在科学的家族之中——老丁说中医(32)

三十二、在科学的家族之中

科学是同宗的,只是因为研究的对象不同而分成了自然科学和社会科学两大分科。在这两大分科下面,继续进行着更细的分科。
迄今为止的科学,其分科的方式大致上依照经纬双向进行,经向的分科首先是自然科学与社会科学的划分;接下去是在这一划分下面进行细化,如自然科学下面划分为数学、物理学、化学等等。纬向的分科,则是在同一个科研领域里从宏观到微观的分科,如物理学就从天体到普通物体、再到微观粒子进行分科;又如经济学就有宏观经济学、中观经济学到微观经济学的分科。但无论怎样分科,都会导致某些科学原则只在该学科内适用,又有些科学原则在相邻的学科内成为通用的原则,还有些科学原则可以在所有的学科当中适用,例如物质不灭原则就在所有学科当中都得到遵循。
这种全科适用的最高原则,通常便被称为哲学原则。当然,有的哲学原则也并非全科适用,而是在某些大的领域之内适用,故而称为中观层面的哲学原则。必须确认的是,哲学原则因为渗透面广、指导意义大而成为科学之魂。
某些哲学原则具有方法论的意义,即它可以用来指导我们的科学研究和科学实践,或者可以用来解释、评判某些学术理论的科学性。于是,这些科学原则通常就被称为科学的思想方法。
毋庸置疑,渗透在科学科研中的思想方法,也会因为学科的划分而产生分科。但与哲学原则一样,有一些思想方法可以适用于全科。例如,由比利时科学家普利高津创立的耗散结构理论,它虽然发现于现代物理学的研究过程,但最后人们发现这种理论具有普适性,无论宏观世界还是微观世界,也无论自然科学领域还是社会科学领域,都可以成为其纵横驰骋的空间。并且,由于它发现于物理化学的研究过程,因而被科学界公认为杰出的科学发现。普利高津并因此而获得1977年度诺贝尔化学奖。
而耗散结构理论所阐释的思想原理,事实上也不过就是中国宋代一句古诗所蕴涵的思想原理,这句古诗是:
问渠那得清如许?为有源头活水来。
其诗意是说:为什么这口池潭的水如此清澈?因为该池潭有活水源源不断地流通。不知道与古代诗文具有不解之缘的中医朋友们,听到这件事的时候,心里会有怎样的感受呢?
耗散结构理论的通俗解释是:一个封闭的系统,如果不和外界进行物质、能量或者信息交流的话,那么它必将逐渐自发地从有序走向无序,而要想阻止这一趋势,就必须做相反的工作。例如一口池潭里的水,无论它多么清澈(有序态),如果没有外界的活水与之流通,那么必将成为一潭死水(无序态);又如一个健康的人(有序态),如果不从外界不断地获取食物并排出废渣,那么他必将走向死亡(无序态);再比如,一个国家不管它如何强盛(有序态),如果搞闭关自守不晓得与外界不断交换物质、能量和信息,那么它终将走向衰弱(无序态);还比如,一个学问深厚(有序态)的大学者,如果他不是不断地与外界交流并获取新知识,那么他的知识水平终将退化下去,并被时代淘汰(无序态)……反之,一个系统要想让它从无序走向有序,就必须通过外界进行物质、能量或信息的支持。或者说,一个有序的系统,如果要维持其有序态,就必须由外界对之实施物质、能量或信息的支持。
这一原理虽然简单易懂,但西方的科学家们发现它却经历了一个非常艰难的过程,甚至是经历了几代科学家们的艰苦接力。它导源于由热力学第二定律所引出的熵增原理。这一熵增原理表明,一个孤立的系统总是要自发地从有序走向无序,例如太阳的热量总是要自发地向宇宙无序地散发出去,但散发出去的热量却不会自发地集中回到太阳;打开盖子的瓶子,其瓶内的水分子总是要自发地向外界无序地散发出去,直至干枯,但散发出去的水分子却不会自发地集中回到瓶内。这事实上是系统自发地退化的原理。如果这一原理没有反向的(从无序走向有序的)演化机制,那么宇宙的所有热量将因无休止的散发而走向均匀状态,在这一热平衡态下,宇宙将进入一个任何变化都不会发生的永恒的死寂状态。这就是著名的“宇宙热寂说”,是一个令人关注的问题。对此,恩格斯曾在《自然辨证法》中指出:“放射到太空中去的热一定有可能通过某种途径(指明这一途径,将是以后某个时候自然研究的课题)转变为另一种运动形式,在这种运动形式中,它能够重新集结和活动起来。” 但恩格斯的这一说法,还仅仅只是哲学家的一种信念而已。
与此“退化原理”相反的一个现象,是由达尔文生物进化论所揭示的自然界同时存在着物质和能量由低级到高级、由简单到复杂、由无序到有序的演化方向。
上述“退化”与“进化”的矛盾,推动了科学研究,并导致耗散结构理论于20世纪中期出炉。其核心思想通过贝纳德花纹、激光、B—Z反应等原理中发现获得。这里不妨说明一下激光现象:普通的光源之所以向空间各个方向无序地发射光芒,是因为光子在一般情况下总是无序地朝空间各个方向发射的缘故;但在外界条件的激发之下,原本无序发射的光子,可以突然全部有序地改朝同一个方向发射,从而形成(有序的)激光。
通过前述池水、人的健康、国家的强盛、学者的知识水平、激光诸例子,我们确实可以明白,耗散结构理论具有普适性。并且,它所阐述的科学原理并不深奥。话说到此,我们也要在这里指出,如前所陈,产生于中国古代的阴阳学说,事实上也具有普适性,无论宏观世界还是微观世界,也无论自然科学领域还是社会科学领域,同样都可以成为其纵横驰骋的空间。其普适性的理论依据就是哲学中的对立统一规律。只是几千年下来,这种学说仅仅在中医学当中发挥出了其应有的威力,未被广泛推广到其他科研中去,而且还经常被搞精确科学的学者们误认为迷信。
总体上看,耗散结构理论与阴阳学说,一个迟迟出身在自然科学的风雨之中,因而成为现代科学杰出的发现;一个早早出世在自然科学并不发达的中国古代,弄到现在还被人怀疑是迷信的种子。这就像一对同样优秀的姊妹,一个嫁给了富裕的官宦人家,因而十分光鲜耀眼姿采迷人;一个嫁给了贫寒的农家,只落得衣衫褴褛,终日为生存而发愁……原来,在科学的家族之中,也存在如此不公平的命运。
在此,我们不得不再次指出科学史的一大遗憾,是中国的中医大家都可惜不同时又是大物理学家,不然,阴阳学说有可能对现代科学作出更大的贡献!