作者:贾文毓 来源:科学时报 发布时间:2009-7-10 9:06:42
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贾文毓:学术创新的“生长锥”
 
植物根和茎顶端生长旺盛的部位,称为生长点。由于茎的生长点往往呈锥形,故生长点又称“生长锥”。植物个体的生长,有赖于其生长锥的生长引领。学术进步,犹如植物的生长,是在创新中不断发展的。那么,引领学术创新的生长锥是什么呢?从发生学的维度看,学术创新的生长锥可分为如下两种类型。
 
第一种类型:实事生有。“实事”一词,动宾结构;实者,验实之意也。
 
“有”相对于“无”而言,指研究者通过“实事”所提出的“迄今”从未有人提出过的科学问题、科学解释、理性认识。
 
实事生有可分为3种亚型。其一,偶遇生有。譬如,1834年,英国物理学家科特·罗素(Scott Russell)一次在莱茵河上乘船时,看到船行时船前形成的“水堆”后,便目不转睛地进行观察。船停后,他发现水堆依然前行,于是就在岸边跟着观察,直至水堆消失。据此,他提出了“孤立波”概念。再如拓扑学的提出。哥尼斯堡(今俄罗斯加里宁格勒)是东普鲁士的首都,普莱格尔河横贯其中。18世纪在这条河上建有7座桥,将河中间的两个岛和河岸联结起来。人们闲暇时经常在这上边散步。一天有人提出:能不能每座桥都只走一遍,最后又回到原来的位置。1736年,有人带着这个问题去找大数学家欧拉。欧拉把两座小岛和河的两岸分别看做4个点,把7座桥看做这4个点之间的连线。这样问题就简化为能否用一笔把这个图形画出来的问题。经分析,欧拉得出结论——不可能每座桥都走一遍,最后回到原来的位置;他并且给出了所有能够一笔画出来的图形所应具有的条件。此乃拓扑学的“先声”。
 
其二,泛察生有。泛察,即广泛考察。刘勰《文心雕龙》有言:“操千曲而后晓声,观千剑而后识器。”德国著名地理学家洪堡著有《宇宙》、《植物地理论文集》、《新大陆热带地区旅行记》等。他一生考察过欧洲、北美洲、中美洲和西伯利亚等地,从直接观察事实出发,运用比较法,创立了植物地理学和自然地理学。无独有偶,英国生物学家达尔文于1831年年底随贝格尔号军舰,途经大西洋、南美洲和太平洋,沿途考察地质、植物和动物,历时五载,终在大量第一手资料的基础上,出版了《物种起源》,提出了生物进化学说。
 
其三,仪观生有。仪观,即仪器观察。英国学者托马斯·克拉普在《科学简史——从科学仪器的发展看科学的历程》中以大量的史事说明,科学仪器在科学发展中起着十分重要的作用。他写道:“新科学最后终于获胜,主要是因为它有了可以利用的仪器,其中望远镜和显微镜起了决定性的作用……显微镜虽然是在17世纪发明的,但是直到19世纪才获得成功的应用,成为医学和地质学等学科领域极其重要的仪器。”生物学中细胞学说的提出,木星卫星的发现等等,皆为仪观所致。
 
第二种类型:缘有生新。指在“有”的基础上所提出来的新的有。其可分为4种亚型:逸有生新。即超越已有之“有”而生新。如原子结构模型:从汤姆逊的葡萄干面包模型(虽能解释元素的周期性,但不能解释光谱现象)到卢瑟福的行星模型(不能解释原子结构和原子辐射光谱线的稳定性),再到波尔的原子能量的分立定态模型(可以解释其他模型不能解释的现象)。
 
仿有生新。即通过类比已有之“有”而生新。1924年,法国物理学家德布罗意关于物质波的论文发表后,奥地利物理学家薛定谔受到很大启发,通过光与实物粒子的类比——光具有粒子性、波动性,描述光的学科有几何光学和波动力学;粒子亦具有粒子性、波动性,描述粒子的学科有质点力学,并且几何光学相似于质点力学。——通过仿有,薛定谔于1926年创立了波动力学。
 
并有生新。即在更高的层次上统一看似矛盾的已有之“有”而生新。如物理学中波—粒二象性、地质学中的水成—火成论、生物学中的渐变—突变说、数学中的解析几何学等的提出,无一不是并“有”的结果。
 
溯有生新。溯者,追本溯源之谓也。如果说“逸有”是向前的话,那么“溯有”就是向后。微积分广泛应用后,数学家对极限理论的进一步完善和发展,就是一种溯有生新。为古人类学的研究开辟了新的道路的英国女科学家古道尔(Jane Goodall),在非洲的原始森林中对黑猩猩所进行的长达10年的科学观察,也是一种溯有生新。
 
古人云:“从日晕可明风期,视础润而晓雨生,从青萍之末知狂风起落,从晨露闪烁可见日月之光。”实事生有与缘有生新,是学术生长的旋律;“事”与“有”,呈现为生生不息的双螺旋构型,是学术创新的生长锥。锥破未知域,学术创新时;明了锋所向,科苑唱黄鹂。
 
(作者为山西师范大学城环学院副教授)
 
《科学时报》 (2009-7-10 A4 周末评论)
 
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