摘 要：在對線性科學(xué)和非線性科學(xué)關(guān)系的辯證分析基礎(chǔ)上，對非線性科學(xué)的發(fā)展有可能引起另一種科學(xué)——第二種科學(xué)的觀點提出質(zhì)疑，但對非線性科學(xué)對人類思維方式的深遠影響，特別是對推動人類“右腦革命”，以及可持續(xù)發(fā)展的作用給予了高度評價。

　　關(guān) 鍵 詞：核心論文發(fā)表,非線性科學(xué),第二種科學(xué),右腦革命

　　非線性科學(xué)是研究非線性問題的共性的一門新的交叉學(xué)科。它自20世紀70年代崛起，短短的30年時間為科學(xué)發(fā)展開辟出新的廣闊天地，取得了令人矚目的成果，愈益引起人們的廣泛關(guān)注。怎樣正確認識非線性科學(xué)與線性科學(xué)的相互關(guān)系，它會不會引出另一種全新的科學(xué)——第二種科學(xué)，非線性科學(xué)的研究成果會引起哪些思維方式的變革，這些問題的研究不僅有益于非線性科學(xué)的正確發(fā)展，而且能夠促進哲學(xué)的進步。

　　一、非線性科學(xué)與線性科學(xué)

　　“線性”與“非線性”是一對數(shù)學(xué)名詞。“線性”是指兩個變量具有正比例的關(guān)系，它在笛卡兒坐標平面上表示為一條直線。“非線性”是指兩個變量之間沒有像正比例那樣的“直線”關(guān)系。經(jīng)典科學(xué)并不是純粹的線性科學(xué)，它也含有非線性方程，其實牛頓的萬有引力方程就是非線性的。但經(jīng)典科學(xué)從其研究方法講則是線性科學(xué)，這是因為經(jīng)典科學(xué)面對著非線性現(xiàn)象，總是要設(shè)法略去非線性因素或者把非線性問題簡化為線性問題來處理。線性化是經(jīng)典科學(xué)廣泛采用的研究方法，所以經(jīng)典科學(xué)也被叫做線性科學(xué)。應(yīng)該承認線性科學(xué)的線性化方法已經(jīng)取得了巨大的成功，并將繼續(xù)在人類知識擴展和生產(chǎn)、生活實踐中發(fā)揮不可替代的重要作用。而當今很多科學(xué)家和哲學(xué)家在宣講非線性科學(xué)時總要展示線性科學(xué)在某些領(lǐng)域的無能，卻很少提及線性科學(xué)及線性化方法的巨大成功方面，這不是全面的辯證認識。

　　不可否認，線性科學(xué)的線性化方法有其自身的局限。最近幾十年興起的非線性科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，非線性系統(tǒng)往往存在間斷點、奇異點，在這些點附近的系統(tǒng)行為完全不允許作線性處理。“非線性因素是系統(tǒng)出現(xiàn)分叉、突變、自組織等非平庸行為的內(nèi)在根據(jù)，用線性化處理所‘化’掉的恰好是這類奇異行為”[1]。非線性現(xiàn)象的研究價值就在于保留非線性特性，揭示非線性規(guī)律。所以，在生命運動、生態(tài)演化、氣象變化等復(fù)雜的非線性問題處理上，線性科學(xué)就顯得無能為力，不能代替非線性科學(xué)而一霸天下。

　　我們所面對的世界既有清晰事物、線性關(guān)系、周期運動、整形等簡單現(xiàn)象，也有模糊事物、非線性關(guān)系、混沌、分形等復(fù)雜現(xiàn)象。線性科學(xué)研究適用于簡單現(xiàn)象，非線性科學(xué)研究適用于復(fù)雜現(xiàn)象。線性科學(xué)在其適用范圍內(nèi)簡便、有效，易于為人們所接受，已成為世界觀、方法論而深入人心。而非線性科學(xué)則因其“復(fù)雜性”，在短期內(nèi)還只能局限于專家、學(xué)者的小圈子里研究，很難為大眾普遍理解、認同，成為全社會的普遍科學(xué)觀念與文化意識。所以，非線性科學(xué)不可能取代線性科學(xué)而一枝獨秀。

　　非線性科學(xué)認為，世界的本質(zhì)是非線性的，而線性是非線性的特例。正像牛頓力學(xué)是愛因斯坦相對論在宏觀低速運動情況下的特例一樣，我們可以把線性科學(xué)看作是非線性科學(xué)向線性條件的逼近。也正如牛頓力學(xué)的這種近似處理方法足以適用于我們的日常生活而被保留，線性科學(xué)同樣也不能簡單地被否定。“整形幾何與分形幾何，精確性科學(xué)與模糊性科學(xué)，線性科學(xué)與非線性科學(xué)，簡單性科學(xué)與復(fù)雜性科學(xué)，都是人類認識和改造世界的智力武器，既不能以前者否定后者，也不能以后者否定前者”[2]。

　　二、非線性科學(xué)與“第二種科學(xué)”

　　從20世紀70年代開始，一種新的科學(xué)方法論在不知不覺中萌生，這就是整體論或稱機體論，或稱“逾層凌域分析方法論”。“逾”者，貫通;“凌”者，侵犯。逾層，求得層次溝通;凌域，鼓勵主動進入其它學(xué)科門類。劉華杰先生認為，“與新的科學(xué)方法論相對應(yīng)的新科學(xué)，就是我們所說的‘第二種科學(xué)”[2]，“我們有理由期望幾百年后，非線性科學(xué)的發(fā)展引起另一種科學(xué)，即第二種科學(xué)”[2]。“第二種科學(xué)”按字面理解，無非是不同于“第一種科學(xué)”的科學(xué)。我們可以抽象地假定“第二種科學(xué)”的概念，但其具體內(nèi)容卻頗費思量。我們面對著同一世界，竟還能構(gòu)想出兩種不同的科學(xué)體系?若真有兩種不同的科學(xué)體系，我們大概也只能擇其一，因為我們需要一個統(tǒng)一、完整的世界知識。也就是說，我們只能認可一種科學(xué)體系，我們應(yīng)該慶幸生活在一種科學(xué)圖景里。

　　非線性科學(xué)是從線性科學(xué)中自然引申出來的，沿襲了線性科學(xué)的幾乎所有規(guī)范，在這種意義上可以說新舊科學(xué)是“可通約的”，可還原的。劉華杰先生認為：“強調(diào)新舊科學(xué)之間的可通約性、連續(xù)性，并不等于否認科學(xué)的革命性”[2]。我們承認科學(xué)的革命性，但科學(xué)革命并不意味著第二種科學(xué)的成立。科學(xué)革命在科學(xué)史上并不鮮見，如哥白尼日心說對托勒密地心說的天文學(xué)革命，愛因斯坦相對論對牛頓力學(xué)的物理學(xué)革命，但歷史上的科學(xué)革命從未引發(fā)第二種科學(xué)，這也是歷史事實。我們也承認非線性科學(xué)的意義深遠，可以與相對論、量子力學(xué)相媲美，但相對論與量子力學(xué)都沒有引出第二種科學(xué)，若說非線性科學(xué)將引出第二種科學(xué)，則有過譽之嫌。即使是非線性科學(xué)對線性科學(xué)具有根本性的方法變革，但會不會引出第二種科學(xué)仍難以斷言，因為科學(xué)史上沒有先例。

　　劉華杰先生雖然使用“第二種科學(xué)”一詞，但同時承認第二種科學(xué)與第一種科學(xué)在相當長時期內(nèi)將并存，在并存階段具有相似的科學(xué)規(guī)范，第二種科學(xué)照樣大量使用還原論方法，只是不限于此。如此看來，“第二種科學(xué)”空有其名。我們不贊同“第二種科學(xué)”的概念，是因為它有與第一種科學(xué)相區(qū)別乃至對立的暗示，也有否定經(jīng)典科學(xué)之嫌。非線性科學(xué)就是它自身，無須第二種科學(xué)來揚名。

　　三、非線性科學(xué)與思維方式變革

　　斷言非線性科學(xué)將引發(fā)“第二種科學(xué)”未必可信，但非線性科學(xué)的重大方法論意義卻不容置疑，它也必將推動人類思維方式的變革。

　　(1)科學(xué)研究中的簡單性研究方法并不是普遍有效的，對復(fù)雜現(xiàn)象用復(fù)雜性科學(xué)方法來處理，往往能夠簡化問題。簡單性研究方法是經(jīng)典科學(xué)的傳統(tǒng)方法，它由來已久。古希臘畢達哥拉斯學(xué)派的美學(xué)原則，中世紀學(xué)者奧卡姆的剃刀，近代的還原分析及線性化方法其實都是簡單性研究方法的不同表現(xiàn)。隨著科學(xué)的不斷進步，科學(xué)的研究對象也就必然從簡單性問題逐漸轉(zhuǎn)向復(fù)雜性問題。現(xiàn)代科學(xué)發(fā)現(xiàn)了大量復(fù)雜現(xiàn)象，而線性科學(xué)的簡單性研究方法不適用于復(fù)雜現(xiàn)象研究，若我們?nèi)员е�簡單性研究方法不放，就會陷入形而上學(xué)思維，無益于問題的解決。“對于真正的復(fù)雜性，用簡單性科學(xué)方法建立的模型往往顯得繁難而無效，用復(fù)雜性科學(xué)方法建立的模型反而簡單有效”[1]。

　　(2)深刻理解事物的內(nèi)在隨機性，學(xué)會與偶然性相處。按照牛頓力學(xué)觀點，在一確定性系統(tǒng)，從兩個相鄰的初值引出的兩條軌道會從始至終相互接近，初值的細微差別只會引起軌道的細微偏離。而非線性系統(tǒng)的方程雖然是確定的，但由于其內(nèi)在隨機性，系統(tǒng)就成為不可預(yù)測的，表現(xiàn)為系統(tǒng)對初值的敏感性，即“差之毫厘，謬以千里”。正像美國氣象學(xué)家洛侖茲夸張地說，一只蝴蝶在巴西的熱帶雨林中扇動幾下翅膀，幾周后便會在美國的德克薩斯引起一場巨大的龍卷風。這說明某些復(fù)雜系統(tǒng)是不可準確預(yù)測的，人們要想控制一切的愿望并不能成為最終的現(xiàn)實。

　　(3)對事物不單可以有因果解釋，也可以有“目的”解釋。我們所說的“目的”不同于亞里士多德的“目的因”，而是非線性科學(xué)中各式各樣的“吸引子”。以洛侖茲動力學(xué)方程為例，這個系統(tǒng)的運動軌跡在圖上表示就像一只展開了雙翼的蝴蝶。在這個蝴蝶上，確定性和隨機性被有機地結(jié)合在一起。一方面，系統(tǒng)運動的軌跡以A、B兩點為中心纏繞著，決不遠離它們而去，這是確定性的，表明系統(tǒng)未來的運動被限制在一個明確的范圍之內(nèi)，系統(tǒng)運動是有方向、有目的的。另一方面，系統(tǒng)運動軌跡纏繞的規(guī)則是隨機的，軌跡繞A若干圈后被甩到B附近，繞B若干圈后再回到A附近。如此反復(fù)無窮，關(guān)鍵在于每次繞A或繞B的 圈數(shù)和圈的大小都是隨機的，無法判定在某一時刻系統(tǒng)究竟是運動到A或B附近。由此可見，不論系統(tǒng)的初值如何，吸引域中任一軌道總要纏繞在吸引子附近，表現(xiàn)出一定的目的性。對于非線性復(fù)雜事物，雖然我們不能給出細節(jié)的明確原因解釋、確定的因果分析，但事物自身的目的性就可以作為它自身行為的某種解釋。

　　(4)非線性相互作用才會造成混沌，才是創(chuàng)造的真正根源。邏輯思維囿于線性的推理規(guī)則，注重因果分析，它適用于科學(xué)常規(guī)時期的“解題”活動;而非邏輯思維則是信仰、審美、心理、文化、知識等各方面的非線性相互作用，它常常會引發(fā)想象、直覺、靈感，成為科學(xué)創(chuàng)造的前提，引發(fā)科學(xué)革命。美國科學(xué)哲學(xué)家?guī)於髡J為，正因為這兩種思維各有所長，一個成功的科學(xué)家就需要同時兼?zhèn)溥@兩種思維與性格，并使之達到合適的平衡，這就是“必要的張力”。

　　(5)非線性科學(xué)的發(fā)展將推動人類“右腦革命”，影響人類文明進程。20世紀70年代美國著名生物學(xué)家羅杰•斯佩里教授揭開了人的左右腦功能之謎，指出人的左腦是處理言語，進行抽象、細節(jié)分析和邏輯思維活動的控制中樞，體現(xiàn)著連續(xù)性、有序性、分析性的特征;而人的右腦則是處理表象，進行非言語、形象和直覺思維的控制中樞，體現(xiàn)著不連續(xù)性、發(fā)散性、整體性的特征。伴隨人類語言的產(chǎn)生，人類抽象的、概括的、邏輯的思維方式便日趨發(fā)達和完善，左腦功能得到了極大地開發(fā)，人類文明因而也呈現(xiàn)出“線性科學(xué)”的特征。但是，如果過分依賴左腦，線性的思維方式被推向極端，就會使人類思維走上歧路，造成人類 文明危機。伴隨著科學(xué)的不斷進步，科學(xué)知識的愈益膨脹，而人類對于自然的理解卻越來越少，自身生活的意義也越來越暗淡了。當我們面對著一盆色彩艷麗的鮮花，它在怎樣的情形下更真實呢?是它在感性直觀的意義上被知覺，還是在它被取作一定的頻率和波長被認識的時候。人類的發(fā)展不僅需要數(shù)學(xué)的計算，也需要詩的沉思。我們只有放棄左腦思維的徹底統(tǒng)治，“不僅自然和世界得到了它們的自主和尊嚴，而且人也才得到他的人性”[3]。當今非線性科學(xué)的發(fā)展為推動右腦革命提供了絕好的契機：非線性方法的日益普及、廣泛使用，無疑會促進右腦功能的開發(fā);右腦功能的開發(fā)反過來又會更進一步地促進非線性科學(xué)的進步。“掙脫‘邏輯’的枷鎖，打破左腦思維的一霸天下，徹底改變教育以及現(xiàn)代生活‘重左輕右’的狀況，把右腦的創(chuàng)造性功能從被壓抑的狀態(tài)下解放出來”[4]，確保人類文明走上可持續(xù)發(fā)展道路，這就是非線性科學(xué)對人類思維乃至人類文明的深層影響。

　　非線性科學(xué)極大地改變了我們的思維方式，因為非線性科學(xué)本身真正體現(xiàn)出了經(jīng)典科學(xué)向現(xiàn)代科學(xué)轉(zhuǎn)變所引發(fā)的思維方式變革，這就是：“從絕對走向相對;從單義性走向多義性;從精確走向模糊;從因果性走向偶然性;從確定走向不確定;從可逆性走向不可逆性;從分析方法走向系統(tǒng)方法;從定域論走向場論;從時空分離走向時空統(tǒng)一”[5]。

　　參考文獻：

　　[1] 苗東升.把復(fù)雜性當作復(fù)雜性來處理[J].科學(xué)技術(shù)與辯證法，1996，(1)：12-13.

　　[2] 劉華杰.方法的變遷和科學(xué)發(fā)展的新方向[J].哲學(xué)研究，1997，(11)：21-23.

　　[3] 岡特•紹伊博爾德.海德格爾分析新時代的技術(shù)[M].北京：中國社會科學(xué)出版社，1993.193.

　　[4] 劉景釗，歐陽絳.對人類思維發(fā)展進程的反思[J].科學(xué)技術(shù)與辯證法，1992，(4)：55.

　　[5] 宋健.現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)知識[M].北京：科學(xué)出版社和中共中央黨校出版社，1994.48.