就可以稳定地自组织地演化发展起来；当这些条件中只有部分被满足时，科学可以自组织起来，但却不能自组织地演化下去；当条件根本不具备时，科学就无法自组织起来了。所以，重要的是要创造一个适宜科学生长的环境。

现在让我们回答第二个问题。

科学具备自组织系统的全部特征吗？回答：是，现代科学的自组织系统特征和自组织演化特征是非常明显、清晰的。

自组织理论告诉我们，自组织系统的动力是系统内部各个子系统或要素之间的竞争和协同。科学在它的系统的三个层次上都反映出了这一特点。在微观层次，一个科学理论的内部至少包括五种要素，即经验事实、原理、概念、定律、科学思想。这五种要素之间的相互作用推动了理论的进化（如理论的完善、理论修改和革命）。在中观层次上，科学体系内部有多种理论，这些理论的建立和发展亦有自己的轨迹，当理论之间出现不和谐时，理论之间的相互作用或推动理论体系完善化，或促使理论体系解体、发生革命，理论之间的竞争和协同就这样成为科学中观层次演化的动力。在宏观层次上，整个科学在各种研究和各个学科的自我演化基础上，不断出现新学科和新分支，各个科学理论不断分化不断综合，这种种相互作用使整个科学呈现出丰富多采的演化态势，不断从简单奔向复杂，从无序奔向有序，从平衡奔向非平衡，奔向更高级的非平衡混沌。很明显，这动力主要来自科学内部，而且是自发的、自主的、自动的。

这里也要说明，说科学演化的动力在科学内部，并不是说推动科学进步的全都是理论要素；这里也有经验要素即实践要素的作用，而且这个作用也是最重要的。这里有一个重要问题，即经验要素是科学内部要素呢，还是外部要素？依我的看法，如果我们把科学定义为必定涉及经验对象的学问，那么“经验”就是科学内部要素。而科学无论自然科学还是社会科学必定以经验对象为研究课题。所以，说科学演化的动力在科学内部实际是指科学中的理论要素和经验要素的相互作用。

现代科学的环境也具有自组织系统演化的环境特点。

从现代科学来看，科学是一个开放系统，科学与技术、科学与生产、科学与社会都有着相互作用。而相互作用就意味着它们之间相互交换着物质、能量和信息。不仅如此，与以往相比，科学与它们的物质、能量和信息的交换无论是在性质上还是在数量上都达到了无可比拟的程度。

技术供给着科学研究的仪器设备，有了技术科学才有了进一步深入研究和大规模研究的可能；试想，如果没有望远镜特别是今天的射电天文望远镜，那么对几百亿光年远的星体我们能有所研究吗？如果没有显微镜特别是场隧道扫描显微镜，那么微乎其微的分子原子我们能有所观察吗？反过来，科学则向技术不断输送着创造新技术的思想和理论，在科学的指导下，技术从个体的手工方式下解放了出来，从工匠的秘方演变成了科学的应用。科学与技术日益演变成为一体化的事物，在今天，科学和技术就是一枚硬币的两面，它们已经成了须臾不可分开的事物了。

今天的社会化大生产和科学的关系也日益密切起来，与往日相比，古代和现代科学与社会的相互关系简直不可同日而语。社会化的大生产

不断向科学提出新的和更高的要求，它以社会需求的方式向科学输送信息，以资金支持的方式向科学输入物质和能量，以教育人才向科学输入后备力量。它也更希望科学能够给它提供更多的财富。科学不负众望，的确为社会创造了源源不断的财富。试问，社会生活和生产的丰富与提高，又有哪一点没有科学的贡献呢？

在今天，社会与科学在两者的相互关系上已形成了有效的制度化的建制和规范。社会对科学的控制不再是古代中国宫廷那种为所欲为的控制，也不是那种“命令式”的行政控制；而是一种参量控制。特别是在市场条件下，长期以来已经形成了一种有效的市场调节性控制。通过资金流动、社会需求和政府调节等方式来控制科学，使科学不仅有效地服务于社会，而且也为之提供了宽松的适宜的生长环境，使科学能够以自组织的方式演化发展起来。

科学在自己的演化过程中也向社会不断地提出更高的要求，它要求社会更为民主，要求社会生产和管理更为科学，要求提高人的素质。社会为了利用科学和技术，它也必须按照科学的要求或受科学影响而演化，社会不得不接受科学的这些信息输入；科学通过将自己的理论、方法和观点输入给社会教育系统，通过科学家本身的社会活动，为社会的现代化培养合格人才，为社会的科学化、民主化创造条件，从而也为自己的自组织演化创造着条件。特别是由于科学认识活动也有自己演化行为的承担主体即科学家，并且也形成了自己的社会组织，有自己的行为规范，并以自己的社会活动即科学家之间的竞争和协同来激励科学研究；那么这种行为规范也就和社会的行为规范之间形成相互作用，从而对社会精神生活的演化发生影响和作用。而这种影响一旦发生，就会产生不可逆转的作用，就会对社会和科学的进步都产生良好的影响。

科学自组织演化的最重要特征还表现在科学发展的形式和途径上。科学从古代到现代大致经历了三种形态：古代科学、近代科学和现代科学。我们现在如果把这三种形态的科学放在一起加以比较，就会发现从古代到现代的科学演化是以分叉的方式分支演化而来的。

我们知道，古代科学如果以古希腊科学为例，那么其形态即为自然哲学。而自然哲学的特征即为其中的知识是未分化的、混沌一片的。按照自组织理论的观点，此即为“无序”或“平衡态混沌”。

从古代进入近代，科学开始了分化。“科学”（science ）一词在英文原意上即分门别类的知识，所以，当西方科学传入日本时，日本人非常准确地把科学翻译为分门别类的知识。而近人康有为再翻译时始将此词译为（分）科（的）学（问）。近代科学从自然哲学脱胎而来，首先分化出力学（其中又分化为静力学和动力学），而后又分化出物理学的若干学科——如声学、热学、电磁学，还有化学，生物学等学科。按照自组织理论的观点，此即为“有序”即有结构状态。

从近代到现代，科学既高度分化又高度综合。今日科学已是一个层次纷繁结构嵌套纵横交叉的网络系统。有人统计，迄今为止，科学就其门类而言已有 5500 门以上学科，其中非交叉学科约有近 3000 门，交叉

学科 2500 多门。（见李喜先：“复杂的科学系统理论及其应用”，《自然辩证法研究》Vol.8， No.1，1992， 29—33， 64）由该数字可以看出当代科学演化的又分化又综合的趋势，其中交叉学科的门类就明显

地反映着综合的网络性质，而非交叉学科的门类之多，也说明分化的趋势有增无减。

按照自组织理论观点，这一个层次纷繁结构嵌套纵横交叉的网络系统即为远离平衡的“混沌”，或正在走向远离平衡的“混沌”。这样，从迄今为止科学演化的全过程来看，科学发展的道路正是自组织系统演化的道路，即从无序走向有序，再从有序走向非平衡混沌。

科学的分叉发展，使科学演化的过程结构成为一种“树状”结构。而自然界的树木已被科学家证明是典型的自组织结构—— “分形”

（fractal）。我们已经找到了从一种科学研究方向或一个学科研究演化出多种科学研究方向或多个学科研究的案例（1944 年荣获诺贝尔物理学奖金的物理学家I.I. Rabi 的分子束核磁共振实验研究分叉为各种核磁共振研究和其它研究分支是一个极有典型意义的案例，见吴彤：“论科学的自组织演化”，《内蒙古社会科学》1995 年第 6 期）；至于科学从古代到现代演化出 5500 门之众的学科更是很好的案例。这些演化的图象都是“树状”的分形。这表明，演化中的科学是具有分形结构的过程系统。

科学演化所采取的发展途径也是自组织的典型途径。一般而言，系统在自组织演化时，往往采取相变的方式。物理学意义上的相变，常常有两种典型途径：即经过临界点的性质突变的相变，在临界点以下的状态突变的相变；至于临界点以上的渐变由于不能使系统从一种状态（或性质）改变到另一种状态（或性质），因此不能称之为“相变”。不过，在第二种相变中，系统状态的改变由于不是一下子完成的，因而常常把这种相变称之为渐变式相变。这两种相变有一个很奇怪的特点，即如果是性质突变的相变，那么它在状态上就表现为两种状态你中有我我中有你的无法区分的情形，而如果是状态突变的相变，那么在性质上就不发生突变。科学也是这样，科学演化有两种方式（三种途径）即科学革命

（有两种不同形式的科学革命）和科学进化。首先，我们把正确的理论取代错误的理论、或在科学基础观念（如时空观、物质观等）和基本思维方式上发生了重大变革的科学演化称为科学革命，把科学在常规阶段的不超出原有理论的基本思想和基础的演化——它常常表现为量的扩张

——称为科学进化。在这样定义后，我们就会发现，科学革命就像物理学意义上的相变一样，有两种相变，正确的理论取代错误的理论，这种科学革命相当于状态突变的相变，因为革命前后的理论完全是两种状态不同的东西，而科学基础观念（如时空观、物质观等）和基本思维方式上发生了重大变革的科学革命是根本性质发生了突变，而革命前后的理论形态则具有内在继承性即理论状态未发生突变，所以它相当于性质突变的相变。前一种科学上的相变如哥白尼日心说取代托勒密地心说，后一种科学上的相变如狭义相对论对经典力学的继承和发展。而那种经常性的、科学家对科学中的常规问题的研究则可以称之为科学的进化，它带来的是科学的点滴的进步，但是这种点滴的进步的日积月累最终也为科学的革命奠定了基础。正如德国物理学家劳厄所说：

一门科学的历史只能记载科学研究的高峰以及参加这些研究的那些人。但自从十七世纪以来，有成千上万不知名的人曾把物理学向前推进，他们献身于这门科学⋯⋯有时还做出了自我牺牲。但是，

他们的工作决不是多余的，也 31 不是徒劳无益的。只有这许多人的默默的协作才能完成大量必要的观察和计算，保证了科学的持续前进。只有多种多样的兴趣和才能才防止了把科学研究限制在少数几个预先规定的方向里；这许多人的作用过去是、现在还是做出卓越的或者甚至是天才的贡献的必不可少的准备。⋯⋯物理学是集体的贡献，这也是一个历史事实。

（M·v·劳厄：《物理学史》，商务印书馆 1978 年版，第 11 页）

由此可见，科学演化的基本途径有三，即临界（性质）突变、非临界（状态）突变、积累性渐变。而演化的方式则采取分叉的方式，采取你中有我我中有你的交互作用（即表现为“循环”或“超循环”

〔Hypercycle〕）的形式，或革命或进化。当然，科学之所以采取分叉和循环或超循环的演化形式是长期演化的自然结果；是因为这些形式可以最有效地利用有限的物质、能量和信息，是因为这些形式是反映系统内部各个子系统或要素之间非线性相互作用的最佳形式。科学在自组织的演化过程中自发地找到了这些形式，而这些形式一旦出现，又反过来促进了科学的自组织演化。

三科学发现的自组织观点