思维科学探索-第14章
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脑的信息处理层面到认识层面是否还有别的中间环节？
事实上，在谋求把思维科学的成果应用于计算机时，这
一系列的子问题都是我们必须认真考虑的。
、把提高思维效率作为思维科学应用的一个重要方
面。我们常说学习效率和工作效率，其实，哪一样也离不开
思维效率。与此有关的学科有：情报学、教育心理学、决策
技术、科学方法论等等。
第四组，思维科学的理论。它至少应该包括以下学科：
、思维规律学。要从整体上探索思维的规律；根据现
代科学技术的成果，作出关于思维的较为合理的模型，并进
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没有丝毫帮助的？为此， 科学来对
待。
其二，无论是研究思维科学的方法，还是对于思维科学
的体系，都应该持开放性态度。我们必须明白：对于这样一
门新兴学科（包括体系、性质和方法），只能说是“部分地
知道了”，而不是“完全知道了”。事实上，认为自己“完
全知道了”，也就是僵化和封闭的开始，那必将堵塞自己前
进的道路。同志们，可要警惕啊
～ ～
七
一步探寻思维的具体机制。
、形象思维学。形象，包括些什么？通过感官产生形
什么？
象思维的具体机制是什么？
逻辑范围？如果不仅如此，那么，还有什么样的逻辑思维？
有什么特征？
、逻辑思维学。我们所说的逻辑思维是否仅限于形式
、灵感思维学。灵感，如果有的话，它是怎样发生的？
、创造性思维学。创造性思维的发生过程及其特征是
、社会思维学。在这里，要强调思维的社会特征。
思维科学，总的来说，目前还只是个婴儿，其理论
就更加不成熟了，这是必须明确的一点。
有两个问题是必须明确的：
其一，是搞思维科学，还是搞思维哲学？如果提出那些
谁也没法肯定、又没法否定的命题，对于思维科学的进展是
首先要把思维科学当作
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科学的思维方法乃是行动的指南
方 锦清
（中国科学院原子能研究所）
科学理论的任务不仅以新的知识充实科学，而且在于是
供解决问题的方法论，以促进科学的繁荣昌盛。显然，新发
现的最根本的意义就在于改变和完善提出的解决研究课题的
方式，形成新的“生产资料”，并加强科学思维和科学活动
的武装，发展科学方法的基础。因此，任何重大发现在科学
方法及其特征的发展中，具有重大的意义。
本文试图以普利高津创立的耗散结构理论为例，剖析其
成功的方法，探讨重大发现中的科学方法论的意义及其对我
们的启迪。
普利高津在回顾他创立耗散结构理论的二十年艰苦历程
时说：并“不是因为这个问题困难，而是我们不知道怎样确
定我们的行动的方向。”①这就一语道破了科学的思维方法
即行动的指南和理论是何等地重要！
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，而且占优势的思
维技巧因子：高瞻远瞩、思想敏捷、善于组织、经验丰富、富
有想象、构思严谨、分析演绎运用自如、精深博广、善于用才、
联合攻关，因此他能率领研究集体，快、准、狠地找到关键
法和
其实，普利高津科研的大方向、总目标是十分明确的，
这里指的是具体的行动方向一开始是捉摸不定的。通常一个
重大课题可能有几个人或集体在竞争，谁能领先取得重大突
破则取决于谁能充分运用和发挥科学的思维方法和科学活动
的装备。在同等装备下思维技巧诸因子的发挥程度就是决定
的因素，谁能充分发挥优势，谁就能攻克关键所在，把智慧
和才能集中到刀刃上，从而优先作出新的发现和创造。
于是，自然就会提出：普利高津究竟是运用哪些思维方
维技巧因子，从而找准具体方向和目标呢？回答很简
单：通过对问题的反复思考和同合作者不断地交流新思想，
互相启发。这是普利高津自己总结出来的成功秘诀。我们曾
经具体概括为“七步法”②，即：剖析、提问、博采、思考、
立案、求解和应用。我们现在来进一步具体分析。
年提出的最小熵产生原理后，从这个线性理
普利高津的思维方法的重要特征之一：善于提问，抓住
要害。他在
论的成功中获得鼓舞，并进而广涉博采，集思广益，通过反
复思考，调动了知识“中介世界”的作用，提出了一个带关
键性的问题：能否将最小熵产生原理推广于非线性不可逆情
形，即进一步普遍化的问题。既要刻服原有的理论的不足又
要不破坏原来的成功之处，这无疑是极其艰巨的任务。这也
是理论物理上常遇到的问题。这个思想方法符合唯物辩证
法。
普利高津不仅具备可贵的科学品质
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模型在创造性思维中的重要作用
目标，导出了关于演化的一般准则，即剩余熵产生原理。此
原理超出了最小熵产生原理，适用于非线性范围导致了临界
从而引进了崭新的概念
状态的出现，并伴随产生了远离平衡状态下新的有序的时空
结构耗散结构，进而将此概念
年诺贝尔化学奖金。
用数学形式表达后，其进展势如破竹。他们的行动方向迅速
集中到具有纯耗散化学体系上来，立即取得了重大突破，在
化学领域打响了第一炮，因此荣获
学史上有不少事例
由于思维方法正确、方向对头，从而取得重大发现，在科
例如麦克斯韦引进位移电流，导致创立电
磁波理论；普朗克引进量子，奠定量子力学的基础；爱因斯
坦引进受激发射，导致了现代激光的诞生，等等。普利高津为
了解决不可逆热力学中线性与非线性的困难，引进了耗散结
构，创立了耗散结构理论。该理论解决了长期以来热力学和
进化论的矛盾。他把物理世界的规律同生物发展的规律初步
统一起来了，并在众多领域获得了广泛的应用，大大开拓了
人们的视野。
创造性思维是人类揭示事物本质和规律的最有价值的思
维形式，是科学思维的最高形式。恩格斯指出：“只要自
不是假说累积起来的，它要根
然科学在思维着，它的发展形式就是假说。”③但是科学决
新实验事实不断补充、修
正、精炼和验证，甚至推倒重来。在这个过程中研究者往往对
研究对象提出一种崭新的模型，高度概括新假说的本质内容，
然后推理演绎导出新理论结果。因此，模型集中了创造性思
维的精华，并且“想象的可能性借助于模型对它们所实现的
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。因此，模型在创立新理论中起着特别重要的
对象进行检验，各种理论之间的联系也借助于模型建立起
来，发生知识的新的综合以揭示新的实物和方法，建立新的
系统结构”
作用，它对科学的意义还在继续增长着。
在科学史上很多著名的模型起到了上述作用。例如，卢
瑟福的“太阳系模型”，维妙维肖地描绘了微观世界的特
点，具有鲜明的直观性和形象，在原子能科技中起着巨大的
作用，至今几乎成为近代科技发展的标志。而普利高津为首
的学派也提出了著名的“布鲁塞尔模型”，它在耗散结构理
论中也起到异曲同工之妙，其结构也极其形象有趣。这个模
型的作用类似于谐振子或铁磁学中的海森堡模型，后者广泛
应用于经典力学定律或量子力学定律所描述的体系的基本特
性。布鲁塞尔模型也可阐述耗散结构的基本特性，且具有一
定的实际意义。
我们可概括地说，凡是创造性的模型应具备以下条件和
经严密论证可引
可对一大类客观对象作出规律性
经得起在一定范
具有应用的价
值。布鲁塞尔模型具备了上述特点，因而在耗散结构理论中
起到特别重要的作用。并且在研究八十年代的一个重要课题
即有序与浑浊中也有典型意义，在强迫振荡中发现了浑浊
谱。
但是布鲁塞尔模型并不是尽善尽美的。它主要考虑化学
反应不稳定点优势情形，但不能研究扩散过程（不稳定性）
占优势的情形。近年研究表明：当体系远离平衡时不仅可从
特点： 必定包含新假说的主要内容；（
出新概念、新结果；
的判断和解释，且指明其发展方向
围内实践的检验或严格的逻辑论证
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以进化论的观点研究宇宙万物
有序状态经过突变进入耗散结构状态，而且体系进一步远离
平衡时还可能经过突化进入浑浊态（也是一种有序态），并
且两种状态可能交替出现。可见，客观事物的发展是不断地
增加着复杂性和多样性，反映客观规律的任何模型都不是天
衣无缝和一成不变的，它随着人类实践和思维的发展而不断
修正和完善。
耗散结构理论冲破了原来物理学对客观世界简单性认
的束缚，它将“进化”或“历史”引进了物理学，指出我们
正从“存在的物理学”走向“进化的物理学”。实际上进化
的观点贯穿于自然科学的一切领域。至今耗散结构和浑浊谱
的研究提供了物理学等众多领域中贯穿着进化的丰富信息和
证据。普利高津通过分析认为，生物和社会的进化也符合物
理定律。生命这种活的过程在任何情况下也遵循适合于特殊
的非线性的相互作用和远离平衡的物理学规律。它可允许能
量流和物质流去建立和维持生物的功能和结构的有序。这样
与原来人和宇亩之间的天地屏障重新融为一体，可望重建人
与大自然之间的新的同盟。它把人们的思想方法从过去简单
的、被动的、可逆的和决定论的羁绊中解放出来，认为大自
然本身是复杂的、进化着的和不断发展着的，是必然性与偶
然性的统一，决定论和随机性是互补的。而物质的进化和结
构层次问题，对于形成科学世界观和描绘世界的科学图景，
对于理解自然科学、社会科学和人文科学之关系具有重要意
义。它使我们能更好地从进化的观点揭示和认识宇宙万物的
全部复杂性、多样性及统一性。
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在复杂性中把握住整体的研究
为了考察万物的演化就得研究万物同“时间”的本质联
系，普利高津发现的时间的三种层次及其联系大大提高和加
深了人类对时间本质的认识。因此，寻求万物与时间的关系
成为我们科学思维的基本出发点。
近代科学的兴趣正在从简单性的研究转向复杂性的研
究，发展的趋势具有整体化的特点。耗散结构理论恰好指明
了：必须善于从复杂性和多样性中把握住整体性的研究，并
注意几种关系。普利高津在《从现在到演化》一书中对此
作了通俗而精辟的论述。它不仅适用于物理学，而且也适用
于其他科学。系统工程控制论奠基人之一钱学森指出：耗散
结构理论可作为系统学的物理学基石之一。因为系统学的基
本原则，即整体性、互相联系、有序性、动态等原则与耗散结
构理论中的科学方法相一致。对于一个远离平衡态的复杂系
统，由于非线性作用机制和非平衡条件导致的合作现象即自
组织行为起着巨大的作用。在许多领域中已经广泛应用上述
思想进行了整体性的研究，且卓有成效。
普利高津还巧妙地处理了以下关系：宏观与微观、有序
性与无序性、不可逆性与可逆性、平衡与非平衡、稳定性与
不稳定性、决定�
![[易丹] 我在美国信息高速公路上(四、科学研究)封面](http://www.beike3.com/cover/noimg.jpg)