系统科学视野下的科学边界特征分析

卫郭敏 武 杰

（太原科技大学中国系统哲学研究中心，山西 太原030024）

划界问题是科学哲学中一个传统的核心问题，自逻辑经验主义以来，围绕该问题的争论始终是学界关注的焦点，并且对于该问题的回答，始终未曾达成一个相对一致的看法。逻辑经验主义和批判理性主义强调以经验为基础，依靠逻辑的方法对科学的“语句”或“理论”进行“证实”或“证伪”；相对主义者否认科学与非科学存在理性的划界标准；而激进的后现代主义者提出一种自然主义的立场，主张干脆消解科学与非科学的边界；当然，也有以邦格（Mario Bunge）、撒加德（Paul Thagard）为代表的一些科学哲学家在反思后现代主义思潮的同时试图用一种多元、综合的标准来重建科学与非科学界线。然而，无论何种主张都面临一定程度上的困境。

详细地考察划界问题，涉及到许多复杂的哲学问题，比如划界的动机，以及划界的元标准——对科学划界理论的预设和前提的分析等，在此基础上，需要对两个方面的问题进行分析：（1）科学系统是否存在边界？若存在边界，那么边界以何种方式存在？（2）以何种标准来划分科学系统内部与外部，即边界选取的标准。我们从系统科学的视角考察科学的边界问题，不期望也无此能力精确地给出科学与非科学的判定标准。即，我们不尝试回答第二个问题，只是力图从一个全新的角度提出一些关于科学边界的特征分析。

1 科学边界的动态性

考察科学的历史，不难发现科学的内涵和外延都发生了很大的改变和扩展。就科学的外延来讲，科学研究的领域无疑越来越广泛，从10亿光年的宇宙空间到0.1飞米的微观尺度，都纳入了当今科学的研究范围。与之相对应的是，各个领域的科学理论成指数地飞速增长，现在的科学书籍已不能用“汗牛充栋”来形容其数量的庞大。随着技术的发展，科学实验的手段也是愈发先进和丰富，其规模已非常人所能想象，从伽利略的小球、光滑斜面，到投资100亿美元的大型强子对撞机；从17世纪科学家简陋的私人实验室，到占地500多公顷、横跨法国－瑞士两国的欧洲核子研究中心，科学的发展可见一斑！

与外延相比，科学内涵的变化更能体现科学边界的演化。首先是科学研究对象的内涵不断扩展。古希腊的古代科学，包括近代科学的主要领域，都只是把天然的自然界作为科学研究的对象。众所周知，近代科学首先关注的重点是天体的运动和日常生活中的力学现象，最先发展起来的学科便是天文学和力学。到了工业化社会，系统的人工自然界开始形成，人工自然逐渐成为现代科学的研究重点，光电现象、超导现象、量子效应，等等，这些自然现象在天然自然界绝无发生的可能。可以说，当今科学实验室中产生的现象几乎都是人工自然现象。随着科技的持续发展，如今科学的研究对象已经从非生物现象扩展到生物现象。20世纪之前，人们对于生物的绚丽多彩迷惑不解，往往把生命和无生命视为截然不同、没有联系的两个领域，认为生命不服从无生命物质的运动规律。20世纪特别是40年代以来，生物学吸收了数学、物理学和化学等学科的成就逐渐发展成一门精确的、定量的、深入到分子层次的科学。生命科学、神经科学已成为当前科学研究的前沿。从天然自然到人工自然，再到生命现象的科学研究领域的扩展，不仅仅是一种外延的扩张，更是科学研究内涵的改变，每一次转变都带来了深刻的哲学意义。

科学内涵的变化还体现在科学方法的不断扩展。在古希腊科学的萌芽阶段，亚里士多德就提出了著名的“三段论”演绎方法。德谟克里特的原子论也隐含着还原的科学方法。在近代科学的形成时期，伽利略把实验观察和数学推理结合起来对自然界进行研究，从而奠定了近代科学的根基，所以伽利略被称为近代科学之父是当之无愧的。另外伽利略也首先采用思想实验这种独特的科学方法，到了20世纪初，爱因斯坦将这种方法演绎到了极致。归纳法第一次被系统地论述，是弗朗西斯·培根的贡献。而牛顿声称他在运动三定律和万有引力定律的发现中，运用了分析－综合的方法。一些科学方法随着技术的发展而出现，比如计算机技术的发展带来了计算机模拟、推演和模拟的方法。而一些科学方法直接就是科学自身发展的结果，比如系统科学提出的整体论的方法等。总之，科学方法具有一定的历史性，一个时代的科学与其方法论并生且相互促进。

2 科学边界的开放性

系统边界的动态性反映的是系统的外延或内涵随时间变化的历史性，而系统边界的开放性指的是系统与环境存在着物质、能量或信息的交流。动态性反映的是边界的调整，开放性反映的是内外的交流，二者属于不同的概念。

科学系统属于开放性系统，这表现在科学系统与其环境存在着物质、能量和信息的交流。系统的交流分为输入和输出两部分。外界的环境为科学系统输入物质、能量和信息，而科学系统主要为外界环境输出信息。

科学的形成和发展离不开外界环境的支持，这主要表现在以下几点：（1）社会政策的支持。社会政策为各种科学建制提供了保障，各种社会媒介促进了科学的交流，各种激励制度客观上也推动着科学的发展。（2）技术的支持。科学的发展离不开科学实验，而科学实验的发展需要技术提供不断的支持，比如粒子物理学的发展强烈依赖于粒子加速器和对撞机的发展，天文学的进步离不开望远镜技术的突破。常常发生技术突破带来全新科学领域突现的现象，比如激光学的研究完全依赖于激光器的发明。（3）文化的支持。在科学的发展过程中，哲学、宗教、艺术等其他文化形式为科学提供了思想导向或方法借鉴。

科学系统与环境的相互作用还体现在系统为环境输出信息，这主要表现在：（1）为技术的发展提供信息支持。历史上每一次科学的突破，几乎都会带来技术的巨大进步，电磁学的发展引发了电力时代的到来，没有爱因斯坦的质能方程就不可能对核能进行开发利用。科学与技术是一种互动的关系，二者相互促进、共同发展。（2）科学为其他学科提供了科学方法。当然，用自然科学的方法来研究社会科学或人文学科存在着是否可能或如何结合的争论，但其他学科使用或借鉴科学方法来推进自身的发展却是不争的事实。（3）科学为外界输出科学精神。追求真理、重视理性、强调依靠科学的力量来推动社会发展的科学精神已渗透到当今社会的每一个领域，并且正在为社会的进步提供着精神力量。

科学边界的开放性是科学系统得以不断朝有序方向演化的必要条件。根据系统科学中的耗散结构理论，开放性是自组织系统形成动态有序的耗散结构的四个必要条件之一。系统只有与外界环境保持不断的物质、能量和信息的交换，才可以从外界不断吸收负熵流，从而朝有序方向演化。所以，科学作为一个自组织系统，之所以能够在几个世纪的时间里有序程度不断增加，与其边界的开放性密不可分。科学保持其边界的开放性，不仅可能，而且必需。

3 科学边界的模糊性

系统科学指出，一些系统，特别是社会领域的系统，其边界是不明确的，系统对于其元素的隶属关系是逐步过渡而非断然判定。在许多时候，系统与环境相互渗透，各自都有元素存在于对方之中。科学系统是一个开放的社会系统，与环境处于随时交流的动态状态，系统与环境的转换具有一定的连续性，所以很难在科学与非科学之间进行精确地鉴定。这也体现在划界问题往往发生在科学的外围和前沿，沃尔伯特（Lewis Wolpert）曾说过，“科学的刀口可以被弄钝，但其核心是坚固的。”[1]因为科学系统边界的这种模糊性，陈健曾主张用模糊数学的方法来进行科学划界，认为“科学像‘美’、‘高’一样是一个边界不明确的术语，‘科学的’集合不是经典集合，而必定是模糊集合”[2]。某个元素是否属于“科学的”集合是一个“度”的问题而不是“非此即彼”的问题。

科学边界的模糊性体现在科学与其他文化形式相互“缠绕”，无法精确地说明它们之间的界线。科学与信仰的边界是模糊的，逻辑实证主义曾经试图把二者严格分开，但终以失败告终，宗教、心理以及审美的因素渗入到科学方法中的例子在科学史中俯拾皆是。科学与技术的边界也是模糊的，现代科学与技术日趋一体化，在科学与技术之间出现了不少综合性、交叉性的学科，使得科学日趋技术化、技术日趋科学化。科学正越来越远离人们的感觉经验，实验设备、技术手段起到的作用也越来越大。另外，自然科学与社会科学也不存在明确的边界。二者相互影响、相互促进，在一定条件下还会互相转化，二者之间还存在着一些像环境科学这样“亦此亦彼”的交叉学科。在此种背景下，科学哲学中的一些后现代主义者主张消解科学与技术的区别，比如拉图尔（Bruno Latour）曾提出“技科学（technoscience）”[3]的概念，以此来消解科学与技术的界线。

然而边界具有模糊性，不代表系统与环境无法区分，系统科学认为，系统与环境的划分具有相对性，关心的研究对象不同，对于系统的界定也就相应不同，比如我们研究地球系统，那么太阳系中的其他行星就属于环境；若我们研究太阳系，则这些行星都是系统的元素而不再属于系统之外的环境。分析系统与环境的关系，首先应当承认系统与环境的差异性，即二者是异质的事物，各自具有自身的内核；在此基础上，我们还应该看到系统与环境的区分往往不是断然的，有些系统与环境可以明确进行区分，但是对于大部分系统，特别是复杂系统，系统与环境之间不存在明晰的边界，无法进行断然的区分。“这时，可以把系统定义为：按照所关心的问题从千丝万缕互相联系的事物中相对孤立出来作为研究对象的一部分事物。”[4]所以，尽管科学系统的边界具有模糊性，但它还是有自身相对稳定的区别于其他系统的特征，因为边界的模糊性而消解科学与非科学的区别，是不可取的。

4 结语

划界问题在科学哲学领域居于核心地位，因为它直接关切“科学是什么”的问题。在历史上常常出现利用界线的不清晰而故意混淆界线，提倡伪科学，打击真正的科学。涂建华在《中国伪科学史》中详细列举了从1979年至2001年，20多年来我国的伪科学事件年谱。另外，“划界有助于维护科学和科学共同体的权威和共有价值，提高科学理论的同质性以及科学研究活动和社会建制的一致性，矫正和公众的关系”[5]此外，研究划界问题也有助于保护科学资源，可以使得科学家专注于科学研究，而不被卷入科学与非科学、伪科学的争论之中。所以说，划界问题，意义重大，对于该问题的正确认识有助于坚持理性主义，弘扬科学精神。

在系统科学的视野下考察科学的边界特征，虽然无法对划界标准进行精确鉴定，但对于解决划界问题无疑有着积极的理论意义。了解了科学边界的动态性，就不会企图制定出一劳永逸的标准来对科学与非科学进行判定；了解了科学边界的开放性，就不会将科学外部的因素排除在科学哲学的研究范围之外；了解了科学边界的模糊性，就不会尝试在科学与非科学之间划出一条明晰的界线。

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

［2］陈健.科学划界[M].北京：东方出版社,1997：177.

［3］布鲁诺·拉图尔.科学在行动[M].刘文旋,郑开,译.北京：东方出版社,2005：34.

［4］许国志.系统科学[M].上海：上海科技教育出版社,2000：24.

［5］李醒民.划界问题或科学划界[J].社会科学,2010(3)：103－112.