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将知识“材料”变成“建筑”

2004-05-14 来源:光明日报 作者:王克强 我有话说
欧几里得《几何原本》的问世,开创了科学界的一代新风。而《几何原本》的内容大多是沿用前人的,欧氏的贡献在于创立并运用公理方法,将前人的知识“材料”整合成“一座建立在巩固基础上的巍峨大厦”。这部书的陈述方式,揭示了一个知识体系的整体结构形式原理。后来,牛顿、麦克斯韦等人采用这种方法编著陈述自己理论的书,展
示了牛顿力学、电动力学等的整体结构形式原理。现在,具有这种整体结构形式的知识体系,皆被称之为“演绎系统”。

门捷列夫也采用他人积累的知识“材料”,建立了以他的名字命名的知识“大厦”――门捷列夫周期表。门氏当年创建周期表的所有“材料”――63种元素,都是别人发现的,他只是运用这些“材料”,构建了一座元素宫殿,从而破天荒地将一个知识体系的整体结构形式及其原理,简明形象、一目了然地展现在一页纸之上。

上述两个实例,都是采用一种使知识整体化的方法,将他人所备的“材料”建筑成“知识大厦”,使一个领域的知识发生了从“材料”到“房屋”的质变。这种质变,不是“材料”的本质发生了变化,而是这些“材料”之间的结构形式发生了变化。诚如一位西方学者所说:“搜集材料尽管是重要的一步,但它并不是发生科学突破的主要一步,最重要的一步,则是出现在把彼此脱节的一些事实形成一个整体,从而显现出一个新的格局的时候。”

从知识“建筑”的角度,可以解释《几何原本》的影响何以如此深远。在这本书中,欧氏创立了两门学问 几何学和公理方法学。后者是一门关于知识整体建筑艺术的专门学问。欧氏几何学的框架,早已被人多方多次突破,但其方法论框架却至今无人能够突破。牛顿力学是堪与欧氏几何学媲美的科学宫殿,两者“材料”殊异,但建筑方法与结构风格却完全一致,正如爱因斯坦所说,二者都是“从少数几个所谓的公理的基本假定”出发,通过层层演绎,推导出一系列定理或推论,从而构成一个公理化的理论体系。20世纪初叶,爱因斯坦力学、量子力学等横空出世,这些突破了牛顿力学框架的革命性理论,却没有一个敢革公理学的命,它们也与牛顿力学一样,采用公理方法,建立起自己的演绎系统。

上述情况表明,几何学与公理学是两个不同层次的学问,前者在理论层次,称为“欧几里得理论”,后者在方法论层次,称为“欧几里得方法论”。二者合而为一,应称为“欧几里得学说”。这两个层次如同果肉与果核,核藏在肉深处,人们往往见表不见里,误将其统称为“欧氏几何学”。欧氏几何学之所以特别重要,就因为“突破理论框架易,走出方法论框架难”。

无独有偶,在欧氏创立公理学的两千多年后,门捷列夫创立了一种全新风格的知识“建筑”艺术――门捷列夫周期系方法,或称“周期系方法学”。这样,欧氏、门氏就各自独创了一种将知识整体化或系统化的“建筑”方法。两者的基本区别是,欧氏用一整本书来展示知识体系及整体结构规律,他的《几何原本》与牛顿的《自然哲学的数学原理》、麦克斯韦的《电磁学通论》,都是运用这方法的范例。门氏的周期系方法打破了沿袭两千多年的传统,开创了用一纸图表展示知识体系及其整体结构规律的全新格局。因此,我们也可认为,门捷列夫也创立了两门学问 门捷列夫理论和门捷列夫方法论。前者仅是理论层次的科学成果,后者则是方法论层次的科学成果,二者合而为一,可称为“门捷列夫学说”。知识系统化古已有之,现代知识系统化的基本特征是自然科学与社会科学汇流而一体化。在一体化时代,不仅科学研究将发生从“分析为主”到“整合为主”的变化,而且知识将发生从“科学建筑”到“总体建筑”的变化,因而知识“建筑”艺术显得较过去更加重要。当科学一体化不再局限于一个个学科知识的整体化,而是以整个科学体系的整体化即自然科学与社会科学汇流而一体化的高度时,已高度整体化的科学知识体系――欧氏几何学、非欧几何学、牛顿力学、电动力学、门捷列夫周期系理论等等,皆成了更高一级知识大厦的“材料”,再加上尚未实现学科知识整体化或未高度整体化的学科知识“材料”,实现知识一体化的“材料”已相当丰富,而“建筑”的方法、技术、人才和“公司”却十分缺乏。因而,科学一体化的时代,是一个需要和催生知识“建筑”方法、技术、人才和“公司”的时代。如何使中华民族把握科学一体化的先机,率先造就实现一体化的“建筑”方法、技术、人才和“公司”,是我们现在不能不认真思考的一个问题。

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