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宇宙有末日吗?——现代科学技术对主体特征的影响
时间:2008/6/29 20:40:08,点击:0


1945年美国在新墨西哥州沙漠中试爆第一颗原子弹以前,科学界就有流言说:原子弹中的核裂变反应会“点燃”大气层,消灭地球上所有的生命。著名物理学家费米(EnricoFeermi)曾为此进行了计算,结果表明大气不会像汽油那样被点燃,这才放心地进行核爆炸。

1980年当一座名为Tevatron的高能粒子加速器正在芝加哥附近的费米国家实验室建造时,科学界又有流言说:正负质子对头碰撞时,所涉及的能量高达二万亿电子伏,可能会将真空“撕裂”,其“裂口”将以光速迅速扩张,万物坠入其中,造成宇宙末日。但事实上该加速器早已建成,一直安全运行至今,不仅并未撕开真空裂口,物理学家利用该加速器做出了许多发现,从中学到不少新知识。

最近,布鲁克海文国家实验室刚建成一座名为“相对论重离子对撞机”(RHIC)的高能粒子加速器,即将投入运行,能将重离子加速到二十万亿电子伏(一电子伏等于电子被一伏电压加速所获得的能量)的极高能量。这座耗资十亿美元的加速器与过去的不同,不只是用于研究基本粒子的结构,主要用来探索真空的性质。现代物理学揭示:真空不空,其中大有奥妙。真空不仅充满了方生旋灭的“正负虚粒子对”,形成所谓真空量子起伏;而且还可能被激发,产生出前所未见的奇异物理现象。著名物理学家李政道认为:将微观的基本粒子与宏观的真空统一起来进行研究,是现代物理学研究的新方向,RHIC项目就是在他建议和积极参与下进行的。具体实验是利用RHIC使沿相反方向以接近光速飞行的两个金原子核迎头相撞,产生与宇宙大爆炸初期相若的局部瞬时超高温,期望能引起真空的“相变”而研究其激发态。这个实验如能成功,不仅将揭开物理学的新篇章,而且有可能对其他科学领域产生重大影响。

正当物理学家兴致勃勃地准备RHIC的实验时,有人看到了灾难。《科学的美国人》杂志今年七月号刊登了一封读者来信,担心金核对撞释放出的超高能量可能会产生微型黑洞,像癌瘤那样孽生蔓延,直至吞噬整个地球!

有些物理学家猜测真空具有许多可能状态,各自具有不同的能量,构成所谓能级。就好像一座高楼有许多楼层一样,我们周围的物理真空只是其中一层,称为“真”真空,在一定条件下可以跃变到另外的楼层,这些称为“伪”真空的态与“真”真空态之间的能量差别可能是天文数字。有的物理学家认为:如果真空被撕裂,无论是从裂口掉入“地下室”,还是向上跳跃“更上层楼”,由此而放出或吸收的能量都足以毁灭整个宇宙。所谓撕裂真空可以导致宇宙末日的说法即来源于此。

如果真是这样,那就应该马上下令禁止高能加速器的实验。正统的科学家们根据已被实验证实的理论进行分析计算的结果,不相信这种宇宙末日真的会发生。但理论毕竟只是纸上的,一千个理论也抵不上一个事实的说服力。科学家终于找到了一个非常有说服力的事实:来自宇宙深处的宇宙射线中包含有极高能量的粒子流,其中有的要比人工用最高能量的加速器产生的高能粒子的能量高出亿万倍!这些超高能粒子不断地在轰击地球,与地球物质的核子相碰撞,涉及的能量远远超过布鲁克海文RHIC加速器中金核对头碰撞的能量。亿万年来这些轰击地球的宇宙射线既没有产生微型黑洞,也没有撕裂真空,地球上的芸芸众生都活得好好的。这就是最有说服力的反证,证明宇宙末日的恐惧根本就是杞人忧天。

但话说回来,科学界的流言毕竟与旁门左道的胡言乱语不同,可以当作一种逆向思维,客观上起到对科学家提出预警的作用,提醒他们在做实验前要周详地考虑各种可能性;此外从不同角度的思考还可能起到拓宽思路、激发灵感的作用。所以只要不扰民惑众,不妨视为百家争鸣中的一家之言。前面提到费米在听到流言后,进行计算作出判断,以安定人心,这是一种正确的科学态度。好在科学有实验作为照妖镜,即使是胡言乱语最终也会现出原形,所以用不着过分担心。

倒是科学家自己要小心些,现代科学家手中握有种种先进“武器”———高能粒子加速器、核反应堆、超高功率激光、“克隆”技术、基因改造……好比是闯入瓷器店的一头公牛,一不小心就会惹祸。未雨绸缪,应该特别强调科学家的社会责任心和职业道德。

(摘自沈致远:《宇宙末日?》,《文汇报》1999年11月14日“笔会”)

现代科学技术的发展使得人们更加关心科学的社会责任和相关的道德问题。在这种情况下,认识主体更不能看成是单纯的个体,而必须看到普遍主体和特殊主体的作用。可以说,现代科学技术的发展使主体的网络结构更加突现了出来。因此,为了进一步揭示个体认识主体内部的结构和组织,必须研究一下现代科学技术发展的某些特点。从中可看到,现代科学技术革命与认识主体组织理论的发展有着密切联系。现代科学研究活动的实际进一步证明了,认识主体是一个复杂的组织网络结构。

现代科学技术迅猛发展,已经形成广泛的科技社会革命,它给社会生活各个领域都带来了重大的变化和影响。其中,也包括引起科学认识活动本身的变化。现代的科学已不是以前的科学,它是一种完全新的社会集体劳动形式。它已脱离古代的个体性,走上社会化的道路。在这种情况下,认识主体的组织网络层次十分明晰地展现在我们眼前。不仅科学技术的发展本身引起了认识主体组织理论的发展,而且在一定意义上,我们可以说,现代科学认识的特点正是认识主体组织理论的实际验证。因为它已经如此令人信服地说明,现实的认识主体必然是一个复合的有组织的整体,以致我们看到的仅仅是一个主体组织,而不是单个的科学家。

认识主体的典型形式是专门主认识活动的研究者,即科学家。“科学家”一词最早是由英国哲学家威廉·惠威尔提出的。它指的是以某种典型的认识活动为职业的认识主体。在人类文明的早期,科学并没有独立成为一种职业。科学是随着社会分工的出现而产生的。科学作为一种社会职业活动,产生于十九世纪初。但这并不是说,在此之前,就没有科学家。从广义讲,一切从事认识活动的人都是科学家。在这个角度上,科学家古已有之。只是在十九世纪以后,它的社会性日益明显,才被正式确认为一种社会职业。

科学家成为一种社会职业之后,他作为认识主体,其组织网络性更不容怀疑。首先,从科学家的形成来看,他是社会教育和培养的结果。究竟什么样的认识主体可算作科学家?初看起来科学是极其神秘的人,又是稀奇古怪的人。但跟普通人的一样,科学家也是逐渐形成的。他要靠社会教育而获得必要的基础知识和吸收人类的已有经验、已有研究成果,他要在社会实践中去提高科研能力。任何个别的科学家都是人类的具体形式,作为普遍主体的成员出现。科学家必须以特殊主体的身分去进行认识活动。任何科学家都不可能离开已有的人类经验和科学研究方法,而以纯粹个别的形式去从事科学研究工作;他也不可能没有具体的社会环境和教育,而成长为科学家。科学家的形成正是通过特殊主体的作用和影响,以个别的直接形式去接受普遍主体的经验、知识和方法的过程。这也就是说,科学家本身的形成过程就是逐渐获得普遍性、特殊性和个别性三重规定的过程。

其次,从科学家职业存在和发展的角度看,他是社会和整个人类积极扶持的结果。科学存在和发展的必要性,是由科学本身的价值所决定的。但科学家能够生存并开展认识活动,一点离不开社会其它行业。科学的价值并不能立竿见影地看到成效,而要通过生产和实践部门才可具体化为社会财富。相反,科学家本身的吃穿住行却必须要生产和实践部门来提供。今天的科学家几乎完全和普通的公务员或企业行政人员一样靠拿工资维持生存。同时,科学作为一种人类事业,也需要整个人类各个历史时期的社会共同支持才能持续地存在下去。如果在人类发展的某一时期,社会禁止人们从事任何科学研究,那么,科学事业就会终止。由此可见,科学家本身的存在离不开社会,科学事业的持续与发展,离不开整个人类的支持。在这个意义上,任何科学家实际上都是整个人类、整个社会的必然构成部分,也是后二者共同扶持的结果。在这个意义上,科学家作为专门的认识主体必然是普遍、特殊和个别三层次相互作用、相互影响的有组织的整体。

最后,从科学认识得以开展的原因看,它是整个人类和社会积极干预的结果。科学最早出现在人类的几大文明区,这时的科学文化繁荣主要受地理因素的影响。但在科学作为一个独立形态成立之后,社会的因素就起着更加重要的作用。科学总是适应生产的需要(归根到底适合于整个人类发展的需要)而产生的。社会和人类发展的需要会给科学家提出各种各样的问题,科学就是为解决这些问题而存在的。而且,在现代,科学已离不开实验室。实验室里的活动本身就是社会性的活动,也是普遍的活动。因为,实验室是由特定的社会历史建立并支持其存在的,而实验室的研究又离不开整个人类文明进步的经验。更重要的是,当代科学活动已进入到国家规模。一些“大科学”比如原子能科学、航天科学、高能物理、极地考察等等,必须要在国家干预和控制的条件下,才能进行。个别的科学家离开了社会,离开了整个人类的干预就根本不可能。科学研究计划、研究纲领必须要由国家乃至全世界统一协调,从而使整个科学界联结为整体。科学国家化甚至国际化的趋势深刻地表明,科学活动得以开展,就是个体主体、特殊主体和普遍主体共同努力和作用的结果。

总起来说,从科学家的形成、维持、发展和科学认识活动得以开展的角度看,科学家职业是一项社会性的职业。任何现实的科学认识主体(科学家)都不是简单的个体,在他身上有社会、阶级或社会集团、集体、行业等等的作用,有人类的经验和需要的影响。因此,任何直接的科学认识主体实际上都是个别、特殊和一般的内在统一。

当代科学技术发展的特点是它内部以及科学之间的整体化趋势不断增强。在这种情况下,科学研究完全依赖于技术手段的发展。与此相适应,科学家必然以集体的形式存在,这使认识主体组织的层次性更加明显。

整体化或集约化是在科学内部成分或学科之间的综合和相互作用过程中,科学认识合乎规律发展的必然结果。科学的集约化一方面是各科学领域内部之间的综合、联系及其相互作用的加强;另一方面是学科之间的集约化,即不同科学知识领域、不同学科之间的综合、联系及其相互作用的加强。科学整体化趋势的发展使不同领域的认识方法相互渗透,相互补充,不同领域的认识成果相互吸收、相互利用。

科学知识的整体化可以从以下几个方面考察:首先,大量的跨学科性和跨领域性的边缘学科、交叉学科,如生物化学、物理化学、电子化学、生物物理、地球物理等等迅速发展。这些边缘学科和交叉学科的特点是以某两门或多门学科的“交界”地带为生长点,吸取各相关学科的研究方法、研究手段和研究成果。

其次,科学知识形式化和数学化的趋势空前加强。在现代科学发展中,知识的形式化和数学化已使各门科学之间具有一系列共同性和相互作用。

再次,揭示各个领域共同的规律性、关系和结构的科学,如系统论、信息论、控制论等相继产生并得到迅速发展。这些使科学的发展已不可能在某个孤立的领域完成。科学内部成分,科学之间正在加强相互联系和相互作用。这样,现代科学的发展就出现了科学分支越来越细和科学日益整体化两种趋势同时并行发展的局面。这两种趋势的发展都会导致一系列新学科的产生。据不完全统计,仅仅在近二十年内就产生了各种新学科达三四百种之多。科学的集约化和分化同时发展加强了科学知识的综合性、整体性。

在科学集约化和两种趋势迅速发展的情况下,认识主体的组织层次更加明朗化。现代科学认识已不可能由个别人来完成,它已失去个体性,而成为跨学科的主体活动。可以说,现代科学的任何发展都不可能局限在其本身范围之内,它必然要吸收整个知识体系(人类的全部经验)的养料。即使一些古老的学科,也必须借助于其他新学科的方法才能得到发展。这种情况表明,科学集约化趋势下的认识主体必然且只能是个别、特殊和普遍三个层次的有机结合。

与集约化加强的同时,现代科学技术发展的另一个特点是,科学技术化,技术科学化。现代科学认识的发展实际上已变成一个技术进步过程。在科学发展的早期,人们主要靠肉眼观察来搜集材料。十八世纪下半叶到十九世纪的工业革命导致最早的仪器观察和科学实验室的诞生。借助于仪器,使观察的范围和深度大大扩大。借助于实验室去研究自然过程,可以在理想的状态下隔离所研究的对象,排除干扰,揭示出在天然过程中难以发现的新事物和新现象。最早的仪器观察和实验室开了科学技术化的先河。

二十世纪的技术发展为科学实验提供了新的仪器和手段,使仪器观察空前发展。现代的质谱仪、红外光谱仪、原子光谱仪、电子显微镜、回旋加速器、静电加速器、高电压倍加速器以及现代遥感观察手段和技术的产生等等不仅把人们的视线引向遥远的天空,而且引向纵深的原子和亚原子等微观世界内部。在现代科学仪器和实验设备的帮助下,人们的认识已不再仅仅停留于客观世界,而是对宇观世界、宏观世界和微观世界的认识同时得到发展和深化。在这个意义上,不仅现代的技术要依赖于科学即技术科学化,而且现代化的科学本身也要依赖于技术的发展,即科学技术化。

考察一下科学史可以发现,几乎每项划时代的发现都是由科学技术所提供的认识手段革命所引起的。现代的计算机、人工智能机、自动化仪器已使许多科学认识的操作程序简化到最低限度,使认识主体能够非常容易地完成这些相应的认识操作任务,能够非常简单地获取一切必须的材料和信息。这大大加快了科学认识自身的进步与发展。

在科学技术的趋势下,科学认识本身也就不再局限于个人范围内。任何科学家没有一定的社会给他安排好的实验室,不使用其他人(包括前人)所创造的各种科学认识手段,他们会一事无成。科学仪器和实验方法本身是在特定的社会历史条件下形成的,但他们又是整个人类进化的结果,是人类认识经验的体现。在科学仪器和实验设备本身当中就体现出了普遍人类的进步与特定社会历史阶段的统一。因此,显而易见,科学家作为认识主体,也必然既带有个体性,又带有普遍人类和特殊社会历史性。科学认识主体正是个别、特殊和普遍的统一体。

最后,现代科学技术发展的第三个特点是,科学家已不再可能进行独立的个人自由研究,科学认识的活动方式已社会化。自十九世纪中叶以后,科学所要解决的已不仅是研究个别元素的性质或特定材料的机械力学性质的,而是石油提炼、合金材料、无线电通讯、航天飞机、宇宙飞船、原子能技术、人造地球卫星等等复杂的任务。在这种情况下,研究规模日益庞大,需要使用的仪器、设备越来越多,越来越精密,学科之间的协作要求也愈益强烈。现在,大学的科学实验室已不能满足要求,而需要专门的集体实验机构和科学技术研究机构。正如列宁所说的:“竞争变为垄断。结果,生产的社会化有了巨大的发展。特别是技术发明和改良的过程也社会化了”[1]。

在科学技术的社会地位日益重要,科学技术活动日益社会化的情况下,由于科学活动多半集中于专门的研究机构里,于是科学活动中个人自由式的探讨转化为社会化的集体研究。任何科学家要有所发明,有所创造,他就必须把个人探讨与集体协作有机地结合起来。只有在科学集体中,个人的独创性才能得到充分发挥。这种集体性的科学认识活动方式已要求把个别的科学家合理地组织起来,联合成为整体的力量。这一局面使科学认识的主体明显地带有普遍人类性和特定的社会性、集体性。因此,科学认识活动的集体性质越发展,科学认识主体的组织层次性(即科学认识主体是普遍主体、特殊主体和个体主体的统一)也就更加明朗化。这使我们关于认识主体的组织网络模型的理论得到了实际的证明。

实际上,我们完全可以把科学集体或科学共同体看成认识主体组织的外化。正如库恩所言,科学的发展是通过不同“范式”的更替来实现的。范式由科学家集团选择而产生。但范式又决定着该科学家集团每个人的基本观点和研究方法。如果说在其他主体形式那里主体组织的层次性尚是隐藏在个体之中的,因为实际上我们看到的仅仅是个体作为直接的活动者,只有经过分析才能发现直接个体背后“暗藏着”普遍主体和特殊主体,那么,在科学家集团那里,认识主体的组织性则是以外化的、显明的形式表现出来的。现代科学发展的特点是科学及科学家的社会化迅速增强。在许多情况下,科学家即科学家共同体是直接的活动团体。这非常明显地体现出主体组织的层次性。

科学认识活动中,主体是科学家。在这里,科学家要成为某专门科学或某一领域的认识主体,他必须具备特定的个人素质。但这些个人素质又是普遍性和特殊性的统一,因为这些特定的要求对于任何时代,任何社会条件下同一方面研究的所有科学家都是必不可少的。但不同时期,各种要求的具体内容会发生变化。所以,在构成科学家集团的各个分子——个体科学家身上实际上已有个别、特殊和一般的统一。

更为重要的是,不能把科学家看作孤立的个体劳动者。科学家们为解决相同或相似的问题而形成类似的观点的研究方法。于是,他们就构成特定的、大大小小的、各式各样的集团。这是从横向来说的。

再就纵向而言,一个科学家集团的观点、研究方法、研究对象的方式合作有历史继承性,从而形成前后相继、连续的传统。在这种情况下,科学家集团就会转化为各种各样的学派,科学家集团和科学学派总称为科学家共同体。

科学家集团与学派之间是既相互区别,又相互联系的。集团又称为集体,它往往带有暂时性,是似乎要消失的存在整体。而学派则是稳定下来、延续下来的集团,它是稳定的科学家整体。但是,科学家集团可以指称为任何一群具有相同范式的科学家,而科学学派则要以所从事的研究对象和问题相同或相近为前提,它是根据不同前后相继的集团在相同或相近问题上的不同观点、研究方法和不同思维方式等等来划分的。科学家集团的划分则不管他们所研究的是什么,而只看他们的活动方式。其实,学派的形成不一定要求有相同或相近的活动方式,然而,不管怎样,科学家集团和科学学派都是科学家整体,有自己的“硬核”和传统,排斥其他的集团和学派。在这个意义上,无疑,它代表了现代主体组织的典型形式。

不同科学家联合为特定的集团,共同攻关。这会提高认识达到真理的可能性,加快认识进程的节奏和频率。在科学愈是发达的情况下,问题本身的划分也越来越细,解决它的难度日益增加。于是,必须靠许多科学家集体地活动。集体内部成员间互相联系,互通信息,才是可能的。而不同学派在学术上展开激烈竞争,就构成科学发展的进化图景,使认识在争鸣中深化、发展。因此,在现代科学技术条件下,科学已不可能再是个人自由的活动,必然是以集团或学派的形式出现在认识活动的舞台上。这样,科学家的个别性就会越来越不明显,日益被科学家的集体性和普遍性所取代。正是基于此,我们把具有一条强大聚合力的核心链条或纽带的科学共同体(或科学家集团或科学学派)看成典型的认识主体组织形式,或者看成认识主体组织的外化及其层次的明朗化。

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[1]《列宁选集》第2卷,人民出版社1960年版,第748页。


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本文已经公开发表,参见胡建、何云峰、魏洪钟:《智者的沉思》,当代中国出版社2003年12月版。

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