书城社会科学[苏]中等教育课程改革理论发展与列德涅夫
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第27章 科学知识的分科结构及其在普通教育内容结构中的反映(5)

中心知识分支中的科学,是按两种方式反映这一组织形式发展线路的。第一种反映方法是反映法,即对离散系列各元素的全部特性进行全面研究的方法。这些科学是:化学--全面研究物质的构造、性质和变化;宇宙学--全面研究无生物界物质构成物的另一系列,从(舍普利表中的)0级开始逐步上升。

第二种反映方法是概括法--研究从属系列各种元素所固有的物质运动的物质-动能形式的普遍规律性。这种科学是物理学。除了概括地反映我们所考察的物质组织形式系列的普遍规律性以外,物理学还用反映的方式在从核子级开始向下的范围内,即在化学不能包括的从属系列的那个带中研究物质。

下面我们将比较详细一些描述这些科学的对象以及它们与其他科学的关系。

化学化学--这是一门研究原子的化合物以及这些化合物的性质和变化的科学。换句话说,它是一门研究物质的构造、性质和变化的科学。而这也就确定了(根据舍普利的表解)化学的对象领域。

化学对这一对象领域的反映方法,对其所研究的那一级物质组织来说,可以说是反映法,因为它对物质的特性和构造的研究是全面进行的,是研究其全部特性。

现在我们指出化学和其他科学的基本的相互联系。

物理学研究物质构造在物质-动能方面的普遍规律性以及物质与物质组织所有各级之间相互作用的规律性,其对象领域比化学广得多;但同时物理学不以反应方式研究原子的化合,而原子的化合却正是化学的对象。因此,化学与物理的相互联系可用下述两点加以说明。

第一,在原子这一级,物理学和化学的对象领域直接互为转化。

在物质研究的这一级上,化学逐渐转化为既用概括方式也用反映方式研究原子构造的物理学(原子物理学)的反映部分。在原子这一级上不仅出现对象领域的转化,并且还出现它们之间的一定交错,因此原子构造的问题同时既是物理学的问题,又在一定程度上是化学的问题。总的说来,物理学和化学的这一条相互联系的线路,可以认为是相邻反映科学的转化。

第二,化学作为一门反应科学在原子和分子级上直接转化为与其相邻的概括科学--物理学,因为这一对象领域一方面是化学的对象领域,另一方面又是物理学的对象领域的一部分。

这两条相互联系线路决定了,在物理学和化学之间存在着过渡的科学:化学物理学和物理化学。

沿着无生物界的研究线路,在舍普利的表中所标的“胶状和结晶集合体”这一级上,化学逐渐转入宇宙学,更确切地说,是转入矿物学、地质学、月球学等等科学。这是对象领域相邻的两门反映科学的典型的转化和相互联系。这一转化的独特方面是,化学所研究的离散系列的诸元素,对于等级的“阶梯”上宇宙学所研究的“高级”元素来说,是一些组成元素或结构元素。因此,在地球和宇宙的研究中广泛采用化学方法。

化学和生物学有着密切关系。这是由于生物学和化学的对象领域有一部分是交错的,因为生物机制在分子级就已开始发挥作用。

所以,在化学和生物学之间就会明显地出现过渡的科学,例如生物化学。同时,反映梯级系列中较“低”级物质结构的化学,对于生物学来说,从方法上看,是基础科学之一。

化学与技术科学的相互关系亦大致与此相仿。

化学对于实践,因而也对于应用科学有着特别重大的意义。对于许多应用科学来说,化学是主要的基础科学之一。大部分工艺科学属于这种应用科学:机器制造工艺学、开采和加工工业工艺学、农业生产工艺学、食品工业工艺学和其他许多应用科学,即所有与物质的开采、加工和合成有关的那些应用科学。

在恩格斯的科学分类体系中,化学属于研究无生物界的科学。

在这一点上,化学在科学知识结构中的位置没有变化。但是,恩格斯把化学定义为研究原子级的物质的科学,这一点是与化学对象的当代概念不同的。因此,化学在这一知识分支中的位置得到了调整。

分析了化学的对象和化学与其他科学的联系之后,就可以按统一的意义确定这门科学在中心知识分支结构中的位置:化学是以反映方式研究物质组织形式的物质-动能系列的分子级的科学。

宇宙学这里宇宙学是指用反映方式研究物质构成物大系列的诸科学的综合,从研究行星(地质学,火星星面学,等等)及其卫星(例如月球学)开始,进而研究更大规模的物质对象。上面关于宇宙学的对象所作的说明,既决定其对象领域,又决定其反映方式,因而也就决定了它在中心知识分支结构中的位置。

宇宙学早就处于继续区分的边缘,它包含着一系列科学:天文学、地质学(其中包括地理学)、矿物学等等。在这一知识分支中,最发达的部分是地质学,特别是地理学。尽管地球构造的许多极重要的方面至今仍未弄清。

最近,由于技术发展中出现了重大的质的进展,其中包括建立宇宙技术(宇宙航行和通讯)方面,直接考察研究太阳系行星的可能性年复一年地增大了。例如,由于人类已可以到达月球直接进行考察研究,因而从研究方法上看,可以将月球学与地质学列入一个系列了。

可以设想,在不久的将来,在研究火星方面也会出现这样的情况。

宇宙学对象的特征和宇宙学所研究的物质构成物在自然界一般系统中的位置,确定了宇宙学与其他科学的联系。

物理学以概括方式研究的规律性,对于作为反映科学的宇宙学所研究的物质构成物来说,也具有普遍意义。这也就决定了宇宙学要广泛应用物理的研究方法;反过来,物理学(为了进行概括也要应用宇宙学所获得的资料;并且还会出现过渡的学科,如天体物理学。

至于中心知识分支的其他科学,则应当特别指出,由于在宇宙学所研究的物质构成物之一的地球上出现了并且存在着生物系统,所以宇宙学与生物学之间有着紧密的联系。

宇宙学也和技术科学有着密切的关系。这里应特别指出,在研究宇宙时应用的技术器材,就是根据技术知识的资料制成的。

宇宙学与许多应用科学有关,特别是与采矿工业的工艺学关系更加密切;我们甚至很难确定地质学转化为研究采矿工业的工艺科学本身的界线。

物理学尽管物理学是最“古老”的科学之一,但是由于近百年特别是近几十年来这一知识分支的惊人迅猛的发展,现在还很难给它的对象下一个十分确切的定义。关于这一点,有时甚至可以在文献中遇到这样的意见:“物理学是什么,我们没有严格的定义,而且我们也不可能确切地说出哪些问题属于这门科学,哪些不属于。读者在研究了本书目录之后,就会对本书作者认为属于物理学的某些部门得到一个印象”[132,16员]。这些话出自美国着名物理学家乔治·阿里尔--安里柯·费尔米的学生的笔下。

按乔治·阿里尔的理解,物理学的主要部门如下:运动学、动力学、引力、动量矩和能量、运动学理论、静电学和电磁,波、光、相对论、量子理论、物质构造(物理意义)、核子物理学、基本粒子。

上面列举的物理学所研究的问题,以及参考其他着名物理学家的着作,表明物理学所研究的乃是物质的构造和特性的动能-结构方面。

应当指出,在我们今天,“物理学”这一术语的意义和它在一百多年以前所具有的意义有着实质上的差异。当时,它常常被当作自然科学的同义词,甚至具有更为广泛的意义。例如,在上一世纪三十年代,孔德就把社会学称为社会物理学。

《哲学百科全书》给物理学的对象所下的定义,是近年来文献中对之所下的为数不多的定义之一。这一定义来源于极有权威的哲学百科全书,同时这一定义的容量深广,因此值得将这一定义逐字援引于下:“物理学是研究物质的结构、相互作用和运动的普遍性质的科学”。根据这一任务,可以将现代物理学极其相对地分为三大领域--结构的物理学,相互作用的物理学(均物理学)和运动的物理学(力学)。

“组成结构的物理学的各门科学,可以根据所研究的客体十分清楚地区别出来。这些客体既可以是物质的结构元素(基本粒子,原子,分子),也可以是更复杂的物质构成物(岩浆,晶体,液体,恒星)。随着新的物质结构层次和新的物质状态等级的发现,结构物理学的结构领域也日益扩大。现在它已包括物质组成的全部已知的层次--从基本粒子到银河系。”

“以相互作用的物质承担者场的概念为基础的、研究相互作用的物理学,依照已知的四种相互作用(强作用、电磁作用、弱作用、引力作用)而分为四个部门。”

“运动物理学(力学)包括经典力学(牛顿力学)、相对论力学(爱因斯坦力学)、非相对论量子力学和相对论量子力学。”

“统计物理学是研究整体(大量质点的总和)状态的理论,在现代物理科学中占有特殊的地位它以关于整体结构的一定推断和关于整体中诸质点的运动和相互作用的一定推断为基础,将物理学所有三个领域的特点结合于一身。统计物理学的方法已经应用于物理学的所有部门”[182,第323页]。

这样,物理学的对象领域就是已被认识的物质构成物的整个系列--由基本粒子到人类已知的最宏大的物质组织。物理学所研究的现象和规律性,对于理解物质组织所有各等级上的物质构造起着极重要的作用,因为正是动力的相互作用和相互联系,是保证由规模(体积、质量)较小的物体(系统)构成的物质系统能够存在并成为这一存在的基础的那种相互联系。这就使我们可以谈论世界的物理景象。与此有关的还有这样一种情形,即物理学专门研究原子级和基本粒子级上的物质构造,亦即研究时不仅采用概括方式,同时也采用反映方式。

从反映客观现实的特点来看,亦即从对对象自身进行抽象的方法来看,物理学基本上属于概括科学,因为它主要是研究物质发展的物质-动能线路的普遍规律性,而不研究信息的(控制论的)规律性,并且它不以各级物质组织的物质的反应式研究作为自己的整个对象。

由于物理学所研究的规律性是如此概括,因此它与很多科学都有着密切的关系。可以指出物理学与其他科学的下列关系。

哲学和数学都研究比物理学更普遍、更抽象的规律性,它们是物理学的方法论基础和独特的语言(数学)基础;同时哲学和数学也要利用物理学资料以及其他科学资料来作出自己的概括。

物理学与技术科学、工艺科学、生物科学及其他科学有着密切联系。但是,较之这些科学,物理学是一门更普遍、更抽象的科学。

由于物理学对技术科学、工艺科学和其他科学起着很大的作用,因而它也就对实践有着巨大的影响。这里,我们只需指出物理学对于技术科学、而最终是对于实践的意义就足以说明这一点。

关于物理学同化学和宇宙学的关系,上面已讲过。

同时,物理学和许多科学--社会科学、心理学和某些应用科学没有联系。因此,由于物理学的对象仅仅和部分科学有关,其中包括和中心知识分支的部分科学有关,它应属于局部概括科学,而数学(比如说)则是一般概括科学,亦即最一般的科学结构中的一个单独的知识分支。

恩格斯定义物理为研究分子级上的物质的反映科学并把力学划成与物理学并列的独立科学。由于关于物理学的对象的概念发生了变化,因而物理学在研究物质构造的物质-动能方面的科学的系统中的位置,应当予以调整。

研究物质构造的物质-动能方面的科学的结构考察了属于中心知识分支科学的第一子类的物理学、化学和宇宙学的对象的特点之后,就可以确定所考察的科学子类的综合对象的某些普遍特性,这图些特性在本章开始时已经部分地指出了。物理学、化学和宇宙学共同以概括方式和反映方式(当然是在局部知识的范围内)反映不超出物质构造的物质-动能方面的范围的基本规律性,即:

物质组织形式在其梯级系列中的组成和对比(科学子类范围内的一般问题);这一离散梯级系列的每一个元素的种类、构造和具体性质(反映方式);构造的一般规律性,包括物质构成物梯级系列各元素之间的相互作用(概括方式)。

第一子类中反映科学(宇宙学、化学和物理学的反映部分)的对象和作为概括科学的物理学的对象领域,其相互关系如图15①中所示。

在这张图中,字母Б表示生物学系统和技术系统,其构造规律性由第二子类的各门科学在它们的一般结构中进行研究。

Б.研究物质非熵组织的科学我们在前一章中所考察的那种由科学发展起来的研究客观现实的物质-动能方式,仅仅适用于研究那些只具有唯一的物理型组织的物质系统,即整个无生物界。但是,在许多情况下光采用这一方式就显得不够,在有些情况下甚至不能采用。物理-化学方式对于研究生物系统和技术系统的构造和特性是必要的,但光采用这种方式却是不够的。而在研究社会系统的构造、特性和发展规律时,则根本不能采用这种方式。

这是由于生物系统和社会系统以及自动装置,尽管它们相互间有着质的差异,但却具有一个区别于无生物界物体的共同特点由于它们的独特构造而产生的有目的地完成其功能的特点即这些系统有着专门的机构来控制它们的行动。因而,在研究这些系统时,占首位的是非熵(信息)组织或者控制论组织的规律性。而这与上面所考察的物理型(物质-动能型)的组织比较起来,已是完全不同的另一种物质系统组织类型。换句话说,虽然这些系统也是物质的,但是它们的特点在于,它们同时又是控制论的、自动控制的。

生物系统和技术系统也是由和无生物界物体一样的“材料”“建筑”起来的;它们是物理上完整的物体--也可以用体积、质量等等来说明它们。但是生物的运动形式和物质组织,根本不同于无生物界的物体所固有的运动形式和物质组织。不论从特性和构造上看,还是从起源上看,完整的技术系统也是这样,已不能把它们看成是无生物界的物体了。因此,物理-化学的规律性可以用来研究这些系统,但这时它们已是处于从属的地位了。

从物理学的观点看社会系统,它们是不完整的,它们是由控制论型的组织占优势的系统“建筑”起来的。对于各种社会系统来说,纯物理特性本身已经失去了一切意义。的确,对于理解社会发展的规律,像质量、体积等这样一些物理特性,是完全不能提供任何东西的。

换句话说,物质运动的社会形式,不能简化成生物的运动,更不能简化成物理学的和化学的运动形式。