系統科學視野下的科學邊界特征分析

衛郭敏 武 杰

（太原科技大學中國系統哲學研究中心，山西 太原030024）

劃界問題是科學哲學中一個傳統的核心問題，自邏輯經驗主義以來，圍繞該問題的爭論始終是學界關注的焦點，并且對于該問題的回答，始終未曾達成一個相對一致的看法。邏輯經驗主義和批判理性主義強調以經驗為基礎，依靠邏輯的方法對科學的“語句”或“理論”進行“證實”或“證偽”；相對主義者否認科學與非科學存在理性的劃界標準；而激進的后現代主義者提出一種自然主義的立場，主張干脆消解科學與非科學的邊界；當然，也有以邦格（Mario Bunge）、撒加德（Paul Thagard）為代表的一些科學哲學家在反思后現代主義思潮的同時試圖用一種多元、綜合的標準來重建科學與非科學界線。然而，無論何種主張都面臨一定程度上的困境。

詳細地考察劃界問題，涉及到許多復雜的哲學問題，比如劃界的動機，以及劃界的元標準——對科學劃界理論的預設和前提的分析等，在此基礎上，需要對兩個方面的問題進行分析：（1）科學系統是否存在邊界？若存在邊界，那么邊界以何種方式存在？（2）以何種標準來劃分科學系統內部與外部，即邊界選取的標準。我們從系統科學的視角考察科學的邊界問題，不期望也無此能力精確地給出科學與非科學的判定標準。即，我們不嘗試回答第二個問題，只是力圖從一個全新的角度提出一些關于科學邊界的特征分析。

1 科學邊界的動態性

考察科學的歷史，不難發現科學的內涵和外延都發生了很大的改變和擴展。就科學的外延來講，科學研究的領域無疑越來越廣泛，從10億光年的宇宙空間到0.1飛米的微觀尺度，都納入了當今科學的研究范圍。與之相對應的是，各個領域的科學理論成指數地飛速增長，現在的科學書籍已不能用“汗牛充棟”來形容其數量的龐大。隨著技術的發展，科學實驗的手段也是愈發先進和豐富，其規模已非常人所能想象，從伽利略的小球、光滑斜面，到投資100億美元的大型強子對撞機；從17世紀科學家簡陋的私人實驗室，到占地500多公頃、橫跨法國－瑞士兩國的歐洲核子研究中心，科學的發展可見一斑！

與外延相比，科學內涵的變化更能體現科學邊界的演化。首先是科學研究對象的內涵不斷擴展。古希臘的古代科學，包括近代科學的主要領域，都只是把天然的自然界作為科學研究的對象。眾所周知，近代科學首先關注的重點是天體的運動和日常生活中的力學現象，最先發展起來的學科便是天文學和力學。到了工業化社會，系統的人工自然界開始形成，人工自然逐漸成為現代科學的研究重點，光電現象、超導現象、量子效應，等等，這些自然現象在天然自然界絕無發生的可能。可以說，當今科學實驗室中產生的現象幾乎都是人工自然現象。隨著科技的持續發展，如今科學的研究對象已經從非生物現象擴展到生物現象。20世紀之前，人們對于生物的絢麗多彩迷惑不解，往往把生命和無生命視為截然不同、沒有聯系的兩個領域，認為生命不服從無生命物質的運動規律。20世紀特別是40年代以來，生物學吸收了數學、物理學和化學等學科的成就逐漸發展成一門精確的、定量的、深入到分子層次的科學。生命科學、神經科學已成為當前科學研究的前沿。從天然自然到人工自然，再到生命現象的科學研究領域的擴展，不僅僅是一種外延的擴張，更是科學研究內涵的改變，每一次轉變都帶來了深刻的哲學意義。

科學內涵的變化還體現在科學方法的不斷擴展。在古希臘科學的萌芽階段，亞里士多德就提出了著名的“三段論”演繹方法。德謨克里特的原子論也隱含著還原的科學方法。在近代科學的形成時期，伽利略把實驗觀察和數學推理結合起來對自然界進行研究，從而奠定了近代科學的根基，所以伽利略被稱為近代科學之父是當之無愧的。另外伽利略也首先采用思想實驗這種獨特的科學方法，到了20世紀初，愛因斯坦將這種方法演繹到了極致。歸納法第一次被系統地論述，是弗朗西斯·培根的貢獻。而牛頓聲稱他在運動三定律和萬有引力定律的發現中，運用了分析－綜合的方法。一些科學方法隨著技術的發展而出現，比如計算機技術的發展帶來了計算機模擬、推演和模擬的方法。而一些科學方法直接就是科學自身發展的結果，比如系統科學提出的整體論的方法等。總之，科學方法具有一定的歷史性，一個時代的科學與其方法論并生且相互促進。

2 科學邊界的開放性

系統邊界的動態性反映的是系統的外延或內涵隨時間變化的歷史性，而系統邊界的開放性指的是系統與環境存在著物質、能量或信息的交流。動態性反映的是邊界的調整，開放性反映的是內外的交流，二者屬于不同的概念。

科學系統屬于開放性系統，這表現在科學系統與其環境存在著物質、能量和信息的交流。系統的交流分為輸入和輸出兩部分。外界的環境為科學系統輸入物質、能量和信息，而科學系統主要為外界環境輸出信息。

科學的形成和發展離不開外界環境的支持，這主要表現在以下幾點：（1）社會政策的支持。社會政策為各種科學建制提供了保障，各種社會媒介促進了科學的交流，各種激勵制度客觀上也推動著科學的發展。（2）技術的支持。科學的發展離不開科學實驗，而科學實驗的發展需要技術提供不斷的支持，比如粒子物理學的發展強烈依賴于粒子加速器和對撞機的發展，天文學的進步離不開望遠鏡技術的突破。常常發生技術突破帶來全新科學領域突現的現象，比如激光學的研究完全依賴于激光器的發明。（3）文化的支持。在科學的發展過程中，哲學、宗教、藝術等其他文化形式為科學提供了思想導向或方法借鑒。

科學系統與環境的相互作用還體現在系統為環境輸出信息，這主要表現在：（1）為技術的發展提供信息支持。歷史上每一次科學的突破，幾乎都會帶來技術的巨大進步，電磁學的發展引發了電力時代的到來，沒有愛因斯坦的質能方程就不可能對核能進行開發利用。科學與技術是一種互動的關系，二者相互促進、共同發展。（2）科學為其他學科提供了科學方法。當然，用自然科學的方法來研究社會科學或人文學科存在著是否可能或如何結合的爭論，但其他學科使用或借鑒科學方法來推進自身的發展卻是不爭的事實。（3）科學為外界輸出科學精神。追求真理、重視理性、強調依靠科學的力量來推動社會發展的科學精神已滲透到當今社會的每一個領域，并且正在為社會的進步提供著精神力量。

科學邊界的開放性是科學系統得以不斷朝有序方向演化的必要條件。根據系統科學中的耗散結構理論，開放性是自組織系統形成動態有序的耗散結構的四個必要條件之一。系統只有與外界環境保持不斷的物質、能量和信息的交換，才可以從外界不斷吸收負熵流，從而朝有序方向演化。所以，科學作為一個自組織系統，之所以能夠在幾個世紀的時間里有序程度不斷增加，與其邊界的開放性密不可分。科學保持其邊界的開放性，不僅可能，而且必需。

3 科學邊界的模糊性

系統科學指出，一些系統，特別是社會領域的系統，其邊界是不明確的，系統對于其元素的隸屬關系是逐步過渡而非斷然判定。在許多時候，系統與環境相互滲透，各自都有元素存在于對方之中。科學系統是一個開放的社會系統，與環境處于隨時交流的動態狀態，系統與環境的轉換具有一定的連續性，所以很難在科學與非科學之間進行精確地鑒定。這也體現在劃界問題往往發生在科學的外圍和前沿，沃爾伯特（Lewis Wolpert）曾說過，“科學的刀口可以被弄鈍，但其核心是堅固的。”[1]因為科學系統邊界的這種模糊性，陳健曾主張用模糊數學的方法來進行科學劃界，認為“科學像‘美’、‘高’一樣是一個邊界不明確的術語，‘科學的’集合不是經典集合，而必定是模糊集合”[2]。某個元素是否屬于“科學的”集合是一個“度”的問題而不是“非此即彼”的問題。

科學邊界的模糊性體現在科學與其他文化形式相互“纏繞”，無法精確地說明它們之間的界線。科學與信仰的邊界是模糊的，邏輯實證主義曾經試圖把二者嚴格分開，但終以失敗告終，宗教、心理以及審美的因素滲入到科學方法中的例子在科學史中俯拾皆是。科學與技術的邊界也是模糊的，現代科學與技術日趨一體化，在科學與技術之間出現了不少綜合性、交叉性的學科，使得科學日趨技術化、技術日趨科學化。科學正越來越遠離人們的感覺經驗，實驗設備、技術手段起到的作用也越來越大。另外，自然科學與社會科學也不存在明確的邊界。二者相互影響、相互促進，在一定條件下還會互相轉化，二者之間還存在著一些像環境科學這樣“亦此亦彼”的交叉學科。在此種背景下，科學哲學中的一些后現代主義者主張消解科學與技術的區別，比如拉圖爾（Bruno Latour）曾提出“技科學（technoscience）”[3]的概念，以此來消解科學與技術的界線。

然而邊界具有模糊性，不代表系統與環境無法區分，系統科學認為，系統與環境的劃分具有相對性，關心的研究對象不同，對于系統的界定也就相應不同，比如我們研究地球系統，那么太陽系中的其他行星就屬于環境；若我們研究太陽系，則這些行星都是系統的元素而不再屬于系統之外的環境。分析系統與環境的關系，首先應當承認系統與環境的差異性，即二者是異質的事物，各自具有自身的內核；在此基礎上，我們還應該看到系統與環境的區分往往不是斷然的，有些系統與環境可以明確進行區分，但是對于大部分系統，特別是復雜系統，系統與環境之間不存在明晰的邊界，無法進行斷然的區分。“這時，可以把系統定義為：按照所關心的問題從千絲萬縷互相聯系的事物中相對孤立出來作為研究對象的一部分事物。”[4]所以，盡管科學系統的邊界具有模糊性，但它還是有自身相對穩定的區別于其他系統的特征，因為邊界的模糊性而消解科學與非科學的區別，是不可取的。

4 結語

劃界問題在科學哲學領域居于核心地位，因為它直接關切“科學是什么”的問題。在歷史上常常出現利用界線的不清晰而故意混淆界線，提倡偽科學，打擊真正的科學。涂建華在《中國偽科學史》中詳細列舉了從1979年至2001年，20多年來我國的偽科學事件年譜。另外，“劃界有助于維護科學和科學共同體的權威和共有價值，提高科學理論的同質性以及科學研究活動和社會建制的一致性，矯正和公眾的關系”[5]此外，研究劃界問題也有助于保護科學資源，可以使得科學家專注于科學研究，而不被卷入科學與非科學、偽科學的爭論之中。所以說，劃界問題，意義重大，對于該問題的正確認識有助于堅持理性主義，弘揚科學精神。

在系統科學的視野下考察科學的邊界特征，雖然無法對劃界標準進行精確鑒定，但對于解決劃界問題無疑有著積極的理論意義。了解了科學邊界的動態性，就不會企圖制定出一勞永逸的標準來對科學與非科學進行判定；了解了科學邊界的開放性，就不會將科學外部的因素排除在科學哲學的研究范圍之外；了解了科學邊界的模糊性，就不會嘗試在科學與非科學之間劃出一條明晰的界線。

［1］Lewis Wolpert.The Unnatural Nature of Science[M].Londo n：Faber and Faber，1992：108.

［2］陳健.科學劃界[M].北京：東方出版社,1997：177.

［3］布魯諾·拉圖爾.科學在行動[M].劉文旋,鄭開,譯.北京：東方出版社,2005：34.

［4］許國志.系統科學[M].上海：上海科技教育出版社,2000：24.

［5］李醒民.劃界問題或科學劃界[J].社會科學,2010(3)：103－112.