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我國學界在基礎科學研究方面的障礙 精選

已有 8361 次閱讀 2016-12-10 10:08 |個人分類:生活點滴|系統分類:科研筆記

 

       區別于發達國家,我國的基礎科學研究是面向國家社會經濟發展需求的。從20世紀初期老一代科學家的“科學報國”情懷開始,到20世紀中后期的“急國家之所急”的科學研究,這個特征是明顯的。雖然最近20多年的論文發表熱淡化了這個特征,然而最終還是形成了這個共識。

       在國家決策層面提倡基礎科學理論的創新是中國特色的基礎科學研究背景。這一方面是出于把處于產業中下游的當前工業轉移到產業中上游的實際需求,另一方面是出于對科學技術發展宏觀規律的深刻認識。

       客觀上,在歷經一個世紀的跟隨性研究后,轉化為超越性的研究有了現實的經濟基礎。由于全國人民對科學技術研究寄予熱切的期望,開展基礎科學研究的社會氛圍也在逐步形成。

       然而,在主觀上,在基礎科學研究的方方面面,我們依然面對著巨大的主觀意識形成的障礙。

       1. 哲學上的障礙

       自然科學界在20世紀所爭論的哲學問題“數學決定物理還是物理決定數學”是我國學界首先面對的基本問題。

       20世紀5080年代,我國學術界實際上回避了這個問題。在當時的工業背景下,基本上是經典理論就足于滿足研究工作的需求,從而數學上也就滿足于經典數學。在這個階段,看不出國際學術界的哲學爭論有何實際意義。不幸的是,反相對論的潮流占據當時的支配地位,用經典數學理論否定廣義相對論及相關物理理論成為理所當然的。這個特征后來進一步擴大化為用經典理論否定現代抽象理論(一般是新理論),從而成為我國學界的基本特征之一。

       在這個背景下,無論是期刊發表理論論文,還是出版社出版科學理論專著,只要審稿者發現與經典理論有所抵觸,或是有關的論述并不符合經典理論的標準論述,基本上也就拒稿了。

在改革開放初期,這個傾向演化為有國外的論文或專著作為引證,否則也是拒稿。這個時期的確發表或出版了部分理論性論文或專著,但是很快就消失了。此后,出于職稱評定所需的論文發表潮和專著出版潮幾乎淹沒了理論性研究論文或專著的出版。實際上是論文發表或專著出版的個人利益需求主導了這個時期的學界研究。

這種需求在哲學上形成了對基礎科學理論的蔑視。為了達成特定的(預定的)研究結論,既回避數學上的演繹論證,也回避實質性的實驗(物理)檢驗。而是用定性或半定量的主觀論述取代理性演繹(推理),在科學哲學上,形成了實質上的自由主義(不受基礎科學理論的理性約束)。這是當前我國學界的基本特征之二。

       我國學界的第三個基本特征是用實際應用(局部有效性)來取代實驗(實踐)驗證(普遍有效性)。把個別經驗公式推廣(上升)為一般理論,而不受普遍理論的約束。用實用主義原則取代理性檢驗原則。一般性的批評意見為,缺乏邏輯性。實際上是缺乏理性。

       在國際學術界,早在20世紀90年代,就意識到論文發表和專著出版的同行審議制對于創新性理論的發表非常不利。這表明,我國學界在哲學上的基本特征與國外學界是類似的。

       從這個概念上看,我國學界要做出超越性的科學研究的前提條件之一就是在哲學上克服上面所說的3個缺陷:1)用經典理論否定新理論;2)個人利益至上導向,和學術研究上的自由主義(回避理性批判和實驗檢驗);3)把局部規律(局部有效性)等同于普遍規律(全局有效性),缺乏理性推導或評判。

       2. 數學上的障礙

       長期以來,我國工科的教育基本上停頓于高等數學和線性代數層次的運算部分,而基本上不講相關的抽象推理和演繹論證部分。從而,工科學生基本上沒有受到抽象數學演繹的基礎訓練,沒有為以后學習現代數學奠定基礎。理科專業雖然在抽象推理和演繹論證部分有所加強,但是片斷化和零碎化特征突出,在現代抽象數學面前畏縮不前。

       這就造成了一個現實問題,在基礎科學研究方面,我國學界普遍性的采用經典數學表述。而且,有一個傾向,就是排斥或抵制采用現代數學語言的基礎科學理論(包括學科基本理論)。

       這個問題實質上是“數學決定物理還是物理決定數學”滯后半個世紀后在我國的再現。經典數學語言描述的優點是直觀性解釋的存在,擁有直觀性的美。但是,無論是廣義相對論,量子力學等抽象的現代基礎科學理論,還是源于經典理論的連續介質力學、現代電磁場理論等,已經普遍的采用張量代數理論或是抽象代數(如線性算子,超代數,幾何代數),它們具有的是抽象美,在直觀意義上有相當的含糊性。

       20世紀所爭論的哲學問題“數學決定物理還是物理決定數學”最后是以“物理決定數學”而收尾。這樣,用物理基本規律來選擇數學理論及其表述實質上成為基礎科學研究的現代特征。但是,我國學界雖然在字面意義上認為物理決定數學,但是實質上所把握的數學理論決定了在實質上是采用數學決定物理的觀點,或是簡單的把現代數學看成是一種運算方法(技巧)。

       現代基礎科學理論研究的基本觀點是用數學來表達科學概念,這種數學可能是抽象的現代數學,也可能是傳統的經典數學,F代基礎科學理論的特征就是不回避數學上的復雜性、抽象性,但是也盡可能避免不必要的復雜性或抽象性(不刻意的尋求數學上的時髦性)。

現代數學進入基礎科學理論的基本背景就是經典數學理論無法精確的描述物理對象的運動規律。所以,否定現代數學及其應用,在看到其形式上的復雜和抽象性后,用經典數學表達的基礎科學理論對此加以批判和抵制,實質上就是拒絕接受現代科學理論,也拒絕接受經典理論的抽象表述版本。在國際學術界,這類拒絕態度還是很有市場的。

而在我國,學界的數學基礎本身就不高,與國際上抵制現代數學表述的學派合流后,基本上是一邊倒的抵制現代數學。雖然我國數學家也在研究現代數學,但是此類研究僅是限于數學而已。

以連續介質力學為例。在20世紀50年代,我國力學家錢偉長推廣用張量理論表述的彈性理論,北京大學(當時年青的)武際可教授用曲面張量理論研究微結構與塑性變形(穩定性),基本上就沒有響應。到了改革開放后,大連理工大學鐘萬勰用辛幾何表述的力學,西安交通大學匡震邦用張量語言寫作的連續介質力學教科書,中國礦業大學陳至達教授建立的基于現代張量代數的理性力學理論,北京理工大學梅風翔教授用抽象代數表達的非完整性系統力學理論,都沒有多大的響應。張量概念本身是源于彈性力學(連續介質力學),但是,我國力學界對張量數學所表現出的抵制態度是明顯的。以上研究均沒有形成相應的學派而擴大相關的研究而成為普遍性理論,從而坐失了我國基礎科學理論研究走上國際舞臺的良機。

所以,我國學界在數學上的障礙可以歸結為:1)抽象數學基礎差;2)對用抽象數學表述的學科基礎理論采取抵制態度;3)基本上不理解“數學決定物理還是物理決定數學”的最后結論為何是“物理決定數學”。這樣,也就表現為研究工具(數學)的落后。

3. 選題上的障礙

我國學界在論文導向的長期作用下實際上形成了從發表文獻上選題的傳統。但是,在明確提出基礎科學研究是面向國家社會經濟發展需求后,學界在選題上就出現很大困難了。這個困難源于學界與工業界的交流只是在管理層面,而不是在實際技術瓶頸或理論瓶頸上。

就企業而言,不愿意暴光其實際的技術水平;就學界而言,不愿意暴光其真實的理論水平。兩個群體實際上是在打啞謎。這個啞謎直接的表現在各類科研項目的評審和驗收上。各類宏觀的表述令外界無法了解實際的研究結果。報功不報敗的基調使得學界難于從進行過的研究中提煉實質性的基礎科學理論問題。

而以某項研究已有立項(或曾經立項)為由拒絕類似研究的普遍做法也使學界無從發現表面上已經解決的問題在本質上還遠遠沒有解決。在選題上的單純求新求異(形式主義的求新求異)實質上偏離了科學研究選題的基本原則(對成功理論的繼承消化和抽象提升,對失敗理論的破析和教訓總結)。從而,沒有形成圍繞學科基本問題和圍繞技術瓶頸問題來選題的傳統。

以上宏觀環境造成的選題上的障礙,與數學上的障礙和哲學上的障礙一起,決定著在科研選題上的離散性,從而幾乎沒有形成持續性的沿特定研究方向和路線推進(學派)的可能性。

另一方面,在我國學界,學者間的橫向學術交流基本上是不存在的(但是感情上的橫向交流是客觀存在的)。而縱向學術交流長期以來就被領導與被領導關系所取代。學界研究者間沒有實質性的學術交流就直接的導致了選題上的推敲不足,也導致了選題的表面化而不是深入到學科基本理論層次。在這樣的背景下,幾乎不出現共識性的基礎科學理論選題,也就沒有出現從多種理論角度對核心(基礎性)問題進行理論研究或實驗研究的合力。這實質上是我國學界在基礎科學理論上少有建樹的原因之一。

把我國的基礎科學研究定位為面向國家社會經濟發展需求在實質上是對單純從發表文獻上選題的否定。

即便是在論文選題層次,由于幾乎所有期刊發表論文的原則都是正面的,單純就期刊論文看,幾乎所有的問題都被解決了。學界的個人幾乎無法從發表論文中判斷那個說法(或結論)是可靠的,那個說法是毫無依據的(論文是碎片化的)。這個因素與基礎科學理論素養(哲學上的和數學上的)低下因素合并后,選題的科學性、先進性本身就是問題,而超越性選題或是長遠性選題就更是依據不足了。

我國學界在選題上的落后和沒有前沿性是已經表現出的問題,與數學工具上的落后,及哲學上的理性不足合并后,使得在國內基本上沒有形成能夠支撐我國進行基礎研究的系統性的現代基礎科學文獻(包括具體學科的現代科學文獻,主要是指專著系列)。

最典型的例子就是用現代數學表述的中文學術專著奇缺,而大量的所謂專著是試圖用經典數學(或經典理論)的巧妙應用而取得成功的具體案例,以及對經典理論的淺層次再論述,或者是把局部理論自由的(指脫離深層基礎理論論證)推廣(或提升)為普遍理論。因此,我國學界在選題上也受到中文學術文獻(現代科學基礎理論方面)不系統或不存在的制約。這個問題目前已經被我國科學出版業所認識到,但要從根本上扭轉還需要一定的時間。

4. 學術風氣上的障礙

我國長期存在文人相輕的風氣。在學術上的不同觀點很容易的演化為學者間的人身攻擊,甚至于發展為用行政手段來解決。

在很長的時期里,學界內部基本上不存在理性的學術批判。相反的,感性的批判取代了理性的批判,并最終形成權威批判或行政批判的傳統。在國家層面,已經著手解決這個問題。但是,在具體的學科層面,這個問題依然是很突出的現實問題。

就國際上20世紀中期所出現的科學批判而言,感性的批判、基于經典理論絕對性的批判都給科學發展帶來巨大的負面影響。批判的結果使得很多學者遠離抽象的現代科學理論。雖然國際學術界在20世紀末期系統性的出版了大量的現代基礎科學理論研究方面的專著,但是也只能面對學界在更大范圍上的低調式抵制。直到進入21世紀后,國際學術界才明確的把現代基礎科學理論的工程化應用作為基本的研究方向。無論是非線性科學,復雜系統科學,交叉科學的提法,還是新學科的建立,基本上是貫穿了這個理念。

國際學術界為了推動相關的研究,進行了大量的科普,從而導致媒體介入學術爭論。在網絡化以后,學術上的感性攻擊、淺層次的理論攻擊,以及從眾行為,造成了對各類現代科學基礎理論的主觀攻擊。而經由此類攻擊,已經演化為以出版論文或專著進行攻擊的傾向。

無論是國際學術風氣還是國內學術風氣,理性并不占據主導地位。從科學發展歷史來看,出現這類非理性攻擊是必然的。因此,能否堅持理性批判而把現代基礎科學理論推向工程化應用是個宏觀問題。我國在國家層面對理性批判的提倡無疑是在戰略上的正確。把這個理念貫穿于學術界的學術風氣則是具體的行動。這個行動就目前而言還是沒有顯示出來的。

能否領先于國際學術界而形成我國文化傳統中的求真求實學術風氣是個全局性的問題。我國學術界的理性化程度決定了我國學界在科學理論上實現超越的能力大小。

總而言之,21世紀是把20世紀建立的現代基礎科學理論推向工程化應用的時代,對我國學界而言是難得的戰略機遇?朔軐W上的障礙、數學上的障礙、選題上的障礙更多的是依賴于學者個人的努力,而克服學術風氣上的障礙則更多的是依賴于學界全體的努力。

如果我國學界能抓住這樣一個客觀上存在的戰略機遇期,克服有關的障礙,在經30年的努力奮斗后,把我國變成為在科學上的強國是現實可行的。

 

 



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