科学与技术进步是共生而相互循环的

薛其坤

《科技革命的本源：如何培育卓越研究与创新》文卡特希·那拉亚那穆提 杰夫里·颐年·曹 著 中译出版社

我与文卡特希·那拉亚那穆提教授20世纪90年代在美国相识，他是我多年的好朋友。那拉亚那穆提教授热心于推进国际间的友好交流。他近年来笔耕不辍，我很高兴地看到，他在此前一系列工作基础上又出版了新作《科技革命的本源：如何培育卓越研究与创新》，这本关于反思研究本质及探讨如何培育卓越研究的著作，提出了一个“技术—科学”知识整体系统并详细分析了其结构与演化方式，通过物理科学和工程学等领域的若干翔实案例，展示了“技术—科学”知识进化过程中的各种机制及其相互作用，并相应地针对培育研究提出了可应用于各种类型研究组织的指导原则。

“技术—科学”知识的横向结构特征

在反思研究本质的第一部分，作者指出科学和技术是两类同等重要但性质不同的人类知识库，而两者互动非常紧密，以至于完全可以模糊其界限并将两者视为一个整体“技术—科学”。两者协同进化产生新科学和新技术的各种机制被称为“技术—科学方法”，作者为此介绍了一个新的统一框架，由“科学方法”和与之相类比的“工程方法”组成。新科学由包含“事实—发现”“解释—发现”以及“概括泛化”三种机制的“科学方法”创造，而新技术则由包含“功能—发现”“形式—发现”以及“适应扩展”三种机制的“工程方法”创造。

科学和技术在强大的反馈循环中紧密而复杂地交织在一起：一方面它们通过“形式—发现”及“功能—发现”机制部分地相互促进，另一方面它们通过实验和建模这两种方式更加全面地相互促进。由此可见，科学与技术的进步是共生而相互循环的——科学与技术不分主次先后。当“技术—科学方法”中的某些机制被忽视时，反馈循环就可能未得到最佳的培育。

“技术—科学”知识的纵向结构特征

“技术—科学知识集合”中的核心元素是相互嵌套的，事实及其解释、功能及其实现形式都可以看作被组织成松散的模块化层级网络中的“问—答对”，任何问题与答案都在层级结构中指向上一个层级的问题，也同时指向下一个层级的答案。这些问题和答案深度互动、协同进化，创建出新的问题和答案。发现新问题与新答案的难度取决于距离已有问题与答案的远近程度，距离越远，连接越难建立，带来意外的可能性也越大。最近的是位于“现有可能性”的范围内，正在探索的问题和答案在此时此地已经存在于现有体系中；稍远些的是位于“临近可能性”范围内，通过对现有问题和答案的重新组合可以成为可能；更远的位于“下一个临近可能性”范围内，需要先去发现更多的东西，需要更多的知识重组。探索“下一个临近可能性”尽管在历史上催生了许多最伟大的“技术—科学”革命，但这需要超前的思维，是最困难与冒险的，也容易被人们忽视。

“技术—科学”知识随时间进化的方式

在这一部分，作者进而指出贯穿前两个特征的第三个特征事实，即无论是从“技术—科学方法”的角度还是从“问题—发现”与“答案—发现”的角度来看，“技术—科学”知识进化的节奏并不是恒定不变的，而是以“间断平衡”进化模式发展。范式是“间断平衡”进化的中介，它是促成“技术—科学”知识进化的科学、技术、文化知识的整体组合，是有关如何使用知识的元知识。巩固带来范式的延伸，伴随着对现有“问—答对”进行连续且可预测的改进和对传统智慧的加强，带来“间断平衡”进化模式中平缓连续的平衡周期。意外则会带来范式的创建，伴随着始料不及的新“问—答对”的产生和与传统智慧的不相容，带来“间断平衡”进化模式中的突变性间断。意外和巩固发生在一个反馈循环中，它们相互孵化。

很重要的一点是，科学和工程方法以及问题与答案发现的任何一种机制，都无法独占范式的创建或延伸。意外和巩固发生于科学和工程方法的各种机制中，也能与“问题—发现”和“答案—发现”的各种机制相结合。

（作者为中国科学院院士、南方科技大学校长）