思维模式的变革

作者：查有梁

自然辩证法研究 1995年02期

　　 本文在评论《对称—整合思维模式》一书的基础上，论述了两大思维模式：A型，还原—决定思维模式；B型，对称—整合思维模式。按照历史，作者论述了：中国古代的科学思维模式是B型思维模式的初级原型；近代科学的力学观，以A型思维模式为特征；现代科学的系统观，则以B型思维模式为特征。按照逻辑，作者论述了：A型与B型两大思维模式既是互斥的、对立的，又是对称的、统一的。通过问题—模式谱的分析，论述了A、B两种思维模式的统一。

　　

　　 1 两大思维模式

　　 问题解决的过程，必然需要思维。可以简单地说：思维即问题解决。解决不同的问题，需要不同的思维模式。所以，随着问题的深化，认识的发展，思维模式必然要发生变革。

　　 以牛顿力学为代表，形成了近代科学的力学思维模式。这种思维模式以原子论、决定论、还原论、分割论、个体论为特色，以系统科学为代表，形成了现代科学的系统思维模式。这种思维模式以统计论、概率论、整体论、生态论、群体论为特色。②换一种说法，力学思维重视“还原—分析”方法及“因果—决定”方法，可称为“还原—决定”思维模式。本文简称A型思维模式。系统思维模式重视“对称—破缺”方法及“耦合—随机”方法，可称为“对称—整合”思维模式。本文简称为B型思维模式。A型思维模式重视因果性，追求简单性；B型思维模式强调随机性，探索复杂性。A型与B型是两大思维模式。从A型到B型是思维模式的重大变革。

　　 周守仁同志的新著《对称—整合思维模式》，就是专题论述B型思维模式的一本优秀科学方法论著作。这是他历经数十年精心研究的成果，既有广度，又有深度。

　　 从整体上说，我对这本专著的评价是：学风严谨，论据充分可靠；态度认真，经过深思熟虑；内容丰富，启发性很强；研究深入，有许多创新。但是，在叙述方法上有待改进，才易于使人理解。应适当地将历史与逻辑结合起来，才能使本书的内在结构更加“对称—整合”。

　　 《对称—整合思维模式》一书，较为全面地反映了数学、物理、化学、宇宙学、生物学等多方面的若干前沿研究课题现状，并上升到科学方法论的高度。作者提出了建构一种解决复杂性问题的思维模式：对称—整合思维模式。

　　 对称—整合思维模式包含有两大方法论。其一是重视对称性思想的“对称—对称破缺”方法论；其二是重视整合性思想的“超耦合—内随机”方法论。将对称性思想与整合化思想结合起来，便形成对称—整合思维模式。

　　 从现代科学的发展看，爱因斯坦的狭义相对论和广义相对论充分显示了对称方法论的重大意义。量子物理学的发展充分表明了“对称—对称破缺”方法的重大意义，也充分表明了研究“耦合”以及“随机性”的重大价值。非平衡态物理学、现代分子生物学的进展充分展示了研究“涨落”、“内随机”、“超循环”等方法的重大作用。体现物理科学与生物科学统一的系统论、信息论、控制论——统称系统科学，一方面在深入探索“进化的动因”等问题上，让人们看到了研究“信息”、“有序”、“随机”、“混沌”等方法的重大意义；另一方面也让人们认识到“自组织”、“耗散结构”、“协同”、“整体”等方法的重大价值。

　　 在现代科学研究的前沿探索中，非线性、非平衡、非决定等，成为热门课题。在当代科学的前沿研究中，已在普遍尝试两大方法论：B[,1]：“对称—对称破缺”方法论；B[,2]：“超耦合—内随机”方法论。周守仁同志在科学方法论上的创造性在于：①认识到对称方法，即是一种整合；整合方法有助于认识对称，将对称与整合联系起来。②认识到对称破缺与内随机性是相关联的，提出“超耦合”（简单说即是耦合的耦合）既是一种整合，同时又是引起“内随机”的原因，从而造成对称破缺。③在“超循环”概念的启发下，提出“超耦合”的新概念，从而沟通了B[,1]方法论与B[,2]方法论。B=B[,1]+B[,2]则建构了包含B[,1]和B[,2]的对称—整合思维模式(B)。

　　 我认为可以用下图表示“对称—整合”思维模式：

　　

　　

　　 图1,B型思维模式：对称—整合思维模式

　　 对称—整合思维模式有重要的理论意义和应用价值。周守仁同志面对当代科学前沿的若干问题，运用对称—整合思维模式，通过进行科学的方法论猜测，提出了许多富于启发的新论点。例如，提出“双超随机论”（即超耦合、超对称与内随机性的关联理论），用此方法论去尝试解释自然物质的演化方向和机制，以及复杂性的变化规律。又如，作者提出了包括复合对称性、虚对称性、准对称性、统计对称性等在内的超对称性概念，用此概念分析自然界的手征性、时间的不可逆性等所显示的对称破缺，指出恢复对称性的各种可能方式等等。在实际应用方面，提出了“补偿对称方法及应用”、“组合方法及应用”、“广义模化方法及应用”、“工艺革新的整合方法”等等。说明运用对称—整合思维模式无论对于科学前沿的研究、事物复杂性探索，还是理论假说的讨论、工程技艺的革新等，都有不同程度的启迪作用。

　　

　　 2 按照历史考察

　　 如果能按照历史发展去考察两大思维模式，这更易于使人们理解对称—整合思维模式。我认为，中国古代科学思想中包含有对称—整合思维模式的原型。中国古代的科学思想，有三大基本原理。③

　　 一是“阴阳互补原理”。任何事物都有对立的两面：阴和阳。阴中有阳，阳中有阴，即对立中又有对立。阴阳平衡是暂时的，阴盛阳衰，阴衰阳盛，相互消长，阴阳互补于统一体中。这便是阴阳互补原理。

　　 二是“五行生克原理”。任何系统都可以分为五种要素：木、火、土、金、水。它们之间既相生，又相克。五种要素可以组成不同顺序的若干循环。每一个相生过程或相克过程中，其余各要素又分别起促进、蔽掩、抑制的相互作用。各要素之间有相互作用，各要素内部也有相互作用，即相互作用中又有相互作用。（“耦之中又有耦”）这便构成了系统的复杂性。（“万物之变遂至于无穷”）这便是五行生克原理。

　　 三是“天人合一原理”。“道生一，一生二，二生三，三生万物”。（《老子》第四十二章）即道生气，气生阴阳，阴阳生天、地、人，天、地、人则演化为万物。不仅从演化看天、地、人是统一的，而且天是大宇宙，人是小宇宙，大小宇宙是相互感应、相互对应的。天、地、人合一为整体。这便是天人合一原理。

　　 从上述中国古代科学思想的三大原理可知：阴阳互补，体现了一种“对称”。从阴阳太极图可直观看出这种互补性、对称性。20世纪杰出的物理学家玻尔非常欣赏中国古代的阴阳太极图，看重的正是它直观表现出的互补性、对称性。五行学说，则显示了世界的复杂性。王安石在《洪范传》中阐述了他对五行学说的理解。王安石认为“五行皆各有耦”，“耦之中又有耦”，“万物之变遂至于无穷”。这种思想很深刻。他猜测到了“对立之中又有对立”，“循环之中又有循环”，“相互作用之中又有相互作用”这就会使万物之变走向复杂化。用现代术语说，即是“超对称”、“超循环”、“超耦合”就会导致系统向复杂化方向变化，即是进化。天人合一思想很深刻。这一思想是从演化来寻求统一。现代物理学中探索引力场、强场、弱场、电磁场，这四种场（或称四种相互作用）的统一，正是从物质的自然演化来寻求统一。天人感应、天人对应的古代思想，从“信息”联系看是有其合理性的。天人合一原理充分显示了中国古代科学中重视“整合”思想。

　　 由此可见，“对称—整合”思维模式，不仅可以从当代科学的前沿探索中抽取出来，而且也可以从中国古代科学思想中找到它的原型。当然，这种“原型”是朴素的原型，只是“对称—整合”思维模式的初级形式。然而，我认为有这样的认识非常重要，这有利于我们理解对称—整合思维模式的历史渊源。可以作为周守仁同志《对称—整合思维模式》的一种补充。

　　 《对称—整合思维模式》一书的突出优点，是结合当代科学研究的前沿的许多问题，逻辑性强，启发性大，引人入胜，引人入深；不足之处是缺少了对方法论的历史考察，由深入深，深入深出，跃迁较大，难度较高。适当地将历史与逻辑统一起来，才有助于由浅入深，深入浅出。从逻辑上讲，对称—整合思维模式本身也需要“对称—整合”。即是应当研究与“对称—整合”思维模式相对立的、或有某种对称性的思维模式：“还原—决定”思维模式。在研究A型思维模式基础上，再论述B型思维模式，这既符合历史发展，也符合逻辑自恰的要求。

　　 以牛顿的《自然哲学之数学原理》④、拉普拉斯的《天体力学》、⑤拉·梅特里的《人是机器》⑥等著作为代表的“力学观”（或称“机械观”），有两种重要的方法论：其一是A[,1]型，即“还原—分析”方法论；其二是A[,2]型，即“因果—决定”方法论。A=A[,1]+A[,2]，两种方法论的结合，则构建了我这里简称的A型思维模式，即“还原—决定”思维模式。（或称“因果—分析”思维模式。）

　　 所谓“还原”方法，即是将高层次的运动规律简单归结为较低层次的运动规律。例如，生物学中把生命运动形式简单归结为物理—化学运动形式，用力学规律取代生物学规律。用物理方法、化学方法研究生物学是有启发性的，但一味追求简单性，就不可能认识生物的特殊本质，就难以解释生物的进化及其复杂性。还原方法与分析方法紧密联系，形成“还原—分析”思维模式。强调在整体层次下研究较小层次内的要素，从微观结构去解释宏观现象。分析方法，在近代科学中显示了强大威力。分析与综合是对立统一的。牛顿在《自然哲学之数学原理》中，既重视分析法也重视综合法。分析法是从整体到部分，重分解；综合法是从部分到整体，重整合。科茨在为牛顿《自然哲学之数学原理》第二版写的序中就明确写道：“他们是用双重方法，也就是综合法和分析法来进行工作的”。微分法与积分法形成的“数学分析”充分体现了分析与综合的结合。没有分析的基础上进行综合，是软弱无力的“整合”。中国古代科学思想中的“整合”，由于缺少“分析”，缺少对部分的深入认识，因而不能很好地握整体。现代科学中的“整合”，已有坚实的分析的基础，故在认识和改造世界方面强而有力。

　　 与“还原—分析”方法论相关的还有“因果—决定”方法论。还原方法在实质上是试图探讨事物的某种“因果”。因果方法与归纳方法相联系。牛顿本人非常重视归纳法。培根在《新工具》中提出“三表法”（要质临现表、歧异表、比较表）⑦深入研究了探求因果的归纳方法。19世纪，英国哲学家密尔在《逻辑体系》一书中研究了求因果的五种方式：契合法（求同法）、差异法（求异法）、契合差异并用法、剩余法、共变法。因果方法与决定论方法紧密联系，形成“因果—决定”思维模式。决定论方法是关于事物具有因果联系性、必然性的方法论。拉普拉斯提出动力学决定论。他把世界上万事万物的因果联系都归结为单值的动力学联系。这成为“力学观”（机械观）的突出代表。如果认识到因果联系的复杂性，认识到决定论既有动力学决定论，还有统计学决定论，那么“因果—决定”的思维模式本身尚需发展。“因果—决定”不应停留在“单值”的“力学”水平上，应当发展为“多值”的“综合”水平上。

　　 由此可见，A[,1]型的“还原—分析”思维模式与综合有联系；A[,2]型的“因果—决定”思维模式也与综合有联系。A=A[,1]+A[,2]，则建构了包含A[,1]和A[,2]的“还原—决定”思维模式(A)。（或统一称为“因果—分析”思维模式。）

　　 我认为可以用下图表示“还原—决定”思维模式：

　　

　　

　　 图2,A型思维模式：还原—决定思维模式

　　

　　 3 从模式论分析

　　 A型思维模式强调了因果性、简单性；B型思维模式强调了随机性、复杂性。从A型思维模式发展到B型思维模式是一个很长的过程。从牛顿力学本身的发展也可以看出。我在《牛顿力学的横向研究》(1987)中作过如下论述：⑧

　　 牛顿力学的许多观点，或突破、或保留、或充实，牛顿力学处在不断的演变和发展之中。狭义相对论突破了牛顿的绝对时空观，但在因果性、连续性等观念上与牛顿力学基本是一致的。在宇宙论研究的领域，牛顿的引力理论仍是很好的近似；在“强场”条件下，才由广义相对论的宇宙论取而代之。量子理论突破了牛顿力学的决定论和连续性等观念，揭示了微观世界的概率性和间断性（量子跃迁）；但在时间的对称性、可逆性方面与牛顿力学还是相同的。统计物理突破了牛顿力学的简单性和时间可逆等观念，开始探索复杂性和时间的方向性；但牛顿力学由研究可积系统发展到研究不可积系统，发现了牛顿力学自身“内在的随机性”及其复杂性，从而使它重新跃入物理科学研究的前沿，“湍流”问题便是一个代表。在低速、弱场、宏观、二体的世界，仍是牛顿力学的天下。对于高速、强场、微观、多体的物理学理论，牛顿力学是他们的极限情况，同时也是他们重要的“突破”对象。⑧

　　 我认为A型思维模式既是B型思维模式“突破”的对象，同时A也应是B的极限情况。换句话说，A型思维模式与B型思维模式也需要“对称—整合”。A与B有互斥的一面，也有互补的一面。下面从“模式论”的角度来研究A与B这两种思维模式统一。

　　 我在研究物理模式、⑧数学模式⑨、教育模式⑩等的基础上，提出了研究一般模式论，或简称模式论(11)。从模式论来分析“还原—决定”思维模式(A)、“对称—整合”思维模式(B)，可能有助于我们从横向联系的更为广阔的角度认识A型思维模式和B型思维模式的对称性和互补性，从而可以把A与B对称一整合在更大的方法论框架之中。

　　 模式论认为，建立某种思维模式，总是为了解决某类问题。按照问题的简单性、复杂性，或者说按照问题的因果性、随机性，或者说按照获得信息多少的具体情况，可以在问题谱上划分为5大类问题，从而形成5大思维模式。

　　 (1)白色系统问题——决定模式

　　 人们能完全明确该系统的信息，这种系统称为白色系统。例如，引力二体系统、简谱振动系统是属于白色系统。解决白色系统问题所采用的思维模式是“决定模式”，即是实验设计，系统控制。

　　 (2)灰白系统问题——程序模式

　　 人们能大部分明确，小部分不能明确该系统的信息，这种系统称为灰白系统。例如，电路网络、飞机系统，是属于灰白系统。解决灰白系统问题所采用的思维模式是“程序模式”，即是控制过程，预见行为。

　　 (3)灰色系统问题——预测模式

　　 人们能部分明确，而部分不能明确该系统的信息，这种系统称为灰色系统。在灰色系统中，能够明确的信息与不能明确的信息，两者的比例尚难确定。例如，大气系统、生态系统，是属于灰色系统。解决灰色系统问题所采用的思维模式是“预测模式”，即是搜集信息，预测未来。

　　 (4)灰黑系统问题——试探模式

　　 人们能小部分明确，大部分不能明确该系统的信息，这种系统称为灰黑系统。例如，人的心理系统，社会系统，是属于灰黑系统。解决灰黑系统问题所采用的思维模式是“试探模式”，即是假设试验，观念探索。

　　 (5)黑色系统问题——描述模式

　　 人们完全不能明确该系统内的信息，这种系统称为黑色系统。例如，人脑记忆系统，夸克系统，可基本上属于黑色系统。解决黑色系统问题所采用的思维模式是“描述模式”，即是整体洞察，专家选择。

　　 从白色系统→灰白系统→灰色系统→灰黑系统→黑色系统，沿着此方向看，系统的复杂性、随机性增强，应用语言表述、定性程度增大。也可以说，沿着此方向看，应用A型思维模式的可能性减弱，应用B型思维模式的可能性增强。

　　 从黑色系统→灰黑系统→灰色系统→灰白系统→白色系统，沿着此方向看，系统的简单性、因果性增强，应用数学表述，定量程度增大。也可以说，沿着此方向看，应用A型思维模式的可能性增强，应用B型思维模式的可能性减弱。

　　 上述问题—模式的论述，可用下图表示：

　　

　　

　　 图3，问题—模式谱

　　 从图3所示的问题—模式谱看，绝大多数系统是属于灰白系统问题或灰黑系统问题。纯粹的白色系统问题和黑色系统问题是极少的。在实际中，对在灰白系统问题，人们倾向于用“还原—决定”思维模式；对于灰黑系统问题，人们正尝试应用“对称—整合”思维模式，也可以说是用“试探—描述”思维模式。

　　 由问题—模式谱，我们可以认识到“还原—决定”思维模式的应用条件，它的优点及局限性；我们也可以认识到“对称—整合”思维模式的应用条件，它的优点及局限性。具体问题，具体分析，具体解决；不同问题的解决，应用不同的思维模式。不同的思维模式，难以判断其“好”或“坏”。重要的是认清它们的应用条件、优点及局限。“还原—决定”思维模式，已发展了三百多年，较为成熟，但局限性日益明显。在当代科学前沿的探索中，“对称—整合”思维模式，正方兴未艾，但是我们也应清楚地认识它的应用条件、优点及局限，方能更好地应用“对称—整合”思维模式去解决问题。从整体上认识到A型思维模式与B型思维模式的对称性、互补性，这正是应用了对称—整合思维模式，同时，也说明了研究模式论的意义。

作者介绍：查有梁，1942年生，四川省社会科学院研究员，四川省智力开发与专门人才研究所副所长，四川省自然辩证法研究会副理事长。