bbin开奖可以控制吗

書名：科學的起源
作者名：成生輝崔維成
本章字數： 3135字
更新時間： 2024-05-28 14:23:01

3.思索與展望

科學往往是在人類好奇心的驅使下誕生的。星星離我們究竟有多遠？星星上是否有類似地球上的生物存在？大海究竟有多深？海洋里究竟有什么？科學的目的就是刨根問底，也就是發現各種規律。例如，人們用望遠鏡觀察所發現的自然規律為經典力學和相對論奠定了基礎，人們通過顯微鏡觀測建立了量子力學。但是，科學早期的目的并不是應用這些規律，有些科學家在研究科學時只關心這些規律本身，并不關心它們是否有用、是否危險。隨著科學的發展，人們圍繞消除人類對宇宙自然的恐懼、提高人類的幸福指數的科學研究才逐漸開始。時至今日，科學的目的可以歸納為兩個主要方面：滿足人類固有的好奇心，提高人類的幸福指數。

軌跡的認知

在近代以前，完備的科學系統并沒有形成。我們能找到“科學”發端的蛛絲馬跡，但那時尚未形成系統的科學體系及科學研究的方法。[4]直到牛頓力學建立，以及機械自然觀和實驗數學方法論形成，近代科學體系才逐漸建立形成。

16世紀的科學革命主要是天文學的革命，日心說推翻了居于宗教統治地位的地心說，實現了天文學的變革。17世紀的科學革命主要是物理學和數學的革命，牛頓在1687年發表了《自然哲學的數學原理》，論述了其運動三定律和萬有引力定律。這是人類在科學史上首次提出一個完整統一的體系并對客觀物理世界中的自然規律進行了描述。而此時的許多其他學科依舊處于搜集資料及對已有認知進行初步整理的階段。18世紀的科技大發展則是一場技術革命和化學革命，拉瓦錫推翻了統治化學界100多年的“燃素說”。

16—18世紀各門學科的發展和革命使得自然哲學逐漸分化，尤其是自然科學方面逐漸形成了各自獨立且系統的學科體系。17世紀以來，天文學、物理學、化學、生物學等自然科學首先從自然哲學中分化出來，形成了屬于自己學科的研究范式及研究方向。到了19世紀前后，隨著社會生產力水平的不斷提高，社會問題日益復雜，諸如社會學、經濟學、法學、政治學等社會科學紛紛從哲學中分化出來，并確立了各自獨立的學科地位。之后，隨著科學的蓬勃發展，各學科的劃分越來越細致。

20世紀，為了解決科學發展的瓶頸，學科之間開始融合。美國哥倫比亞大學心理學家伍德沃思于1926年首創了“交叉學科”（interdisciplinary）這個術語，他認為交叉學科是超越一個已知學科的邊界、涉及兩個或兩個以上學科的研究領域。近幾十年來，學科分化和學科融合這兩種趨勢一直并存。最近25年，許多諾貝爾獎獲得者都得益于交叉性合作研究。

科學的發展是一個持續的動態過程。科學發展到今天，我們急需一個新的思維范式去審視科學與人類的關系以及未來科學的發展方向。

回顧發展

16—19世紀是西方科學發展的高光時刻。在科學發展的進程中，科學理論成果間存在千絲萬縷的聯系，圖1.3展現了西方科學的發展進程。我們可以在圖1.3中發現一些玄機，例如哈密頓力學推進了熱力學第一定律。科學所包含的各種學科及理論并不是獨立發展的，各種理論相互影響，繼而又發展為新的理論。對于理論間關系的梳理將在第三篇詳細介紹。

圖1.3 西方科學發展簡史

注：藍、紫和綠色時間環分別表示物理、化學和生物的科學發展簡史，由對科學進程的影響大小由內向外展開，每個圓點表示一個事件點。帶箭頭的黑線標示了理論及科學家之間互相影響和傳承的方向。

科學革命是推動科學發展過程中極為重要的一環。科學家只有勇于打破常規科學，勇于發現常規科學中的錯誤，才能向傳統科學注入新的思想，才能不斷修正我們對自然的認知。梳理科學革命的過程能夠幫助我們探究科學問題的本質。[5]

圖1.4展示了第二次工業革命的簡要發展過程。對于重要科學革命的介紹，詳見第四篇。

圖1.4 第二次工業革命的工業和技術成果

在近代科學形成之前，最先發展且最接近現代科學的學科是天文學，其他領域并未形成系統的研究體系。隨著科學的發展，科學家們對各個領域的研究逐步深入，不同的學科開始慢慢出現。而自科學發展史初現崢嶸以來，各學科領域均有不同程度的交叉融合。各學科在互相影響、借鑒和融合的態勢下欣欣向榮。“交叉學科”也成了一個我們越來越耳熟能詳的詞。

在梳理學科形成、分化過程的同時，我們也梳理了各個學科的建立與發展過程。圖1.5就展示了生物學的發展歷程及其間的重要事件。有關學科發展的介紹，詳見第五篇。

圖1.5 生物學的建立與發展

隨著學科的不斷發展和演化，各個細分學科的愿景也不斷深化和轉變，在系統生態學中，如圖1.6所示，軟系統與硬科學的愿景和融合推動著多學科的交叉與進步，詳見第六篇第26章。

圖1.6 軟系統與硬科學的關系

注：每個放射狀圓都表示一個理論或學科，從系統生態學向左右兩邊延伸，右邊表示由系統生態學推動的理論學科，左邊是系統生態學分出的愿景，即軟系統和硬科學。硬科學向下分支引申出了自然法則，再向下分為熱力學、進化遺傳學等，而軟系統向下分支引申出了多角度，再向下分為控制論和一般系統論等。

理論的交匯

解決科學中諸多問題的核心是科學的研究方法，而這些方法都是基于嚴謹的科學理論及公理。在本書中，我們將對科學發展中的核心理論進行介紹。

圖1.7展示了量子力學的三個原理，詳見第六篇關于量子力學的內容。量子力學的三個原理包含了狄拉克的剃刀、態疊加原理及不確定性原理。

圖1.7 量子力學的三個原理

注：“態疊加原理”中藍色圓表示不同的狀態，“不確定性原理”中藍色小箭頭表示很多種最終狀態發生的可能，藍色圓表示不確定的不同的狀態，紫色圓框定特定狀態為觀察區。

一個不存在的概念如何被建立又被推翻？圖1.8所示的慣性參考系就是這樣一個例子。真空相關的概念可能也面臨同樣的命運，有些概念先被建立、被推翻，未來有可能再被建立，如以太，這就是科學的螺旋式上升過程，詳見第六篇。

圖1.9描繪了控制論的發展與延伸，圖1.10則為人工智能發展樹狀圖。

波粒二象性是量子力學中引入的一個新概念，用來解釋人們在雙縫實驗中觀察到的現象。圖1.11展示了波粒二象性概念的發展。

原始文明對科學的形成有何影響？科學的形成過程是怎樣的？科學中的技術體系及思想體系是如何發展的？而在數字時代及未來元宇宙世界中的科學之路又將指向何方？我們將在本書中探討這些問題的答案。

本書針對元科學的研究方向來研究元科學，即研究科學的科學，如圖1.12所示。我們將從科學的起源、形成、發展、分化和融合入手，重新審視科學發展的軌跡，探究科學理論是如何相互產生影響的，通過深度剖析科學本身來重新認識科學。最后，我們將用新的元科學的思維范式去探究科學未來的發展方向。

圖1.8 慣性參考系

注：B、C、D、E參考系以A為參考系，做勻速直線運動，因此B、C、D、E也是慣性參考系。

圖1.9 控制論的發展與延伸

注：控制論的起源時間及彼時包括的學科如上圖中層級A所示。最初的發展通過梅西會議和比率俱樂部等得到鞏固。控制論后來的突出發展如上圖中層級B所示，是圖中對應標示領域的先驅，且與并行發展的系統科學密切相關。早期發展重點和發展擴散的領域工作及新研究方法均如上圖中層級C所示。當代控制論領域發展出的各種學科如上圖中層級D所示。