始就要综合大量的信息资料,这个工作就要用知识工程,而且一定要用知识工程,因为信息量太大了,光靠手工是无法完成的。如果综合集成研讨厅采用了人机结合和人机交互的先进技术手段,就可能做到古人说的“集其大成”了。这就必然使我们的知识和智慧,上升到一个新的层次。这就是钱学森先生说的;“集大成,出智慧”。钱学森把这种定性到定量的综合集成技术又称之为大成智慧工程。
这样的大成智慧工程,实际上是把计算机的信息处理与人脑的信息处理两者密切结合起来,形成一个人为的开放的复杂巨系统。这个系统可以拓宽人们的视野,使人接触、了解广泛的知识、经验,“感受到从前不能感受到的东西:大至宇宙,小至分子、原子,人都能审视感触!”面对这样的工作环境,老一套的工作方法与思维方式就不适应了,只有把钱学森先生提倡的大跨度的思维方式、整体的思维方式、综合集成的思维方式、逻辑与非逻辑相结合的思维方式、灵感的思维方式等多种唯物辩证的思维方式,有效地结合起来,充分启发、引发、推动,发挥其互相补充、互相促进的作用,才可能比较准确地把握各种复杂事物的现象与本质、微观与宏观、部分与整体、稳定与发展等辨证关系,做到在定方针时居高远望,统揽全局,抓住关键;在制定行动计划时又注意到一切因素,重视细节,使决策既具有战略意义又符合实际,有所前进,有所创新。
钱学森近年来十分 30年前的那场关于人体特异功能真伪的大争论,将许多人卷入了“承认与
否”对立的两大阵营。人体特异功能肯定派的领军人物,即是我国航天之父科学
泰斗钱学森先生,否定派的领军人物则是社会科学领域百科全书式的大学者于光
远先生。20年前,两位大家在全国政协礼堂互不相让针锋相对的讲话,各为其
追随拥趸者所盛赞所诟病,至今争论声犹在人们耳边回响,而作为辩论一方的钱
学森先生今天业已谢世,永远地离开了他所眷恋和捍卫的事业,辩论的另一方9
5岁高龄的于光远先生也已风烛残年久卧在床。
争论并没有结束,真理的探讨也并没有停止。
在缅怀纪念钱学森先生的这个特殊的时候,在有些人看来,也许这方面的话
题显得不那么合乎时宜。所以,在怀念钱学森先生所有的文字中,鲜见有人提及
特异功能的内容,颇有一点为尊者讳的味道。
余以为,这种避讳,大可不必。
作为介入此事较深的一个后来者,笔者愿意介绍一点情况,借以表达对钱学
森先生的崇敬和怀念。
0年2月至4月间,上海和重庆两个很偏门的会议引起了钱学森先生的关
注。
一个是2月4日至10日,《自然杂志》编辑部发起组织的“人体特异功能科
学讨论会”在上海科学会堂召开,贺崇寅代表《自然杂志》编辑部在会上作了
《为探索人体生命科学的奥秘而进军》的发言。应邀参加的人体特异功能儿童有
四川大足县的唐雨,北京市的姜燕、王强、王斌,安徽宣城县的张雪梅,湖北武
汉市谢朝晖、熊洁、徐倩,江苏常熟市的郑红,河北沧县的于瑞华,黑龙江桦南
县的牟凤芹。另一个会议是月2日重庆市科协召开人体特异功能座谈会,在这个
会上,时任四川省委书记的杨超亲临讲话表示支持。
6月4日,钱学森先生访问《自然杂志》公开亮相,他从开发人的潜能的角
度表示支持人体特异功能的研究。他审慎地说:“一项新的科学研究,在刚提出
的时候,总是有人反对,带头的人也总是要受到反对,因此要有勇气。要挺住腰
板。”就是在这一次谈话中,他首次提出了“人体科学”这个概念。
1年2月20日,《人体特异功能通讯》第7期刊发《钱学森教授谈人体特异
功能》的文章,文章报道了钱学森先生在听取了北京师范学院物理系林书煌刘惠
谊等人组织的人体特异功能研究小组工作汇报后所作的发言。钱学森在这一次特
别强调说:“人体特异功能的研究工作很重要”,“现在承认的人越来越多了,
将来一定会更快地发展起来……”
1981年月9日,中国科协主要负责同志专门举行会议,邀请《自然杂志》
贺崇寅同志汇报人体特异功能研究工作的进展情况,到会的有裴丽生、刘述周、
王顺桐、聂春荣、林勃民等,会上一致同意支持4月在四川举行第二届人体特异
功能科学讨论会。钱学森先生亲自参加了会议。
1981年4月20日,《人体特异功能通讯》第9期报道了中国科学院四川分
院院长刘允中《谈人体特异功能》。他披露说,“这个事情发展很快,在那样一
番波折下,能有一些人坚持搞下去,发展到今天这个状态,得到钱学森等着名科
学家的大力支持,很不简单,相当不错。历史上多少人为研究一门科学献出生命。
向真理迈近一步是相当不容易的”。
2年5月5日,钱学森给时任中宣部副部长的郁文写信,向他陈述并以党性
担保人体特异功能是真的,不是假的。钱学森在信中说:“中国科协四月廿八日通知说,
‘耳朵认字’之类不是我们科研方向,不准在报刊上介绍和宣传。您是知道的,
一到下面去执行,就会一棍子打死。上海出版的《自然杂志》就被命令,将即发
排的五月号中撤出几篇有关人体特异功能的科学研究论文。……难道前车之鉴还
少吗?不是发动批判过摩尔根遗传学吗?还有批判控制论,批量子化学共振论,
批人工智能;还有批数量经济学,批形象思维……我建议您通知上海市宣传部门
的同志,正确处理《自然杂志》的问题,不要禁止它刊登科学论文。”
在2年10月召开的人体科学筹委会第三次会议上,钱学森莅临会议作了题
为《这孕育着新的科学革命吗?》热情洋溢的报告,他提出了一个激动人心的猜
想,对气功和人体特异功能现象的意义作了更高的概括和推论:“我想真正吸引
着我们沿这条曲折而又艰险道路去探索的是:这可能导致一场21世纪的新的科学
革命,也许是比20世纪初的量子力学、相对论更大的科学革命。我们当中谁来作
这场未来科学革命的启蒙者?谁呢?”
年月14日,钱学森在航天医学工程研究所(又称507所,亦即今天
的“中国航天员训练中心”)作“关于科学道德”的报告。
有人统计,自此至7年10月5日,钱学森先生在该所共作了多次报告或
发言,这些报告和发言涉及人体科学、系统科学、气功、中医、特异功能等问题,
这些讲话后来整理成《人体科学与现代科学纵横谈》一书(笔者手中至今存有此
书)。
1982年月0日,《文汇报》发表中国科学院上海脑科学研究所所长张
香桐《对脑研究的哲学思考》一文,此文点名批评了特异功能现象,钱学森由此
发出了“我看这位科学家有点跟不上时代”的感叹和批评。
6年2月2日,钱学森在中国气功科学研究会召开的座谈会上发言指出:
当前气功科学研究的一项任务是建立唯象气功学。此后“唯象气功学”“唯象人
体科学”的提法不胫而走。他说:“什么叫唯象科学?就是只知其然,不知其所
以然。”他兴奋地做了一个展望:“我国有十亿人口,如果每一百个当中就有一
个练功,就是一千万,每百个练功的人就有一个人去教,就需要十万个气功师,
把这十万个气功师提高提高,就是一件大事。……还有一个尖锐问题,就是实践
表明,气功可以练出特异功能来。……到那时,我们这些炎黄子孙也就无愧于
自己的祖先,应闻名于世了。”
1986年,清华大学几个人研究风靡一时的严新气功,轻率地给出了若干
令科学界瞋目结舌的结论,钱学森先生7年4月18日对两位主要研究者陆祖荫、
李升平等说,气功是我们国家的国宝,它有很高级的功能表现,有很深奥的内容,
对此非但不能怀疑,而且要大力支持。
1986年5月日,国家科委批准成立中国人体科学学会,钱学森亲自担任
名誉理事长,国防科工委原副主任张震寰将军为理事长。
钱学森先生在他所倡导的人体科学方面著述甚多,表达坚定,他把中医气功
特异功能联系起来对问题进行分析,不仅在科学方法和科研方向上作出指导,而
且对社会上的各种议论和倾向也有针锋相对的回应:“我认为,中医、气功和特
异功能是三个东西,而本质又是一个东西。中医是经过宪法肯定了的,尚且还有
许多人不承认。当然,现在正在逐渐改善。更何况气功和特异功能?”
钱学森先生将社会上人们对特异功能等现象的不解和批评,归之于西方医学
科学还没有发展到我们这个阶段,他主张把人体看做一个“巨系统",“用系统
辨识的方法”去解决问题。“气功所涉及的问题完全是一个新的领域,气功的研
究会使我们找到一把打开人体科学大门的钥匙。我们要把人和生物看成是一个复
杂的系统,于是在外界给它一个信号,它就可以自己去完成一套行为。把这个信
号叫做信息或密码都行。它们的能量可以很小很小。关于生命信息,今天我们有
了这样的想法,是有条件了。因为有了气功和中医研究的发展。我们不能怪西方
医学,因为它没有发展到这个地步。我们的中医没有西医许多规律、原则的束缚,
所以有许多问题倒猜对了。但是,对中医也不能句句都信。因为中医是产生在它
的那个时代的系统辨识结果,而我们今天必须前进。我们要把人看成一个巨系统,
用系统辨识的方法去解决这个问题。
科学上的对与错的判定,是一个复杂而严格的问题,需要实践的检验,也需
要时间的检验。作为一个始终洋溢着爱国主义激情的伟大的科学家,钱学森先生
用毕生的经历探索自然和宇宙的奥秘,并致力于将自己的学识奉献给祖国和人民,
其晚年倾注大量心血研究人体特异功能问题,就其动机而言,相当程度上与此毕
生追求有关,仅此一点,便不能不令人肃然起敬。
不可否认的是,钱老关于气功和特异功能的一些具体的论述,确曾被一些神
功大师所利用,他们打着钱老的旗号,大量制造钱老支持他们的谎言。必须指出,
骗子的行径与犯罪行为概与钱学森先生本人无涉,钱学森先生的清白善良无私与
忠诚永远是我们学习的楷模。
钱老晚年所倡导的人体科学到底有多少真理性的内容?在多大程度上会被科
学家共同体所承认?相信科学发展本身的规律,将最终作出公正的回答,历史绝
不会淹没钱学森先生晚年科学探索的成就,亦同样不会虚伪地敷衍一些不实的钱
老所厌恶的溢美之词。实事求是与怀疑精神,同为科学家精神世界与完整人格的
两个方面,这便是人们常挂在嘴边上的科学精神四个字的内涵。
钱学森先生学界楷模国人榜样灵魂不死永垂不朽!
(2009年10月31日周六)
从李约瑟难题到钱学森之问的思考?
“为什么我们的学校总培养不出杰出人才?”这个问题不仅是我国物理学家钱学森的疑问,也与一百年前著名的“李约瑟难题”暗合。“钱学森之问”为“李约瑟难题”注入了新时期的特色,也使其更加具体化,这两者之内都蕴含着科学界的知识分子对于国家科技发展的深深忧思。无论是国外的专家还是国内的学者,都试图通过对“李约瑟难题”和“钱学森之问”的思考、分析、研究以寻找到科学技术发展的条件与规律,以便更好地促进中国科学技术的发展,使我国早日重归世界科技前沿的行列。中国论文网 李约瑟难题;钱学森之问;科技发展 科技随着时代的不断发展而变化的,各国也将培养科技人才作为强国的根本。从“李约瑟难题”到“钱学森之问”体现了我国在科技发展和科技人才培养中遇到的瓶颈。“钱学森之问”既是“李约瑟难题”的继续,也是对“李约瑟难题”的某种解答。二者既有精神本质上的一致性,也呈现出具体的差异性。 一.“李约瑟难题”的内涵和外延 李约瑟难题由英国生物化学家李约瑟提出,其主题是:“尽管中国古代对人类科技发展做出了很多重要贡献,但为什么科学和工业革命没有在近代的中国发生?”李约瑟在19世纪0年代开始研究中国科技史时提出了这一问题。年,美国经济学家肯尼思·博尔丁称之为李约瑟难题。很多人把李约瑟难题进一步推广,出现“中国近代科学为什么落后”、“中国为什么在近代落后了”等问题。对此问题的争论一直非常热烈。由于难题本身多样化的形式,从而使得难题自身具有了丰富的内涵,同时,也外扩而带来了大量的争议和怀疑。但也正是通过不断的讨论和反复的分辨,使得“李约瑟难题”成为了富有生机、不断发展的命题,在不同的历史时期散发出不同的气息,表现出不同的气质。1.不同语境中的不同表达方式“李约瑟难题”在国内通常被表述成为:“为什么近代科学没有在中国产生?或为什么近代科学革命没有在中国产生?”这实际上只是问题的简化形式。而李约瑟本人在不同的场合和不同的著作之中对这一问题也有不同的描述。虽然形式不同,但基本含义并没有实质的区别。以下是三种比较典型的表述方式: 第一种表述出现在年左右,后来李约瑟回忆说:“我们在略微熟悉了以下情况之后,心中又产生了一个同样重要的问题。我想,如果情况真是这样的话,那又怎么可能在十五世纪以前的中国一直比欧洲先进,对自然界的知识比欧洲人多,能够更有效地把这些知识应用于造福人类呢?”1 第二种表述出现在4年,随着李约瑟《中国科学技术史》第一卷的出版而出现的。该书第二章说:“我们所面对的是一系列惊人的科学创始精神........那么为什么近代科学,亦即经得起全世界的考验、并得到合理的普遍赞扬的伽利略、哈维、萨维留斯、格斯纳、牛顿的传统——这种传统注定成为统一的世界大家庭的理论基础——是在地中海和大西洋沿岸,而不是在中国或者亚洲其他任何地方发展起来呢?”2这是“李约瑟难题”第一次以专著文本的形式公布于世。随着这部巨著在世界范围的广泛流传,“李约瑟难题”成为国际科技与文化界的颇具魅力的问题。 第三种表述出现在0年李约瑟从英国寄来的《东西方的科学与社会》一文中。这是4年那篇文章的修改稿。其中关于该难题的表述是这样的:“为什么现代科学只在欧洲文明中发展,而未在中国(或印度)文明中成长?为什么在公元前1世纪到公元15世纪期间,中国文明在获取自然知识并将其应用于人的实际需要方面要比西方文明有成效得多?”这后边一问显然是吸收了“获得科学知识”的提法,但又把时间上限修订为“公元前一世纪”。到此为止“李约瑟难题”的文本就规范化了。 以上三种不同表达方式不难发现“李约瑟难题”自身也处于一个不断发展、演进的过程之中。从难题的酝酿、提出再到不断地修订,证明了这一命题正是随着时代的发展和人们认识的深化而不断变化的,也正是这个命题充满活力所在。2“李约瑟难题”的合法性之争 随着对“李约瑟难题”研究的深入,在“李约瑟难题”的合法性问题上产生了三个不同派别:肯定派、否定派、怀疑派。其中持肯定态度的占绝大多数,他们或者是从社会结构方面、或者是从思维方式上面、或者从文化语境方面做出了对“李约瑟难题”的正面解答。而持否定或者怀疑态度的虽占少数,但也从难题本身无意义方面、难题本身有逻辑矛盾方面、难题需要修正等方面加以阐述。其中比较主要的有三种说法:一是“无意义说”,持此观点最著名的三位人物是席文、席宗泽和吴国胜。“无意义说”理论基础是“近代科学是否具有普遍性”这一疑问。而实际上近代科学在科技发展的继承性方面、真理的可检验性标准方面、科学的适用性方面都证明了其具有普遍性,所以这个观点本身也是有缺陷的,很难成立。二是“逻辑矛盾说”,代表人物是张秉伦和徐飞。三是“修改说”,诸如范代年、钱兆华等许多学者都认为这个难题自身存在着内在逻辑矛盾和缺陷,因而主张对难题重新进行修改和定义。4 虽然这几派各执己见,但是正是这种对待难题的不同态度,才使得“李约瑟难题”成为中国科技史研究领域的一大亮点和热点,真正体现了难题自身存在的价值、意义。 二.“钱学森之问”的产生及其内涵“钱学森之问”是怎样产生的?是什么原因造成了它的出现,解开难题背后的谜团才是我们真正需要做的。 对于“钱学森之问”钱学森直接明白的表述是在5年,当年7月29日钱学森曾向看望他的温家宝总理说:“现在中国没有完全发展起来,一个重要的原因是没有一所大学能够按照培养科学技术发明创造人才的模式去办学,没有自己独特的创新东西,老是冒不出杰出人才。这是很大的问题。”后来这段话被概括为一句话:“为什么我们的学校总是培养不出杰出人才?”5 钱学森正是通过对国内外科技发展现状做出了充分的了解、思考之后才说出了他的疑问。1钱学森所面对世界科技发展的特点与现状20世纪中期,在科技发展最前沿的美国率先刮起了一场以信息论、控制论、系统论为代表的科技革命风暴,这场风暴很快在全球蔓延开来,人们通常把它称之为“第四次科技革命”。6这次科技革命给世界带来了巨大的影响,使世界科技发展呈现出自身的特点:现有知识范围、重新建构了知识体系,科学技术的升级换代速度日益加快,不同技术领域相互交叉和融合;涌现出了大批新兴的高技术群体,涉及信息技术、生物技术、新型结构材料技术、新能源开发技术等领域;信息技术已经成为决定科技发展的主导力量,信息产业随着计算机相关产业的发展,确立了在社会产业中的主导地位。 回顾上世纪的世界不难发现,决定国家兴衰荣辱的正是国家的经济发展实力,而影响国家经济发展与社会发展速度的因素是很多的。但是在科学技术发展迅猛的当今时代,真正决定国家经济发展的背后的手正是科学技术本身。因此国外的科技发展速度对我国的知识分子产生了巨大影响,环顾周围使得他们倍感焦虑。2钱学森面对的国内环境 在近几十年科技建设中,尤其是改革开放以后,中国科技有了比较快的发展,在促进经济繁荣的同时增强了我国的综合国力,但是必须看到仍然有多种原因限制着中国科技的发展。他们主要包括: 科研经费不足,在我国科学技术领域所存在的许多问题之中,科技投入较少是根源所在。我国科研经费的增长不仅不稳定,而且远远落后于国民经济的增长速度,虽然国家很重视科学技术的发展,但是在资金投入方面确实无法和西方发达国家相比,我国科技人员的人均享有的投资额度相比于发达国家仍然具有较大差距。 与此同时,大量的科技人员集中于政府机构之中,企业、社会中的科技人员数量过少。在现代经济制度中,企业才是真正促进社会发展进步的动力所在,而企业当中科技人员比例过低就限制了企业在产品研发、产品创新领域的发展,缺乏核心竞争力。7 以上这些都是中国科技发展中出现的问题,只有通过不断增加科技投资力度、推动企业自主科技研发能力、提高科研产出率等措施才能有效地改善我国的科技环境,促进科技的发展。 三.两者本质的一致性与具体的差异性 在学术界,尽管对“李约瑟难题”本身有不同表达,但最基本的内涵就是“中国近代的科学技术发展为什么落后了?”其中表现出的是对中国社会发展的关切。而以钱学森为首的当代学人对“中国没有完全发展起来的原因”的反思最终也落脚在了中国科学技术的落后问题上。“钱学森之问”正如“李约瑟难题”一样,是社会发展实践凝练出的命题。站在历史与逻辑相统一的视角来看,“李约瑟难题”与“钱学森之问”的形成、发展以及解答,都体现了社会历史发展的逻辑,也体现出思想发展的逻辑。二者都是从历史发展的逻辑出发,凝结出思想发展的逻辑,都经历了从实践命题到学术命题的发展脉络,而最后落实到社会实践的解决上。 虽然二者有着深刻的本质联系,但是其具体的差异性也是显而易见的。首先二者提出的时代背景有差异,二者的追问虽然都落在了科学技术发展的问题上,但“李约瑟难题”是在中华民族最为危机的时刻提出的,而后者是在新中国建立之后面对社会实际发展提出的;其次二者追问目标有差异,前者追问的核心是“为什么没有”,解决目标是“如何才能有”,后者是在我国已经有了一定科学技术前提下提出的,目标是怎么解决科技创新型人才培养的问题;8最后对二者解答的差异,在解答“李约瑟难题”方面着重对过去历史的反思,有的人把原因归结为封建制度,有的人归结为儒家保守观念等等,而后者着重对当代社会问题的反思,把最终原因落实到高等学校的人才培养上。 从某种意义上说,“钱学森之问”从人才教育培养的角度解答了李约瑟的问题,但是,他本身提出的问题没有解决,这在一定意义上又深化了“李约瑟难题”。(论文网) 参考文献:[1-4]钱学森.钱学森最后一次系统谈话:谈科技创新人才培养[N].人民日报,9-11-05.[5]范岱年.关于中国近代科学落后原因的讨论[J].二十一世纪,7(12):76[6][法]杜赫德.耶稣会士中国书简集——中国回忆录:卷Ⅳ[C].郑州:大象出版社,5:29.[7]黎难秋.中国科学翻译史[M].合肥:中国科技大学出版社,6:41-42.[8]李约瑟,徐汝庄.东西方的科学与社会[J].自然杂志,0(12):.
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