系统思考方式的演进-系统思考方式研究

第一节　人类思考方式的演进

与科学技术发展相适应，人类思考方式经历了直观性、朴素性、猜测性的整体思考方式；以经验为中心的简单思考方式；以技术为中心，经济效益为特征的功利主义思考方式；科学、技术统一体时期的分析型思考方式；生产、技术、科学一体化的整体性的系统思考方式。

一、古代直观性、朴素性、猜测性的整体思考方式

在原始社会，人类通过劳动逐渐积累了关于自然界的知识，随着劳动而开始了人类的社会性，社会性决定了人在与自然界的相互作用中，必须相互协作。这种相互协作形成的社会关系，构成了社会规律，社会规律支配着人类的生活。动物的生活由自然规律支配，而人的生活除了由自然规律支配外，还受社会规律的支配；人既是一种动物性的存在，也是一种社会性的存在。作为社会性存在的人类，一旦从自然界中分化出来，就会成为认识和改造自然的一种力量，开始人对自然的统治。随着每一个新的进步，又扩大了人的眼界，他们在自然对象中不断地发现新的、以往所不知道的属性。这些在劳动中产生，并以经验形式存在于技术之中的自然知识，构成了自然科学萌芽的最初形式。

在奴隶社会，随着生产的发展，人类进入了脑力劳动和体力劳动的大分工。伴随着文字的发明与应用，由于思维和语言文字的发展能复制对象的本质和规律，更由于人们所创造的工具能够延伸自己的肢体、感官，从而可以有选择地对客体施加影响。所以，人以自己所创造的工具、语言和思考规则为中介，与自然发生复杂的相互作用，这时，自然知识开始以科学最初形态出现，形成了古巴比伦、埃及、印度和中国的科学文明。随着公元前8世纪以后古希腊奴隶制的繁荣，公元前1世纪罗马帝国的建立，科学在古希腊和古罗马是以自然哲学的形式达到了奴隶制时代的发展高峰，以自然哲学的形式认识自然界。他们立足于自然界，到自然界本身去寻找对他们的解释。一切有关自然的知识差不多都包含于统一的哲学之中，古代自然哲学作为从整体上对自然界进行思辨研究的学说，实际上是关于普遍命题的哲学知识和关于自然事物的具体知识的、浑然一体的一种知识形态。在这种知识形态中，自然科学与哲学是融为一体的，它既包括哲学的探索，又包括自然科学的研究。限于人类诞生以来的时间和认识水平，自然科学刚刚萌芽，还没有形成独立的、系统的、分门别类加以研究的知识体系，自然界总的联系还没有在细节方面得到证明，它还没有取得也不可能取得足够的科学基础。因而，古代人的自然观念是笼统的，带有直观性、思辨性和猜测性的特点。与之相适应，人类的思考方式是直观朴素的思辨猜测的整体性思考方式。

二、近代自然科学诞生初期以经验为中心的思考方式

从15世纪末到18世纪初，以个体为主的农业和家庭手工业得到发展，欧洲商业经济的发展和地理的大发现，奠定了以后的世界贸易以及家庭手工业过渡到工场手工业的基础。在经济和生产的推动下，近代自然科学不仅摆脱了神学的经院哲学的束缚，也克服了旧的自然哲学的缺陷，揭开了近代自然科学的序幕。主要标志是1543年波兰天文学家哥白尼《天体运行》一书的出版。在这部著作中，哥白尼提出了“日心说”，认为地球不是一个静止不动的天体，也不是宇宙的中心，太阳才是宇宙的中心。哥白尼学说的提出，是科学史上一件划时代的事件。它冲破了地球居于宇宙中心静止不动的传统观念，推翻了一千多年来占统治地位的托勒密的地球中心说，提出了太阳中心说。使人类对太阳系的结构，各天体的位置与运动有了比较正确的认识，为近代天文学的发展奠定了基础。哥白尼的学说摒弃了神创论的宇宙观，它不仅标志着自然科学开始从神学中解放出来，而且根本动摇了欧洲中世纪宗教神学的理论基础。正如恩格斯所说，哥白尼用他那本不朽著作，“来向自然事物方面的教会权威挑战。从此自然研究便开始从神学中解放出来”。⁽¹⁾

从16世纪中叶到18世纪末，生产和技术的发展，提供科学发展所需要的材料和工具，反过来促进科学的发展，从而使自然科学成为真正的系统的实验科学，使科学建立在观察实验的基础上。在这一时期，天文学、力学和数学取得了很大的进步，物理学、化学、生物学也开始逐渐形成。但只有力学得到了比较完善的发展，形成了经典力学体系，其标志是1687年出版的牛顿的《自然哲学的数学原理》。在这部著作中，牛顿总结了伽利略、开普勒等人的研究成果以及自己的科学成就，提出了力学的三大定律和万有引力定律，确立了经典力学的基本体系；把宏观物体运动包括地面的物体和行星的运动统一在相同的物理定律中，实现了人类认识自然规律、掌握自然规律的一次大飞跃，实现了人类历史上第一次自然科学大综合。牛顿力学正确地反映了宏观物体的机械运动规律，促进了个体手工业向工场手工业的发展，为机器大工业的到来提供了科学准备。

在牛顿力学正确反映机械运动的规律之前，由于其他科学不成熟，于是在人们的思想中逐步形成了一种观念，用机械论的观念去看待和解释自然界的一切现象，主张用还原分析的方法研究对象。所谓还原分析的方法是把复杂的事物和复杂的关系，还原为简单的事物和简单的关系，把统一的整体分割成若干个孤立的部分，分别研究各个部分的属性、特征、结构和功能，然后再把这些部分合为一个整体。为了认识自然界，首先把自然界分成各个部分，分别研究各个领域的自然现象；为了认识某个自然事物，把它加以解剖，去研究各个局部的细节构造；为了认识某个自然过程，把它分成若干阶段，在静止的状态下研究它的某个截面。这种研究方法，为科学认识积累了大量的经验，也是近代自然科学获得巨大进展的基本条件。然而，也给人们留下一种习惯，即孤立考察自然界的事物的过程，撇开了它们之间的广泛的联系，否认自然界的运动、变化和发展。

与当时的自然科学和技术发展相适应，与农业个体劳动和手工业劳动水平相适应，与当时的科学研究方法相适应，人类的思考方式是以经验为中心的简单性思考方式。

三、工场手工业向机器大工业过渡时期的功利主义为主的思考方式

从18世纪下半叶开始，工场手工业向机器大工业过渡，近代技术迅速崛起，一场彻底改变整个社会经济结构的工业革命，首先在英国爆发，接着在欧洲和北美洲的许多国家相继发生。在英国爆发的技术革命中，蒸汽机的发明并广泛应用，就是在当时手工业逐步被机器生产所取代，而机器生产则需要强大的动力这一市场需求的推动下，产生和发展起来的。

生产需要是技术发展的主要动力。一般来说，社会需要是技术发展的根本动力，而满足社会需要则是人类发展的根本目的。人类社会的需要是多种多样的，有经济、政治、军事、意识形态、生活等各方面的需要，而其中生产的需要是技术发展的主要动力。这是因为生产活动是整个人类社会存在和发展的基础，是决定人类其他活动的最基本的动力。因而，生产需要对技术发展的推动作用就必然成为技术发展的主要动力。在商品经济出现以后，则突出表现在市场需要推动技术创新的产生和发展上。

英国爆发的技术革命，首先从投资少、资金周转快、利润高、经济效益好的棉纺织工业开始。革命前的棉纺织工业是靠手工劳动的行业，效率低下，远远不能满足市场的需要。1733年，英国工匠约翰·凯伊发明了飞梭，使织布的效率提高了1倍，一时间纺与织之间产生了不平衡，出现了纱荒。到了1764年，织布工人哈格里沃斯发明了珍妮纺纱机，使纺纱的效率一下提高了十几倍。1769年理发师阿克莱特造出了一架水力纺纱机。1779年，青年工人克伦普顿把珍妮纺纱机和水力纺纱机的优点结合起来，发明了有几百个纱锭的巨大纺纱机，叫“骡机”。1785年工程师卡特莱发明了水力织布机，把织布的效率提高了40倍，解决了纺与织的脱节现象，大规模的纺织机出现了。但是水力作动力的工厂因受到季节、地理条件的限制，不能保证连续正常的生产，因此，生产需要新动力机的问世。从1690年前后开始，经过法国人巴本，英国人塞维利、纽可门的努力，到1782年瓦特发明了用43千克煤换来1马力功率的万能动力机终于问世了。蒸汽机很快由矿井下抽水用的机器，迅速推广到纺织厂、冶金厂、矿山、化工等部门，它和多种工作机结合起来，形成了包括动力机、传动工作机在内的机器系统，使机器大工业时代取代了工场手工业时代，实现了人类社会生产力的一次巨大飞跃。

技术创新成果对市场需求的满足只能是相对的。因为，每次技术创新结果所引起的生产发展，又会创造新的市场需求；新的市场需求，又会推动新的技术创新的产生和发展。例如，蒸汽机的广泛应用，推动着大工业生产的迅速发展，而大工业生产的迅速发展，又需要有强大的动力：轻便快速输配能量系统。这种新的市场需要，又推动着电力技术发明和电力应用这种新技术创新活动，等等。这样看来，市场需要推动着技术创新活动的产生和发展，而技术创新的产生发展加强了技术与生产的相互作用，促使技术与生产发展。

生产需要对技术发展的推动作用，还体现在生产实践需要推动技术发展，主要表现在生产实践的需要不断向技术提出新的研究课题，从而不断推动着技术的发展。我们知道，人类的生产实践是永不停息向前发展着的，在人类生产实践不断向前发展的过程中，又总会碰到各种各样的困难和问题，阻碍着生产实践的进一步发展。人们只有不断解决生产实践中碰到的困难和问题，才能促使生产实践不断向前发展。这种人类生产实践中不断碰到的困难、问题，就是生产实践需要不断向技术提出的研究课题。

与当时的技术发展相适应，与工场手工业向机器大工业过渡相适应，特别是与新技术的发展促进经济的高速发展相适应，当时，人类的思考方式是以技术为中心、经济效益为特征的功利主义思考方式。

四、科学与技术形成统一体时期以分析为主的思考方式

在古代，技术先于科学，技术是人类在改造客观环境的漫长岁月中发展起来的手段和活动。从18世纪下半叶到19世纪，末是技术飞快发展的时期，工场手工业过渡到机器大工业，主要是技术革命。在这个时期，不是科学理论有意识地运用。就科学与技术的关系来讲，在一个很长的时期中，二者是作为两个不同传统独立发展着的。科学作为一种精神传统，其主要体现者是学者；技术作为一种实践传统，主要为工匠所发扬。(www.xing528.com)

近代科学研究建立在实验基础上，其研究方法主要是实验和归纳。这种特点要求科学家一方面具有学者的知识，另一方面还要具备工匠的技巧，以便制造实验所必需的工具和仪器，这样便导致了科学与技术的接近。但是，在产业革命以前，科学与技术还是分离的，它们的发展是互相脱节的，技术上的进步主要依靠技艺的提高和改进，技术先于科学在发展着。因此，常常出现这样的情况：在科学理论上还没有搞清楚的东西，在技术上却可以实现它。蒸汽机虽然1768年经过瓦特改进已达到生产实用阶段，并在1782年就造出比较完善的往复式蒸汽机，但作为其理论根据的热力学理论却到19世纪中叶才迟迟建立起来。与此同时，在科学上发展的理论，在技术上却很久不能实现。如1831年法拉第等人就发现了电磁感应现象，并建立了电磁感应定律，为电力技术打下了理论基础，但是直到36年以后，也就是1867年，才完成了发电机和电机制造技术。

从19世纪末20世纪初开始，特别是第二次世界大战以后，已不是科学和技术谁先谁后的问题，而是进入科学与技术互相促进共同作用的科学技术时期。科学上的新发现、新理论迅速在技术发展中得到应用。新技术及技术上的需求，又促使人们发现新理论、新规律。今天，科学与技术的交叉、循环和发展产生了“技术科学”，它在科学与技术之间起着十分重要的媒介和桥梁作用。

原子能科学技术的产生和发展过程，有力地说明了建立这座桥梁的必要性。1905年爱因斯坦建立了狭义相对论，导出了质能定律，E＝mc²这一定律指出了原子核内部可以获取大量能量的可能性。1933年以后，又相继发现了中子、原子核裂变、人工放射现象等，这就提供了利用原子能的可能性。然而，如何把它转化为应用技术，运用到生产实践中去，却还是一个极大的难题。核物理、核化学等技术科学由此应运而生，正是这些技术科学的产生，使人类利用原子能成为现实。为了解决当代生产高度自动化所带来的一系列理论问题，科学家们综合运用各种有关的科学理论知识，建立了工程控制论。此外，如工程热物理、计算机科学、半导体技术、无线电子学、空气动力学等等，都是属于科学与工程技术之间的技术科学。大批技术科学的兴起，加强了科学理论向生产领域的渗透，促进了各种专业工程技术的发展，密切了科学与生产的关系。

技术科学的出现，缩短了理论到生产的转化过程。从科学技术发明到生产实际应用的周期大大缩短。例如，在19世纪以前，蒸汽机从发明到投入生产用时100年，蒸汽机车用时34年，柴油机车用时19年，电动机用时57年，电话用时56年，无线电用时35年，真空管用时35年，电子管用时31年，汽车用时27年。进入20世纪以来，雷达管用时5年，电视机用时12年，晶体管用时5年。原子能利用方面，从发现原子核裂变到第一台原子反应堆建成用时3年，而激光器从实验室发明到工业应用仅用时1年。

技术科学向基础科学提供新的研究课题，提供先进的实验手段和设备，起着反馈的作用。在20世纪30年代建立的量子力学，正确地反映了微观客体运动的客观规律，人们把量子力学应用到固体上，导致了晶体管的发明，晶体管获得了广泛的应用。与此同时，又大大促进了固体物理学的发展。20世纪50年代初，晶体管开始投入工业生产，半导体这门技术科学又向物理学提出新的研究课题。另外，没有电子显微镜，就不可能使人们的视野扩大到认识分子、原子的水平，去揭开生物界的微观世界。没有射电望远镜，就根本谈不上研究一百亿光年的太空天体；没有高能加速器，基本粒子的研究同样寸步难行。

现代科学技术，是一个包括人类认识、利用自然物和自然力的统一过程。技术科学既要把科学转化为技术，又要把技术知识提高为科学理论，它具有认识自然和改造自然的双重职能。由于它是针对工程技术中普遍存在的理论问题进行研究的科学，又是研究多种科学理论集中到一项工程中去的技术，因而，它起着统一科学与技术的职能作用，科学与技术通过技术科学形成了一个完整的统一体。

与机械化发展水平相适应，与科学技术形成一个完整的统一体相适应，这一时期，人类的思考方式是以分析型为特征的思考方式。

五、生产、技术、科学一体化，现代大科学时代综合整体的系统思考方式

人类历史上，生产和技术一直是浑然一体的。生产是基础，是推动技术发展的主要动力。然而，科学和技术却长期分割开来，尽管“科学的产生和发展一开始就是由生产决定的”⁽²⁾。但是，从生产基础成长起来的科学，却对生产和技术很少光顾。因而，千百年来人类社会一直靠生产→技术→科学这种传统的经验模式支配着，在盲目摸索，缓慢前进。18世纪末瓦特发明了蒸汽机，应该说是科学与技术结合的时代开始了。但是，历史的惯性是相当顽固的。实际上，19世纪前半期，科学和技术的关系，仍然是单项联系，工程技术并不怎样依靠科学理论的指导。相反，科学却从工程技术的研究中获得很多的好处，像提高蒸汽机的效率的研究中诞生和发展了热力学，在研究纺织品的漂染技术中发展起来的化学理论等，都是有力的证明。

19世纪30年代以后，各国都开始铺设铁路，制造蒸汽机车、轮船，开展新式武器生产等，因此迫切要甩掉工场手工业式的炼钢技术，大力提高钢铁产量。英国的贝塞麦于1854年发明了转炉炼钢，把10～15吨的铸铁炼成钢只需8～10分钟，摆脱了传统木炭炼钢，人工搅拌炼钢，炼一炉钢需要数十天时间的状况，大大提高了劳动生产率。钢铁的冶炼技术从此告别了传统的手工时代，走上了科学的炼钢时代。

德国的化学家李比希长期在实验室里坚持有机化学的研究，是“有机化学的第一道曙光”。他的学生霍夫曼把工业废料煤焦油，当成自己研究突破的方向。1856年，霍夫曼的学生亨利·帕金从煤焦油中提炼出第一个合成染料，并大批投放市场。随后，霍夫曼制成了苯胺红、霍夫曼紫等等。从此，大批的合成染料、医药、香料、糖精，还有炸药都从煤焦油中在实验室的瓶瓶罐罐中试制了出来，开始了先有科学实验再有技术生产的社会发展新模式。

电气技术的问世更是科学先于技术诞生的标志。1820年，丹麦科学家奥斯特在给学生讲课时，意外发现通电导线周围的小磁针转动了，从此开始了电磁学研究的新时期。1831年英国著名科学家法拉第终于找到了磁生电的方法，产生了感应电流，打开了电能宝库的大门。1864年，麦克斯韦尔用了一组方程把电、磁、光统一起来，揭示了自然界的一次大综合。1866年德国的西门子发明了激发式电机，1876年贝尔发明了电话，1879年爱迪生发明了电灯……电气技术的孕育、诞生和成长过程，每一步都是科学家在实验室里辛勤耕耘的结果，这里很少有传统技术和工匠们的作用了，人们把科学理论指导下发明创造的技术称作现代技术。现代技术就诞生于19世纪80年代。从此，传统经验发展的模式独霸一统的局面才得以改变。在科学→技术→生产这种新的发展模式指导下，大批的科学技术像潮水般涌现了出来，人们迎来一个文明化的大生产时代，文明化生活的电器时代。

综上所述，生产、技术、科学经历了生产→技术→科学这样的漫长时期。科学经历了几个世纪的搜集材料阶段，积累了相当庞大的知识材料，到了19世纪，要对这些进行整理，进行理论概括已势在必行，机器大工业的生产方式“第一次在相当大的程度上为自然科学创造了进行研究观察实验的物质手段”，也正是在这样的情况下，传统的模式才得到了改变，科学→技术→生产的新模式得以出现。在现实过程中，生产、技术、科学三者的关系是：生产——技术——技术科学——科学——技术科学——技术——生产。生产既是起点又是终点，即是原因又是结果，对整个过程中起着决定和制约作用；科学居于中心地位，在整个过程中同样起着决定和制约的作用；技术既是从生产到技术科学的中介，又是技术科学到生产的中介；技术科学既要把科学转化为技术，又要把技术知识提高为科学理论，它具有双重作用。这一过程包含着两种性质不同的过程，即生产→技术→技术科学→科学，科学→技术科学→技术→生产。第一个过程是生产通过技术转化为技术科学，并决定科学，产生科学，推动科学发展的过程。第二个过程则是科学通过转化为技术科学、物化技术，而影响生产转化为现实生产的过程。整个过程使生产、技术、科学成为一体化。

当代科学革命和技术革命不仅产生了高新技术，而且还改变了科学技术的形象，使之无论作为一种社会系统还是作为一种知识体系，都以大科学的崭新面貌呈现在人们面前。与历史上那种传统的增长人类知识为主要目的，以个人自由研究为主要特征的小科学相比，大科学则具有与众不同的鲜明特点。

其一，大科学是大规模社会建制化的科学，是科学技术高度社会化的产物。过去的科学研究主要是以个人自由研究为主，现代科学研究成为一种高度社会化的活动，其规模越来越大，已经发展到国家规模，甚至国际规模，科学技术的社会系统越来越庞大复杂，它的社会支持系统也日益扩大完备。大科学是科学技术高度协调的科学。

其二，大科学是科学与技术一体化的科学，是科学的技术化和技术的科学化相结合的产物。一方面，现代科学发展在越来越大的程度上依赖于现代化技术为它提供研究手段；另一方面，现代技术的发展也在越来越大的程度上依赖于现代科学，为它提供理论基础。科学技术一体化，还表现在从基础研究、应用研究，再到技术研究与开发的过程更加集约化及其周期的日益缩短上。

其三，大科学是系统化、整体化的科学，是科学整体化和技术群体化发展的必然结果。随着科学的发展，各门学科的理论和方法越来越相互渗透，一系列边缘学科、交叉学科、综合学科的涌现，又加强了各门学科间的联系，现代科学已越来越整体化。

与生产、技术、科学一体化相适应，与现代科学发展的大科学的趋势相适应，人类的思考方式逐步向综合整体的系统思考方式发展。