钱学森现代科学技术体系相互关系图

钱学森现代科学技术体系相互关系图

（钱学森）

一、钱学森学科分类的标准

20世纪以来，现代科学技术的迅猛发展和高度分化与综合的发展趋势，给科学分类带来很多新问题、新情况，增加了学科分类的难度和复杂性。从各门学科研究的对象来看，物理学现在己在研究原来属于化学研究的大分子、低维分子的结构与性质，研究人脑结构，研究经济发展规律；心理学 研究也从人体特点扩展到计算机科学中的各种算法、人机交互式智能型机器的心理特点等。从各问 学科的研究方法来看，几乎每一种新的方法提出来很快就被运用到其它学科中去，而且各门学科之 间的研究方法已经没有多大的区别。旧有的学科分类的矛盾日益暴露出来，它已经给科学发展带来 一定的阻碍，现在需要根据新的情况从新的角度来分析学科分类问题，建立一种能适应现代科学技术发展的新的科学技术体系。我国著名科学家钱学森教授提出建立新学科体系的原则，并在此分类原则基础上提出了九大 学科部类，他所提出的学科分类的原则主要是：

1．各个学科所面对研究的对象都是客观实际，不同学科之间的差别不在于研究对象，而在于它们研究的角度不同，研究的侧面有所侧重。按照研究的对象来进行分类反映人类探索自然秘密、进行科学研究的最初阶段，对任何事物的研究，一开始总是直接面对事物本身，只有在经过一段时间以后，才会发现此事物与它事物之间联系，才会从研究方法上得到启发并推广到对其它事物的研究上去。而一旦建立起不同事物之间的联系及它们在研究方法上的相似，从学科分类来看就需要重新分析讨论。科学发展到今天科学之间的交叉与综合已经使按研究对象来区别不同学科的办法不适用了。这显示出按研究角度、研究侧面而不主要看其对象的差异进行学科分类办法有助于我们对学科之间区别的了解和认识。

2.一个学科内的各问知识之间存在着纵向的区别，一般需将某学科内知识分为基础科学、技术科学、工程技术三个层次。基础科学层次的知识，是指在这一个学科中最基本的内容，反映客观世界本质的内容,如在物理学中反映电磁现象本质的学科知识为电动力学，它描述电磁场的性质特点及服从的规律，场是电磁现象最本质的方面，我们平时所讨论的电路的实际上是对场比较集中部分的一种近似理论。技术科学层次的知识，是指将基础科学具体到某种特定环境条件下所出现的具体的性质特点的分析与讨论。仍分析上例，在有导线连接的部分，电磁场主要存在于导线附近，电子不再是在整个场中运动而仅局域在导线之内运动，讨论此条件下的电磁场的性质则由电工学所代替，电工学既是一种特定条件下的电磁理论的具体和近似，又是有导线连接的大量实际强电现象的理论基础。工程技术层次的知识，大多指某一项技术，它带有强烈的应用色彩，比如电机原理，变压器等，它以技术基础学科为依 托，更多地分析讨论技术问题。在传授学科知识上，理科、综合性大学，主要讲授基础科学层次的知识、工科院校则多讲技术科学的课程，工程技术层次的知识有些在工科院校里是专业课，有些则是技工学校的课程，将学科知识从纵向分成三个层次，有利于我们对学科发展的认识，一般说来工程技术用层次的知识发展最快、内容最多，与生产结合最紧密，而且一个学科的形成往往是从工程技术层次的发展引起的，它是学科知识中最后跃的一部分，基础科学层次的知识发展最缓慢，一旦这一层次的理论建立起来则标志着这一学科成熟，并被认为有完整的框架，而且基础理论的建立必将大大推动技术基础和实际应用两个方面的发展。

3．学科分类不应有千古不变的模式，随着科学的发展人类的知识将不断完善、不断发展、 逐渐形成体系，学科分类不应该是先搭好一个框子把所有知识硬性地装进去。学科体系中的各个学科应该是随着社会的发展不断综合、不断丰富，一些发展历史短的学科、发展还不够成熟的学科应该划分得相对窄一些、细一些；而对于较成熟的学科则应更综合、更宽泛一些。从现在科学研究来看 关于人本身的研究就是一一个并未完全弄清楚的问题，而且也是一个研究的热点问题。因此在学科分类上关于人本身研究学科的分类应体现如下特点：①分类较细，有关人体研究的学科很多，这反映出研究热点；②分类可变动性大，不同机构、不同专家提出不同的分类方法，建立了不同的体系，这反映研究不够深入；③分类以对象――人为基础，研究处于初级阶段，我们将会看到随着科学研究的进一一步深入，学科分类可能发生变化，有些分化，有些合并，也许还要增加新的学科。总之学科分类的研究也是一一个不断深入、不断完善的过程，这同科学本身发展一样，永远不会穷尽。

二、现代科学技术九大部类体系

根据上述原则钱学森教授提出了现代科学技术九大学科部类体系，在这个学科体系中马克思主义哲学是统帅一切的最抽象、最基础的层次。马克思主义哲学通过“桥梁”与九个学科部类相联系，每个学科部类又分成基础科学、技术科学、工程技术三个层次，，九大学科部类的形或与建立也是一个不断完善发展的过程，在1986年钱学森教授首先提出来的是数学、自然科学、社会科学、系统 科羊、人体科学，思维科学六大部类，以后逐渐增加不断完善、丰富，一直到1990年先后增加了行为科学、文学艺术、军事科学、共形成九大学科部类，钱学森教授并对每个学科部类的具体学科内容提出了自己的意见，构成了一个现代科学技术的网状结构图表。从中我们可以看到各问学科包括的内容，发展的完善、成熟程度，以及它们之间的相互联系，通过分析还能找出当前科学发展的重点、热点。现代科学技术体系相互关系图，是我们对科学从宏观上了解的一个参考。根据钱学森教授的观点，九大学科部类分别反映研究客观世界的不同角度。

● 数学科学是从数和形的数量关系上研究客观世界，不考虑客观世界的质的区别，它既可以研究无生命世界，也可以用来研究生命世界，可以说它无处不在。

● 自然科学是从客观物质运动的角度，从能量转移和变化的角度研究客观世界，现在科学表明客观物质之间的相互作用，只有引力相互作用、电磁相互作用、强相互作 用、弱相互作用四种，它们是物质产生各种运动变化的原因所在，自然科学也研究这些相互作用的 特点及性质。

● 社会科学是从人类社会发展运动的角度研究客观实际，是从人的社会行为整体这一侧来研究客观实际,人类社会的发展虽然风云莫测，干变万化，但在其背后也存在着固有的规律：经济基础决定上层建筑，生产力推动生产关系的变革，同时又受它的制约，这些基本规律就象牛顿第二定律那样决定了社会发展的趋势及速度、当然也同牛顿定律一样有一定的适用条件。

● 系统科学是从整体与局部的关系角度来研究客观实际，讨论系统整体的优化，讨论系统结构与功能的关系，讨论系统的稳定性等，而不讨论能量在系统中的传递与守恒问题。

● 人体科学从人的角度来研究客观世界，讨论人体本身的特点、性质、规律，研究客观世界对人体的影响，及其相互关系。

● 思维科学从人认识世界的角度来研究客观买际。认识是人类特有的活动，是人类大脑活动的闪容，故然思维科学与人脑研究密不可分，但思维科学不是研究人脑活动的物质过程，也不是研究其中能量传递等现象，而是研究思维本身的特点，研究思维的规律，目前人类智慧的结晶计算机科学中也有大量的思维科学研究的课题。

● 行为科学是从人的社会性角度来研究社会，研究人的群体行为，研究人个体行为与 群体表现之间的关系。当然生物界不少动物是群居，它们都有个体之间交往，都会在不同程度上存在着群体行为，因此付为科学研究的对象也不仅仅包含人在内，它研究的对象除人以外还包括昆虫的组织结构，哺乳动物的生活等现象表现出来的规律。

● 文学艺术是从美与丑的角度来研究客观实际，表面上看起来文学艺术中的美与丑也仅是人类的感觉，实际也不然，动物求偶现象中的很多表现包含有美学现象，和谐优美音乐可以促进牛、羊多产奶也可以从一般的美学角度去分析，可以说 从美与丑的角度分析客观实际至少涉及到很多有生命的现象。

● 军事科学是从集团之间斗争的角度来研究客观实际。冲突、侵略、战争这些现象也不仅仅是人类社会现象，在动物世界可以说更普遍的存在，就是植物的生存竞争也可以作为军事科学研究的内容。

上述学科部类基本上将所有知识都进行了划分，但我们也要指出由于科学技术的复杂性，经常可以看到某一门学科有时很难将它归属到哪一类，更多的是一些交叉学科，例如建筑学，关于房屋结构、材料等内容属于自然科学中力学的内容、而且可以认为是静力学的重要应用方向；建筑物的设计、布局则更多属于文学艺术类，美学是建筑学所主要考虑的内容；建筑物的大小安排、房屋的布局还同人体科学、行为科学有连系。可以说建筑科学是与多门学科发生联系的综合学科。同时也可以看出按照新的学科分类办法需要对传统的学科（按照研究对象进行分类的学科）进行改造，使其能体现出在研究角度、研究方法等方面的不同特点。

三、科学知识的“三个层次一个桥梁”结构模式

科学知识的“三个层次一个桥梁”结构模式的提出，来源于钱学森教授在构建系统科学理论体系问题的思考。钱学森在提出“系统科学”概念，把与系统相关的几十个学科用“系统”有机地联系在了一起，形成了一个学科群。它不是自然科学、不是社会科学、也不是数学，而是一个为这些学科体系不能包容的新兴学科体系。系统科学的一个共同特点，就是系统概念，系统概念贯穿于这一研究领域各个分支的共同的基本概念，集中地体现了整个学科领域的对象、方法、特点。钱学森认定：“应该回到系统这一根本概念，采用‘系统科学’这个词。”

确立系统科学概念之后，从科学学角度不能不提出一个问题：建立系统科学的体系结构框架，依据这个框架对系统研究领域众多的学科分门别类，使它们有序地共居于系统科学的统一体系中。这就要求搞清楚这些学科的特点和相互关系，揭示系统科学体系中各种横向的和纵向的联系，从整个体系的角度，给每个学科以确切的描述，确定它们在体系中的地位，进而探讨应如何继续发展系统科学。

为了解决这个问题，钱学森自觉地使用了系统方法，把系统科学知识体系看成一个系统，按照系统论的院里考察其结构。他说：“我考虑这个大系统，也用系统的思想，用了系统论里面的一些东西，用了系统科学里的一些东西。”“科学系统论的运用，什么事情都是一个系统，而且有一个结构，而这个结构之中存在着相互作用。

在不同门类的科学体系中，自然科学是迄今为止发展得最成熟的一个门类。钱学森运用典型研究法（解剖麻雀法），剖析了自然科学的体系结构。从系统层次结构上看，全部自然科学知识明显地分属于三大层次（台阶）。最接近于社会实践的层次是工程技术，诸如土木工程、水利工程、电器工程等等。在这一层次之上，对工程技术进行理论概括而产生的、作为这些工程技术直接的理论基础的是一系列技术科学，如建筑学、水力学、电工学等等。这些技术科学进一步概括，上升为更高层次的科学理论，就是自然科学的基础科学，如物理学、化学、生物学等等。由这些基础科学通向人类知识最高概括的哲学，需要一定的中介和桥梁，这就是辩证自然观或自然辩证法。

下图为自然科学的体系结构。

自

然

辩

证

法

实 践

自然科学体系结构图

桥

梁

实 践

科学体系一般结构图

从自然科学的这种体系结构中，可以进一步概括出其它学科体系共有的结构模式，即“三个层次一座桥梁”的结构模式。各个层次的质的规定性是：

工程技术层次：直接改造客观世界的知识；

技术科学层次：工程技术共用的各种理论；

基础科学层次：认识客观世界的各种理论；

通向哲学的桥梁：对应于该学科的哲学分论。

论证

1、根据系统论的同构性（同型性）原理，自然科学、社会科学、数学科学以及其它科学体系，作为人类科学知识总体中的不同类别，必有相同的结构模式。

2、根据系统论的层次结构原理，一切复杂系统都是按层次方式组织起来的。各大门类的科学知识体系都是复杂系统，都应具有等级层次结构模式。

3、从科学学和认识论的原理看，人类的知识都是从实践中产生出来的，经过逐步抽象概括，形成若干普适性和概括性不同的层次（同构性）。每个门类都应有直接用于改造客观世界的知识，这些工程技术都有其直接的理论依据，各种具体理论进一步概括都会形成更普遍的基本理论，都通过一定的桥梁通向哲学层次。

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