第1个回答 2011-06-21
关于现代科学的概述
一 序言
“科学”，是中国在学习国外先进文化的时候引用日本的一个词汇，在古代大抵可以与“格物致知”等同。关于科学，《中国大百科全书》的定义为“对各种事实和现象进行观察、分类、归纳、演绎、分析、推理、计算和实验，从而发现规律，并对各种定量规律予以验证和公式化的知识体系”；而《辞海》1979版的定义是“关于自然、社会和思维的知识体系”，1999版的定义是“应用范畴、定理、定律等思维方式反映现实世界各种现象的本质和规律的知识体系”。作为中国的两部最权威的辞书，两者关于“科学”的定义个人认为都应该是正确的，之所以出现分歧，可能中国大百科全书鉴于专业性在描述中涉及到过程。广义的科学不仅仅是结果，更应该有过程；可大众的认识似乎局限于既定的结果，其实是可以理解的，也不为错，姑且算作狭义的科学吧。
科学本身的讨论是很枯燥的，而且必然涉及哲学，由于我只是一个快毕业的本科生，知识储备尚显不足，因此还不如对其分类来得真切。大科学在宏观上分三种层次：1理论科学（基础理论）；2技术科学（技术拓展）；3应用科学（工程应用）。以控制科学为例，经典控制理论、现代控制理论等属于理论科学（基础理论）层次，过程控制理论、运动控制理论属于技术科学（技术拓展）层次，电源控制自动化、电网控制自动化等属于应用科学（工程应用）层次。当然理论科学（基础理论）是大科学的核心与精髓，在这里讨论的分类就是指在基础理论层次上的分类，它们明确了后两个层次也就相应明了。关于科学的分法众说论坛，之所以出现分歧是因为随着认识的深入和学科的综合或交叉与传统观念冲突造成的必然结果。
二 理论科学的传统学科
科学起初在传统上被分为自然科学和社会科学两大体系，自然科学是研究无机自然界和包括人的生物属性在内的有机自然界的各门科学总称，主要有数学、物理学、化学、生物学、地学、天文学等；社会科学是研究各种社会现象、社会运动变化及发展规律的各门科学总称，主要有哲学、政治学、经济学、法学、历史学、语言学、伦理学等。
哲学是关于世界观、认识论的学说，是人们对整个世界的根本观点体系，自然认识和社会认识的概括和总结。人们现在已经有了通识，将其从传统的自然科学与社会科学两大体系中脱离出来，成为独立的知识体系。于是，科学便有了哲学、自然科学、社会科学的划分。
传统自然科学的基本特点是发展于人类认识客观世界、改造客观世界的生产实践，本身不具有阶级性。基础学科为公认的六科，即数学、物理学、化学、生物学、地学、天文学。其实，这些学科是人类自古代认识世界、改造世界以来发展最成熟且相对独立的学科。实际上，数学、物理学、化学在本原上是生物学、地学、天文学以及其他自然科学的基础；由于化学在某种角度、某种程度上是物理学的特殊表现，因此数学、物理学更是基础中的基础，不过化学确实有数学、物理学不可取代的独立理论，层次上还是高于其他基础学科的；生物学、地学、天文学在人类科学史上的发展相对于数学、物理学、化学的确是独立的，而且有自己不可取代的特点，从它们出发确实衍生出一些综合科学，故而说它们是基础学科是不为过的。
这是我对传统自然科学基础学科的认识定义：
1数学是研究现实世界中数量关系、空间形式、结构层次的科学；
2物理学是研究现实世界中基本物质结构、普遍运动规律的科学；
3化学是研究现实世界中物质结构性质、相互作用转化的科学；
4生物学是研究关于地球生物圈以及包括人体生理在内的生物客观规律的科学；
5地学是研究关于地球除生物圈以外的自然属性客观规律的科学；
6天文学是研究关于地球以外星际天体以及地球与其他天体之间关系客观规律的科学。
传统社会科学的基本特点是理论属于上层建筑，有着明显的时代性、阶级性、地域性、人种性。主要学科有经济学、政治学、法学、历史学、语言学、伦理学等。我个人对社会科学主要学科的认识是：经济学是研究人类从事经济活动中关于生产、供应、分配、消费等环节规律以及社会关系的科学；政治学是研究在人类及社会发展中由于经济基础变化从而发展的关于政治制度原则的科学；法学是研究研究人类及社会发展中保证社会秩序以及安全所必需的强制性行事准则以及规范性社会关系的科学；历史学是研究根据时间史料总结人类自身发展历程并从中得到规律的科学；语言学是研究人类长期形成的用以交流信息的文化承载媒介——语言的科学；伦理学是研究人类及社会发展中人与人之间自然相处关系以及道德底线的科学。
传统自然科学是包括数学的，因为数学尽管抽象化但毕竟脱胎于现实世界，可是随着自身的发展人们越来越认识到它已经不再适合算作自然科学，而是介于哲学与自然科学之间，甚至影响到了社会科学，似乎有《易经》中所说的“形而上”的倾向。除了纯数学作为核心外，数学在其他领域也开始分支渗透并成为应用数学，于是便有人提出大数学科学的思想，可问题是分界很难划定。现在的很多科学最初理论都是数学的分支，比如说系统科学来源于系统论，控制科学来源于控制论，信息科学来源于信息论、逻辑科学来源于数理逻辑。它们既受到数学的启迪、渗透和滋润，又在自身发展中已经有了各自的特点，称之为大数学科学是不准确的；而它们也和数学一样介于哲学与自然科学之间并影响社会科学，都表现有“形而上”的倾向，于是现在部分科学哲学家觉得它们（包括数学）的研究对象应该是形式，即比较于具体内容而言主要研究事物组织结构和表现方式以及抽象性质，成为了独立于传统自然科学的新兴科学体系，为形式科学。
如今部分社会哲学家意识到传统社会科学的主要学科中存在着差异和不同。比如说经济学、政治学、法学、历史学具有实证基础，也就是说尽管有诸多人为因素的差异，但是它们毕竟带有一定的通用性，至少是鉴于各种社会事实和现象做出的总结性、理论化规律；可伦理学、语言学却没有这些特征，而是在不同人为因素下对于某个社会事实和现象的评价性知识汇总。现在将这些具有评价性特征的学科与具有实证性特征的学科区分开来，称之为人文科学，主要是研究人类的信仰、情感、道德和美感等的各门科学。传统社会科学和人文科学的区分标准建立在立量化和经验性的基础之上。
而人类自己作为自然和社会的动物本身具有特殊性，它既有生活于自然且和高级灵长类生理相近的自然属性，又有置身于社会且必然从事周边活动的社会属性，这些属性规律分别属于自然科学和社会科学，而由人类普遍的信仰、情感、道德和美感建立了人文科学。可是人类自己的心理、认识、行为本身规律又属于什么科学呢？现在有种科学思想就是将研究人类的心理、认识、行为的知识体系称为思维科学。
综上所述，科学由传统分类发展为哲学、形式科学、自然科学、社会科学、人文科学、思维科学六大体系，这是我个人认可的分法。而我国著名科学家钱学森先生曾经提出科学十分论，它的可行之处是将马克思主义哲学的抽象理论与科学的具象理论相对应：辩证唯物主义对应自然科学；历史唯物主义对应社会科学；数学哲学对应大数学科学；系统论对应系统科学；人天观对应人体科学；认识论对应思维科学；人学对应行为科学；地理哲学对应地理科学；军事哲学对应军事科学；美学对应文艺理论，这种体系划分思想对中国科学哲学影响很大，本人虽然认为很有道理但是觉得划分太过细致，毕竟现代科学思想是向大科学的方向发展。中国科学院编写科学出版社出版的《科学系统论》的划分观点是：1哲学、2符号（形式）科学、3自然科学、4社会科学、5心理科学、6文化科学，尽管我基本接受其影响但仍有改动，因为我觉得不管专业人士如何划分理应考虑到普通大众的传统认识，故而我的观点是集两种专业划分观点和传统观点折中的结果。
三 理论科学的非传统学科
以上论及的分类学科被称为“经线学科”，原因是它们的分类原则始终是依据自身发展以及历史变革，在传统基础上注入新兴因素，因此最容易被广大人群所接受。可是现在又出现了一些新学科，其中有“综合学科”和“纬线学科”。
综合学科是以某种事物为研究核心综合相关传统学科打破以往学科界限提出的科学总称。他们往往是比较时尚和流行的。比如说，基因科学、材料科学、纳米科学等。“基因”是指生物遗传载体脱氧核糖核酸DNA（少数生物的遗传载体是核糖核酸RNA，但属于特例。生物遗传载体是核糖的说法比较通行，但并不绝对）上的遗传代码片断，属于生物学概念，但是现在为了给人类带来福音就必须在分子尺度上通过精密复杂的数学计算，利用物理学、化学的方法进行研究、合成，显然是综合了生物学、数学、物理学、化学等科学的大学科；材料，是普通的名词概念，但在科学领域中往往指的是高精尖材料，这里要综合物理学、化学、地学等学科；纳米，是数学度量衡里的一个数量级，但是这里指的是在此尺度上综合物理学、化学、生物学等所兴起的学科。应该说，将来随着研究对象的扩大和研究层次的深入，大科学的传统学科之间必然会交叉、综合，越来越多的综合学科会出现。
纬线学科，也称“横断学科”，是完全脱离传统观念从另外角度考虑研究而出现的科学。最突出的例子有地理科学、安全科学。地理环境，是指生物（特别指人类）在地球表层赖以生存的环境，这里包括自然环境、社会环境、人文环境等。地理科学就是研究人与地理环境之间关系的科学，也就自然而然的涵盖了自然科学、社会科学、人文科学等。安全，不论在生产实践、社会实践还是在科学试验都是非常关注的字眼。保证安全，不仅仅需要有可靠的保障技术，更需要在管理体制上大做文章。要提供保障技术，就必须有相应的传统自然科学相支持；要管理体制完善，就完全是传统社会科学研究的范畴了。因此，安全学科涵盖了传统的自然科学和社会科学。
综合学科和纬线学科又如何区分呢？我个人理解，综合学科往往融合的是相应或者相关的学科，它们一般还是脱离不了传统学科分类的范围，比如说基因科学、材料科学、纳米科学综合的都是传统自然科学的若干学科；纬线科学由于完全脱离了传统观念，它们往往跨越了传统科学分类的范围，比如说地理科学、安全科学就涵盖了传统的自然科学和社会科学。实际上，综合学科和纬线学科才刚刚兴起尚未成熟，它们还不足以改变人们的传统意识，但毕竟是一种大科学的发展趋向。
四 总结
大科学体系学科层次划分（传统纵向）：
第一层次——理论科学（基础理论）
第一亚层次—哲学（关于世界观、认识论的学说，是人们对整个世界的根本观点体系、自然认识和社会认识的概括和总结）：古代哲学、近现代哲学、马克思主义哲学；
第二亚层次—形式科学（研究事物组织结构和表现方式以及抽象性质的各门科学总称）：数学、系统学、控制学、信息学、逻辑学等；
第三亚层次—自然科学（研究无机自然界和包括人的生物属性在内的有机自然界的各门科学总称） ：物理学、化学、生物学、地学、天文学等；
第四亚层次—社会科学（研究各种社会现象、社会运动变化及发展规律的各门科学总称）：经济学、政治学、法学、军事学、管理学、历史学等；
第五亚层次—人文科学（研究人类的信仰、情感、道德和美感等的各门科学总称）：伦理学、语言学、考古学、宗教学、美学、文艺理论等；
第五亚层次—思维科学（研究人类的心理、认识、行为的各门科学总称）：心理学、认识学、行为学、脑学等。
第二层次——技术科学（技术拓展）：计算科学、电工学、电子学、声学、力学、催化学、医学等。
第三层次——应用科学（工程应用）：电气工程、动力工程、自动化技术、化学工程、机械工程、电子通信工程、计算机技术等。