科學(xué)自組織的演化

1、導(dǎo)論一“自組織”系統(tǒng)演化的動力、條件和基基本途徑徑概述本世紀(jì)770 年年代以來來，當(dāng)代代科學(xué)前前沿出現(xiàn)現(xiàn)了一大大批像“耗散結(jié)結(jié)構(gòu)理論”、“協(xié)同學(xué)學(xué)”、“混沌理理論”、“分形理理論”這樣的的新興學(xué)學(xué)科，它它們研究的的對象都都是非線線性的復(fù)復(fù)雜系統(tǒng)統(tǒng)。在這這類復(fù)雜雜系統(tǒng)中中，自組組織系統(tǒng)統(tǒng)尤為引人人注目。自組織織系統(tǒng)無無需外界界指令而而能自行行組織、自行創(chuàng)創(chuàng)生、自自行演化，即能自自主地從從無序走走向有序序。自組組織系統(tǒng)統(tǒng)不僅極極為普遍遍，而且且與人類關(guān)關(guān)系密切切。由于于這些新新興學(xué)科科的出現(xiàn)現(xiàn)，人們們現(xiàn)在對對自組織織系統(tǒng)發(fā)發(fā)展的動力力、條件件、途徑徑已經(jīng)有有了比較較科學(xué)的的認(rèn)識，甚至可可以加以以科

2、學(xué)的的刻畫。此此外，在在自然界界和人類類社會，也存在在著與自自組織系系統(tǒng)性質(zhì)質(zhì)完全相相反的另一一類系統(tǒng)統(tǒng)，它不不能自行行組織、自行創(chuàng)創(chuàng)生、自自行演化化，即不不能自主主地從無序序走向有有序，而而只能在在外界指指令的推推動下組組織和演演化，從從而被動動地從無序序走向有有序，這這類系統(tǒng)統(tǒng)我們稱稱之為“他組織織系統(tǒng)”。舉例例來說，包辦婚姻姻是“他組織織”，而自自由戀愛愛則是“自組織織”；工人人在工頭頭的命令下勞動動是“他組織織”，工人人自愿結(jié)結(jié)合地勞勞動則是是“自組織織”。“自組織織”系統(tǒng)演演化的動動力在系系統(tǒng)內(nèi)部部。協(xié)同學(xué)創(chuàng)創(chuàng)始人HH.哈肯肯指出：“如果系系統(tǒng)在獲獲得空間間的、時時間的或或功能的結(jié)構(gòu)

3、構(gòu)過程中中，沒有有外界的的特定干干預(yù)，我我們便說說系統(tǒng)是是自組織織的?！保℉. 哈肯：信息息與自組組織，四川教教育出版版社19988 年版第第29 頁）這這表明系統(tǒng)統(tǒng)的演化化動力在在系統(tǒng)內(nèi)內(nèi)部而不不在系統(tǒng)統(tǒng)外部。按照哈哈肯的觀觀點(diǎn)，系系統(tǒng)演化的的動力是是系統(tǒng)內(nèi)內(nèi)部各個個子系統(tǒng)統(tǒng)之間的的競爭和和協(xié)同，而不是是外部指指令，只有有如此的的系統(tǒng)才才是自組組織的系系統(tǒng)。他他指出，系統(tǒng)內(nèi)內(nèi)部各個個子系統(tǒng)統(tǒng)通過競爭爭而協(xié)同同，從而而使競爭爭中的一一種或幾幾種趨勢勢優(yōu)勢化化（自組組織科學(xué)學(xué)理論稱之之為形成成“序參量量”的過程程），并并因此支支配整個個系統(tǒng)從從無序走走向有序，即即自組織織起來。舉例來來說，假假如

4、有許許多人在在一個有有限的舞舞池中跳跳舞，也沒沒有人指指揮大家家怎樣跳跳舞，一一開始舞舞池中的的次序肯肯定是混混亂的，大家會你你碰我我我碰你。然而，在跳舞舞的過程程中有些些舞對就就會發(fā)現(xiàn)現(xiàn)，只要要與他們旁旁邊一對對舞伴（或別人人）跳舞舞的方向向一致就就不會發(fā)發(fā)生碰撞撞。這種種行為會像像滾雪球球一樣逐逐漸擴(kuò)大大。于是是，舞池池中的秩秩序逐漸漸形成：大家都都按某一方方向繞舞舞池的中中心旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)。當(dāng)然然，也會會有個別別舞對反反方向跳跳舞，但但是他們很很快就會會發(fā)現(xiàn)逆逆潮流的的問題，而不得得不改正正過來。這也正正如大江江東去中的的水分子子一樣，一方面面存在著著熱運(yùn)動動，另一一方面又又都融匯匯在東去去的大

5、潮流流之中，即融合合在“序參量量”支配下下的總的的運(yùn)動模模式之中中。換言言之，自組組織系統(tǒng)統(tǒng)演化的的動力來來自系統(tǒng)統(tǒng)內(nèi)部的的兩種相相互作用用：競爭爭和協(xié)同同。子系統(tǒng)的的競爭使使系統(tǒng)趨趨于非平平衡，而而這正是是系統(tǒng)自自組織的的首要條條件；子子系統(tǒng)之間間的協(xié)同同則在非非平衡條條件下使使子系統(tǒng)統(tǒng)中的某某些運(yùn)動動趨勢聯(lián)聯(lián)合起來來并加以放放大，從從而使之之占據(jù)優(yōu)優(yōu)勢地位位，支配配系統(tǒng)整整體的演演化。辯證法認(rèn)認(rèn)為，事事物發(fā)展展的根本本原因在在于事物物內(nèi)部的的矛盾。然而，系統(tǒng)內(nèi)部存存在著各各種各樣樣的矛盾盾，何種種矛盾才才構(gòu)成推推動事物物自組織織發(fā)展演演化的動力力呢？當(dāng)當(dāng)代自組組織科學(xué)學(xué)理論豐豐富和發(fā)發(fā)展了

6、唯唯物辯證證法關(guān)于于事物發(fā)發(fā)展的根本本原因在在于事物物內(nèi)部的的矛盾的的觀點(diǎn)。在自組組織科學(xué)學(xué)理論中中，系統(tǒng)統(tǒng)內(nèi)部各個個子系統(tǒng)統(tǒng)的競爭爭和協(xié)同同，必須須是一種種非線性性的相互互作用，只有如如此，這種種競爭和和協(xié)同才才能成為為系統(tǒng)自自組織演演化的動動力。這這正是自自組織理理論的創(chuàng)始始者們把把“非線性性”稱之為為“有序之之源”的緣故故。我們知道道，相互互作用就就是矛盾盾雙方的的排斥、吸引，在線性性相互作作用下，作用用雙方的的質(zhì)量相相當(dāng)，各各種作用用之間很很少發(fā)生生關(guān)聯(lián)，因此系系統(tǒng)內(nèi)部部各個要素素或子系系統(tǒng)之間間很少協(xié)協(xié)同甚至至根本沒沒有協(xié)同同。與此此相反，在非線線性相互作作用下，各種作作用相互互關(guān)聯(lián)

7、起起來，形形成協(xié)同同，因此此系統(tǒng)才才能產(chǎn)生生整體行為為，才形形成一種種你中有有我、我我中有你你的不可可分割的的關(guān)系，并使系系統(tǒng)局部的的小漲落落得到放放大，從從而引起起系統(tǒng)的的從穩(wěn)到到非穩(wěn)再再到新的的穩(wěn)定的的躍遷式演演化。在實(shí)際系系統(tǒng)中，現(xiàn)在不不僅在物物理、化化學(xué)、生生物系統(tǒng)統(tǒng)的自組組織演化化過程中證明明了非線線性相互互作用下下的競爭爭和協(xié)同同是系統(tǒng)統(tǒng)演化的的動力，而且人人文社會系系統(tǒng)的自自組織演演化過程程亦同樣樣可以說說明這一一原理的的正確性性和適用用性。例如如，在科科學(xué)史上上就充滿滿了競爭爭和協(xié)同同推動科科學(xué)研究究發(fā)展進(jìn)進(jìn)步的案案例。不同同觀點(diǎn)的的爭論、同時的的發(fā)現(xiàn)、發(fā)現(xiàn)前前后的奮奮斗和競競

8、賽，有有誰能說說它們沒有有推動科科學(xué)的進(jìn)進(jìn)步呢？科學(xué)社社會學(xué)家家H.朱克克曼經(jīng)過過對19901 年19722 年間間2866 位諾諾貝爾獎獎金獲得得者的調(diào)調(diào)查研究究發(fā)現(xiàn)，那種認(rèn)認(rèn)為優(yōu)秀秀科學(xué)家都是單單干者的的觀點(diǎn)，或認(rèn)為為科學(xué)貢貢獻(xiàn)都是是個體思思維的產(chǎn)產(chǎn)物的觀觀點(diǎn)，純純屬陳腐觀觀念。她她發(fā)現(xiàn)，其中1185 人即占占獲獎人人總數(shù)664.77的人人是因與與他人合作研研究而獲獲獎的（參見美HH.朱克克曼：科學(xué)界界的精英英，商商務(wù)印書館， 19982 年版，第24432444 頁）。這表表明，從從19、20 世紀(jì)之之交起，合作研究究與從事事合作研研究的科科學(xué)家分分別正在在成為科科學(xué)研究究的主要要方式和

9、和主要力量量。而這這種變化化既不是是外加的的也不是是人為的的，而是是自然而而然地自自組織起來來的。再再如對技技術(shù)創(chuàng)新新經(jīng)濟(jì)學(xué)學(xué)的研究究表明，在市場場經(jīng)濟(jì)條條件下，完全競爭爭或完全全壟斷的的經(jīng)濟(jì)結(jié)結(jié)構(gòu)都不不利于技技術(shù)創(chuàng)新新，而既既有壟斷斷又有競競爭的市場場結(jié)構(gòu)才才最有利利于技術(shù)術(shù)創(chuàng)新（參見厲厲以寧：“技術(shù)創(chuàng)創(chuàng)新經(jīng)濟(jì)濟(jì)學(xué)它的由由來和當(dāng)當(dāng)前研究究的問題題”，科科技導(dǎo)報(bào)報(bào)，119900 年第第2 期，第38、111 頁頁）。雖雖然壟斷斷并不完完全等于于協(xié)同，但是壟壟斷總是是一些大大企業(yè)的的聯(lián)合行為為，其間間又包含含著競爭爭行為。因此，這種發(fā)發(fā)現(xiàn)既競競爭又協(xié)協(xié)同對技技術(shù)創(chuàng)新有有巨大推推動作用用的研究究所

10、表明明的事實(shí)實(shí)，不也也恰恰印印證了當(dāng)當(dāng)代自組組織科學(xué)理理論關(guān)于于系統(tǒng)自自組織演演化的動動力的基基本觀點(diǎn)點(diǎn)嗎？在系統(tǒng)演演化的過過程中，自組織織科學(xué)理理論還特特別強(qiáng)調(diào)調(diào)“漲落”對于系系統(tǒng)自組織織演化的的動力作作用。什什么是漲漲落呢？從系統(tǒng)統(tǒng)的存在在狀態(tài)看看，漲落落是對系統(tǒng)統(tǒng)穩(wěn)定的的平均狀狀態(tài)的偏偏差；從從系統(tǒng)的的演化看看，漲落落這種偏偏差則是是系統(tǒng)演化化過程中中的隨機(jī)機(jī)性非平平衡因素素。任何何一個系系統(tǒng)都必必然存在在著漲落，漲落落的這種種無處不不在無時時不在的的特性是是由運(yùn)動動的不滅滅性造成成的，漲漲落的發(fā)生生又是不不確定的的，是無無法精確確預(yù)見的的。漲落落的這種種隨機(jī)特特征，不不是人們的的認(rèn)識反

11、反映不精精確造成成的，而而是系統(tǒng)統(tǒng)演化的的客觀特特性。自自組織理理論（如混混沌理論論）揭示示，完全全確定的的系統(tǒng)，即可以以用確定定論方程程描述的的系統(tǒng)，在在自己的的進(jìn)一步步演化中中也會出出現(xiàn)不確確定性，使系統(tǒng)統(tǒng)演化結(jié)結(jié)果變得得不可預(yù)料料，其原原因就是是系統(tǒng)中中存在著著“漲落”。所以以，系統(tǒng)統(tǒng)自身的的漲落實(shí)際是一一種內(nèi)在在隨機(jī)性性。在如如何看待待漲落作作用的問問題上，傳統(tǒng)思思維一般般把它僅作作為不利利于系統(tǒng)統(tǒng)穩(wěn)定的的干擾、噪聲來來對待；而在自自組織理理論中，漲落被賦賦予新的的意義，“通過過漲落達(dá)達(dá)到有序序”，則是是當(dāng)代自自組織理理論的基本結(jié)結(jié)論。自自組織理理論認(rèn)為為，漲落落是系統(tǒng)統(tǒng)進(jìn)化到到更有序

12、序狀態(tài)的的誘因，漲落驅(qū)動動了系統(tǒng)統(tǒng)中各個個子系統(tǒng)統(tǒng)在獲取取物質(zhì)、能量和和信息方方面的非非平衡過過程。因此此也可以以把漲落落視為是是與必然然性的非非線性作作用動力力不同的的另一類類自組織演演化動力力，即隨隨機(jī)性動動力。例例如，在在有機(jī)界界，微小小變異的的隨機(jī)漲漲落（包括括基因隨隨機(jī)漂移移）最終終會導(dǎo)致致物種的的進(jìn)化；科學(xué)上上的意外外發(fā)現(xiàn)，有時則會會帶來突突變式的的“科學(xué)革革命”。一個系統(tǒng)統(tǒng)要想成成為“自組織織”系統(tǒng)，也需要要一些基基本條件件。從系統(tǒng)內(nèi)內(nèi)部來說說，組成成系統(tǒng)的的要素必必須大于于三，即即至少需需要三個個要素以上。這是保保證系統(tǒng)統(tǒng)內(nèi)部存存在非線線性相互互作用的的前提，而非線線性相互互作

13、用又是是“自組織織”系統(tǒng)演演化的基基本動力力。從系統(tǒng)外外部來說說，“自組織織”系統(tǒng)并并不是不不需要與與外部環(huán)環(huán)境相互互交換物質(zhì)、能量與與信息，恰恰相相反，只只有當(dāng)外外部環(huán)境境向系統(tǒng)統(tǒng)輸入的的物質(zhì)、能量和信信息達(dá)到到一定閾閾值時，系統(tǒng)的的自組織織才能發(fā)發(fā)生。換換言之，系統(tǒng)必必須是開放放系統(tǒng)。所以閉閉關(guān)鎖國國不行，改革開開放才對對。但是是，外界界向系統(tǒng)統(tǒng)的輸入不不能是特特定的“干預(yù)”，不能能只給予予系統(tǒng)中中的某一一要素或或某一部部分，特別別是作為為系統(tǒng)的的外部控控制參量量不能向向系統(tǒng)內(nèi)內(nèi)部輸入入特定的的“指令”。否否則，系系統(tǒng)的演演化就變變成了“他組織織”的了。關(guān)于“開開放”這一條條件，我我們經(jīng)過

14、過研究（參見自組織織的哲學(xué)學(xué)一種新的的自然觀觀和科學(xué)學(xué)觀）發(fā)現(xiàn)，這里有有兩點(diǎn)需需要注意意，第一一，輸入入閾值的存存在表明明，有一一個最小小開放度度，低于于這個開開放度，系統(tǒng)將將不能自自組織，或或是自組組織起來來了也會會坍塌下下去；同同樣，系系統(tǒng)也不不能百分分之百開開放，開放放度等于于1000，意意味著系系統(tǒng)與它它的環(huán)境境之間不不再存在在邊界，意味著系統(tǒng)已已經(jīng)解體體。令開開放度為為K，對應(yīng)應(yīng)輸入閾閾值的開開放度為為Kc，則則KcK1。此此外從系系統(tǒng)與環(huán)環(huán)境的關(guān)關(guān)系上看看，開放放意味著著系統(tǒng)與與環(huán)境之之間既存存在著邊界也也存在著著跨界線線的部分分。按照照系統(tǒng)理理論，邊邊界對輸輸入輸出出起著過過濾、

15、隔離離和標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)化的作作用；而而跨界線線的部分分則在系系統(tǒng)和環(huán)環(huán)境之間間緩沖著著它們的輸輸入和輸輸出。兩兩者都對對系統(tǒng)演演化的穩(wěn)穩(wěn)定性、持續(xù)性性有著重重要作用用。一般而言言，“自組織織”系統(tǒng)的的演化要要優(yōu)于“他組織織”系統(tǒng)的的演化。當(dāng)然也有有例外，只有當(dāng)當(dāng)“他組織織”系統(tǒng)的的外部指指令系統(tǒng)統(tǒng)能夠接接收內(nèi)、外全部信息息，并能能對其全全部加以以處理時時，“他組織織”系統(tǒng)的的演化可可以優(yōu)于于“自組織織”系統(tǒng)?！鞍k婚婚姻”偶爾也也會比“自由戀戀愛”更符合合當(dāng)事人人的長遠(yuǎn)利利益，但但其前提提是包辦辦者相當(dāng)當(dāng)于一個個全能的的“神”?！白越M織織”系統(tǒng)的演演化之所所以要優(yōu)優(yōu)于“他組織織”系統(tǒng)的的演化，關(guān)鍵在在

16、于“自組織織”系統(tǒng)的演演化動力力在系統(tǒng)統(tǒng)內(nèi)部，是系統(tǒng)統(tǒng)內(nèi)部子子系統(tǒng)的的相互作作用推動動了系統(tǒng)統(tǒng)的演化，因此，系統(tǒng)整整體和內(nèi)內(nèi)部各個個子系統(tǒng)統(tǒng)都具有有活力。相反，“他組織”系統(tǒng)統(tǒng)的動力力來自于于系統(tǒng)外外部，系系統(tǒng)整體體的活力力依賴于于外部控控制參量量，外部控制制參量是是個“拉普拉拉斯妖”（即全全能的神神），系系統(tǒng)整體體可以向向理想狀態(tài)逼逼近。外外部控制制參量是是個“孬種”，系統(tǒng)統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)就就會失靈靈。此外外，無論哪種種情況，系統(tǒng)的的子系統(tǒng)統(tǒng)都是缺缺乏活力力的，都都是被推推動的。自組織現(xiàn)現(xiàn)象紛繁繁復(fù)雜、豐富多多采。然然而，無無論無機(jī)機(jī)、有機(jī)機(jī)系統(tǒng)還還是人文社會會系統(tǒng)的的自組織織過程都都存在著著內(nèi)在統(tǒng)統(tǒng)

17、一性，即它們們都采取取了“循環(huán)”的演演化形式式。什么么是循環(huán)環(huán)呢？如如果一個個系統(tǒng)是是由A、B 兩個個子系統(tǒng)統(tǒng)組成，其中中存在著著A 作用用B、B 又作作用A 的作用用鏈，那那么就構(gòu)構(gòu)成了一一種最簡簡單的“循循環(huán)”。由這這種簡單單的反應(yīng)應(yīng)循環(huán)作作為環(huán)節(jié)節(jié)再構(gòu)成成的更復(fù)復(fù)雜的循循環(huán)在自組織織理論中中被稱之之為“催化循循環(huán)”；而再再由催化化循環(huán)作作為環(huán)節(jié)節(jié)所構(gòu)成的更為為復(fù)雜的的循環(huán)就就是所謂謂“超循環(huán)環(huán)”（Hypperccyclle）了了。上述述的“反應(yīng)循環(huán)一一催化循循環(huán)一超超循環(huán)”鏈，實(shí)實(shí)際就是是系統(tǒng)自自組織演演化的層層次躍遷遷與復(fù)雜性性增長的的過程鏈鏈。反過過來看，系統(tǒng)在在其自組組織演化化過程

18、中中只有采采取這些“循環(huán)”耦合的的組織形形式，才才能有效效地聚合合、利用用能量，促進(jìn)系系統(tǒng)內(nèi)部非非線性的的競爭和和協(xié)同的的整合，自我復(fù)復(fù)制、交交互復(fù)制制，分叉叉、選擇擇，突變，從從而促使使系統(tǒng)增增長復(fù)雜雜性，即即更加有有序。一般而言言，系統(tǒng)統(tǒng)自組織織演化的的途徑有有三種：第一種種，經(jīng)過過“臨界”狀態(tài)的突突變途徑徑；第二二種，不不經(jīng)過“臨界”狀態(tài)的的突變途途徑；第第三種，漸變途徑徑。其中中，經(jīng)過過“臨界”狀態(tài)突突變途徑徑的自組組織演化化過程最最為新奇，引人人注目。例如，在“臨界”狀態(tài)下下即系統(tǒng)統(tǒng)經(jīng)過“臨界點(diǎn)點(diǎn)”時，系系統(tǒng)突變前前的狀態(tài)態(tài)與突變變后的狀狀態(tài)變得得無法區(qū)區(qū)分，此此時，系系統(tǒng)的狀狀態(tài)是

19、極極不穩(wěn)定的的，系統(tǒng)統(tǒng)突變前前的狀態(tài)態(tài)與突變變后的狀狀態(tài)是你你中有我我我中有有你，相相互膠織纏纏繞在一一起。嚴(yán)嚴(yán)格地說說，此時時系統(tǒng)的的狀態(tài)，既非系系統(tǒng)突變變前的狀狀態(tài)也非突突變后的的狀態(tài)，此時系系統(tǒng)演化化的微觀觀圖景呈呈現(xiàn)為一一種有著著系統(tǒng)突突變前狀態(tài)態(tài)花紋與與突變后后狀態(tài)花花紋、你你中有我我我中有有你、相相互膠織織纏繞且且動態(tài)演化化的樣子子。（參參見于淥淥、郝柏柏林：相變和和臨界現(xiàn)現(xiàn)象，科學(xué)出出版社，119888 年版版）而不不經(jīng)過“臨界”狀態(tài)的的突變途途徑則沒沒有這般般復(fù)雜，在此時系系統(tǒng)演化化的微觀觀圖景中中，系統(tǒng)統(tǒng)突變前前的狀態(tài)態(tài)與突變變后的狀狀態(tài)是可可以區(qū)分的的。在演演化早期期，系統(tǒng)

20、統(tǒng)以突變變前的狀狀態(tài)為主主要狀態(tài)態(tài)，而突突變后的的狀態(tài)是以以一種“晶核”的形式式含在系系統(tǒng)突變變前的狀狀態(tài)中的的；而后后，系統(tǒng)統(tǒng)的這種“晶核”（即突突變后的的狀態(tài)）愈益發(fā)發(fā)展，最最終變?yōu)闉橄到y(tǒng)的的占據(jù)支支配地位的的狀態(tài)。在第一一種演化化途徑中中，突變變的是系系統(tǒng)的某某些關(guān)鍵鍵性演化化性質(zhì)，系系統(tǒng)的整整體狀態(tài)態(tài)并未突突變；而而在第二二種演化化途徑中中，突變變的是系系統(tǒng)的整體體狀態(tài)，系統(tǒng)的的某些關(guān)關(guān)鍵性演演化性質(zhì)質(zhì)并未突突變。由于自組組織系統(tǒng)統(tǒng)演化存存在著途途徑的多多樣性，所以在在自組織織系統(tǒng)演演化的現(xiàn)象上上往往表表現(xiàn)出一一種豐富富多采的的“分叉”行為來來，使系系統(tǒng)的演演化呈現(xiàn)出一種種“樹形”結(jié)構(gòu)

21、，一種從從簡單到到復(fù)雜、從少到到多的不不斷的分分叉圖景。對于于這種圖圖景的描描述和解解釋，是是自組織織理論群群中的“分形”（Fraactaal）理論與混混沌（CChaoos）理論。傳統(tǒng)上上，“混沌”常常被被當(dāng)做亂亂七八糟糟、混亂無序序的同義義詞。熱熱力學(xué)平平衡態(tài)的的混沌的的確如此此。中國國古代寓寓言中的的“混沌”也是如如此，給給它鑿開開七竅，讓它轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)橹戎刃?，它它就會“死寂”。（見莊莊子應(yīng)帝王王）。平衡態(tài)態(tài)的混沌沌，即系系統(tǒng)宏觀觀沒有演演化而微微觀（內(nèi)部）演化毫毫無規(guī)律律，而混混沌理論論中的非非平衡態(tài)態(tài)的混沌沌則表現(xiàn)現(xiàn)為系統(tǒng)統(tǒng)宏觀演化化無規(guī)律律而微觀觀（內(nèi)部部）演化化有規(guī)律律。從時時間上看看

22、，這種種規(guī)律表表現(xiàn)為長時時段不可可預(yù)測，其精確確的定義義為：確確定論系系統(tǒng)中的的內(nèi)在隨隨機(jī)性。從空間上上看，混混沌狀態(tài)態(tài)是系統(tǒng)統(tǒng)自組織織的運(yùn)動動收縮到到狀態(tài)空空間中有有限區(qū)域域的一種形形式，科科學(xué)上把把它稱為為“奇異吸吸引子”。它奇奇異就奇奇異在可可使系統(tǒng)一切在在吸引子子外的運(yùn)運(yùn)動軌線線被吸引引子吸引引，即具具有把吸吸引子外外的運(yùn)動動積聚到吸吸引子態(tài)態(tài)上的凝凝聚力，反映了了極強(qiáng)的的穩(wěn)定系系統(tǒng)運(yùn)動動的作用用；而一一旦系統(tǒng)狀狀態(tài)都引引入吸引引子，則則又向外外排斥這這些運(yùn)動動，所以以系統(tǒng)宏宏觀運(yùn)動動表現(xiàn)為“亂七八八糟”而微觀觀運(yùn)動則則有其內(nèi)內(nèi)在的規(guī)規(guī)律性；其空間間結(jié)構(gòu)呈呈現(xiàn)為一種“分形”結(jié)構(gòu)，其空間

23、間維數(shù)也也不是整整數(shù)，而而是分?jǐn)?shù)數(shù)。這種種“分形”，從幾何角角度看，則為那那些具有有不規(guī)則則形狀、內(nèi)部具具有層次次結(jié)構(gòu)與與不均勻勻性的形體體?，F(xiàn)在在已經(jīng)發(fā)發(fā)現(xiàn)，事事物自組組織地從從簡單向向復(fù)雜演演化時，其演化化的“分叉叉”結(jié)構(gòu)就就是一種種分形結(jié)結(jié)構(gòu)。所所以，分分形與混混沌又是是度量自自組織系統(tǒng)演化化復(fù)雜程程度的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。自自然界存存在著大大量的分分形結(jié)構(gòu)構(gòu)，例如如，分叉叉的樹、凹凹凸不平平的山巒巒、大腦腦的褶皺皺皮層、心臟的的血管，等等。我們也也發(fā)現(xiàn)，科科學(xué)研究究的前仆仆后繼的的研究路路線，科科學(xué)學(xué)科科的不斷斷分叉，都具有有分形結(jié)構(gòu)構(gòu)。分形形理論表表明，規(guī)規(guī)則整形形的事物物只是這這個世界界的特例

24、例和理想想的抽象，而不規(guī)規(guī)則分形形的事物物才是世世界的普普遍現(xiàn)象象。有的的科學(xué)家家認(rèn)為，分形和分分?jǐn)?shù)維的的發(fā)現(xiàn)，其意義義可能是是劃時代代的。我我們已知知的一切切物質(zhì)形形態(tài)和運(yùn)動動都存在在于小于于三維的的空間中中，那么么余下的的間隙維維中存在在著什么么形態(tài)和運(yùn)運(yùn)動呢？這是我我們可能能面對的的一個嶄嶄新的課課題。（參見高高歌：“對非線性科科學(xué)的理理解、體體驗(yàn)和思思考”，科科技導(dǎo)報(bào)報(bào)，33/19991，35，17）我們認(rèn)為為，分形形的發(fā)現(xiàn)現(xiàn)，從一一個嶄新新的角度度提供給給我們一一種度量量自組織織演化復(fù)雜雜性的工工具，為為我們判判定一個個系統(tǒng)是是否自組組織提供供了一種種圖景性性的理論根根據(jù)；而而混沌現(xiàn)

25、現(xiàn)象的揭揭示，則則使我們們進(jìn)一步步看到了了系統(tǒng)自自組織演演化的全過過程，它它亦包含含三個階階段、兩兩個飛躍躍，即：混沌（平衡態(tài)態(tài)）有序混沌（非平衡衡態(tài)）。其圖景景則表現(xiàn)現(xiàn)為一種種從簡單單到復(fù)雜雜的“分叉”，樣樣態(tài)（如如圖0.0）：圖0.00 混沌沌（平衡衡態(tài)）有序序混沌沌（非平平衡態(tài)）“分叉”樣態(tài)綜上所述述，自組組織系統(tǒng)統(tǒng)理論所所刻畫的的系統(tǒng)演演化可以以概括為為：在開開放的、遠(yuǎn)離離平衡的的和有外外部物質(zhì)質(zhì)、能量量、信息息的非特特定輸入入/輸出的的條件下下，系統(tǒng)以其其內(nèi)部子子系統(tǒng)之之間的非非線性相相互作用用為動力力即以其其子系統(tǒng)統(tǒng)之間的的競爭和協(xié)協(xié)同為動動力，同同時受到到內(nèi)、外外漲落的的隨機(jī)啟啟

26、動，產(chǎn)產(chǎn)生出集集體運(yùn)動動的協(xié)同效效應(yīng)，其其協(xié)同關(guān)關(guān)聯(lián)所產(chǎn)產(chǎn)生的“序參量量”（即集集體運(yùn)動動的基本本模式）又進(jìn)一步步支配了了系統(tǒng)內(nèi)內(nèi)各個子子系統(tǒng)的的競爭與與協(xié)同，從而使使系統(tǒng)走走入循環(huán)、交叉叉作用并并關(guān)聯(lián)于于放大的的循環(huán)鏈鏈圈之中中。于是是，通過過這種有有效利用用物質(zhì)、能能量和信信息的循循環(huán)過程程，系統(tǒng)統(tǒng)便經(jīng)歷歷多種突突變、漸漸變從無無序躍變變?yōu)橛行蚧蚧蚴褂行蛐虺潭冗M(jìn)進(jìn)一步得得以提高高；于是是，系統(tǒng)統(tǒng)便從混混沌（平平衡態(tài)）走向有序序，又進(jìn)進(jìn)一步演演化為包包含有序序結(jié)構(gòu)的的非平衡衡混沌；于是，呈現(xiàn)在在人們面前前的，便便是一幅幅系統(tǒng)從從簡單到到復(fù)雜、從無序序到有序序、從低低級到高高級的自然然歷史演演

27、化的圖圖景。二科學(xué)是是自組織織的嗎？當(dāng)我們以以自組織織的思想想考察科科學(xué)的演演化時，我們首首先遇到到的問題題就是：科學(xué)學(xué)的演化化是自組組織的嗎嗎？在“導(dǎo)論”的第一一部分中中，我們們已經(jīng)提提及，在歷歷史上有有自組織織演化的的科學(xué)，也有被被組織演演化的科科學(xué)。我我們認(rèn)為為，近代在西西歐產(chǎn)生生的科學(xué)學(xué)，其演演化是自自組織的的，而從從古代到到近代發(fā)發(fā)展的中中國科學(xué)，其演化化從表現(xiàn)現(xiàn)上看則則是被組組織的。第一，說中國國古代到到近代的的科學(xué)演化化從表現(xiàn)現(xiàn)上看是是被組織織的，是是因?yàn)檫@這一時段段的環(huán)境境沒有為為科學(xué)提提供“閾限限”以上的的物質(zhì)、能量和和信息，外部對對科學(xué)研研究控制制得過死死。第二，中國國古代

28、的的科學(xué)作作為一種種知識形形態(tài)，始始終未與與其它知知識形態(tài)態(tài)分離開開來，這表表明，此此時的科科學(xué)還處處在一種種平衡態(tài)態(tài)的“混沌”狀態(tài)之之中；但但是，誰又能保保證它未未來的發(fā)發(fā)展不能能自發(fā)地地自主地地演化為為今天科科學(xué)的形形態(tài)呢？第三，如如果僅從從微觀上上考察所所有的科科學(xué)研究究，我們們就會發(fā)發(fā)現(xiàn)，微微觀科學(xué)學(xué)研究具有有共性，科學(xué)研研究基本本上是自自組織的的。這里里，讓我我們先來來限定一一下，即這這部分所所說的科科學(xué)，無無論微觀觀還是宏宏觀，都都是指西西歐演化化而來的的那種科學(xué)學(xué)形態(tài)和和科學(xué)研研究。我我們已經(jīng)經(jīng)提出，這個科科學(xué)的演演化是自自組織的的，現(xiàn)在就讓讓我們來來加以證證明。說科學(xué)演演化是自

29、自組織的的，意味味著要問問：第一一，科學(xué)學(xué)是不是是系統(tǒng)？是不是從非非系統(tǒng)演演化成為為系統(tǒng)的的？第二二，如果果科學(xué)是是系統(tǒng)，作為一一個系統(tǒng)統(tǒng)的科學(xué)是是不是具具備自組組織演化化系統(tǒng)的的全部特特征？首先，現(xiàn)現(xiàn)代科學(xué)學(xué)毫無疑疑問是系系統(tǒng)。它它不僅是是系統(tǒng)而而且是十十分復(fù)雜雜的復(fù)雜系統(tǒng)統(tǒng)。系統(tǒng)統(tǒng)都是有有結(jié)構(gòu)的的。我們們亦可以以清晰地地發(fā)現(xiàn)科科學(xué)的結(jié)結(jié)構(gòu)?？瓶茖W(xué)系統(tǒng)可可有三個個層次的的結(jié)構(gòu)：微觀結(jié)結(jié)構(gòu)、中中觀結(jié)構(gòu)構(gòu)和宏觀觀結(jié)構(gòu)。所謂微微觀結(jié)構(gòu)的的科學(xué)即即指單個個的科學(xué)學(xué)理論，很明顯顯，它包包括科學(xué)學(xué)概念、定律和和邏輯程序序以及由由此推論論的命題題，它是是有結(jié)構(gòu)構(gòu)的。所所謂中觀觀結(jié)構(gòu)的的科學(xué)即即指一組同同在

30、一個個研究領(lǐng)領(lǐng)域的科科學(xué)理論論群，通通常把它它們稱之之為科學(xué)學(xué)體系。如經(jīng)典物物理學(xué)即即指經(jīng)典典力學(xué)、電磁學(xué)學(xué)、分子子運(yùn)動論論和經(jīng)典典統(tǒng)計(jì)物物理學(xué)等等學(xué)科構(gòu)成成的體系系，再如如現(xiàn)代物物理學(xué)就就是由基基本粒子子物理學(xué)學(xué)、核子子物理學(xué)學(xué)、原子分子子物理學(xué)學(xué)、凝聚聚態(tài)物理理學(xué)、等等離子體體物理學(xué)學(xué)和相對對論等構(gòu)構(gòu)成的科科學(xué)體系。所謂宏宏觀結(jié)構(gòu)構(gòu)的科學(xué)學(xué)即指由由眾多門門類的科科學(xué)組成成的整個個科學(xué)。如現(xiàn)代自自然科學(xué)學(xué)就是由由現(xiàn)代物物理學(xué)、現(xiàn)代化化學(xué)、現(xiàn)現(xiàn)代生物物學(xué)等單單領(lǐng)域科科學(xué)和現(xiàn)代代環(huán)境科科學(xué)等綜綜合科學(xué)學(xué)以及現(xiàn)現(xiàn)代系統(tǒng)統(tǒng)科學(xué)等等橫斷科科學(xué)所組組成的復(fù)復(fù)雜系統(tǒng)?，F(xiàn)代科學(xué)學(xué)也毫無無疑問地地是從古古代科

31、學(xué)學(xué)形態(tài)經(jīng)經(jīng)由近代代科學(xué)形形態(tài)演化化而來的。這這種演化化也毫無無疑問地地是從簡簡單到復(fù)復(fù)雜、從從無序到到有序的的過程。即是一個個從非系系統(tǒng)到系系統(tǒng)演化化的過程程。問題題在于，這種演演化是自自組織的的還是被（或他）組織的的？我們都知知道著名名科學(xué)社社會學(xué)家家默頓的的代表作作十七七世紀(jì)英英國的科科學(xué)、技術(shù)術(shù)和社會會。在在那本著著作中，默頓有有說服力力地證明明了近代代科學(xué)是是伴隨近代代資本主主義的產(chǎn)產(chǎn)生自發(fā)發(fā)地發(fā)展展起來的的。官方方或政府府并沒有有刻意地地去組織科科學(xué)，然然而近代代科學(xué)卻卻在歐洲洲蓬勃地地發(fā)展起起來了。相反，我們在在古代的中中國卻看看到了另另一幅圖圖景：官官方政府府把科學(xué)學(xué)中的若若干

32、門類類收歸國國有，使之之成為官官方科學(xué)學(xué)，如天天文學(xué)、醫(yī)藥學(xué)學(xué)，并且且禁止民民間習(xí)之之，這些些科學(xué)學(xué)科科雖然有有過輝煌煌其輝輝煌期恰恰恰都是是官方對對科學(xué)采采取比較較寬松的政策允允許民間間從事天天文歷算算和醫(yī)藥藥養(yǎng)生活活動之時時，但在在明朝卻卻都衰敗敗下去了（明朝對對民間從從事天文文歷算醫(yī)醫(yī)藥養(yǎng)生生研究的的禁令最最嚴(yán)）。這不很很能說明問問題嗎？！當(dāng)科科學(xué)被組組織或他他組織時時，它反反而不能能很好地地生長；當(dāng)不去人人為地組組織科學(xué)學(xué)時，科科學(xué)反而而生長起起來了。說這話話的意思思決不是是可以不管管科學(xué)，讓它自自生自滅滅；而是是說一方方面既不不創(chuàng)造科科學(xué)發(fā)展展的條件件，一方面又又不顧科科學(xué)發(fā)展展的規(guī)

33、律律，人為為地規(guī)定定科學(xué)發(fā)發(fā)展方向向，是必必定要使使科學(xué)衰落落下去的的?？梢钥闯龀?，對科科學(xué)發(fā)展展演化至至關(guān)重要要的，是是有無一一個開放放的適宜宜的環(huán)境。自自組織的的環(huán)境亦亦有一些些要求，如開放放性和開開放程度度上的要要求、控控制參量即即外部“科技政政策”的控制制程度上上的要求求、系統(tǒng)統(tǒng)與系統(tǒng)統(tǒng)邊界和和跨邊界部分分的相互互關(guān)系上上的要求求，等等等。當(dāng)這這些條件件都被滿滿足時，科學(xué)就可以穩(wěn)穩(wěn)定地自自組織地地演化發(fā)發(fā)展起來來；當(dāng)這這些條件件中只有有部分被被滿足時，科科學(xué)可以以自組織織起來，但卻不不能自組組織地演演化下去去；當(dāng)條條件根本不具具備時，科學(xué)就就無法自自組織起起來了。所以，重要的的是要創(chuàng)創(chuàng)

34、造一個適宜科科學(xué)生長長的環(huán)境境?，F(xiàn)在讓我我們回答答第二個個問題?？茖W(xué)具備備自組織織系統(tǒng)的的全部特特征嗎？回答：是，現(xiàn)現(xiàn)代科學(xué)學(xué)的自組組織系統(tǒng)特征征和自組組織演化化特征是是非常明明顯、清清晰的。自組織理理論告訴訴我們，自組織織系統(tǒng)的的動力是是系統(tǒng)內(nèi)內(nèi)部各個個子系統(tǒng)統(tǒng)或要素之間間的競爭爭和協(xié)同同?？茖W(xué)學(xué)在它的的系統(tǒng)的的三個層層次上都都反映出出了這一一特點(diǎn)。在在微觀層層次，一一個科學(xué)學(xué)理論的的內(nèi)部至至少包括括五種要要素，即即經(jīng)驗(yàn)事事實(shí)、原理理、概念念、定律律、科學(xué)學(xué)思想。這五種種要素之之間的相相互作用用推動了了理論的進(jìn)進(jìn)化（如如理論的的完善、理論修修改和革革命）。在中觀觀層次上上，科學(xué)學(xué)體系內(nèi)部部有

35、多種種理論，這些理理論的建建立和發(fā)發(fā)展亦有有自己的的軌跡，當(dāng)理論論之間出現(xiàn)現(xiàn)不和諧諧時，理理論之間間的相互互作用或或推動理理論體系系完善化化，或促促使理論體體系解體體、發(fā)生生革命，理論之之間的競競爭和協(xié)協(xié)同就這這樣成為為科學(xué)中中觀層次演演化的動動力。在在宏觀層層次上，整個科科學(xué)在各各種研究究和各個個學(xué)科的的自我演化化基礎(chǔ)上上，不斷斷出現(xiàn)新新學(xué)科和和新分支支，各個個科學(xué)理理論不斷斷分化不不斷綜合，這種種種相互作作用使整整個科學(xué)學(xué)呈現(xiàn)出出豐富多多采的演演化態(tài)勢勢，不斷斷從簡單奔奔向復(fù)雜雜，從無無序奔向向有序，從平衡衡奔向非非平衡，奔向更更高級的的非平衡混混沌。很很明顯，這動力力主要來來自科學(xué)學(xué)內(nèi)部

36、，而且是是自發(fā)的的、自主主的、自動動的。這里也要要說明，說科學(xué)學(xué)演化的的動力在在科學(xué)內(nèi)內(nèi)部，并并不是說說推動科科學(xué)進(jìn)步的全全都是理理論要素素；這里里也有經(jīng)經(jīng)驗(yàn)要素素即實(shí)踐踐要素的的作用，而且這這個作用也也是最重重要的。這里有有一個重重要問題題，即經(jīng)經(jīng)驗(yàn)要素素是科學(xué)學(xué)內(nèi)部要要素呢，還還是外部部要素？依我的的看法，如果我我們把科科學(xué)定義義為必定定涉及經(jīng)經(jīng)驗(yàn)對象的的學(xué)問，那么“經(jīng)驗(yàn)”就是科科學(xué)內(nèi)部部要素。而科學(xué)學(xué)無論自自然科學(xué)學(xué)還是社會會科學(xué)必必定以經(jīng)經(jīng)驗(yàn)對象象為研究究課題。所以，說科學(xué)學(xué)演化的的動力在在科學(xué)內(nèi)部部實(shí)際是是指科學(xué)學(xué)中的理理論要素素和經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)要素的的相互作作用?，F(xiàn)代科學(xué)學(xué)的環(huán)境境也具有有

37、自組織織系統(tǒng)演演化的環(huán)環(huán)境特點(diǎn)點(diǎn)。從現(xiàn)代科科學(xué)來看看，科學(xué)學(xué)是一個個開放系系統(tǒng)，科科學(xué)與技技術(shù)、科科學(xué)與生生產(chǎn)、科學(xué)與社社會都有有著相互互作用。而相互互作用就就意味著著它們之之間相互互交換著著物質(zhì)、能能量和信信息。不不僅如此此，與以以往相比比，科學(xué)學(xué)與它們們的物質(zhì)質(zhì)、能量量和信息的的交換無無論是在在性質(zhì)上上還是在在數(shù)量上上都達(dá)到到了無可可比擬的的程度。技術(shù)供給給著科學(xué)學(xué)研究的的儀器設(shè)設(shè)備，有有了技術(shù)術(shù)科學(xué)才才有了進(jìn)進(jìn)一步深深入研究和大大規(guī)模研研究的可可能；試試想，如如果沒有有望遠(yuǎn)鏡鏡特別是是今天的的射電天天文望遠(yuǎn)鏡鏡，那么么對幾百百億光年年遠(yuǎn)的星星體我們們能有所所研究嗎嗎？如果果沒有顯顯微鏡特

38、別別是場隧隧道掃描描顯微鏡鏡，那么么微乎其其微的分分子原子子我們能能有所觀觀察嗎？反反過來，科學(xué)則則向技術(shù)術(shù)不斷輸輸送著創(chuàng)創(chuàng)造新技技術(shù)的思思想和理理論，在在科學(xué)的指指導(dǎo)下，技術(shù)從從個體的的手工方方式下解解放了出出來，從從工匠的的秘方演演變成了科科學(xué)的應(yīng)應(yīng)用?？瓶茖W(xué)與技技術(shù)日益益演變成成為一體體化的事事物，在在今天，科學(xué)和技技術(shù)就是是一枚硬硬幣的兩兩面，它它們已經(jīng)經(jīng)成了須須臾不可可分開的的事物了。今天的社社會化大大生產(chǎn)和和科學(xué)的的關(guān)系也也日益密密切起來來，與往往日相比比，古代和現(xiàn)現(xiàn)代科學(xué)學(xué)與社會會的相互互關(guān)系簡簡直不可可同日而而語。社社會化的的大生產(chǎn)產(chǎn)不斷向科科學(xué)提出出新的和和更高的的要求，它以

39、社社會需求求的方式式向科學(xué)學(xué)輸送信信息，以資資金支持持的方式式向科學(xué)學(xué)輸入物物質(zhì)和能能量，以以教育人人才向科科學(xué)輸入入后備力量量。它也也更希望望科學(xué)能能夠給它它提供更更多的財(cái)財(cái)富。科科學(xué)不負(fù)負(fù)眾望，的確為社社會創(chuàng)造造了源源源不斷的的財(cái)富。試問，社會生生活和生生產(chǎn)的豐豐富與提提高，又有有哪一點(diǎn)點(diǎn)沒有科科學(xué)的貢貢獻(xiàn)呢？在今天，社會與與科學(xué)在在兩者的的相互關(guān)關(guān)系上已已形成了了有效的的制度化化的建制和規(guī)規(guī)范。社社會對科科學(xué)的控控制不再再是古代代中國宮宮廷那種種為所欲欲為的控控制，也不不是那種種“命令式式”的行政政控制；而是一一種參量量控制。特別是是在市場條件件下，長長期以來來已經(jīng)形形成了一一種有效效的

40、市場場調(diào)節(jié)性性控制。通過資資金流動、社會需需求和政政府調(diào)節(jié)節(jié)等方式式來控制制科學(xué)，使科學(xué)學(xué)不僅有有效地服服務(wù)于社會會，而且且也為之之提供了了寬松的的適宜的的生長環(huán)環(huán)境，使使科學(xué)能能夠以自自組織的方方式演化化發(fā)展起起來?？茖W(xué)在自自己的演演化過程程中也向向社會不不斷地提提出更高高的要求求，它要要求社會更為為民主，要求社社會生產(chǎn)產(chǎn)和管理理更為科科學(xué)，要要求提高高人的素素質(zhì)。社社會為了利利用科學(xué)學(xué)和技術(shù)術(shù)，它也也必須按按照科學(xué)學(xué)的要求求或受科科學(xué)影響響而演化，社會會不得不不接受科科學(xué)的這這些信息息輸入；科學(xué)通通過將自自己的理理論、方方法和觀點(diǎn)點(diǎn)輸入給給社會教教育系統(tǒng)統(tǒng)，通過過科學(xué)家家本身的的社會活活動

41、，為為社會的的現(xiàn)代化培培養(yǎng)合格格人才，為社會會的科學(xué)學(xué)化、民民主化創(chuàng)創(chuàng)造條件件，從而而也為自自己的自組組織演化化創(chuàng)造著著條件。特別是是由于科科學(xué)認(rèn)識識活動也也有自己己演化行行為的承擔(dān)擔(dān)主體即即科學(xué)家家，并且且也形成成了自己己的社會會組織，有自己己的行為為規(guī)范，并并以自己己的社會會活動即即科學(xué)家家之間的的競爭和和協(xié)同來來激勵科科學(xué)研究；那么么這種行行為規(guī)范范也就和和社會的的行為規(guī)規(guī)范之間間形成相相互作用用，從而而對社會精精神生活活的演化化發(fā)生影影響和作作用。而而這種影影響一旦旦發(fā)生，就會產(chǎn)產(chǎn)生不可逆逆轉(zhuǎn)的作作用，就就會對社社會和科科學(xué)的進(jìn)進(jìn)步都產(chǎn)產(chǎn)生良好好的影響響?？茖W(xué)自組組織演化化的最重重要特

42、征征還表現(xiàn)現(xiàn)在科學(xué)學(xué)發(fā)展的的形式和和途徑上上?？茖W(xué)從古古代到現(xiàn)現(xiàn)代大致致經(jīng)歷了了三種形形態(tài)：古古代科學(xué)學(xué)、近代代科學(xué)和和現(xiàn)代科科學(xué)。我們們現(xiàn)在如如果把這這三種形形態(tài)的科科學(xué)放在在一起加加以比較較，就會會發(fā)現(xiàn)從從古代到現(xiàn)現(xiàn)代的科科學(xué)演化化是以分分叉的方方式分支支演化而而來的。我們知道道，古代代科學(xué)如如果以古古希臘科科學(xué)為例例，那么么其形態(tài)態(tài)即為自自然哲學(xué)。而而自然哲哲學(xué)的特特征即為為其中的的知識是是未分化化的、混混沌一片片的。按按照自組織織理論的的觀點(diǎn)，此即為為“無序”或“平衡態(tài)態(tài)混沌”。從古代進(jìn)進(jìn)入近代代，科學(xué)學(xué)開始了了分化?！翱茖W(xué)”（sciiencce ）一詞在在英文原意意上即分分門別類類的

43、知識識，所以以，當(dāng)西西方科學(xué)學(xué)傳入日日本時，日本人人非常準(zhǔn)確確地把科科學(xué)翻譯譯為分門門別類的的知識。而近人人康有為為再翻譯譯時始將將此詞譯為為（分）科（的的）學(xué)（問）。近代科科學(xué)從自自然哲學(xué)學(xué)脫胎而而來，首首先分化出出力學(xué)（其中又又分化為為靜力學(xué)學(xué)和動力力學(xué)），而后又又分化出出物理學(xué)學(xué)的若干學(xué)學(xué)科如聲學(xué)學(xué)、熱學(xué)學(xué)、電磁磁學(xué)，還還有化學(xué)學(xué)，生物物學(xué)等學(xué)學(xué)科。按按照自組織織理論的的觀點(diǎn)，此即為為“有序”即有結(jié)結(jié)構(gòu)狀態(tài)態(tài)。從近代到到現(xiàn)代，科學(xué)既既高度分分化又高高度綜合合。今日日科學(xué)已已是一個個層次紛繁結(jié)結(jié)構(gòu)嵌套套縱橫交交叉的網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)統(tǒng)。有人人統(tǒng)計(jì)，迄今為為止，科科學(xué)就其其門類而言言已有555000

44、 門以以上學(xué)科科，其中中非交叉叉學(xué)科約約有近330000 門，交叉學(xué)科25500 多門。（見李李喜先：“復(fù)雜的的科學(xué)系系統(tǒng)理論論及其應(yīng)應(yīng)用”，自自然辯證法法研究Voll.8， Noo.1，19992， 29933， 644）由該該數(shù)字可可以看出當(dāng)代代科學(xué)演演化的又又分化又又綜合的的趨勢，其中交交叉學(xué)科科的門類類就明顯顯地反映著著綜合的的網(wǎng)絡(luò)性性質(zhì)，而而非交叉叉學(xué)科的的門類之之多，也也說明分分化的趨趨勢有增無無減。按照自組組織理論論觀點(diǎn)，這一個個層次紛紛繁結(jié)構(gòu)構(gòu)嵌套縱縱橫交叉叉的網(wǎng)絡(luò)絡(luò)系統(tǒng)即為遠(yuǎn)遠(yuǎn)離平衡衡的“混沌”，或正正在走向向遠(yuǎn)離平平衡的“混沌”。這樣樣，從迄今為為止科學(xué)學(xué)演化的的全過程程來

45、看，科學(xué)發(fā)發(fā)展的道道路正是是自組織織系統(tǒng)演演化的道路路，即從從無序走走向有序序，再從從有序走走向非平平衡混沌沌。科學(xué)的分分叉發(fā)展展，使科科學(xué)演化化的過程程結(jié)構(gòu)成成為一種種“樹狀”結(jié)構(gòu)。而自然界界的樹木木已被科科學(xué)家證證明是典典型的自自組織結(jié)結(jié)構(gòu)“分形”（fraactaal）。我們已已經(jīng)找到到了從一一種科學(xué)學(xué)研究方方向或一一個學(xué)科科研究演演化出多種科科學(xué)研究究方向或或多個學(xué)學(xué)科研究究的案例例（19944 年榮獲獲諾貝爾爾物理學(xué)學(xué)獎金的物物理學(xué)家家I.II. RRabii 的分分子束核核磁共振振實(shí)驗(yàn)研研究分叉叉為各種種核磁共振研究究和其它它研究分分支是一一個極有有典型意意義的案案例，見見吳彤：“論

46、科學(xué)的自組組織演化化”，內(nèi)內(nèi)蒙古社社會科學(xué)學(xué)19995 年第6 期）；至于科科學(xué)從古代到現(xiàn)現(xiàn)代演化化出55500 門之眾眾的學(xué)科科更是很很好的案案例。這這些演化化的圖象象都是“樹樹狀”的分形形。這表表明，演演化中的的科學(xué)是是具有分分形結(jié)構(gòu)構(gòu)的過程程系統(tǒng)。科學(xué)演化化所采取取的發(fā)展展途徑也也是自組組織的典典型途徑徑。一般般而言，系統(tǒng)在自組組織演化化時，往往往采取取相變的的方式。物理學(xué)學(xué)意義上上的相變變，常常常有兩種典典型途徑徑：即經(jīng)經(jīng)過臨界界點(diǎn)的性性質(zhì)突變變的相變變，在臨臨界點(diǎn)以以下的狀狀態(tài)突變的的相變；至于臨臨界點(diǎn)以以上的漸漸變由于于不能使使系統(tǒng)從從一種狀狀態(tài)（或或性質(zhì)）改改變到另另一種狀狀態(tài)（

47、或或性質(zhì)），因此此不能稱稱之為“相變”。不過過，在第二種種相變中中，系統(tǒng)統(tǒng)狀態(tài)的的改變由由于不是是一下子子完成的的，因而而常常把把這種相變變稱之為為漸變式式相變。這兩種種相變有有一個很很奇怪的的特點(diǎn)，即如果果是性質(zhì)突突變的相相變，那那么它在在狀態(tài)上上就表現(xiàn)現(xiàn)為兩種種狀態(tài)你你中有我我我中有有你的無法法區(qū)分的的情形，而如果果是狀態(tài)態(tài)突變的的相變，那么在在性質(zhì)上上就不發(fā)發(fā)生突變?？茖W(xué)也也是這樣樣，科學(xué)學(xué)演化有有兩種方方式（三三種途徑徑）即科科學(xué)革命命（有兩種種不同形形式的科科學(xué)革命命）和科科學(xué)進(jìn)化化。首先先，我們們把正確確的理論論取代錯誤誤的理論論、或在在科學(xué)基基礎(chǔ)觀念念（如時時空觀、物質(zhì)觀觀等）和

48、和基本思思維方式上上發(fā)生了了重大變變革的科科學(xué)演化化稱為科科學(xué)革命命，把科科學(xué)在常常規(guī)階段段的不超出出原有理理論的基基本思想想和基礎(chǔ)礎(chǔ)的演化化它常常常表現(xiàn)現(xiàn)為量的的擴(kuò)張稱為為科學(xué)進(jìn)進(jìn)化。在在這樣定定義后，我們就就會發(fā)現(xiàn)現(xiàn)，科學(xué)學(xué)革命就就像物理理學(xué)意義上上的相變變一樣，有兩種種相變，正確的的理論取取代錯誤誤的理論論，這種種科學(xué)革命命相當(dāng)于于狀態(tài)突突變的相相變，因因?yàn)楦锩昂蟮牡睦碚撏晖耆莾蓛煞N狀態(tài)態(tài)不同的東東西，而而科學(xué)基基礎(chǔ)觀念念（如時時空觀、物質(zhì)觀觀等）和和基本思思維方式式上發(fā)生了了重大變變革的科科學(xué)革命命是根本本性質(zhì)發(fā)發(fā)生了突突變，而而革命前前后的理理論形態(tài)則則具有內(nèi)內(nèi)在繼承承性即理理

49、論狀態(tài)態(tài)未發(fā)生生突變，所以它它相當(dāng)于于性質(zhì)突突變的相變變。前一一種科學(xué)學(xué)上的相相變?nèi)绺绺绨啄崛杖招恼f取取代托勒勒密地心心說，后后一種科學(xué)學(xué)上的相相變?nèi)绐M狹義相對對論對經(jīng)經(jīng)典力學(xué)學(xué)的繼承承和發(fā)展展。而那那種經(jīng)常常性的、科科學(xué)家對對科學(xué)中中的常規(guī)規(guī)問題的的研究則則可以稱稱之為科科學(xué)的進(jìn)進(jìn)化，它它帶來的是是科學(xué)的的點(diǎn)滴的的進(jìn)步，但是這這種點(diǎn)滴滴的進(jìn)步步的日積積月累最最終也為為科學(xué)的革革命奠定定了基礎(chǔ)礎(chǔ)。正如如德國物物理學(xué)家家勞厄所所說：一門科學(xué)學(xué)的歷史史只能記記載科學(xué)學(xué)研究的的高峰以以及參加加這些研研究的那些人。但自從從十七世世紀(jì)以來來，有成成千上萬萬不知名名的人曾曾把物理理學(xué)向前推進(jìn)進(jìn)，他們們獻(xiàn)身

50、于于這門科科學(xué) .有時時還做出出了自我我犧牲。但是，他們的工工作決不不是多余余的，也也31不是徒勞勞無益的的。只有有這許多多人的默默默的協(xié)協(xié)作才能能完成大大量必要要的觀察和計(jì)計(jì)算，保保證了科科學(xué)的持持續(xù)前進(jìn)進(jìn)。只有有多種多多樣的興興趣和才才能才防止了了把科學(xué)學(xué)研究限限制在少少數(shù)幾個個預(yù)先規(guī)規(guī)定的方方向里；這許多多人的作用過過去是、現(xiàn)在還還是做出出卓越的的或者甚甚至是天天才的貢貢獻(xiàn)的必必不可少的準(zhǔn)準(zhǔn)備。 .物理理學(xué)是集集體的貢貢獻(xiàn)，這這也是一一個歷史史事實(shí)。（Mvv勞厄：物理理學(xué)史，商務(wù)務(wù)印書館館19778 年年版，第第11 頁）由此可見見，科學(xué)學(xué)演化的的基本途途徑有三三，即臨臨界（性性質(zhì)）突突

51、變、非非臨界（狀態(tài)態(tài)）突變變、積累累性漸變變。而演演化的方方式則采采取分叉叉的方式式，采取取你中有我我我中有有你的交交互作用用（即表表現(xiàn)為“循環(huán)”或“超循環(huán)環(huán)”Hypperccyclle）的形式式，或革革命或進(jìn)進(jìn)化。當(dāng)當(dāng)然，科科學(xué)之所所以采取取分叉和循環(huán)或或超循環(huán)環(huán)的演化化形式是是長期演演化的自自然結(jié)果果；是因因?yàn)檫@些些形式可可以最有效效地利用用有限的的物質(zhì)、能量和和信息，是因?yàn)闉檫@些形形式是反反映系統(tǒng)統(tǒng)內(nèi)部各個個子系統(tǒng)統(tǒng)或要素素之間非非線性相相互作用用的最佳佳形式?？茖W(xué)在在自組織織的演化過過程中自自發(fā)地找找到了這這些形式式，而這這些形式式一旦出出現(xiàn)，又又反過來來促進(jìn)了科科學(xué)的自自組織演演化。

52、三科學(xué)發(fā)發(fā)現(xiàn)的自自組織觀觀點(diǎn)（一）科科學(xué)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)的環(huán)境境、條件件第一，科科學(xué)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)和更一一般的科科學(xué)研究究首先需需要一個個開放的的環(huán)境：有充分的科科學(xué)交流流。W. I.B. 貝弗里里奇指出出，“一個人人如果被被隔絕于于世，接觸不到到與他有有同樣興興趣的人人，那么么，他自自己是很很難有足足夠的精精力和興興趣來長期期從事一一項(xiàng)研究究的。 .這正正如培養(yǎng)養(yǎng)細(xì)菌時時需要有有幾個有有機(jī)個體，生火火時必須須有幾根根柴一樣樣?！保╓. I.BB. 貝貝弗里奇奇：科科學(xué)研究究的藝術(shù)，科學(xué)出出版社，第1661 頁頁）通過過與同事事討論、合作研研究、閱閱讀論文、參加加學(xué)術(shù)會會議等方方式，科科學(xué)成為為了一種種頗有成成

53、效的、名副其其實(shí)的“遠(yuǎn)離平衡”的交流流開放系系統(tǒng)，而而這正是是科學(xué)系系統(tǒng)自組組織的前前提條件件。第二，進(jìn)進(jìn)入科學(xué)學(xué)研究問問題研究究領(lǐng)域的的科學(xué)家家（包括括理論科科學(xué)家和和實(shí)驗(yàn)科學(xué)家家）的數(shù)數(shù)量越來來越多，質(zhì)量越越來越好好，產(chǎn)生生發(fā)現(xiàn)的的可能性性就越大大。定性地看看，這使使科學(xué)研研究的物物質(zhì)、能能量和信信息輸入入越來越越大，從從而達(dá)到到或越過“閾限”，即為為引發(fā)“發(fā)現(xiàn)”創(chuàng)造了了條件；而科學(xué)學(xué)家之所所以被吸吸引到某一一科學(xué)研研究領(lǐng)域域來，用用科學(xué)社社會學(xué)家家默頓的的話說，那是科科學(xué)活動動的價值關(guān)關(guān)聯(lián)性質(zhì)質(zhì)造成的的，即科科學(xué)家通通?？偸鞘沁x擇那那些與當(dāng)當(dāng)時占主主導(dǎo)地位位的價值和和興趣密密切相關(guān)關(guān)的問

54、題題作為研研究課題題的（默默頓：十七世世紀(jì)英國國的科學(xué)、技術(shù)與與社會，四川川人民出出版社，19886 年年版，第第73 頁）。第三，從從科學(xué)研研究的背背景研究究來看，所有研研究的資資料都具具有非特特定輸入的特特點(diǎn)，即即它們都都不是直直接針對對“發(fā)現(xiàn)問問題”的。第四，問問題是逐逐步清晰晰的、明明朗的，并且是是問題在在引導(dǎo)科科學(xué)家，從自組織科科學(xué)的觀觀點(diǎn)看，先前模模糊而后后清晰的的問題就就像某種種自組織織的“吸引子”一一樣，規(guī)規(guī)范了科科學(xué)家，而不是是相反?？茖W(xué)家家被問題題所吸引引，問題題引導(dǎo)了科科學(xué)家，而后，問題經(jīng)經(jīng)過科學(xué)學(xué)家的研研究變得得比先前前清晰了了，這清清晰了的問問題又進(jìn)進(jìn)一步吸吸引科學(xué)學(xué)

55、家，規(guī)規(guī)范科學(xué)學(xué)家，這這一點(diǎn)實(shí)實(shí)際是反反映科學(xué)學(xué)發(fā)現(xiàn)為自自組織的的最本質(zhì)質(zhì)的特征征之一。33（二）科科學(xué)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)的自組組織的動動力現(xiàn)在再讓讓我們進(jìn)進(jìn)一步來來討論科科學(xué)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)的自組組織動力力。許多學(xué)者者都從心心理學(xué)角角度尋求求科學(xué)發(fā)發(fā)現(xiàn)的動動力，認(rèn)認(rèn)為可以以從心理理需求（如按按馬斯洛洛五層次次需求理理論）即即自我實(shí)實(shí)現(xiàn)需求求來解釋釋科學(xué)家家科學(xué)研研究和科學(xué)學(xué)發(fā)現(xiàn)的的動力，這甚至至可以說說是解釋釋的主潮潮流與主主傳統(tǒng)。例如，愛因斯坦坦表示，沒有什什么合乎乎邏輯的的方法能能導(dǎo)致這這些基本本定律的的發(fā)現(xiàn)。有的只是是直覺的的方法，輔之以以對現(xiàn)象象背后的的規(guī)律有有一種愛愛好。（W. I.BB.貝弗里奇奇：科

56、科學(xué)研究究的藝術(shù)術(shù)，科科學(xué)出版版社，第第60 頁）科科學(xué)哲學(xué)學(xué)家波普爾說：“不論真真假，我我對這個個問題的的觀點(diǎn)是是，沒有有獲得新新思想的的邏輯方法，或或這個過過程的邏邏輯重建建。我的的觀點(diǎn)可可以這樣樣表達(dá)：一切科科學(xué)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)都包含著著非理性性因素，或柏柏格森意意義上的的創(chuàng)造性性直覺?！保↘.poppper，“Thee Loogicc off Sccienntiffic Disscovveryy，”TheePhiilossophhyof SScieencee，ediitedd byy Riichaard Boyyd，P.GGspeer，J.DD.Trroutt.Thhe MMITPresss，

57、19991.p. 1000）不錯錯，從科科學(xué)家個個人來看看，他們們從事科科學(xué)創(chuàng)造造活動有其其個人的的動機(jī)，或出于于功利，或出于于智力興興趣，或或出于更更高的信信仰，等等等。但是是，無論論科學(xué)家家個人出出于哪種種動機(jī)，都能保保證他做做出科學(xué)學(xué)發(fā)現(xiàn)嗎？顯然不不能。所所以，在在科學(xué)家家個人來來看，“科學(xué)發(fā)發(fā)現(xiàn)”于是就就成了某種“奇遇”。例如如，細(xì)菌菌學(xué)家史史密斯認(rèn)認(rèn)為，“新發(fā)現(xiàn)現(xiàn)是一種種奇遇，而不是思思維邏輯輯過程的的結(jié)果。敏銳的的、持續(xù)續(xù)的思考考之所以以有必要要，是因因?yàn)樗苁故刮覀兪际冀K沿著著選定的的道路前前進(jìn)，但但并不一一定會通通向新發(fā)發(fā)現(xiàn)?！保╓.I.B. 貝弗弗里奇：科學(xué)學(xué)研究的的藝術(shù)，科

58、學(xué)學(xué)出版社社，第886 頁頁）這句句話后半部分分是對的的，前半半部分是是錯的?？茖W(xué)發(fā)發(fā)現(xiàn)絕不不是科學(xué)學(xué)家的“奇遇”（想想巴巴斯德的的名言：機(jī)遇只只偏愛有有準(zhǔn)備的的頭腦），也不不是科學(xué)學(xué)家在那那里苦思冥冥想的結(jié)結(jié)果，能能否做出出“發(fā)現(xiàn)”首先是是由被發(fā)發(fā)現(xiàn)的對對象決定定的?！鞍l(fā)現(xiàn)”不是“發(fā)明”，首先先得有被被發(fā)現(xiàn)的的對象存存在才能能做出發(fā)發(fā)現(xiàn)；這這一點(diǎn)正如如R.KK. 默默頓所說說：“科學(xué)家家的工作作在每一一點(diǎn)上受受到他所所探討的的現(xiàn)象的內(nèi)在在要求的的影響，并且或或許同樣樣直接地地受到他他對其他他科學(xué)家家可以推推知的批判判態(tài)度或或?qū)嶋H批批評的反反應(yīng)的影影響，受受到他自自己的行行為以符符合于這這些批

59、判態(tài)態(tài)度的這這種調(diào)整整的影響響?！保ㄒ奟. K. 默頓頓：十十七世紀(jì)紀(jì)英國的的科學(xué)、技技術(shù)與社社會，四川人人民出版版社19986 年版，第3333 頁頁）也正正如B.巴伯所說說：“科學(xué)發(fā)發(fā)現(xiàn)不是是那些不不可解釋釋的個人人天才之之神秘的的產(chǎn)物；而是部分地地能加以以說明的的社會過過程的結(jié)結(jié)果，在在此過程程中，個個人和社社會都各各盡所能各各司其職職?！保˙. 巴伯：科學(xué)學(xué)與社會會秩序三聯(lián)書書店19991 年版，第2222 頁）其其次，從從主觀上上看，保保證“發(fā)現(xiàn)”的是研研究是否否對路，即主觀是是否符合合客觀。而對路路與否則則依賴于于研究的的問題。再進(jìn)一一步地看看，問題的揭揭示又依依賴于一一定理論論指

60、導(dǎo)下下的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)。這里里出現(xiàn)了了三個要要素：問問題、理論論和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)。我們們認(rèn)為，正是這這三個要要素的相相互作用用成為科科學(xué)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)的動力。理論和和實(shí)驗(yàn)的的不和諧諧或矛盾盾引發(fā)問問題，問問題又進(jìn)進(jìn)一步推推動對理理論的研究究，推動動實(shí)驗(yàn)的的發(fā)展。實(shí)驗(yàn)和和理論的的再次作作用，又又使問題題進(jìn)一步步深化、細(xì)細(xì)化，從從而推動動研究不不斷進(jìn)步步。細(xì)心心人會看看出，這這里有一一個三要要素的循環(huán)環(huán)作用圈圈（如圖圖0.11 所示示）。考察科學(xué)學(xué)家進(jìn)行行研究的的過程，不難看看出，科科學(xué)家的的原初動動機(jī)一般般只是想要建建立一個個更抽象象的理論論或驗(yàn)證證性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)，真正正推動他他的，一一個是先先前的理論論它使使他不滿滿意從而