淺析地球科學的科學觀和技術(shù)觀

王仲倫

（成都理工大學，四川 成都610059）

1 科學與技術(shù)概述

科學屬于認識范疇，是人們對自然能動關(guān)系的知識形態(tài)，是人對自然的理論體系，屬于間接生產(chǎn)力或一般生產(chǎn)力，它主要回答“是什么”；技術(shù)屬于實踐范疇，是人對自然能動關(guān)系的現(xiàn)實形態(tài)，是人對自然的實踐關(guān)系，屬于直接生產(chǎn)力，主要解決“做什么”、“如何做”的問題。科學和技術(shù)二者雖有重要區(qū)別，但也有著非常密切的聯(lián)系，它們經(jīng)常被連起來使用，簡稱“科技”。

科技的本質(zhì)是發(fā)現(xiàn)或發(fā)明事物之間的聯(lián)系，各種物質(zhì)通過這種聯(lián)系組成特定的系統(tǒng)來實現(xiàn)特定的功能。可以說，以科學為基礎(chǔ)的現(xiàn)代技術(shù)，不僅與工具、機器及其使用方法和過程相聯(lián)系，而且與科學、發(fā)明、自然、社會、人和歷史緊密聯(lián)系。

2 地球科學觀的形成與發(fā)展

探析地球科學觀要從歷史的角度出發(fā)，歷史中的各個階段人們對地球觀的認識各有不同。古代地球科學觀沒有真正的形成，人們對地球的研究依靠的是所能見到的某些現(xiàn)象，這一時期地球科學還沒形成獨立的知識體系，僅包含在自然哲學中。第一位對地球現(xiàn)象做出系統(tǒng)解釋的是古希臘哲學家亞里士多德，他將與地球科學相聯(lián)系的知識做了初步的系統(tǒng)化。雖然我國古代關(guān)于海陸變遷的思想有很多表述，但也沒有形成系統(tǒng)性的地球科學思想，后來隨著地理學科和地質(zhì)學科的陸續(xù)建立，地球科學進入了一個嶄新的階段。文藝復興以后隨著人類社會的工業(yè)化，人們對礦產(chǎn)資源的開發(fā)與日俱增，地質(zhì)學成為了地球科學的核心理論。近代地球科學觀的發(fā)展態(tài)勢主要有三個方面，一是古生物、古植物、古地理等地球歷史科學方面的發(fā)展，二是礦物學、巖石學等地球物質(zhì)學科方面的發(fā)展，三是多種地質(zhì)學在地球科學方面應(yīng)用的發(fā)展，這些使得地球科學觀以動態(tài)的形式在實踐中形成。隨著地球物理學的誕生，人們對地球構(gòu)造、結(jié)構(gòu)、運動和動力控制方面的研究越來越多，現(xiàn)代地球科學觀逐漸形成。現(xiàn)代地球觀以對地球在系統(tǒng)整體性上的把握為主，在研究地球內(nèi)部構(gòu)造間的相互作用的同時要將地球物理效應(yīng)所涉及的物理場進行綜合一體的探析。

地球科學觀是在矛盾的辯證運動中發(fā)展的。以巖石成因問題而相爭進200 年的火成論和水成論，受宗教的影響，對巖石成因問題更有證據(jù)基礎(chǔ)的火成論占了下風。人們對地球認識逐漸接近地球演化客觀規(guī)律的漸變論和災(zāi)變論之爭。促使地學發(fā)展的固定論與活動論兩個大地構(gòu)造學派的爭論。以地殼運動基本形式不同進行的地殼垂直運動與地殼水平運動的爭論。以地球的形成與自然界收縮和膨脹兩種客觀規(guī)律相關(guān)的地球膨脹說和地球收縮說的爭論。正是科學技術(shù)的發(fā)展促進爭論的螺旋式上升，是科學思維的過程，而這些爭論都對地球科學觀的發(fā)展起到了重要的促進作用。

3 地球科學技術(shù)觀的形成與發(fā)展

隨著工業(yè)革命發(fā)展形成的地球科學技術(shù)體系是圍繞著研究地球物質(zhì)成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、物質(zhì)運動形成的一套方法性、實驗性、可操作性的技術(shù)系統(tǒng)，它既包含科學又包含技術(shù)，是一個完整的技術(shù)體系，而且能獨立構(gòu)成一門完整學科。

3.1 地球科學技術(shù)觀的五大體系及其特征

地球科學技術(shù)可以歸納為五大技術(shù)體系：（1）觀察與探測技術(shù)體系（含地球物理、地球化學、勘探技術(shù)）；（2）信息計算與處理技術(shù)體系；（3）分析與測試技術(shù)體系；（4）探礦工程及科學深鉆技術(shù)體系；（5）模擬及實驗技術(shù)體系。

地球科學技術(shù)體系形成于19 世紀后，所以它十分明顯的具有現(xiàn)代技術(shù)認識的主要特征：

3.1.1 地球科學五大技術(shù)體系是當代地球科學與當代物理學、化學、生物學結(jié)合后形成的，是科學、技術(shù)與生產(chǎn)一體化過程的產(chǎn)物，包含了基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究和開發(fā)研究三個環(huán)節(jié)的成果。作為地球科學的技術(shù)認識，它首先是知識的轉(zhuǎn)化成果，表明技術(shù)認識與技術(shù)方法要依靠科學理論的指導和約束；同時它作為方法和工具直接參與實踐過程，受到社會經(jīng)濟發(fā)展的強烈影響和約束。

3.1.2 技術(shù)認識在認識地球上與科學認識上具有殊途同歸、異曲同工的作用，具有相對獨立性。技術(shù)認識在認識目的、認識對象、認識過程及解決問題上與科學認識的差別，導致了不同流派的產(chǎn)生，這些流派具有不同的思維方式、習慣、工作方法和手段。

3.1.3 技術(shù)認識的程序是一個技術(shù)發(fā)明、技術(shù)創(chuàng)新、技術(shù)擴散的重疊作用過程，它涵蓋了提出問題、研究問題、解決問題、驗證反饋等幾個階段，其中技術(shù)方法的開發(fā)與應(yīng)用是關(guān)鍵，如同科學認識中概念和基本理論的確立。

隨著現(xiàn)代高新技術(shù)的突飛猛進，五大技術(shù)體系正在與以信息科學與技術(shù)為帶頭羊的高科技迅速接軌，逐步完成了現(xiàn)代科技對傳統(tǒng)技術(shù)體系的改造。這五大技術(shù)體系奠定了地球科學技術(shù)方法的基礎(chǔ)，五大技術(shù)體系是揭開地球奧秘的鑰匙，是通向揭示地球物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、物質(zhì)運動、構(gòu)造演化的橋梁。

3.2 高新技術(shù)帶來的地球科學技術(shù)進展

以信息科學和技術(shù)為主導的高科技帶來了一場新的技術(shù)變革，隨著這場革命在各個領(lǐng)域的逐步深入，當今社會步入了知識經(jīng)濟時代。電子學、微電子技術(shù)和計算機技術(shù)是信息科學和技術(shù)的兩大主要技術(shù)理論體系，它們引領(lǐng)著各個產(chǎn)業(yè)、各傳統(tǒng)學科的發(fā)展方向，推動著社會逐步走向智能化、網(wǎng)絡(luò)化，“信息化帶動工業(yè)化”是時代的潮流，也是時代的必然走向。地球科學作為工業(yè)化時期迅速發(fā)展起來的傳統(tǒng)學科，受益于高新技術(shù)發(fā)生了巨大變革，主要體現(xiàn)為以下幾大特征：（1）之前的四大技術(shù)體系擴展為新的五大技術(shù)體系；（2）勘察、分析與測試的空間范圍、對象更大、更復雜；（3）工具、技術(shù)、手段實現(xiàn)智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化，精準度和速度成倍提高；（4）計算機廣泛應(yīng)用，學科交叉、技術(shù)聯(lián)用普遍，創(chuàng)新成果日新月異。

而高新技術(shù)為地球科學帶來的變革體現(xiàn)在很多方面。分析測試技術(shù)體系從二十世紀五十年代的手工操作，逐步趨向儀器化- 電子化- 智能化- 信息化，二十一世紀將會進一步智能化和仿生化。化學傳感器小型、仿生、功能特殊，使分析測試簡便快捷、實時在線、自動靈敏，而且在測試內(nèi)容上也是更加深入細微。再如化學上為了促進元素分析測試精度的提高，而產(chǎn)生的創(chuàng)新成果- 高效快速微色譜柱技術(shù)，開辟了很多新思路，如柱徑小、固定相顆粒細和零空床體積淋洗等，大大提升了分析精確度和分離速度。分析測試的現(xiàn)代化將給地球科學帶來新的機遇，對于基礎(chǔ)性的地球科學理論，準確的、大量的、多元素的數(shù)據(jù)將使地質(zhì)推理更加理性化。在地震勘探中引入了計算機技術(shù)后發(fā)生了一場變革，經(jīng)歷了從折射波法到模擬磁帶記錄再到多道數(shù)字磁帶記錄的發(fā)展。“地震層析成像”技術(shù)利用計算機處理地震波，為我們研究有關(guān)地球的起源、構(gòu)造、演變等問題提供了更加科學的方法。衛(wèi)星上天、阿波羅登月等，空間技術(shù)已成為當代甘心技術(shù)的重要組成部分，地球科學系統(tǒng)也在充分利用空間技術(shù)帶來的發(fā)展。

4 結(jié)論

與人類通過科學來認識自然相同，地球科學以觀察和實驗取得科學事實進而建立地球科學的科學觀，而對地球研究的技術(shù)和方法（技術(shù)觀）與其相輔相成。地球科學以它認識世界的方式揭示物質(zhì)的組成、構(gòu)造、運動、演化。認識是永無止盡的，如何去更好的認識物質(zhì)的運動和運動的物質(zhì)，如何把握微觀與宏觀認識物質(zhì)的尺度是地球科學始終需要探索的內(nèi)容。而科技的進步為地球科學的形成、發(fā)展和探索注入了新的血液，提供了強大動力。