摘要：人类科学已进入了一个高度发达的时代。但科学的未来是什么，我们可以在某种程度上回答这个问题吗？科学还会带给我们什么？它有可能带给我们什么？科学在今天显现巨大威力的同时，也带来了巨大的负面效应。它会带给科学、带给我们什么呢？要回答这些问题，我想我们就必须首先对未来的科学发展有一个方向性的认识或者说预测。在这之前，我们先要对一些关于科学本身的问题进行分析。

关键词：源头，有序化，简化，结构，完整的世界图景

21世纪的人类科学已进入了一个高度发达的时代。可以说，从未有任何东西能如此显著地影响着我们每一个个体和群体的生存和发展，并在如此多的细节和整体上发挥各种不甚相同而极其重要的作用。可是另一方面，这一切已经足够了么？在将来，将来的将来，科学还会带给我们什么？它有可能带给我们什么？还有，科学在今天显现巨大威力的同时，也带来和预示了不可估量和难以准确预测的负面效应。我们怎么应对这些效应，最终它会带给科学、带给我们什么呢，它是否甚至会大过科学带给我们的如此多的好处而威胁到我们的生存和舒适呢？

要回答这么多困难和重要的问题，我想我们就必须首先对未来的科学发展有一个方向性的认识，而这种认识是基于对从前、今天的科学所造成的种种效应的把握，并由此得到的一些结构性的、归纳性的关于科学本身的一些结论之上的。科学在很大程度上并不完全在我们手中，它遵循着某些在我们控制范围之外的规律。

完全地把握这类规律是极其困难的事，我将先尽可能地得到一些部分的，对我的分析有帮助的结论。

一、科学的基础——我们的科学究竟建立在什么之上？

科学大师薛定谔在他的《自然与古希腊》中表明了一种态度,他认为要认识我们今天的科学及其种种衍生物,必须要回归到它的源头，这不仅“有希望发掘出被人遗忘的智慧，也有希望发现从源头开始长期形成的错误。这种错误在源头更容易被认识。”这个源头是什么呢？就是古希腊思想。而具体又是什么呢？薛定谔经过了大篇的分析讨论得出了他的结论，用他的话说就是“我们的科学世界图景的独特之处。”他说：“基本特性之一是毋庸置疑的，这就是假设自然界的表现是可理解的”；第二个特点：“这个特点很少清晰地，公开地展现出来。但同样具有根本的重要性。这个特点就是，当科学家尝试描述和理解自然界时，总是将非常困难的问题简化。科学家们下意识地、不经意地在他所构建的图景中忽视或排除他自己。他自己的人性，即认识主体，从而对理解自然界这一问题进行简化。”随之而来的逻辑演绎也继承了这个特点。

我完全同意他的看法。于是，今天科学的基础就可归为两个理念和一个方法：自然（实在）可理解性的理念、有序简化的理念及逻辑演绎的方法。我想这个结论即使不是十足完备，也已是这个问题最为根本和重要的结论了。

二、发展

西方科学根本上便是以上面两个基础及逻辑演绎的方法发展出来的。虽然这些条件在古希腊时期便已基本成熟，但真正的科学并没有就此马上发展出来，（至于这又是为什么那又是另外一个艰难的问题了），而是过了一千多年以后，当这种古希腊精神在文艺复兴时期的欧洲大地上再度复兴时，科学才开始以无比迅猛的速度发展。

在这种发展过程中有一样东西的产生非常值得一提，那就是实验。古希腊人的科学研究是没有实验的，这很可能导致了他们虽较为严密的逻辑推演是根本建立在一个虚枉和混乱的经验之上，从而也就谈不上真正的演绎及其产生某些进步和成果的可能。而实验的诞生，才是真正可贵的、实质上的实证主义发挥作用的标志。值得注意的是，实验亦是种对经验的简化和有序化，这通过其基本思想和实现过程可以很清楚地得到。它和逻辑演绎的方法的根本特性是一致的。

三、评价

通过这样两种惊人有效的方法。科学在短短数百年内彻底改变了我们的世界和我们的思维方式，也直接对我们的文明产生了巨大的推动作用。然而我们不该忘记，这种种结果是付出了代价的。我们砍掉了我们认为没有用的细枝末节，我们——如薛定谔所言——并没有把主体考虑进去，然后我们把剩下的“精华”以某种神秘的“有序之法”将之运作起来，得到了不可思议的辉煌成就。

应该说，对于我们探索世界的努力来讲，这种简化和有序化仍是我们取得的最深刻和最伟大的进步。但到了今天，也许该是有必要让我们认真审视它们的时候了。那些“细枝末节”仅仅是精度和小数点的问题，主体的“干扰”也仅只是可以“忽略不计”的吗？

20世纪初诞生的量子力学在某种程度上否定了这点。它在有限的程度上说明了，某些“细枝末节”恰巧正蕴含着更为本质的问题，而主体的“干扰”已经完全成为了理论上和实际上都根本不可或缺的一个部分了。

然而量子力学实在是个匪夷所思的产物，它是一帮年青的天才在某种神奇的境地下开拓出的一个甚至连他们自己都料想不到的全新领地。费曼甚至说这个世界上没有一个人理解量子力学。的确，一方面量子力学完全是沿用旧的科学方法得到的产物，甚至可以说根本还是那个伟大科学传统的沿续；然而另一方面它却又得出了完全与那些传统所包括的精神相悖的东西：这种矛盾直接说明了简化和将主体排陈在“模型”之外的传统方法已经不可取了。

如果我们仍然希望科学能带给我们这个世界及我们自身的完整图景的话，我们必须沿着量子力学——上个世纪的那几位天才年轻人所带给我们的重大启示所指明的方向走下去。在那以后，一方面有量子力学在绝大多数情况下{不论是理论上还是实用上}极为成功和出色的表现；另一方面，也是简化主义所带来的各种恶果——环境问题，人文精神的日渐衰落等——这些都表明，也许是到我们考虑彻底变革我们的整个科学的时候了。

四、前景在哪里……

我设想了几种学科类型，它们与传统的科学相比有更大的包容性，更接近我们实际的世界。我甚至叫不出它们准确的名称，而只能以现阶段相关方面的进展为参照进行适当的描绘。也许本世纪最革命性和最重要的成果会在它们中产生。

·复杂，非线性科学

这方面的研究已经取得了很大的进展，但还有许多根本问题未得到彻底解决。比如关于分形、混沌、临界、稳定性、复杂性、非平衡热力学系统等的问题在这些研究的基础上很可以会诞生一些完整的新科学体系（当然它们相互是有交集的，甚至是有紧密联系的），我想暂且有那么几种；

1．广义生物学

这是美国圣菲研究所的Stuart Kauffman提出的一个概念。他设想的广义生物学是能够广泛解释包括个体生物和生物圈（群体）——即复杂系统的科学。它包括可能的“热力学第四定律”——说明自然界必有一个指向复杂有序性的箭头的定，及生物圈共同构建的四个可能的候选法则：动力学混沌边缘；群落集聚可达到自组织临界状态；适应度景观与有机体共同演化到自组织临界状态；以自组织临界方式向相邻可能的膨胀。他认为这种工作很可能将大大超越牛顿、玻尔、爱因斯坦的“可能是不完全的科学”。

2．脑——人工智能

也许大自然奥秘的最佳体现正是我们的大脑。脑是我们目前已知的最复杂、未知最多的东西。一方面我们有脑的科学，另一方面我们有模仿大脑的人工智能。但目前这两方面的基础性工作都还停留在相当肤浅的阶段。人类究竟可以造出类似，甚至于超越大脑的人工智能产物吗？我们大脑运作的那么多不解是怎么回事？可能现在我们离一个令人信服的答案还有相当远的距离。但不管怎么说，对大脑的合理解释应当包含在我们的科学图景当中，甚至可能是其中最为神圣和艰难的使命之一。

3．交叉科学——？？

我们可能需要通过科学的和人文的方式共同解决我们的问题。因而很可能以传统的数门学科为蓝本生出某种全新的综合性科学。薛定谔在谈到我们现有的科学时说：“……科学的世界观本身不包括伦理价值、美学价值，而且对我们的终极目标和目的不置一词，也没有上帝（如果你愿意这么认为的话）的原因。我从何而来，又去往向方？科学不能告诉我们，为什么音乐能使我们愉快，为什么一首老歌能使我们感动得流泪？”也许有人会说这是对科学的苛求。薛定谔又说：“如果它的世界图景甚至不包括蓝、黄、苦、甜、美快乐和悲伤，如果通过约定将人性排除在这个图景之外，那么它怎能包括展现在人类心智中的最杰出的概念呢？”

这样的科学的诞生，可能需要更长的时间了。但的确，我们要这样的科学。而在今天，已经有一些零星的、生机勃勃的交叉学科诞生了，比如物理历史学、数理音乐学等等。今天是学科间的障碍该被超越的时候了，虽然这只是一个初浅的开始。

·数学、逻辑、方法

似乎同样是建立在有序简化之上的逻辑方法——比如数学，也该进行同样的变革。可是十分明显，这将是困难得多的问题。基础必要时甚至可以推倒重来，而没有方法，我们甚至不能起步。

数学现在仍无时无刻地发挥着巨大的效力。数学“有效性”是怎么获得的，甚至这个“有效性”本身是怎么回事，数学本身中隐含着我们科学的致命缺陷吗？

哥德尔定理已经颠覆了数学这样的逻辑的体系完备的可能性。它可能是说，我们一直深信不疑的二值的逻辑基础本身就是有些问题的——虽然这些问题迄今尚未影响到科学和数学的宏伟大厦。但它是否预示着某种多值的、甚至是模糊的而同样具有相当程度有效性的逻辑形式的可能性，及其构成新科学的可能呢？

这样的方法上的变革也许是更为长远的事了，但也难保，它就潜伏在今天科学和逻辑体系的某个角落，在适当地时候会意想不到地发生。

五、结论

美国科学家卡库也写过一本书《远景》，他主要站在能量级别的角度描绘和预测人类的科学及文明。而我力图呈现的是：科学的发展是结构化的，这个结构本身蕴含了简化、有序的思想，也只有这样才能有一个持续有效的结构得以使科学在不断地发挥效用中进步。科学的这个演进结构是不受人类意志随意改变的（否则我们将不会有有效的科学）。我们只能遵循它，并在其中运作我们的天才和努力，从而实现我们自身与这种规律性的结构之间良性的相互作用，这种作用就是我们的科学活动。

另一个结论也许是更值得强调的：我们的科学最终要向呈现在我们面前的实在图景靠拢。而这就要求我们在适当的时候必须抛弃有序简化的思想，而在已有的成就上向我们的真正理想——完整解释我们的实在图景靠拢。

由这两个结论我设想了未来可能的变革方向：建立在更为深入的复杂性非线性研究基础上的广义生物学、向脑方向努力的人工智能和科学与人文交融的新交叉科学体系。同时在数学与逻辑上亦可能发生变革：（逐渐？）抛弃以绝对的有序简化为基础的二值逻辑及其衍生出的逻辑、数学和思维方法，发展某种多值的甚至是“模糊”的有效的逻辑运作方式及以此为基础的逻辑方法和逻辑工具。

相信科学能带给我们更完整的世界图景和更幸福的生活。

参考书目：

[1] 《天遇——混沌与稳定的起源》 费洛林·迪亚库，莫利普·霍尔姆斯(Celestial Encounter: The Origins of Chaos and Stability by Florin Diacu & Philip Holmes)  上海世纪出版集团

[2] 《自然与古希腊》埃尔温•薛定谔(Nature and the Greeks and Science and Humanism by Erwin Schrödinger)  上海科学技术出版社

[3] 《科学新领域的探索》 斯图亚特•考夫曼(Investigation by Stuart Kauffman)  湖南科学技术出版社