钱学森的系统科学思想与高校 “大成智慧型”学科专业结构

郑武 杨杏芳

摘 要：高等教育的理论研究与实践探索有两种层次与境界之分，或是在旧范式之内的局部改良，或是在新范式下的整体性“科学革命”，体现在大学学科与专业建设上则存在两条道路的选择。有别于伯顿·克拉克的彰显“还原论”思维方式的学术组织的矩阵结构原理，本研究立足于钱学森的系统科学思想及其对现代科学技术体系的远见卓识，借助他在横断综析的方法论上的突破，来创建高校“大成智慧型”的学科专业结构，以最大限度地促进大学跨学科的发展和实现大学学科壁垒的融通。

关键词：大学学科壁垒;伯顿·克拉克的矩阵结构;钱学森的系统科学思想;“大成智慧型”学科专业结构

“改良还是革命？”—大学学科专业建设面临的两条不同道路的选择

1.跨学科性和大学学科与专业建设的理想状态

第一，学科与学科壁垒的界说。“学科”（Discipline）作为知识领域内的一个独立的组成部分，有着自己特定的学科界限，有自建的学术用语、研究方法和理论，有确定的研究领域和特长。学科在知识的获得、生产、传播与评估过程中的作用甚大。“学科壁垒”更多地体现了学科的封闭性，表明各学科所拥有的知识势力范围和学科“主权”难以被逾越。

第二，跨学科性和大学学科与专业建设的理想状态。一方面，看跨学科性的意味。所谓“跨学科性”（Interdiscipline）是对于“学科的围墙的既超越又保持、既封闭又开放，以努力改变学科封闭性和人为造成的知识断裂现象，在不同学科的交流与合作中获得一种交叉学科的新知识，从而在一个有限的或广阔的范围内完成知识的统一”。[1]“跨学科”是科学内部发展由分化到综合过程的伴生物，它是对传统学科的突破，亦是学科间建立联系的枢纽，从而能成为一种创新科学知识的新途径，它是应对人类经济、文化以及社会问题日益增长的复杂性的有效解决方式，并以恢复事物的整体统一为出发点。另一方面，看大学学科与专业建设的理想状态。德国物理学家普朗克早就指出，“科学是内在的统一体，它被分解为单独的部门，不是由于事物的本質，而是由于人类的认识能力的局限。”[2]从学科发展史来看，大学学科经历了不断分化的过程，形成由点到线的树状化结构。伴随知识专门化的深入，学术研究的范围越来越被限制在“无限分割”的专业领域内，这种过度分化现象，导致了科学技术生产力的下降。“20世纪70年代以来，大学学科发展的树状化态势发生了转变，日渐形成由线到面的网状化学科结构”。[3]与此相应，大学学科发展要以一种既要封闭又要开放的姿态走向学科与跨学科的辩证统一，达到深度与宽度的综合。

第三，我国高校跨学科方面的实践现状与问题所在。无论从逻辑上还是从历史上看跨学科都是具有必要性和可能性的，然而在我国高校跨学科的发展一直问题很大、困难重重。一方面，我国高校有些学科专业的划分标准完全是人为的产物，带有主观性，并非完全合理，人为割断学科间的内在联合，获得一些碎片性的知识;另一方面，大学学科设置门类虽多，但是由于门户之见、体制僵化、既得利益等导致学科壁垒森严，学科交叉障碍重重，“虽有沃土，未能收获”。要切实发挥学科综合优势，就要克服学科专业体制给当代知识生产带来的种种桎梏和弊端，探索新的知识生产模式。

2.“工欲善其事，必先利其器”—大学学科与专业建设上的“改良与革命”的两条道路的选择

美国科学哲学家托马斯·库恩在其代表作《科学革命的结构》中，在考察了西方近现代科学发展的历史轨迹之后认为，科学的发展不是线性累积式的发展，而是不断的新范式取代旧范式的“范式转型”，他称之为“科学革命”。[4]换言之，科学的发展有两条道路，或是在“旧范式”之内的改良性发展，或是在新范式领导下的科学革命。大学学科专业的建设与发展也是如此。

众所周知，大学学科与专业建设在大学的人才培养和科学研究中处于基础性地位，起着至关重要的作用。而大学普遍存在的学科壁垒问题则成为制约大学学科与专业发展的瓶颈与主要障碍。如何解决大学的学科壁垒问题？仁者见仁，智者见智。检索近年来已发表的相关文献，学者们大多从复合型人才的培养以及改革学科体制、管理体制与激励机制等角度出发去研究和试图解决问题。

然而，在笔者看来，现有的试图解决大学学科壁垒问题的相关研究存在着根本性的缺陷，表现在解决问题的境界和层次只是局限在“还原论”思维方式的旧范式之内，遵循的是一种“改良式”的解决问题的途径。

人们常说“工欲善其事，必先利其器”，同样是跨学科研究，为什么我们不能尝试寻求比“还原论”思维方式更好的解决问题的思想利器？比方说，多学科的局部研究与横断综析的整体研究相比，孰更优？答案是后者！因为它是解决世界本真的不可分割之整体性与人们的认识能力的有限性之间的矛盾的最佳方式，而这种最佳方式的获得途径必须要依靠科学哲学的智慧尤其是方法论的突破。

大学学科建设“返本开新”的批判性向度

1.对伯顿·克拉克关于高等教育学科专业的矩阵结构的理性反思

高校学科林立，界限森严，虽同在一个高校之内，但是各个学科之间“鸡犬之声相闻，老死不相往来”。生出多少“隔行如隔山”之叹！追溯其理论源头，就不能不提到伯顿·克拉克的被奉为高等教育学科基础理论之经典的学术组织的矩阵结构原理，其核心观念如下：

第一，学科知识是高等教育系统研究的逻辑起点。伯顿·克拉克认为“知识是包含在高等教育系统各种活动之中的共同要素：科研创造它，学术工作保存、提炼和完善它，教学和服务传播它。当我们把目光投向高等教育的‘生产车间’时，我们所看到的是一群群研究一门门知识的专业学者。这种一门门的知识称作‘学科’，而组织正是围绕这些学科确立起来的。”[5]“只要高等教育仍然是正规的组织，它就是控制高深知识和方法的社会机构。知识材料，尤其是高深知识材料，处于高等教育的目的和实质的核心”。[6]

第二，学科与院校的交叉形成了学术组织结构的总体矩阵。大学学术组织的结构是一个典型的矩阵结构，学科和院校两种组织模式相互交叉，构成高等教育系统的总体矩阵。从纵向上看，大学内部是由一个个的专业和学科而构成;从横向上看，每个学科和专业向大学之外延伸，与校外的同类专业学科构成这个专业和学科的“知识共同体”。[7]而从人员来说，大学教师不仅归属于某一门学科，同时还归属于特定的大学;从机构设置来说，纵向有校、院、系等层级划分，横向有各种研究所、研究中心、课题组等，就形成了多重矩阵结构。

2.对大学学术组织的矩阵结构的理性反思与批判

第一，大学学科专业的矩阵结构是基于一种“还原论”的哲学思维方式。大学学科专业的矩阵结构的最根本的特点在于，它是基于一种近代科学理性的“还原论”的哲学思维方式：大学可以分割为一个个的学科和专业，这些不同的学科和专业又向外延伸，并与校外的同种类型的学科专业构成一个个的学术与知识共同体。这样高等教育系统从纵向与横向两个维度就可以分割为一个个的大学和一个个的学科专业的矩阵结构，这种分析框架体现的是典型的“还原论”式的思维方式与认识方式。

第二，大学学科专业的矩阵结构既是指导学科专业高度分化、充分发展的“有功之臣”，同时又是导致大学学科壁垒的理论渊薮。在高等教育界，伯顿·克拉克这个学术组织的矩阵结构被奉为指导大学学科专业建设的理论依据，很少有人质疑这个理论框架的合理性及其有效性的边界，并对其局限性进行理性反思。这样带来的直接后果是目前一切有关对大学学科壁垒的解决方案都挣脱不了对“还原论”的路径依赖与束缚。可以这么认为，伯顿·克拉克关于大学学科专业的矩阵结构的合理性在于它是指导学科专业分化与充分发展的理论依据和“有功之臣”，“还原论”值得肯定的地方也在于此。但是，我们必须同时充分认识到，这个基于“还原论”的学科专业的矩阵结构的分析框架，其局限性在于它又是导致和带来大学学科与专业壁垒的理论渊薮。

第三，旧范式之内的改良—学术组织的矩阵结构的“先天遗传缺陷”不足以从根源上解决大学的学科壁垒问题。一是看学术组织矩阵结构的“先天遗传性缺陷”。伯顿·克拉克的学术组织矩阵结构从某种意义上说存有这样的先天性遗传缺陷：其一是它的学术组织的分裂与分化的特征;其二是总体矩阵带来的协调问题。在学科和院校交叉形成的总体矩阵中，一方面，是“大学和学院群体这一学术组织拥有十分广阔的知识土壤，见之于专业的日益增多和无限集聚”;另一方面，则是“知识领域表现出来的内在深奥性和固有的自主性导致作为学术组织处于相对分裂的状态”。伯顿·克拉克的学术组织矩阵结构被认为是揭示了学术分化、教师群体的分化、学科与院校分化的规律和学术分化的持久动力所在。这势必带来一大问题，就是学术组织相对分裂的状态与总体矩阵结构如何协调的问题，包括学术组织内部纵向与横向的双向沟通与协调以及学术组织内部与外部相关知识单位的相互沟通与协调。二是看旧范式之内的改良及其困境。伯顿·克拉克的矩阵结构自身所具有的“先天性遗传缺陷”，使得这一理论分析框架在面对跨学科问题、克服学科壁垒等问题时，它作为在知识与专业层面上的思维工具，就会充分彰显以“还原论”的学科思维方式去解决复杂性问题时在方法论上的悖论，并不能从根源上解决问题，必须在“智慧层次”寻求解决之道。

第四，新范式之下的革命—跨学科的深层进化机制与复杂性科学范式，如横断综析的方法论。探讨融通高校学科壁垒的可能出路必须深入到跨学科的深层机制上方能从根本上解决问题，如托马斯·库恩所言，实现“范式创新”是科学发展的进化机制，而当代科学技术的发展潮流已进入到了探索复杂性科学的时代，在学科壁垒问题的理论与对策研究方面，必须有别于以往的研究思路，从而找到此一问题的根本解决之道。与强调“还原论”的简单思维范式不同，钱学森先生的体现复杂性科学范式的系统科学思想及其关于“大成智慧工程”的思想，则强调整体、综合和集成，因而是破除高校跨学科发展的障碍、实现学科壁垒之融通的最有力的思维工具。

大学学科专业建设理论创新的科技哲学基础及其建设性向度—钱学森的系统科学思想与复杂巨系统的定性定量综合集成方法

1.钱学森作为“哲学家的科学家”是如何可能的？

第一，钱学森不仅是科学家，更是哲学家。众所周知，钱学森先生对我国火箭、导弹和航天事业作出了开创性贡献，人们称他为“中国航天之父”，然而众所不知的是，从钱学森的全部科学成就和贡献来看，这只是其中一部分。钱老的研究领域非常广泛，从工程、技术、科学直到哲学，在跨学科、跨领域和跨层次的研究中，特别是在不同学科、不同领域的相互交叉、结合与融合的综合集成研究方面，都作出了许多开创性贡献。从现代科学技术发展来看，这些方面的科学成就与贡献，其意义和影响可能更大，也更深远。

对此，钱学森本人也是有自我评价的。他在与孙辈的谈话中说，“你20世纪的爷爷只是做了一点有影响的事情（“两弹一星”工程），你21世纪的爷爷所做的工作（创建系统学）才称得上伟大。”聂荣臻元帅的女儿聂力将军在评价钱学森的一生贡献时说，“钱老不仅是伟大的科学家，更是了不起的大哲学家。”—以马克思主义唯物辩证法作为最高指导原则的现代科学哲学家。

第二，钱学森的系统科学思想体系的基本构成。钱老不仅是大科学家，更是大哲学家，这样说的根据就是钱老创建的系统科学思想体系，它由三部分构成：系统科学工程、系统科学技术、系统论。其中，系统科学技术包括工程控制论、信息论、运筹学以及计算机技术;系统论是基础研究部分;系统科学工程是运用部分。“钱学森先生在创建系统学的过程中，提出了复杂巨系统及其定性定量综合集成方法，已贯穿于工程、技术、科学直到哲学的不同层次上，形成了一套综合集成体系。综合集成思想与综合集成方法的形成与提出，是一场科学思想与科学方法上的革命，具有极为重要的现实意义和科学价值。”[8]

2.钱学森的系统科学思想体系的精华概要

第一，钱学森论系统科学的研究对象与基本任务。不同于自然科学是研究物质在时空中的运动，也不同于社会科学的研究对象是人的意识形态，系统科学要研究的对象并不是物质运动本身，而是研究代表物质运动的事物之间的关系，研究这种关系的系统性质以及如何控制系统使其具有我们期望的功能。钱老曾明确指出，系统科学的研究对象是从事物的整体与部分、局部与全局以及层次关系的角度来研究客观世界的。

系统研究表明：“系统结构和系統环境以及它们之间的关联关系，决定了系统整体性和功能。从理论上看，研究系统结构与环境如何决定系统整体性和功能，揭示系统存在、演化、协同、控制与发展的一般规律，就成为系统学，特别是复杂巨系统学的基本任务。”[9]

系统科学与自然科学、社会科学等不同，有着深刻的内在联系。系统科学能把自然科学、社会科学等领域研究的问题联系起来作为系统进行综合性和整体性研究，这就是为什么系统科学具有交叉性、综合性、整体性与横断性的原因，也是系统科学区别于其他科学技术领域的一个根本特点。

第二，钱学森论系统科学的思维方式是“还原论与整体论的辩证统一”。一是看现代科学哲学思维方式从还原论—到整体论—再到系统论的转向。从方法论角度来看，还原论方法在自然科学领域中取得了很大成功。还原论方法是把所研究的对象分解成部分，以为部分研究清楚了，整体也就清楚了。按照这个方法论，物理学对物质结构的研究已经到了夸克层次，生物学对生命的研究也到了基因层次。毫无疑问，此方法使得现代科学技术取得巨大成就。但现实的情况使我们看到，认识了基本粒子还不能解释大物质构造，知道了基因也回答不了生命是什么。这些事实使科学家认识到“还原论不足之处正日益明显”。这就是说，还原论方法由整体往下分解，研究得越来越细，这是它的优势方面，但由下往上回不来，回答不了高层次和整体问题，又是它的不足一面。所以，仅靠还原论方法还不够，还要解决由下往上的问题，也就是复杂性研究中的所谓“涌现”问题[10]，必须把宏观和微观结合起来，必须要研究微观如何决定宏观，解决由下往上的问题，打通从微观到宏观的通路，把宏观和微观统一起来。同样的道理，还原论方法也处理不了系统整体性问题，特别是复杂巨系统（包括社会系统）的整体性问题。从系统角度来看，把系统分解为部分，单独研究一个部分，就把这个部分和其他部分的关联关系切断了。这样，就是把每个部分都研究清楚了，也回答不了系统整体性问题。二是看钱学森关于系统科学的思维方式是“还原论与整体论的辩证统一”。钱学森先生指出， “我们所提倡的系统论，既不是整体论，也非还原论，而是整体论与还原论的辩证统一”。[11]根据这个思想，钱老又提出将还原论方法与整体论方法辩证统一起来，形成了系统论方法。钱老关于系统论的这个思想后来发展成为他的综合集成思想。在应用系统论方法时，也要从系统整体出发将系统进行分解，在分解后研究的基础上，再综合集成到系统整体，实现1+1>2的整体涌现，最终是从整体上研究和解决问题。由此可见，系统论方法吸收了还原论方法和整体论方法各自的长处，同时弥补了各自的局限性，既超越了还原论方法，又发展了整体论方法。[12]这是钱学森在科学方法论上具有里程碑意义的贡献。

第三，横断综析的“大成智慧工程”与现代科学哲学的认识论与方法论。—复杂巨系统的定性定量的综合集成方法。钱学森认为，对于复杂系统问题就不是已有的“还原论”式的科学方法所能处理的，需要有新的方法论和方法—把“还原论”与“整体论”辩证结合起来的系统论方法，它具体体现为“复杂巨系统的定性定量综合集成的方法”，并将运用这套方法的集体称为“总体设计部”。这就将系统论方法具体化了，形成了一套可以操作且行之有效的方法体系和实践方式。从方法和技术层次上看，它是人机结合、人网结合以人为主的信息、知识和智慧的综合集成技术;从应用和运用层次上看，是以“总体设计部”为实体进行的综合集成工程。[13]

综合集成方法的实质是把专家体系、信息与知识体系以及计算机体系有机结合起来，构成一个“人机结合”“人网结合”的以人为主的高度智能化的人机结合体系，它能同步快速地对事物反复进行定性与定量的分析和综合，激活不同学科、不同领域的科学理论和经验知识、定性和定量知识、理性和感性知识的群体智慧，集古今中外知识、经验、信息、智慧之大成，通过人机交互、反复比较、逐次逼近，实现从定性到定量的认识，从而找出从总体上观察和解决问题的最佳办法，并获得高于任何一门学科的见解，在整体优势与综合创新的基础上，实现前人“集大成而得智慧”的理想。

钱学森的综合集成方法克服了近代科学还原论的局限，做到了“还原论与整体论的辩证统一”，具有综合优势、整体优势和智能优势，能最大限度地集逻辑与形象思维之大成、集人与机器思维之大成、集人与人思维之大成。它最适合于跨学科、跨领域、跨层次的交叉性、综合性研究。钱学森的综合集成方法论是对现代科学技术发展的里程碑式的贡献。

钱学森的系统科学理论与高校“大成智慧型”学科专业结构的创想

1.钱学森对现代科学技术体系的构想与高校“大成智慧型”的学科结构

第一，钱学森的“大成智慧”理想。“大成智慧”是我国战略科学家钱学森院士集毕生之功业和实践之智慧而提出的解决复杂问题的方法论科学，是思维科学与系统科学相互交叉的结晶体，也是辩证思维的最高级、最复杂的表现形式，是当代思维科学领域的巅峰。

建立在现代科学技术体系上的“大成智慧学”，要求谙熟整体与部分、宏观与微观、现阶段与全过程、理论与实践的辩证统一，把“还原论”与“整体论”、“性智”与“量智”、“形象思维”与“逻辑思维”等有机结合起来。“大成智慧”要求我们既总揽全局又重视细节，洞察纵横交错的各种关系，从各种视角发挥全面认识的功能，从而使我们突破障碍，不囿于部门学科的局限，做到大跨度地触类旁通，获得高于任何一门学科的见解，显示出更高一级的普遍性认识，达到认识上新的飞跃，在整体优势与综合创新的基础上，实现前人“集大成而得智慧”的理想。[14]

第二，钱学森基于系统论的关于人类认识世界和改造世界的现代科学技术体系。钱学森先生提出要从系统科学思想出发，从整体上去认识和把握人类认识世界和改造世界的知识结构，在此基础上，钱学森提出了带有系统性与整体性特色的“现代科学技术体系和完整的人类知识体系”[15]。

钱学森基于系统论思想的现代科学技术体系结构，从横向上看有11个科学技术部门，分别是自然科学、社会科学、数学科学、系统科学、思维科学、人体科学、地理科学、军事科学、行为科学、建筑科学、文艺理论。這是根据现代科学技术发展到目前水平所作的划分。从纵向上看，则有从“前科学”到“科学”（即包括基础科学、技术科学与应用工程科学三个层次的科学技术体系），再到哲学，这样五个层次的知识结构，就构成了整个人类的知识体系。

辩证唯物主义“不仅作为人类对客观世界认识的最高概括，也是对科学技术的高度概括，它通过11座桥梁与11个科学技术部门相联系。相应于前面11个科学技术部门，这11座桥梁分别是：自然辩证法、唯物史观、数学哲学、系统论、认识论、人天观、地理哲学、军事哲学、人学、建筑哲学、美学。这些都属于哲学范畴，是部门哲学。这就使辩证唯物主义建立在科学基础上，它既可指导科学技术研究，又随着科学技術进步而不断丰富和发展。这就把哲学和科学统一起来了，也把理论和实践统一起来了。”[16]

对于大学学科建设的理论创新而言，就是要立足于钱学森先生的系统科学思想与现代科学技术体系的构想，汇聚成一种“大成智慧型”的学科专业结构：我们不仅要充分发挥单科自然科学技术的重要作用，同时更要充分发挥整个现代科学技术体系的重大作用，特别是利用各个科学技术部门综合集成起来的综合优势和整体力量，实现跨学科、跨领域、跨层次的综合集成创新，如此将更能提高我们认识世界的水平和改造世界的能力。正如钱学森先生所言，“如果我们掌握了认识世界和改造世界这么大的学问，可以相信，建设社会主义现代化强国的任务再艰巨也能完成。”[17]

2.大学学科与专业建设的“改良与革命”的两条道路的选择—伯顿·克拉克的矩阵结构与高校“大成智慧型”学科专业结构的比较分析

如前所述，大学学科专业建设上有两种不同的思路，或说有“改良”与“革命”这两种不同道路的选择，下面就这两者之间的区别作如下的对比：

综合上述，如果用一句话来概括当前大学学科专业建设的研究进展情况，那就是“学科综合是趋势、跨学科研究是潮流、学科壁垒是难点、范式转换是关键”。在这之中，最大的困难与挑战就是学科壁垒问题，能否敢于并善于打破学科壁垒这个障碍，将极大地解放思想，掀起在学科文化和学科建设上的“新启蒙运动”。

本文立足于复杂性科学范式，尝试用横断科学的方法论—钱学森的系统科学思想与复杂巨系统的综合集成方法，创建高校“大成智慧型”的学科专业结构，以最大限度地破除跨学科障碍，打通学科壁垒，实现对伯顿·克拉克关于高等教育系统学科专业的矩阵结构的超越，从而解放高校科研创新方面的“生产力”，以利于高校涌现出大师级的科学人才、出一流的科学研究成果，并由此克服和超越近代奠基在“还原论”基础上的数理科学范式带来的概念危机、文化危机和社会危机。

本文系教育部人文社科课题一般项目“横断综析的大成智慧工程与大学学科壁垒之融通”（课题批准号：YJAZH176）研究结果

参考文献：

[1]刘仲林.跨学科学导论[M].杭州：浙江教育出版社，1990：13.

[2][3]张炜，邹晓东，陈劲.基于跨学科的新型大学学术组织模式构造[J].科学学研究，2002（4）：362-366.

[4]托马斯·库恩.科学革命的结构[M].金吾伦，胡新和，译.北京：北京大学出版社，2003：4.

[5][6][7]伯顿·R·克拉克.高等教育系统：学术组织的跨国研究[M].王承绪，等，译.杭州：杭州大学出版社，1994：11，13，33.

[8][9][10][11][12][13][15]钱学森.钱学森系统科学思想文选[M].北京：中国宇航出版社，2011：5，7，8，9，11，12，15.

[14][16][17]钱学森，于景元，戴汝为.一个科学新领域—开放的复杂巨系统及其方法论[J].自然杂志，1990（1）：3-10.

（作者单位：郑武，华中师范大学教育学院，武汉大学人民医院;杨杏芳，华中师范大学教育学院）

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