【1】試論科學(xué)的融合

一、科學(xué)融合的趨向正在興起

早在一百多年以前，馬克思就曾經(jīng)預(yù)言：“自然科學(xué)往后將會(huì)把關(guān)于人類的科學(xué)總括在自己下面，正如同關(guān)于人類的科學(xué)把自然科學(xué)總括在自己下面一樣：它將成為一個(gè)科學(xué)”。

錢學(xué)森教授十分推崇馬克思就自然科學(xué)與關(guān)于人類的科學(xué)將會(huì)成為一個(gè)科學(xué)的預(yù)言，并稱這一過程為自然科學(xué)與社會(huì)科學(xué)的一體化。在他的影響下，我國(guó)系統(tǒng)工程界的一些學(xué)者開始注意學(xué)習(xí)社會(huì)科學(xué)知識(shí)，并與社會(huì)科學(xué)家聯(lián)合研究一些軟科學(xué)及管理科學(xué)問題，且已取得了一些成果，例如《國(guó)家12個(gè)重要領(lǐng)域技術(shù)政策的研究》、《人口系統(tǒng)定量研究及其應(yīng)用》、《2000年的中國(guó)》等。錢老在1996年7月2日與我的談話中又提出：“有些涉及用社會(huì)科學(xué)來解決管理科學(xué)與自然科學(xué)之間的問題，就要找一找社會(huì)科學(xué)家。就是要找那些現(xiàn)在具體在做工作，又能接受管理科學(xué)這個(gè)概念的，在科學(xué)技術(shù)工程界和社會(huì)科學(xué)界之間建立聯(lián)盟。”

從科學(xué)的發(fā)展歷程中可以看出，在科學(xué)處于萌芽階段的古代文明中，科學(xué)是一個(gè)統(tǒng)一的體系。作為古代科學(xué)代表人物的亞里士多德，就是將哲學(xué)、自然科學(xué)與社會(huì)科學(xué)綜合在一起進(jìn)而建立了一個(gè)包括哲學(xué)、天文學(xué)、物理學(xué)、動(dòng)物學(xué)、植物學(xué)、邏輯學(xué)、政治學(xué)、美學(xué)等方面的體系。之后哲學(xué)逐漸獨(dú)立出來，并被迫披上了神學(xué)的外衣，而科學(xué)的發(fā)展也由于受到社會(huì)政治動(dòng)亂的干擾和宗教意識(shí)形態(tài)的壓制，長(zhǎng)期處于基本停滯的狀態(tài)，僅在中國(guó)及阿拉伯國(guó)家取得了一些進(jìn)步。直至15世紀(jì)下半葉，在文藝復(fù)興運(yùn)動(dòng)的推動(dòng)下，隨著社會(huì)的進(jìn)步及生產(chǎn)的發(fā)展，科學(xué)才逐漸分化為自然科學(xué)與社會(huì)科學(xué)兩大部類，而每一部類又逐漸分化為各門學(xué)科，這一過程直到18世紀(jì)才基本完成，并分別形成了自然科學(xué)與社會(huì)科學(xué)兩大科學(xué)體系。這一科學(xué)分化的過程至今仍在繼續(xù)，并已經(jīng)形成了自然科學(xué)、技術(shù)科學(xué)、社會(huì)科學(xué)與人文科學(xué)四大部類。

在科學(xué)不斷分化的同時(shí)，科學(xué)的融合過程也在悄然興起。一是同一科學(xué)部類內(nèi)部的有關(guān)學(xué)科之間的相互交叉與滲透，產(chǎn)生了例如物理化學(xué)、生物統(tǒng)計(jì)、射電天文、經(jīng)濟(jì)地理等學(xué)科；二是不同部類的有關(guān)學(xué)科之間的相互交叉與滲透，產(chǎn)生了例如數(shù)理經(jīng)濟(jì)、社會(huì)生物、計(jì)量歷史等學(xué)科；三是由于科學(xué)與技術(shù)的緊密結(jié)合，使得許多學(xué)科實(shí)現(xiàn)了工程化，產(chǎn)生了例如化學(xué)工程、生物工程、知識(shí)工程、金融工程等學(xué)科；四是近數(shù)十年來出現(xiàn)了系統(tǒng)論、控制論、信息論、協(xié)同論、突變論、耗散結(jié)構(gòu)論、超循環(huán)論、混沌理論等一批“橫斷”學(xué)科，它們所發(fā)現(xiàn)的一般規(guī)律正在越來越多的學(xué)科中得到應(yīng)用；五是由于科學(xué)研究活動(dòng)的群體化及社會(huì)化程度不斷提高，以及數(shù)學(xué)模型和計(jì)算機(jī)的普遍應(yīng)用，自然科學(xué)家要學(xué)習(xí)經(jīng)濟(jì)與管理知識(shí)，而社會(huì)科學(xué)家則要學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)知識(shí)，雙方的相互了解日益增多。目前這一融合過程還在繼續(xù)并不斷增強(qiáng)，最后將會(huì)在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)新的綜合，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)科學(xué)的融合。

實(shí)現(xiàn)科學(xué)融合的哲學(xué)基礎(chǔ)是客觀世界的系統(tǒng)性，即客觀世界是一個(gè)由相互聯(lián)系的多個(gè)部分所組成的、不斷發(fā)展變化的系統(tǒng)。由于每一門學(xué)科的研究對(duì)象僅是這一系統(tǒng)中的一小部分，因此在研究過程中決不能忽視其研究對(duì)象與系統(tǒng)內(nèi)其他部分的聯(lián)系。而只有將各門學(xué)科及各學(xué)科部類的研究成果綜合集成起來，才能取得對(duì)客觀世界的全面的認(rèn)識(shí)。著名的物理學(xué)家普朗克早就指出：“科學(xué)是內(nèi)在的整體，它被分解為單獨(dú)的整體不是取決于事物的本身，而是取決于人類認(rèn)識(shí)能力的局限性。實(shí)際上存在著從物理到化學(xué)，通過生物學(xué)和人類學(xué)到社會(huì)學(xué)的連續(xù)的鏈條，這是任何一處都不能被打斷的鏈條。”近年來，一些有識(shí)之士不斷大力鼓吹和推進(jìn)跨學(xué)科研究。1984年，在諾貝爾獎(jiǎng)獲得者M(jìn)urray GellMann、Philip Anderson、Kenneth Arrow等人的支持下，聚集了一批從事物理、經(jīng)濟(jì)、理論生物、計(jì)算機(jī)等學(xué)科的研究人員，組織了桑塔費(fèi)研究所(Santa Fe Institute，SFI)，專門從事復(fù)雜科學(xué)的研究，試圖由此找到一條通過學(xué)科間的融合來解決復(fù)雜性問題的道路，并已取得了一些有意義的成果。

但是，應(yīng)當(dāng)看到，實(shí)現(xiàn)科學(xué)融合是一個(gè)長(zhǎng)期的、艱巨的，有時(shí)甚至是痛苦的過程。由于各門學(xué)科的研究對(duì)象、發(fā)展歷程、研究方法等方面的不同，再加上長(zhǎng)期以來的學(xué)科分割、“隔行如隔山”、“文人相輕”等主觀因素，以及缺乏人才、技術(shù)及經(jīng)費(fèi)等客觀因素，使得學(xué)科之間的綜合集成難以實(shí)現(xiàn)，距離科學(xué)融合的目標(biāo)就更加遙遠(yuǎn)了。

近年來有些未來學(xué)家指出，由于科學(xué)發(fā)展的代價(jià)增大及科學(xué)研究中的保守傾向，科學(xué)發(fā)展的速度可能變慢，甚至出現(xiàn)一種知識(shí)危機(jī)，而為了獲得最大限度的科學(xué)進(jìn)展，至關(guān)重要的是研究科學(xué)中的方法，而不是科學(xué)中的技術(shù)。本文試圖從戰(zhàn)略的高度來探討推進(jìn)科學(xué)融合的幾個(gè)重要問題，希望能引起各方面對(duì)此問題的重視，并在推進(jìn)科學(xué)融合的過程中不斷實(shí)現(xiàn)科學(xué)方法的創(chuàng)新。

二、全面深入地認(rèn)識(shí)客觀世界的系統(tǒng)性及系統(tǒng)的復(fù)雜性

根據(jù)辯證唯物主義的觀點(diǎn)，人類對(duì)客觀世界的認(rèn)識(shí)來自以人類的生產(chǎn)活動(dòng)為主的社會(huì)實(shí)踐，并且會(huì)隨著社會(huì)實(shí)踐的發(fā)展而不斷深化，即由淺入深、由表及里、由個(gè)體到整體、由部分到系統(tǒng)。自20世紀(jì)初以來，由于社會(huì)實(shí)踐的廣度及深度的迅速擴(kuò)展，以及科學(xué)技術(shù)的高度發(fā)展，人們對(duì)客觀世界的系統(tǒng)性及系統(tǒng)的復(fù)雜性的認(rèn)識(shí)也更加全面而深入。這種認(rèn)識(shí)可以概括為以下幾個(gè)方面的結(jié)合(辯證的統(tǒng)一)：

1.微觀與宏觀的結(jié)合

人們對(duì)客觀世界的認(rèn)識(shí)往往是從個(gè)別事物開始的，但是當(dāng)人們對(duì)一類事物積累了若干個(gè)體的認(rèn)識(shí)后而想把握對(duì)其總體的認(rèn)識(shí)時(shí)，逐漸會(huì)發(fā)現(xiàn)個(gè)體與總體的性質(zhì)之間有以下幾點(diǎn)差異：

總體具有個(gè)體所不具備的某些性質(zhì)。例如氣體分子的集合可以具有壓力、溫度等性質(zhì)，人的集合會(huì)產(chǎn)生群體素質(zhì)、等級(jí)等特性，等等。

總體的性質(zhì)可以與個(gè)體的性質(zhì)聯(lián)系起來。例如氣體的壓力可以表達(dá)為氣體分子對(duì)器壁的平均碰撞強(qiáng)度，氣體的溫度可以表達(dá)為氣體分子的平均動(dòng)能，一個(gè)組織的群體素質(zhì)可以表達(dá)為其知識(shí)結(jié)構(gòu)等。無規(guī)律運(yùn)動(dòng)的個(gè)體可以組成有規(guī)律運(yùn)動(dòng)的整體。例如分子的無規(guī)律的布朗運(yùn)動(dòng)在總體上服從熱擴(kuò)散定律，在金融市場(chǎng)上自由行動(dòng)的投資者在總體上仍有一定的規(guī)律可循。

上述情況都說明從個(gè)體的角度(微觀)來認(rèn)識(shí)事物與從總體的角度(宏觀)來認(rèn)識(shí)事物有相當(dāng)大的區(qū)別。為了對(duì)客觀世界取得全面而深入的認(rèn)識(shí)，必須注意微觀與宏觀的結(jié)合。

2.層次結(jié)構(gòu)與功能結(jié)構(gòu)的結(jié)合

按照系統(tǒng)論的觀點(diǎn)，可以將由個(gè)體(單元)集合而成的整體稱為系統(tǒng)。系統(tǒng)有兩種基本的結(jié)構(gòu)，即層次結(jié)構(gòu)(由物理位置或邏輯位置相近的單元所組成)與功能結(jié)構(gòu)(由實(shí)現(xiàn)同一功能的單元所組成)。例如人體可以劃分為頭、手、足等部分，也可以劃分為呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng)等部分；一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)可以按地區(qū)來劃分，也可以按行業(yè)來劃分，等等。在研究一個(gè)系統(tǒng)時(shí)，必須注意這兩種結(jié)構(gòu)的結(jié)合。

3.靜態(tài)與動(dòng)態(tài)的結(jié)合

客觀事物總是處于不斷的發(fā)展變化之中，它從一個(gè)狀態(tài)推移到另一個(gè)狀態(tài)，這一推移就稱為過程。因此事物的發(fā)展可以看成是狀態(tài)與過程的交迭。對(duì)一項(xiàng)事物既可以從靜態(tài)的角度(研究其狀態(tài))，又可以從動(dòng)態(tài)的角度(研究其過程)來進(jìn)行研究。隨著人們對(duì)客觀世界認(rèn)識(shí)的深化，逐漸發(fā)現(xiàn)靜態(tài)是相對(duì)的、難以全面把握的。由于客觀事物在研究過程中會(huì)不斷變化，若想獲得盡可能全面的認(rèn)識(shí)，通常只有兩種辦法，一是將其某一狀態(tài)人為地“凍結(jié)”起來，再在“離線”的情況下進(jìn)行詳細(xì)的研究；二是盡量加快研究的進(jìn)程，從而可在研究對(duì)象的狀態(tài)變化盡可能小的“在線”情況下完成。近年來人們發(fā)現(xiàn)，最好的方法是將靜態(tài)與動(dòng)態(tài)結(jié)合起來，從一事物過去的狀態(tài)推移來加深對(duì)其現(xiàn)狀的認(rèn)識(shí)，并預(yù)測(cè)出其發(fā)展變化的方向。例如在處理物質(zhì)流、能量流與信息流的過程工業(yè)中，往往是用靜態(tài)模擬來研究其狀態(tài)，以便進(jìn)行過程物料衡算及熱量衡算；而用動(dòng)態(tài)仿真來研究其過程，以便進(jìn)行控制與操作培訓(xùn)。現(xiàn)在的趨向則是將二者結(jié)合起來，用統(tǒng)一的模型(例如將靜態(tài)模型中的參數(shù)表示為時(shí)間的函數(shù))來進(jìn)行模擬及預(yù)測(cè)控制。

4.系統(tǒng)與環(huán)境的結(jié)合

為了便于進(jìn)行研究，通常將研究對(duì)象看做系統(tǒng)，而將其外部世界看做環(huán)境，并且還常假設(shè)系統(tǒng)處于與環(huán)境隔絕的平衡狀態(tài)。實(shí)際上，系統(tǒng)與環(huán)境之間有著千絲萬縷的聯(lián)系，并常有物質(zhì)、能量及信息的交換。因此，在研究一個(gè)系統(tǒng)時(shí)必須注意其與環(huán)境的聯(lián)系，特別是在系統(tǒng)與環(huán)境邊界處所發(fā)生的過程。同時(shí)還應(yīng)注意系統(tǒng)與環(huán)境之間的相互作用。環(huán)境的變化固然會(huì)影響系統(tǒng)的發(fā)展，但系統(tǒng)的變化也常會(huì)引起環(huán)境的變化。例如一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)會(huì)受世界經(jīng)濟(jì)形勢(shì)變化的影響，而此經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的變化也會(huì)或多或少地影響世界經(jīng)濟(jì)形勢(shì)。還應(yīng)看到，系統(tǒng)及其環(huán)境都不是均一的，因此系統(tǒng)內(nèi)部各單元之間的相互作用以及系統(tǒng)的某一部分與環(huán)境某一部分之間的相互作用的可能域(即各種可能性的集合)幾乎是無窮無盡的，這也是系統(tǒng)產(chǎn)生隨機(jī)性的原因之一。

5.明確性與模糊性的結(jié)合

應(yīng)當(dāng)承認(rèn)，客觀世界從哲學(xué)上說是可知的，但在實(shí)際上卻總有未知的部分。例如在社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、人體、人腦等系統(tǒng)中，還存在著許多未知的部分，其中有些部分可能會(huì)隨著科學(xué)的發(fā)展而逐漸變?yōu)橐阎灿行┎糠钟捎谑謴?fù)雜多變而實(shí)際上難以明確。正如列寧所指出：“要真正地認(rèn)識(shí)對(duì)象，就必須把握和研究它的一切方面、一切聯(lián)系和‘媒介’。我們絕不會(huì)完全地做到這一點(diǎn)……”。因此我們應(yīng)當(dāng)承認(rèn)在對(duì)客觀世界的認(rèn)識(shí)中存在著一定的模糊性，并采取適當(dāng)?shù)姆椒▉硖幚磉@種模糊性，使其相對(duì)地“明確化”。近年來有些學(xué)者將模糊數(shù)學(xué)用于系統(tǒng)研究中，取得了良好的效果。

6.確定性與隨機(jī)性的結(jié)合

由于系統(tǒng)內(nèi)各單元之間是相互聯(lián)系的，因此人們往往會(huì)認(rèn)為這種聯(lián)系是固定的，系統(tǒng)與其內(nèi)部各單元的變化之中存在著因果關(guān)系，而系統(tǒng)的發(fā)展變化是有一定的規(guī)律可循的，從而認(rèn)為系統(tǒng)是確定性的，從廣義上說是有序的。但是隨著科學(xué)的發(fā)展，特別是量子力學(xué)、分子生物學(xué)等方面的發(fā)現(xiàn)，人們開始認(rèn)識(shí)到系統(tǒng)的隨機(jī)性，即由于一些偶然性因素的作用，系統(tǒng)內(nèi)會(huì)出現(xiàn)多變的聯(lián)系、不可預(yù)知的因果關(guān)系，以及無一定規(guī)律可循的發(fā)展變化，從廣義上說是無序的。近年來還發(fā)現(xiàn)，即使是在確定性的系統(tǒng)中，也存在著內(nèi)在的隨機(jī)性，就是所謂混沌的現(xiàn)象。應(yīng)當(dāng)承認(rèn)，確定性與隨機(jī)性都是客觀存在的。從較短的時(shí)期內(nèi)和較低的層次上看來，隨機(jī)性可能會(huì)出現(xiàn)較多，甚至?xí)鹬鲗?dǎo)作用；但是從較長(zhǎng)的時(shí)期和較高的層次上看來，確定性還會(huì)起主導(dǎo)作用。例如人類歷史的發(fā)展方向從長(zhǎng)遠(yuǎn)和全球的角度看來是確定的，但在某一時(shí)期或某一國(guó)家內(nèi)則完全可能出現(xiàn)混亂、倒退或反復(fù)。人們永遠(yuǎn)不可能準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)未來，但概括地預(yù)測(cè)未來是完全可能而且十分必要的。這就是確定性與隨機(jī)性的結(jié)合。

7.自組織與組織的結(jié)合

由于系統(tǒng)內(nèi)部各單元之間的相互作用，可以使系統(tǒng)向功能更強(qiáng)、更加適應(yīng)外部環(huán)境的方向發(fā)展變化，例如生物的進(jìn)化、技術(shù)的進(jìn)步、社會(huì)的發(fā)展，等等。這一過程就稱為系統(tǒng)的自組織。正如錢學(xué)森教授所指出：“系統(tǒng)自己走向有序結(jié)構(gòu)就可稱為系統(tǒng)自組織……”。在某些情況下，可以通過外部環(huán)境的改變，人為地加速或延緩系統(tǒng)的發(fā)展變化，這一過程可稱為系統(tǒng)的組織。例如在經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中，無數(shù)企業(yè)及個(gè)人的日常經(jīng)濟(jì)行為通過市場(chǎng)這一“看不見的手”在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，而政府這只“看得見的手”也可以通過調(diào)整利率、稅收政策及貨幣發(fā)行量等手段來進(jìn)行宏觀調(diào)控。在任何一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中，都存在著這兩只手的作用，只不過在二者相對(duì)的強(qiáng)弱上有所區(qū)別。但應(yīng)當(dāng)注意的是，宏觀調(diào)控絕不能違反客觀的經(jīng)濟(jì)規(guī)律，否則將會(huì)適得其反。正如毛澤東所指出：“唯物辯證法認(rèn)為外因是變化的條件，內(nèi)因是變化的依據(jù)，外因通過內(nèi)因而起作用。”

在上述認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，美國(guó)的一些科學(xué)家于80年代初明確提出了系統(tǒng)的復(fù)雜性問題。例如前述的SFI的科學(xué)家們認(rèn)為，復(fù)雜系統(tǒng)是由大量相互作用的單元構(gòu)成的系統(tǒng)，復(fù)雜性的研究?jī)?nèi)容則是研究復(fù)雜系統(tǒng)如何在一定的規(guī)則下產(chǎn)生有組織的行為，進(jìn)而提出了復(fù)雜的適應(yīng)性系統(tǒng)的概念。在這一思想指導(dǎo)下，他們集中了一批優(yōu)秀的科學(xué)家進(jìn)行了跨學(xué)科的研究，并已在經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的發(fā)展、免疫系統(tǒng)的形成、人工生命、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算等方面取得了一些有意義的成果。

錢學(xué)森教授也于1990年提出了開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)的概念，并認(rèn)為復(fù)雜性問題實(shí)際上是開放復(fù)雜巨系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性問題。在以后的幾年中，他對(duì)與此有關(guān)的問題又作了許多精辟的論述。戴汝為教授在其所著的《復(fù)雜巨系統(tǒng)科學(xué)——一門21世紀(jì)的科學(xué)》一書中對(duì)錢老的主要觀點(diǎn)進(jìn)行了詳盡的闡述，本文不再?gòu)?fù)述。遺憾的是，由于各種客觀上的原因，錢老的許多預(yù)見未能付諸實(shí)踐，因而也難以用實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來推進(jìn)開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)理論的發(fā)展。

如果說自50年代以來，科學(xué)家們已逐漸接受了客觀世界的系統(tǒng)性的觀念，那么在90年代的今天，科學(xué)家們還應(yīng)當(dāng)接受系統(tǒng)的復(fù)雜性的觀念。綜合中外科學(xué)家迄今為止在復(fù)雜系統(tǒng)(為了行文簡(jiǎn)潔，在下文中將復(fù)雜的適應(yīng)性系統(tǒng)與開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)均簡(jiǎn)稱為復(fù)雜系統(tǒng))方面的研究成果，可以認(rèn)為系統(tǒng)的復(fù)雜性主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

(1)系統(tǒng)各單元之間的聯(lián)系廣泛而緊密，構(gòu)成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。因此每一單元的變化都會(huì)受到其他單元變化的影響，并會(huì)引起其他單元的變化。

(2)系統(tǒng)具有多層次、多功能的結(jié)構(gòu)，每一層次均成為構(gòu)筑其上一層次的單元，同時(shí)也有助于系統(tǒng)的某一功能的實(shí)現(xiàn)。

(3)系統(tǒng)在發(fā)展過程中能夠不斷地學(xué)習(xí)并對(duì)其層次結(jié)構(gòu)與功能結(jié)構(gòu)進(jìn)行重組及完善。

(4)系統(tǒng)是開放的，它與環(huán)境有密切的聯(lián)系，能與環(huán)境相互作用，并能不斷向更好地適應(yīng)環(huán)境的方向發(fā)展變化。

(5)系統(tǒng)是動(dòng)態(tài)的，它不斷處于發(fā)展變化之中，而且系統(tǒng)本身對(duì)未來的發(fā)展變化有一定的預(yù)測(cè)能力。

雖然每一個(gè)學(xué)科所研究的對(duì)象僅是客觀世界的一小部分，而且各不相同，但如果科學(xué)家們都能對(duì)客觀世界的系統(tǒng)性及系統(tǒng)的復(fù)雜性取得一致的認(rèn)識(shí)，將會(huì)極為有利于促進(jìn)科學(xué)的融合。

三、發(fā)展并完善定性與定量相結(jié)合的綜合集成方法

盡管各部類科學(xué)的研究方法大不相同，即使在同一部類的各學(xué)科之間的研究方法也不盡相同，但從方法論的高度上說，對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)有一個(gè)普遍性的研究方法。可以認(rèn)為，錢學(xué)森教授于1990年提出的定性與定量相結(jié)合的綜合集成方法是迄今為止最值得重視的方法。現(xiàn)僅根據(jù)筆者本人學(xué)習(xí)與實(shí)踐的體會(huì)，對(duì)這一方法的實(shí)質(zhì)及如何發(fā)展并完善這一方法作一些初步的探討。

這一方法的實(shí)質(zhì)是將科學(xué)理論、經(jīng)驗(yàn)知識(shí)和專家判斷相結(jié)合，提出經(jīng)驗(yàn)性的假設(shè)，再用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)和資料以及模型對(duì)其確實(shí)性進(jìn)行檢測(cè)，經(jīng)過定量計(jì)算及反復(fù)對(duì)比，最后形成結(jié)論。它是研究復(fù)雜系統(tǒng)的有效手段，其主要特色如下：

1.定性分析與定量分析相結(jié)合

定性分析是指通過判斷及推理，從用觀察或調(diào)查等方法所得到的數(shù)據(jù)中獲得對(duì)某一系統(tǒng)的性質(zhì)及其發(fā)展規(guī)律的認(rèn)識(shí)。它廣泛用于社會(huì)科學(xué)與人文科學(xué)的領(lǐng)域內(nèi)，這一方面是由于難以對(duì)其研究現(xiàn)象作定量的描述，另一方面則由于它主要依靠研究人員的經(jīng)驗(yàn)。而定量分析則是指通過計(jì)算(包括數(shù)學(xué)運(yùn)算、統(tǒng)計(jì)及仿真)與數(shù)學(xué)推導(dǎo)，從實(shí)驗(yàn)或?qū)嵺`得到的數(shù)據(jù)中獲得對(duì)某一系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及其變化規(guī)律的認(rèn)識(shí)。定量分析廣泛用于自然科學(xué)與技術(shù)科學(xué)的領(lǐng)域中，這一方面是由于其所研究的對(duì)象是數(shù)量化的，另一方面則由于它主要依靠豐富的數(shù)據(jù)及嚴(yán)密的推斷，依靠經(jīng)驗(yàn)的成分較少。

在自然科學(xué)的某些學(xué)科中早已采用定性分析的方法，例如動(dòng)物及植物的分類、地質(zhì)年代的判別、中醫(yī)的望聞問切、辨證施治等。而在社會(huì)科學(xué)及人文科學(xué)中也已逐漸引入了定量分析的方法，例如數(shù)理經(jīng)濟(jì)學(xué)、計(jì)量歷史學(xué)等。當(dāng)前需要進(jìn)一步促進(jìn)這兩種方法的結(jié)合，而且這一結(jié)合應(yīng)當(dāng)是雙向的。即，既可以由定性到定量，例如可以先根據(jù)定性分析的結(jié)果構(gòu)筑概念模型，再逐步將其量化而成為定量模型，通過運(yùn)算而得出定量的結(jié)論；也可以在定量分析所得出的結(jié)論的基礎(chǔ)上進(jìn)行判斷推理，并考慮一些難以量化的因素，從而作出最終的決策選擇。

當(dāng)前應(yīng)當(dāng)注意克服重定量而輕定性的傾向。特別是有些自然科學(xué)家和技術(shù)專家片面地認(rèn)為只有定量的方法才是科學(xué)的方法，對(duì)定性的方法采取排斥的態(tài)度，這種偏見對(duì)科學(xué)的融合是極端有害的。實(shí)際上，只有定性分析與定量分析相結(jié)合，才能得出真正科學(xué)有效的結(jié)論。例如從一地到另一地的路徑選擇問題，從一般科學(xué)家的觀點(diǎn)看來，只要用傳統(tǒng)的運(yùn)籌學(xué)求出最短路徑就可以了。但從經(jīng)濟(jì)學(xué)家的觀點(diǎn)看來，這并不一定是最優(yōu)的選擇，因?yàn)榭赡軙?huì)在最短路上因堵車而增加油耗且浪費(fèi)時(shí)間，因此一個(gè)了解路況的司機(jī)可能會(huì)選擇另一條更好的道路。但即使所有的司機(jī)都能通過無線電臺(tái)而獲得路況的完全信息，行為科學(xué)家還要考慮到司機(jī)的擇路行為，有經(jīng)驗(yàn)的司機(jī)往往會(huì)作出更好的判斷而選擇最佳的路徑。

在社會(huì)科學(xué)家中則存在著兩種傾向。有些經(jīng)濟(jì)學(xué)家過分追求高深的數(shù)學(xué)方法，沉迷于復(fù)雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)中，而忽視了對(duì)經(jīng)濟(jì)機(jī)制及規(guī)律的探討，因而會(huì)得出背離實(shí)際的結(jié)論。也有些社會(huì)科學(xué)家仍死抱著傳統(tǒng)的觀念，不相信也不愿意學(xué)習(xí)及運(yùn)用定量分析的方法。

總之，當(dāng)更多的科學(xué)家相信只有通過計(jì)算與“算計(jì)”相結(jié)合才能更好地發(fā)揮科學(xué)的作用時(shí)，科學(xué)的融合方有可能建立在有共同語言的基礎(chǔ)上。

2.分析與綜合相結(jié)合

簡(jiǎn)單地說，分析就是了解一個(gè)已有系統(tǒng)的單元、結(jié)構(gòu)及功能，而綜合則是將有關(guān)的單元集成為一個(gè)具有預(yù)定功能的系統(tǒng)。在研究復(fù)雜系統(tǒng)時(shí)，這兩種手段是交替使用、相輔相成的。我們既要了解一個(gè)系統(tǒng)是由哪些單元所構(gòu)成，其層次結(jié)構(gòu)和功能結(jié)構(gòu)如何，系統(tǒng)的總體功能是什么；也要了解系統(tǒng)是如何通過組織及自組織而不斷演化的，如何由低級(jí)狀態(tài)逐步發(fā)展到高級(jí)狀態(tài)。對(duì)某一層次的分析通常會(huì)為其上一層次的綜合打下基礎(chǔ)。例如SFI的科學(xué)家在研究生命的起源和進(jìn)化問題時(shí)，就先研究了經(jīng)分析確定的各種小分子在小環(huán)境(稱為原生池)中綜合成生物大分子的過程，認(rèn)為這是聚合與離解兩個(gè)相反基本過程的動(dòng)態(tài)平衡，只有那些在聚合方向上占優(yōu)勢(shì)的大分子才能有較大的機(jī)會(huì)存在，而且優(yōu)勢(shì)越大，其存在的穩(wěn)定性也越高。然后通過簡(jiǎn)化模型的計(jì)算機(jī)模擬，發(fā)現(xiàn)確實(shí)有些大分子在數(shù)量上占優(yōu)勢(shì)，而且這一優(yōu)勢(shì)會(huì)隨著環(huán)境的改變而變化。他們進(jìn)而用計(jì)算機(jī)模擬了基因組隨環(huán)境的變化而進(jìn)化的過程，發(fā)現(xiàn)一個(gè)種屬的基因組會(huì)不斷地發(fā)生變化，以改善其對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性。

3.專家知識(shí)的集成

復(fù)雜系統(tǒng)的研究通常需要多學(xué)科領(lǐng)域的專家們參加，這就需要有一個(gè)將各領(lǐng)域?qū)＜业闹R(shí)進(jìn)行集成的方法，而且這一集成過程應(yīng)當(dāng)貫徹研究的全過程，例如在軟科學(xué)研究中筆者曾經(jīng)提出，要實(shí)現(xiàn)軟科學(xué)專家(通常是負(fù)責(zé)綜合集成的專家，最好能由通曉軟科學(xué)研究的主要領(lǐng)域?qū)＜襾頁(yè)?dān)任)與領(lǐng)域?qū)＜壹皼Q策者的結(jié)合，軟科學(xué)專家與領(lǐng)域?qū)＜也粌H是在一起工作，還要相互了解、相互尊重。領(lǐng)域?qū)＜乙欢ㄒ獦淞⒖傮w觀念，不能只追求自己領(lǐng)域內(nèi)的局部最優(yōu)。決策者應(yīng)當(dāng)向軟科學(xué)專家提出課題，并盡量參加總體框架的制定及方案選擇的討論，還要在研究過程中經(jīng)常與軟科學(xué)專家及領(lǐng)域?qū)＜医粨Q意見。在軟科學(xué)研究的五個(gè)基本環(huán)節(jié)(目標(biāo)分析及總體框架的建立、現(xiàn)狀分析及預(yù)測(cè)、建立模型、方案評(píng)價(jià)及選擇、提出建議)中，都需要注意專家知識(shí)的集成(詳見筆者所著的《論軟科學(xué)研究中的綜合集成方法》一文，載于《中國(guó)軟科學(xué)》1997年第三期)。

4.專家經(jīng)驗(yàn)判斷與計(jì)算機(jī)運(yùn)算的結(jié)合

專家的經(jīng)驗(yàn)判斷是十分寶貴的，它通常包含著對(duì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及動(dòng)力學(xué)的深刻了解，但是這種判斷往往是定性的，而且不盡一致。而計(jì)算機(jī)運(yùn)算則具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，能夠以很快的速度定量地顯示專家的判斷，展示系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與發(fā)展，并能模擬出各種假想方案的預(yù)期結(jié)果。因此復(fù)雜系統(tǒng)的研究需要人腦與電腦的結(jié)合。一般來說，人腦比較擅長(zhǎng)于形象思維，富有創(chuàng)造性，適于進(jìn)行定性分析；而電腦則擅長(zhǎng)于快速計(jì)算及按照既定的規(guī)則進(jìn)行嚴(yán)格的邏輯推理，雖然可以具有自學(xué)習(xí)功能，但絕無創(chuàng)造性，適于進(jìn)行定量分析，二者正好可以相輔相成。

為了發(fā)展并完善定性與定量相結(jié)合的綜合集成方法，需要在一些關(guān)鍵技術(shù)上有所突破。例如在軟科學(xué)研究中就需要突破定性變量及其相互關(guān)系的量化技術(shù)、開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)的總體表征技術(shù)、價(jià)值體系的建立及表達(dá)技術(shù)、群決策中的妥協(xié)技術(shù)，等等。

著名哲學(xué)家波普曾指出：“把自然科學(xué)方法與社會(huì)科學(xué)方法對(duì)立起來，是一種‘反自然主義’的傾向。自然科學(xué)的解釋和歷史解釋的關(guān)系問題，類似于純科學(xué)與應(yīng)用科學(xué)的解釋問題，社會(huì)科學(xué)應(yīng)具有和自然科學(xué)統(tǒng)一的研究方法。”筆者深信，各門學(xué)科在方法論上的逐步接近，必將有助于科學(xué)的融合。

四、需要采取的幾項(xiàng)戰(zhàn)略措施

為了促進(jìn)科學(xué)的融合，需要采取以下幾項(xiàng)戰(zhàn)略措施：

1.鼓勵(lì)科學(xué)家自覺地學(xué)習(xí)并掌握馬克思主義哲學(xué)

科學(xué)家在探索客觀世界規(guī)律的過程中，在其世界觀及方法論上總會(huì)自覺或不自覺地受到某種哲學(xué)思想的影響。應(yīng)當(dāng)承認(rèn)，大多數(shù)科學(xué)家是具有樸素的辯證唯物主義傾向的。如果他們能自覺地學(xué)習(xí)并掌握馬克思主義哲學(xué)，一定會(huì)如虎添翼，更有利于推進(jìn)其研究工作，并促進(jìn)科學(xué)的融合。但是這種學(xué)習(xí)一定要在自覺自愿的基礎(chǔ)上，認(rèn)真研讀，深入思考，聯(lián)系實(shí)際，求得新知。恩格斯曾指出：“隨著自然科學(xué)領(lǐng)域中每一個(gè)劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)，唯物主義也必然要改變自己的形式。”江澤民同志在十五大報(bào)告中也指出：“馬克思主義是科學(xué)，它始終嚴(yán)格地以客觀事實(shí)為依據(jù)。……馬克思主義必定隨著時(shí)代，實(shí)踐和科學(xué)的發(fā)展而不斷發(fā)展。”科學(xué)家們都很容易理解，如果我們今天還將牛頓力學(xué)奉為圣明，而把量子力學(xué)和相對(duì)論看成是異端邪說，那就不會(huì)有核能的利用和航天的成功；如果我們把馬車看成交通工具的唯一形式而不允許改變，那我們今天就坐不上汽車和飛機(jī)了。中國(guó)的科學(xué)家們不但要在馬克思主義哲學(xué)的指導(dǎo)下探尋客觀世界的規(guī)律，同時(shí)也應(yīng)當(dāng)用科學(xué)的新發(fā)現(xiàn)來豐富并發(fā)展馬克思主義哲學(xué)。

2.鼓勵(lì)跨學(xué)科的研究

跨學(xué)科研究是當(dāng)今科學(xué)發(fā)展的必然趨勢(shì)，也是科學(xué)融合的起點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)予以鼓勵(lì)。建議先圍繞國(guó)家目標(biāo)，選擇一批重大的課題，打破學(xué)科、行業(yè)、部門的界限，組織起跨學(xué)科研究的隊(duì)伍，并不斷探索改進(jìn)其組織體制及運(yùn)行機(jī)制。目前有些名為跨學(xué)科的課題，實(shí)際上其內(nèi)部還是學(xué)科壁壘森嚴(yán)，各行其是，這種狀況應(yīng)當(dāng)改變。

管理科學(xué)與軟科學(xué)是自然科學(xué)與社會(huì)科學(xué)的接合部，理應(yīng)成為推進(jìn)科學(xué)融合的突破口。管理是生產(chǎn)力中的軟件。只有通過管理才能將勞動(dòng)者、勞動(dòng)資料和勞動(dòng)對(duì)象這三個(gè)要素合理地組織起來，加速生產(chǎn)力的發(fā)展。管理科學(xué)的研究對(duì)象是管理中的客觀規(guī)律，數(shù)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)及行為科學(xué)是它的三個(gè)重要基礎(chǔ)。而軟科學(xué)是宏觀層次上的管理科學(xué)，主要是為各級(jí)各類的決策提供支持。因此努力發(fā)展管理科學(xué)及軟科學(xué)不僅是推進(jìn)科學(xué)發(fā)展及融合的需要，也是推進(jìn)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展的需要。

3.努力培養(yǎng)跨學(xué)科研究人才

當(dāng)前開展跨學(xué)科研究的重大困難是缺乏人才。這類人才是一種復(fù)合型人才，他們既要有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)、掌握系統(tǒng)工程的基本方法、能熟練地使用計(jì)算機(jī)、有較強(qiáng)的外語能力，又要思維敏銳、勤奮好學(xué)、知識(shí)面較廣、有較強(qiáng)的分析能力及組織能力。為此應(yīng)當(dāng)認(rèn)真挑選一批思想及業(yè)務(wù)素質(zhì)好、有志獻(xiàn)身于跨學(xué)科研究事業(yè)、文化程度在大學(xué)畢業(yè)以上的青年加以培養(yǎng)。鼓勵(lì)他們?cè)跇I(yè)務(wù)上深入鉆研，在實(shí)踐中刻苦鍛煉，不斷積累經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)還應(yīng)當(dāng)為他們創(chuàng)造較良好的工作及生活條件，使他們能安心于跨學(xué)科研究。同時(shí)還要在現(xiàn)有的領(lǐng)域?qū)＜抑羞x擇一些思路清晰、學(xué)識(shí)廣博的人員加以培訓(xùn)并賦以重任，使他們能逐漸成為跨學(xué)科研究中的帥才。從長(zhǎng)遠(yuǎn)看來，在高中似不宜實(shí)行文理分科，在大學(xué)中應(yīng)當(dāng)提倡讓學(xué)生適當(dāng)選修一些其他專業(yè)的課程。

4.為科學(xué)的融合創(chuàng)造必要的條件

在我國(guó)實(shí)現(xiàn)科學(xué)的融合還需要克服許多困難，估計(jì)需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，但是從現(xiàn)在起就應(yīng)當(dāng)努力為此創(chuàng)造條件。建議可先安排一批有關(guān)的基礎(chǔ)研究課題，例如復(fù)雜性研究等，同時(shí)應(yīng)適當(dāng)增加對(duì)管理科學(xué)及軟科學(xué)研究的投入。還可以通過舉辦研討會(huì)、學(xué)習(xí)班等形式，增強(qiáng)自然科學(xué)界與社會(huì)科學(xué)界的相互了解。錢學(xué)森教授在1992年就已提出建設(shè)從定性到定量的綜合集成研討廳體系的設(shè)想，以便推動(dòng)開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)的研究。建議在組織專家認(rèn)真論證的基礎(chǔ)上，盡早進(jìn)行立項(xiàng)。實(shí)現(xiàn)科學(xué)的融合是一項(xiàng)長(zhǎng)遠(yuǎn)而艱巨的任務(wù)，其中有許多問題還需要從理論上進(jìn)行深入探討并在實(shí)踐中不斷積累經(jīng)驗(yàn)。筆者之所以不揣淺陋地提出這一問題，正是希望能引起更多有識(shí)之士的重視，并為實(shí)現(xiàn)這一宏大的目標(biāo)而共同努力。

附注：本文發(fā)表在《自然辯證法研究》1998年1月第14卷第1期。