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娘子关、高平夕阳河、中条铁柱喋血中州

人民称他们为七路半,中条山的铁柱子,岳家军,日寇称他们为盲肠炎 163

 
 
 

日志

 
 

发展具有“中国特色”的科学技术  

2013-03-04 22:55:08|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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发展具有“中国特色”的科学技术

 为什么提出这个问题,背景何在?

人们都很关心我国的科学技术,如何能发展地再快一些,再好一些?

但是,由于我国在科学技术领域中存在着几个深层次的问题。例如质与量的统一问题;仿制与创新的问题;理论与实践的协同问题等。因此,答案却有所不同。

按照科学的思维,这个答案应该由科学技术发展的“准则”说起。所谓“准则”是指观察和看待事物的基本认识,并引出具有榜样性的标准,以供参考和实践。

大家都知道,20 世纪80年代以来,知识教育走向智能教育,知识经济走向智能经济等的变化,使得科学技术的文化根基、经济模式、世界观和工程实现等方面,也都泛起了新的思维和规划。而其中隐含着科技发展的“准则”,其理念和结论,在一定程度上是影响全局的信念。事实上,准则在历史的进程中,它已决定着、并将继续决定着科学技术发展的品位、内涵和走向,也影响着科技领域在中全球化的合作与竟争。

西方近代的科学技术发展的“准则”之一,“数学是基础,他决定着科学技术”。例如,美国前国家研究委员会主席普雷斯(F.Press)讲到:“大家知道,美国的许多目标,特别是国家安全、经济实力和生活水平,愈来愈有赖于近代科学发展带来的新兴技术,然而,数学作为多种学科的基础,它的发展刺激了许多不同领域中科学的进步,这一点却没有被人们充分地认识。” 美国全国科学院国家研究委员会写的报告也急呼:“如果不学习用数学解决问题的方法,将来有可能被世界淘汰”。因此,研究数学、发展数学、应用数学已成为科学技术中的一种风尚,特别是“冷战”之后,该项准则也已进入美国的国策。

  美国埃克森石油公司开发部总裁爱德华也讲“很少人认识到当今如此广泛称颂的高技术

在本质上是一种数学技术。”

据报载,印度软件产业规模达已500多亿美元,出口额居世界第二。主要原因是印度科技界重视数学教育,他们认为:“数学是力量的源泉”。

日本学者近藤次郎所拟出的一种很著名的,对“现象的理解和应用”的立体关系图。这是一种概念性的模型,图中最上部的“理解”可以与数学模型和应用联系在一起。这个模型很细致,很有新意,其项目包含有现象、物理模型、数学模型、数学方法(含计算机)、数学的解、实验、数据、统计、比较、假定、理解、优化和应用等多项内容,精细而全面,但主题仍是数学

法国20世纪末出版的杂志《今日法国》提到“法国是一个居世界第三位的数学大国,不论是医药、工程、技术、运输、通信,数学是无处不在”。

前苏联的数学水平和应用更是名列前茅,成果累累。

所有这些典型的认识足以反映数学的客观性、真理性和经济性。因此,西方国家认为把提升《数学》的定位作为发展科学技术的“准则”是比较合理的,也是比较有效的。他们用数学定性地和定量地描述科技事物的规律,在数学理论的指导下,创新科技领域,强化科学实验研究、精心工程设计,提升制造工艺,制定严格的质量标准,开拓和生产各类优质产品,在军用和民用等许多领域中的表现,都是高质量和高水平的。中国的科技界,几十年来认真和虚心学习西方的经验和技术,结合本国的条件,经过艰苦奋斗,也取得了惊人的丰硕成果。

但是,认识事物与文化背景、世界观等是相关联的。从科学的层面来考察,西方的这个“准则”也不尽是完善的。因此有必要以科学民主的精神进行“以理服人”的评议。目的是,希望能为我国拟订科技发展的“准则”提供参考。

为了配合科技的内容,以下先举出一些实例(已正式出版)的择要作为铺垫。这些实例是我们多年从事科教工作中,通过“质疑,评论和创新”的一些记录和领悟

实例1.静力学的缺点是什么?

西方静力学教材中认为,在受有外力的结构中,若其支点的数目大于3,则其支点上的支反力是无法计算的,即是“静不定”的。这个结论已延续了上百年了,好像是个“冤案”,结不了案一样。问题的症结何在?

显然,如果只是就力学的观点来谈静力学,是不会得出科学结论的,因为静力学主

要是研究平衡的,主“静”。但哲理认为:“平衡与运动是不能分开的”。认为必须有“动”

的观点,即,平衡不是突然形成的,而是一个过程的终结的表现,这里有“动”的因素。

用这个观点处理多支点的问题,静不定的问题则“迎刃而解”。事实提醒人们,观察和处理科技问题时,既要注意学科的“个性”,也要注意哲理的“共性”,才能在更高的层面上取得科学的成果。

实例2.为什么全世界没有非线性化(Non-linearization)理论?

       上世纪80 年代初在国内一次科学年会上,出现了控制系统简化的命题,采用了线

性化的办法效果较差,满足不了指标的要求,但也没有其他方案,因此被搁置起来了。

直到赴美国访问并讲学的期间,才有时间重新考虑这个问题。初步结论是:基于函数逼

近的理论,认为采用非线性化的方案似乎可行。为慎重起见,特约请三位美教授,请

他们提出问题和建议,他们的专长分别是“优化理论”,“发动机控制”和“数学”。但

是在谈到准备研究非线性化的问题时,他们没有提出建议,而是坚决地反对,大致的理

由是:

1)线性化是为了简化计算,非线性化只能是复杂化,有些“背道而驰”的意思,美国人不会研究这类问题,请查阅一下近30 年来的有关资料,不会有这类文章……

     2)工程系统应用数学时,一般是力求简化,也希望其物理或工程概念清晰,因此,复杂的方法难得有企业单位或文化单位关心,更得不到实际采用,……

     3)英文字典中没有Non-linearization 这个字,词汇资料中也不会有这个字的解释。

        。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

        这是一次东西、方文化的直接碰闯,来势很猛,但一个明显的差别是在于哲理的思维。事实是:复杂与简单是一组矛盾,可以依据条件互相转化,非线性化的理论实际上是具有处理更复杂(高阶)的线性系统的潜力,使之简化。至于应用问题则需要经过实践的验证。为了缓和认识上的差异,绕过辩论,最好是“尽在不言中”。于是很方便地直接举起双手,使拇指相对,表示“事物必须是对立存在的,不能是两只右手或两只左手”,大家一笑了之。看来,西方的有些文化理念还是比较年轻的。

        最后,非线性化的论文在国际科技大会上进行了宣读,得到了会议的认可,并推荐有关杂志出版。实例提示人们,单纯的数学观念是有限的,哲理的思维是必须重视的。

  实例3 国际合同论证

        上世纪80 年代接到一项国际合同技术论证的任务,价值较高,因此责任也大。开始时,在内部约定,用“以理服人”的原则进行谈判,因此数学计算,模拟(当时计算机有限)和取得数据和曲线等,是十分重要的。但是,在合同的文本中(有多厚)忽然发现有八张图纸,内容是大规模集成电路的线路图,是为以后的设备维修作为参考使用的,没有说明和注释,似乎是技术保密的需要。从宏观上分析,这些图纸应该是整个系统进行数字控制的核心技术。但因为很少接触这类电路,难于“计算”。为了解决这个问题,曾约请了11位专家和教授举行座谈,希望得到帮助,但结局正是我们担心的,“没有结论”。完全陷入“一筹莫展”的境界。

        但哲理却及时地提示我们:该会算的人不会算,那也可以去找“不会算的人”来

帮助“解决”。这有什么道理?因为,这个问题也属于“矛盾处理”,在各学科中也

是具有共性的内容。至于是否有效,一点把握也没有。受到拜访的“不会算的人”,

是一位颇有造诣也很热心的哲学教授,所以交谈地很广泛。谈到最后,他补充了

一段话:“哲理讲《量变到质变》,一般是举自然界的实例,但人们认识事物的过程,

往往是《由质到量》的。”真是一语道破天机。具体地讲,就是要进行量的计算,必

须先了解对象的“质的内涵”。大规模集成电路的“质”可以有许多方面,但在这里,

对象的质,主要是其数学的“质”,也就是其数学符号,如等。如此分析

很有效果,一天的时间,全部分析和计算按时结束,也胜利地完成了谈判的论证任务。

谈判的(英)方认为我们的计算是正确的,指标的要求也是合理的,但他们的设备性能达不到,愿意执行合同,负责赔款。真是奇迹,哲理的介入,也的确能解决技术专家解决不了的“技术问题”。

实例4 数学应用是有条件的

大规模系统的研究从简化到降维,出现的理论与著作,大都是有关数学理论的精确推导和算例。一种奇特的现象是,大部分的算例不能证明其理论的有效性,即,大系统的曲线与算例中模型的计算曲线差别太大,而且所举的算例中,其系统的阶次都很低,也谈不上“大”,这种现象确实是值得认真研究的。

 其实,哲理早已指出:任何理论,方案,设计都是有条件的,精确的数学方法可以处理许多问题,但条件是所研究的对象,其内容明确,本身也具有量的“确定性”,它与数学的精确推导是可以匹配的,因此成果累累。但大系统的特征是变量多,随机因素复杂,噪声比重大,数学模型本身也难得精确,现行的算法计算量也大,因而导致病态的可能性也较大(例如求逆的算法等)……。因此,对于大系统而言,采用精确数学的算法是不合理的,因为不存在精确计算的条件。至于其“取大舍小”的“减法”策略更是不恰当的,因为量“小”不意味着“质”差。采用辨证的观点,强化“聚类”的理念,在这里开创了一种具有“包容性”的“派生摸态算法”,充分发挥系统中各因素的“积极性”和“自适应性”的特征。其结果是,理论比较简易而完整,计算量也较小,完全可以满足科学技术的要求。这个实例表明,数学也要注意接受哲理的评定

 

实例用数学和哲理处理工程难题  

      背景:我国某大型企业,其产品由于质量问题,八年不能出厂,给国家造成巨大的损失。在参与分析与“诊断”的工作中,发现其主要问题是,

      学科单一,行话太多,知识面覆盖不了产品的内涵;

没有数学模型和数学分析,只重视研究测试数据;

产品质量问题中的主要矛盾含糊;

千百次试验研究,主要“试凑法”,缺乏理论指导。

事实是,在我国的企业中也不乏类似的问题,值得重视和关心。

    最终,对于该企业的难题,采用哲理中分析矛盾的理念、数学和力学的计算方法,集中处理其有代表性的试验曲线,一个月后,获得了必要的结论和处理方案——只需对其主体部件加大2-3毫米即可,最终产品制造成功。很像是苦“笑话”,但却是科学。

 

  小结恩格斯在《辩证法与自然科学》中提到:“不管自然科学家们高兴采取怎样的态度,他们总还是在哲学的支配之下。”因此,数学和其他学科一样,其理论和方法也是要接受哲理的认定和评议。

该书还指出:“哲学具有着某种东西是他们(指其他学科)即使在自己的领域中也不能及的。”这些结论也值得深思和研究。

什么是具有“中国特色”的科学技术?

    通过案例的分析,显然,西方的科技发展准则,并不能完全适宜我国当前的国情。如果想要从通过学习西方的科技理论、引进西方的技术、购置西方的工程设备等的基础阶段,跨入“世界科技之林”,则必须要有“中国特色”,并建立符合科学和国情的“准则”,展现独有的智能和才华,创新发展科学技术,才能应对全球化的“合作与竞争”的科技潮流。

什么是“中国特色”?实际上,其内容大都是依照社会进程、民族文化和教育之《根基》而形成和延续的。其中,至少有三个方面是非常突出的,这就是:

1哲理的传承

我国经历了数千年古典哲理的积淀(包括整体观,知行观,本质观,名实观,道德观等)

也研究和接受了部分现代哲学的沐浴、熏陶和实践(辩证哲学,包括物质观,时空观,运动观等)。他们共同的特征是:高瞻远瞩,言简意赅,言近旨远,发人深省。但二者由于社会经历、文化教育、道德理念等的差异,在人生观、世界观、道德观、方法论等方面毕竟是有所不同。为了博采各方面的理论思维的成果,结合科学技术领域的实际,在这里特泛称为《哲理》。

哲理的成果是认识和分析客观事物的理论思维。在我国,哲理与科学技术正在不断地协同和结合,形成一种新的“机制”,并在世界上逐步地展现为“独领风骚”,构成了具有科学技术中国特色的一个方面。

哲理虽不能替代科学技术,但有利于开拓视野,形成更高层面上的科学理论思维;有利于批判和克服传统偏见和保守思想;有利于从单纯科学技术的范畴中解脱出来;有利于坚持科学发展和转化的理念;有利于升华和创建新的科学理论;这些变化必将有利于提高我国科学技术领域的软实力和硬实力。

2智商

智商即智力商数。我国人民智商高,已为许多国家和友人所推崇,其原因有三,即:

*  哲理理念的广泛转播与普及,促进智慧思维的广泛交流,且为人民所好。以色列教授拉布里斯基曾谈到,中国人智商(IQ)高,因为他们国家沉积的哲理深刻而广泛。哲理既是智慧的源泉,也具有“反思、批判和创新”的智商内涵;

*  在人文理念方面,人们注重群体、和谐、妙趣、机智等,因此人们在语言、人文、生产、伦理、道德等诸方面均不断发挥才智,并卓有建树。

*  我国近百年的坎坷历史,并为此付出了沉重的血与泪的代价。但《多难兴邦》的理念却不断地激发人民群策群力、克服困难、处理矛盾的决心与实践,其中也极大地提高了人民的智商。

发挥高智商的潜力是时代的客观需求。因为拥有智慧,拥有知识则拥有明天。发扬智慧,

它有利于扩大科技民主,集思广益,可以适应从市场经济、知识经济转向智慧经济的必然过程。在科技领域中数学是高智商的学科代表,它也是大多数科学技术的基础。哲学界特别指出:世界要走向“数学化”。事实是,没有用数学阐明的科技成果,难以摆脱缺乏科技内涵的阴影。而高智商的中国人更偏爱数学,乐于学数学、用数学、发展数学。正如数学大师陈省深所讲:中国人研究数学没有问题。用数学来支撑科学技术的发展,将提高科学技术的品位,促使我国科技事业走向质的飞跃。高智商正在衍生为中国特色科学技术的高品位的内涵。

3勇于实践

中华民族不屈不挠艰苦奋斗,群策群力,乐于协同,善于运筹,勇于实践的传统深

入人心。从历史上看,我国在医学、兵法、工艺、四大发明等都是在实践中诞生的。近三十多年改革开放的成果,更充分证明了中国人善于学、勤于用、乐于改、勇于创的品格,已形成了一种科学的运行机制,并努力在实践中认识世界、改造世界,也提高自己。当前,我国在科学技术领域中,比较重视理论与实践相结合的原则,但是,特别需要重视哲理和科学理论指导下的实践,鼓励实践中的“创新”;认真把握从《世界工厂》跨过《世界实验室》走向《世界创新点》的升华过程,努力将科学实践与社会科技发展的高指标同步。

以上三个方面的特点在科学技术上的反映,就形成了具有“中国特色”科学技术的主要内涵。其“准则”就是发挥:“哲理的积淀,数学的智商,实践的创新”相结合的“三为一体”的智能型系统,他将直接地推动中国科学技术的发展与完善。在这个《科学大平台》上,将充分地展示我国科技宏伟的潜力和优势。坚持不懈,共同努力,我们国家必将以智能型的科技强国的面貌屹立于世界,为中国和世界做出贡献,这也是整个中华民族的宿愿。

强化与世界先进的科学技术接轨

    与世界先进科学技术的接轨问题是“大科学”发展的必然,它也符合中华文化“大气

磅礴,包罗万象,兼容并蓄”的气度。因此,发展具有中国特色的科学技术绝非是单纯地

“自我提升”,而是顺应自然发展的规律,目的是为了更能适应全球化的变迁,包括东、西

方科学技术的合作、交流和竞争。

我们需要继续重视向西方的高科技学习,但同时,很有必要运用中国独有的“科学大

平台”的准则,对世界的有关科学理论,科技成果,系统项目,大型设备,特别是创新理念,科研方法和教育体制等的优势和成果,进行深入的分析和评估,择优而从之,且坚持不懈,学而不泥。无疑,东、西方科学技术的步伐,社会条件,人文理念有一定的共性,但个性的差异不可忽视,因此决不可“亦步亦趋”,“马首是瞻”。大量的科学研究的事实(包括所举实例)已经证明,中国“科学大平台”的理念和内涵,将在世界科学技术领域中融合各方面的优势,改善差异、振兴全局,并为人类做出应有的贡献。

“建设具有中国特色的社会主义国家”是具有战略性的理念和目的,在各个领域中必须充分重视和贯彻和落实,本文仅为此提供一些建议,供研究和讨论。

                                        杨秉政 2012, 11 于西北工业大学

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