钱学森经典文章系统科学_思维科学与人体科学.pdf

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1、的民族 平等、团结、进步、繁荣 的圣火将会久 久燃烧,“民运精神”必将成 为推动我们今后各项工作的精神力量?转载系统科学、思维科学与人体科学关钱学森研究现代科学技术 的发 展,也 自然会提 出科学技术体系的结构间题。在自然 科学、数学科学和社会科学这三大部门之外?现在似 乎应该考虑三个 新的、正在形成的大部门 系统科学、思维科学 和人体科学。关于这三个部门,我在以前 的几篇文章 中曾讲了一些初步看法,也得到 了同志们对这些看法的意见。这些 意见促使我进一步考 虑这三大部门科学的发展和结构间题,在这里我将谈谈一些想法,请大家讨论,批评指正。!一先说系统科学这个大部门。以前我看到大力发展一类 新的

2、工 程技术系统工程的必要性,因 而提议 进一 步发展和深入研究这类工程技术的理论基础。目前系统工程,除了与各门系统工程专业有关的专 门学问,如工程 系统工程的应用力学、机械设计、电力工程等之外,各专业 系统工程的共同理论基础是运 筹学#而今后 进一 步发展 也要用到与运筹学相关 的控制论。但是运筹学 在现代科学技术体系中是 紧靠工程技术实 践 的一般理论,属 于我们称为技术科学的那类科学,技术 科学是直接为工程技术服务的#也可以说实践经验的理论总结,首先达到的台阶是技术科学。控制论这一门%世纪前半 叶从自动控制技术成长起来 的新科学也是技 术科学。但在技术科学这个 台阶之上,应该还 有一 个

3、台阶,即基础科学。在自然科学这个大部门中,例如物理学是基础科 学,化学是基础科学,系统工程这类工程 技术迈到运 筹学以及控制论这一台阶不会就停止不 动,上面还有它们 的基础科学。但什么是它们的基础科学 呢&这是 从现代科学技术体系这一观点或科学学的观点不能不 提 出的课题。换句话说,也就是要建立系统科学的结构体系。,见 论人 体科 学?钱 学森,等?成都 四 川教育出版 社?()(一+系统科学、思维科学与人体科学钱学森关于系统科学 的基础科学这一 问题,我以前没有答案,而只是模糊地提问道 运筹学的进 一步精炼 会不会出一门理论事理学&控制论!包括工程控制论、生物控制论、经济控制论和社会控制论,

4、的进一步精 炼会不会出一 门理论控制论&这种 想法,只引起我 们思索,而没有指明途径?不解决间题。要有进展,我们必须从系统工程的范 围中走出来,在更大视野中去考察。我们看 到生物 学界 的发 展?正如罗申!?./0,在不久前一篇论文 中所讲 的,)世纪以来的近代科学发展,在自然科学的 研究中占主导地位的是 还原论和经验论的方法,或形而上学的方法,这在 当时是一个伟大的进步,是对古人的反击和革命#古 代人们直观地以有机物或神灵主宰一切。然而,罗申似乎忘记了从 神灵到拉普拉斯 的机械论之间也曾有过古代的唯物主义和辩证法#近代科学方法是从古代唯物主义发展而来的。罗申指 出,近代科学的这种只重 分析与

5、实验 的方法,在生物学 的研究中,把生物解 剖得越来 越细,近四五十年更是攻打到了分子的层次。我们可以说生命现象分解为分子与分子的相互作用,现在已取 得了伟 大的、惊人的成就,建立了分 子生物学这 门有 非常 充实内容的科学。但 在这 一发展面前,也有许多 生物学家感到失望,我 们知道得越细、越多,反 而失去全 貌,感到对生命 的理解仍然很渺茫,好象知道得越 少了。%年前冯贝塔朗费比较明确地认识到这一点。他开始所谓理论生物学!123/4567.52 587%/975,(+,的 研 究,要从生物的整体,把生物整体及 其环境作为一个大系统来研究。冯贝塔 朗费还 由此创立 了他称为一般 系统论!95

6、 054:;.6 2/4:00:3 0,就 是用这样的观点来研究系统行为 的。他的工 作是从%年代研究激 光发 射机理开始 的。由于 当时现代科学技术 的 多方面成 果已经摆在他面前,他吸收了概率论、信息论和控制论 的有关部分,并且从一些平衡态,如超导 现象和铁磁现象的理福建体育科技(年 第 巧卷第+期论发现,有序结 构 的出现并不 是非远离平衡不可。超导体和铁磁体的结构是一种有 序结 构,就连液体和固体结构也 在一定程度上是有 序的,而 它们都可能在热力学平衡下,从无 序 的状态产 生。哈肯还发现激光发射这种远离平衡态的系统与上述平 衡态系统,在形成系统的有序结构机理方面是相 似 的,都是本

7、系统固有的性质。这就是说关键不在于热力学平衡 还是热力学不平衡,也不在于离平衡有 多远,而在于下 面 的情 况 系统的详细运动或微观描述可以用一大组 联立一阶时间导数的常微 分方程来表达,有多少 个描述系统状态的变数,方程组的方程就有多少。对复 杂的系统来说,描述系统的变 数在某瞬间可以成千 上万,上亿万,但不管多少,用一个座标标出一个系统变换的值,那系统 的瞬间状态总可以用这样一个许许多多互相垂直的座标轴所形成的多维空间中的一个 点来表达。这个多维空间,在统计力学 中称相空间,系统随时 间的变化,就是这个代 表系统状态的 点在 相空间随时 间的 移动。所以,如果系统 自己要走 向一种有序结构

8、,那 就是说代表那种系统有序结构的点是系统的目标。不管 从空 间的那一点开始,终归要走到这个代表有序 结构的点。更复杂的情况也可以出现,有序结构不是固定不 随时 间变的,而是一种往返 重复的振荡,那就在相空间有一个封闭的环,这个 环就是 系统 的目标。如果还要 把在有序结构点或往 返重复振 荡 附近 的随机 涨落也包 括进去,那就说在相空间的这种点或环是 不那么清晰的,有些模糊。哈肯的贡献在于具体地解释上述相空间的“目的点”或“目的环”是怎么出现的。他的理论阐明,所谓目的,就是在给定 的环境中,系统只有在目的点或目的环上才是稳定的,离开了就不稳定,系统 自己要拖到点或环上才能罢休。这也就是系统

9、的 自组织。研究相空间系统的稳定性,哈肯得力于托姆!?12/,的突变论。所以哈肯是综合了现代理论科学的许多成就才创立 了他的系统理论 的,他称他和他一起工作者 的理论为“协合学”或“协同学”!.7 3.,。至于联 系医疗卫生的技术 科学性学间,那就 是 病理学、药理学、毒理学、免疫学、寄生虫学等,而这又要引用微生物 学、生物化学、有机化学等自然科学的成果。作为这一大类应用技术和技术科学的人体科学的基础科学呢&那是阐 明人体构造 的解 剖学、人体功 能的生理学,以及组 织学、胚胎学,还有 遗传学,再就是研究人脑非意识活动的心理学。当然,人体 的功能也受人脑有意识活动的影响,所以前 节 中讲的思维

10、科学 也是人体科学的基础科学。这 就是说,现代科学 技术几个大部门之间有交叉,其实,以上讲 的人体 科学这一大部门中的应用技术和 技术科学 也综合了其他部?的学科知识。从以上叙述我们看到 人体科学的各学科都是 建立了的,有的还有百年以上的历史,在这里 我提 出人体科学体系的概念,只是把它们按基础科学、技术科学和应用技术,组织排列起来,让它们在新体系 中就 位而已。但是,是否仅仅如 此 呢&既然 建立 了人体 科学这一科学技术大部门,那 按我 们以前提 出的现代科学 技术结构体系,就必 然要问 什么是这个部门与马克思主义哲学的联系&什么是其过渡 的桥梁&我们这里讨论的是一大科学技术部 门与哲学的

11、联系,不是一门科学、一 门技术单独地与马克思主 义哲学的关系,例 如医学与哲学的关系,这符合哲学高度概括 的本质,因此就比较容易从广阔的视野考察问题,而取得结果。当然,这个通到哲学的桥梁还有待于我们去构筑。其实我们组织起人体科学体系的目的是为了迎接这一部 门已经开始的发展和即将来临 的更 大进 展,要承认它在现代科学技术 中应有的重要性。是什么重大 发展&我们 可以先从国外情况讲起。正如 我在本文第一节讲的,现代生物学中,有不少人看到百年来近代科学 的 还 原论和经 验论研 究方法的缺、点,只注意“树木”,不 注意“森林”?因而对“森林”总不能全面认识?所以理论生物 学家提 出要研 究生物的整

12、体。而且,生理学 和医学的研究也不断发现人体 的新现象,迫 使我们改变过去对人体组织的概念。例如 以前我们以为人体的各个器 官是分层次组 织的,中央发号施令的是大脑,然后各生理 系统,每一系统有它自己的功能传递化合物,各就各 位,各司其职。在“基 层”工作 的化学物质有亲 皮质 素、血管 紧缩素0、激胆囊素八肤、胃泌激素、生长激 素、胰岛素、目一肥 胖素、催产素、激乳素、血管加压素等 等,我们从它们的名称就知道它们本来是 被认为在人体内脏各 系统工 作 的#但现在发现以上说 的这些化合物,还有其他同类化 合物,一共二十多种,竟然出现于人的大脑,可以说在基层工作的跑到中央领 导机关来了?这不 是

13、打乱我们那种层次分明的人体组 织了吗&它说明人体 的整体功能比我 们以前设想的要灵活得多,一定还有许多奥秘未被我们识破。我国脑神经学专家张香桐教授研 究了针刺 镇痛的机理。针刺在某一穴 位,能不 能产生某局部 的镇痛 效果&从经典生理学的观点,人体器官各司其职,针刺能镇痛是不 能接受的。我国 至今还有 生理学家不相信针刺能镇痛。张 香桐 教授发现 针刺 能激发人的 下丘脑分泌内啡肤,内啡肤作用于神经,起到局部镇痛作用。针刺镇痛作用 不是直接的,是通 过大脑的。这又给我们启示,人体的整体功能是跨越组织部门的。这些现代科学 成 果促使我 们去考虑祖国传统医学、中医理 论 的正确 性。中医理论中的阴

14、阳说和五行说,中医理论的 脏腑论和经 络 学,中医理论 的六淫、七情,中医讲究辨证论治,这些都强调了人体的 整体观以及人和环境、人和工作 的整体观。应该说,这是符合马克思主义 哲学、辩 证唯 物主义的。中医理论 的缺 点是它和现代科学技术挂不上钩,语言、概 念是两套。所以中医自有 中医的一套,西医自有西医的一套,只能独自发展,各搞各的。目前说中、西结合实际是在 临床治病,请中医治,也请西医治,各发 挥其所长,双管齐下,加快病人的康复过程。这种 中西医结合也 是一条医疗事业的途径,也要提倡。我国目前的现状 是三条 途径,西医一条,中医一条,中西医结合也是一条。中医真用 不 上 现代 科学技术 的

15、语言和概 念吗&(?+年戈德伯 格!/;549,和(?年邝 安苗教授 作了回答 他们先后 用科学实验 分析证明 中医所谓阴虚、阳虚 的症 状至少有一部分与 血液 中的环腺 昔酸!。,和环鸟昔 酸!。,含量有直接 联系。这不就把中医的语言翻译 成现代 科学的语言 了吗&而且 阴虚、阳虚只能定性,不能 定量,而 分析 血液的环腺昔酸和环鸟昔酸是 可以精确地定量 的。这 是古老的 中医现代化?这些都证明中医是可以现代化 的。中医发展 的前 途是中医现代化。与中医密切相关 的是祖国传统医疗卫生的又一珍宝气功。在前节 我们已经说到它 了,气功对保护人 民健康和 治疗疾病有公认的效 果。但气功本身又有十分

16、重要的科学意义 正如吕炳奎 同志所指 出的,气功与中医理论相通,练气功的人对气 血、经 络、脏腑等中医学说通过运 气练功的实践,得到感 受而容易理解,因此气功又是研究 中医理论 的钥 匙。有的同志认为 中国古代的医药 名家,很可能就 是有成 就的气功师#这些同志并认为气功是中医中药理论的 泉源。我们要研究中医理论?实现中医现代化,就必须 同时科学地研 究气功。福建体育科技(年第 巧卷第+期但 气功的科学意义还有另外 的方面 练气功 功夫深的人,高级气功师,还具有透视人体,透视地下构筑,“发气”拒敌,十步之外摔倒人等功能。这 就把 气功 同现在人们注意的人体特异功能联 系起来。高级气功师的特异功

17、能是后天练出来的,而十岁左右 少年 的特异功能是经 过诱发的先天 秉赋#高级气功师 的特异功 能更强,效果更惊人,虽然两者可能都反映这是人类某 种潜在的固有功能的显现。研 究少年儿童的特异功 能是件重要的工作,近来已取得进展,这 是可喜 的。但我 们应该以更大努力结 合高级气功师 的实践去研 究 气功,建立“气功科学技术”这 门学间。现在国外已经对此重视,而 且开展 了工作。我们应该有 紧迫感,不要失去时间,但这是要投入一定力量的,要把 各方面的科学技术人员组 织 起来,并要有一定 的条件。目前这 方面 的工作还得不到 国家的支持,还是 业余式的,因而也 往往限于仪器设备等条 件而不够严谨,达

18、不到开 发新科学领域所要求的清晰、确 凿程度。王 伽林同志为了在这 种条件中取得无可置疑的科学结果,竟在自己身上开刀,剖腹测量胆汁流量与练功的关系,这种精神,令人肃然起敬。以上所讲的情况也引起我 们去思考 为什么在中国长达 两 千年的实践 中的气功、中医、特异 功 能,却断断续续,得 而复失,道路那样曲折&是什么缘故&是人们的偏见 吗&是的,偏见令我们失去真理,我们要警 惕啊?由此我也想 我 们还有什么在 历 史上已经发现 了东西,后来又扔了呢&陈涛秋同志在给我的信中认为,人是可以在千里之 外感受亲密 知已的思想 的,并认为历史上有许多记载 作证,我想这种 现象当然可以用 现代科学仪器作测验,

19、但除此之外,似 乎也可以作一番历史文献的调查研究。历史文献是人类过去社会实践 的记录,也可当作是实验室的笔记。我国地震工作者,就曾从史书、县志、杂记等历史书籍 中获取非常宝贵的地震数据。竺可祯教授也 曾从史书和古 籍 中查到关于古代 气候 的材料,总结出古代历年我国气温升降的曲线。那么,我 们现在可不可以把古籍中关于气功、中医理论、特异功能、人与人的遥 远感受,以及 其他事例,经过鉴别,去粗取精,去伪存 真,整理 出来,作为一门古代实验的学间&可 叫它“古实验学”。这不 是会对我们研 究人体功能很有用吗&讲了以上的话?对人体科学会要大发展这一论点,我看是比较清楚的了。看,人 还有多么大 的潜力

20、阿?我们将使上一节所 陈述的现有人体 科学彻底改观?在这一 大发 展、大 创造中,一定 要 把人本 身作为一个 系统,把人和环境作 为一 个系统,所以系统科学 和思维 科学的研究成果也一定会 促进人体科学的研究。在结束本文前,我们 不禁要对现代科学技 术进展的速度感到惊奇。从引证的文献来看,正是由于国内外广大科技人员的协同 劳动,我们才有 可 能在这 里一下子提 出三个崭 新的科学技术大部门 系统科学、思维科学 和人体科学,从 基础科学到技术科学、到应用技术。而它们在(?)年的全 国科学大 会上,还没有占重要位置,八个当时认为是影 响全局的综合性科学技术领域、重大 新兴技 术领 域和带头 学科,是 农 业科学 技术、能源科学技术、材 料科学 技术、电子计算机科学技术、激光 科学技术、空 间科学技术、高 能物 理和遗传 工程,而本文讲的新 学科仅出现于单项研 究 中。这三 个新的科学技术部门都有强 大的生命力 推 动 系统科学研究的是现代化 组织 和管理的需要,推动思维 科学研究的是计算机技术革 命的需要,而推动人体科学研究的是开发人的潜力的需要。两年 的变化是鼓舞人心的,现代科学技术 的前途无量?让 我 们在结束时再次引郭沫若同志在全国科学大会上讲话 中用过的白居 易的诗句 旧出江花红胜火,春来江水绿如蓝?”泉丫科学、巴维科学与人 体科 学钱 学森,等