李静海多尺度 探索知识体系的逻辑与架构:多层次、多尺度及介尺度复杂性
探索知识体系的逻辑与架构:多层次、多尺度及介尺度复杂性
李静海
1. 突破惯性思维模式
为迎接新的科技革命,实现新的科研模式,应对全球挑战,我们迫切需要突破惯性思维。在新的科技时代,机遇多于挑战。然而,在这个新时代,政府和科技界需要意识到,最为重要的问题也许不是经常讨论的投资与回馈。
现代科学技术在20世纪取得了突飞猛进的进步。人类对自然界的认识和改造自然的能力不断提升,科学在向两个极端时空尺度扩展的同时,催生了许多新技术,特别是能源、材料、信息和生物技术的发展,从根本上改变了人类的生产和生活方式,推动了人类文明的进步。
然而,人们逐步认识到,在人类可持续发展面临新的挑战、需要解决方案的同时,自然、工程、人类自身和社会科学中仍然存在很多用已有知识无法解决的问题,注重细节的还原论和关注整体行为的系统论仍然无法融合,不同层次之间和同一层次不同尺度之间的关联仍然难以实现。这严重制约了人类可持续发展的能力,对自然科学和社会科学提出了挑战。
与此同时,信息技术的进步和知识体系的爆炸性扩张,正在推动新的科研模式[1]的形成,学科交叉[2–5]、融合也越来越成为取得新突破的主要途径[3],科学的开放性和全球性已成为当代科学的潮流。在这样一个机遇大于挑战的时代,世界各国都纷纷出台各种重大研究计划,重构国家创新体系,努力增加科技投入。大家普遍期盼着一场新的科技革命的发生。
为此,很自然地,各国科技界都呼吁政府增加科技投入,而各国政府也比以往任何时候都更期待科技界能
够对科技投入予以更多回馈。因此,相关政产学研的关系越来越引起社会各界的关注,其复杂性似乎甚至超过了科学本身。
增加科技投入、促进政产学研结合,当然十分重要,但是,在这些议题之外,还有什么问题更为重要而尚未引起重视呢?笔者认为,确实存在着忽视科学技术本身发展规律的问题,而这些问题或许更为关键,解决这些问题或许对应对全球挑战、加速科学技术进步和建立新的科研模式更为重要。比如:
(1) 知识体系及其缺失的环节:是否可在现有知识积累的基础上,理清科学知识之间的逻辑关系和结构体系,从而明确缺失的知识环节,优化和完善现代科学技术的布局?
(2) 推动科研新模式的行动:面对大数据、开放获取和科学全球化的发展趋势,如何理性地引导和推动新的科研范式的形成和发展,而不是被动地等待?
相应地,知识体系结构的认识和科研范式的变化也会对各国创新体系的结构和管理提出一系列新的要求,本文试图摆脱惯性思维,探索这些问题。
2. 理清知识体系的结构和逻辑
我们应当系统地理清现代知识体系的结构与逻辑,并使科学知识和应用技术的结构与逻辑及其相互之间的关系成为研发、教育布局的基础。通过理清知识体系的结构和逻辑,我们可以将所有学科和科研领域组织成一个逻辑架构,促进学科交叉融合,可极大地提升科研效
