〔提要〕本文讨论自然科学成果的鉴定和评价问题。主要是介绍Ю. Б. Татаринов关于科学成果重要性的一个数量化评价系统。
一、引言
如何鉴定科学成果(发明、发现、革命事件)和对其重要性给出评价,这在现代科学发展的复杂问题中已经引起了特别的注意。其原因,一方面是内在的,即由于自然科学的成果是整个科学技术活动的基础,其确定的形式体系,可以作为全部研究著作和全体科学人员活动的结晶,从而成为评定科学发展规律、预测科学发展必威在线网站首页网址 的基本参数之一。另一方面是外在的,即已有的种种评价科学成果的方法,终未能解决问题,无论是那些以专家经验为基础的方法,还是以引证各种情报资料和经济指标的频率统计为基础的方法,均表明其有效性之不足。这些方法的缺点在于,不是单纯从定性分析出发便是单纯从定量分析出发。其结果,不是得出半形而上学的几句话,便是得出过分简单的一堆数据。库恩在1962年提出的规范论,把科学革命看作是某种“范式”,对科学的革命成果作了较好的鉴别,但对一般科学成果的鉴别,对科学成果重要性的评价,则仍未能解决。在这个复杂的问题面前,方法论似乎受到了挑战。
出路可能是应当寻找一种含有质量指标的数量化的形式方法。1976年,苏联科学院发表了Ю. Б. Татаринов的一个研究结果,其中给出一个评价系统,试图用把质量数量化的形式方法解决上述问题,虽然不能说是已经成功,但却是一个值得注意的尝试。
二、Татаринов的出发点
Татаринов系统的出发点可以概括为下面的三个思想:
第一,对取得“成果”称号的自然科学的发明、发现,存在着一种稳定的鉴定条件。这些条件主要是:
1,具有新颖的因素。因为真正的发现应当原则上是新的,为科学界所未知的。
2,包含有无论与“直觉”还是与系统描述均无关的不变原理。这个不变原理是关于这种或那种现象的本质部分的认识,它反映了客观的真实性,因而对应着规律中的客观真理、理论等内容。这种客观不变性的核心,按照列宁的说法,无论与人或人类都是无关的。
3,构成科学知识的概念的转移,并引起认识水平的根本变化。换句话说,一个发现,在其他条件相同的情况下被当作科学成果时,将充分地对应着高一级的基本认识层次。Татаринов认为,这正是科学发现的本质所在。
第二,科学成果存在着以内在的发展逻辑为基础的客观的等级差别,因而允许从科学发展的内在观点上确定基本等级的评价标准。表现为存在着这种内在逻辑的一个重要现象是,从科学史上的许多实例知道,当非常深远和重要的理论与经验发现找到了任何一个实际的应用时,都好像是这种理论与发现经历了许多年起作用之后的结果。例如电磁感应现象、电磁辐射理论、狭义相对论等。
第三,“重要性”作为一个科学成果的整体性特征,可以由各种因素的综合作用决定。这些因素不仅包括成果本身的各种物质上、逻辑上的内容,而且包括哲学和辩证法的分析内容。
值得注意的是,一个综合的评价系统,应当能确定成果在相应科学发展时期的认识水平上的影响程度,它应当最后影响到科学描述界线的变化。这自然要利用像无机界一般知识系统的物理上的描述界线概念。这种界线是由对象本身的系统提供的,本质上是广义的,它以中介的形式反映了客观的真实对象,正是建立能够分成等级的因素的基础。用对每个因素引入评价的方法,便可以帮助更客观地对重大的自然科学成果作出有等级的评价。关于物质对象客观上存在着等级界线的思想,最早是由恩格斯提出,美国的天文学家Charlier进一步作出了物质的分类等级系统。目前所研究的物质对象的等级系列包括从10-13到1028厘米的一个宽度。
三、因素分析
首先要把评价系统中的主要因素找出来,于是引起以下的一串分析:
显然,当其余条件相同时,科学成果的重要性将与对每一对象的一系列接近某种界线的现象所进行的探索相关。因为,最一般的科学概念和原理正是按照接近这一系列界线的程度而形成的。
在认识过程中,可以在物质对象本身的地位与物质结构在认识水平上的等级之间建立某种联系,对它们的研究可以在不同的水平上实现。例如从超微观世界到总星系。这样,向这两极的某一等级的发展,自然就成为科学发现的重要性的一个指标。当其余条件相同时,从某一级的发现走向更高一级的发现,对应着更大的系统或在更深水平上的较小空间中的物质组织。
不仅是对象和过程的物质界线,而且发表在科学成果中的本质与现象所反映的形式都是评价等级的系统性的特征。因此,成果的重要性将依赖于那样的因素:首先是得到该成果时,科学认识所处的阶段,以及依赖于从它可以达到的理论与经验的水平;其次是有关它的形式的性质,即它是否代表科学成果的理论本身;再其次是模型的分类等等。当然,在认识过程中有多种多样的客观界线。例如,“…人的思维从现象到本质深化的无限性,即从本质的一个等级到本质的第二个等级等等,以至无穷”(列宁),这也是一种界线。
重要性的评价因素还应包含在科学情报所反映的事物的新颖度之中。如果这个新颖程度是按照科学新情报在科学知识总体中所占的比例原则来构成的话,那么,最高水平一级的科学成果在原则上应是不能从旧的观念中预言或推出来的,也不能借助于“旧的”知识来作出解析(矛盾的是,给出这些新观念的本质的解析是必要的)。例如,放射性、量子作用等就属于具有最高水平的新发现之类*。
另外,不管主要的因素如何,科学成果的重要性在所描述的知识领域的某个界线内是向着高水平移动的。这种移动,以某种概念的形式将在整个科学上产生革命性的影响,使得必须重新确定描述的界线。若所得的发现是与描述界线的最大移动有关,而且对于最高水平的新事物同样正确,则在许多情况下要求产生或使用新的原理、非标准的思想和转化为最高的新方法。有时还要拒绝在相应的科学发展水平上基本被称为合理的思想。例如相对论和量子力学就是这样的发现。
还有,科学成果的评价总是与那些新科学情报所包含的可靠性程度相关的。对于可靠性程度更大的发现,或无论是从著作者研究的本身得到的还是从另外的学术与科学的全体活动中所得到的,在理论的各个方面和各种已知经验上均被证实的发现,将得到更高水平的评价。
于是,有可能把标准的因素分解成如下的部分,以确定科学成果的重要性水平:
1. 供研究对象用的物质系统的形式(从基本粒子到总星系);
2. 在进行研究的对象中的材料组织水平(高水平,低水平等);
3. 科学成果在各种物质系统和现象中的范围的宽度(例如,在已知级别中的单一的对象或综合对象);
4. 在所得到的科学成果中的科学认识的阶段(理论上和经验的认识水平);
5. 科学成果形式的性质(例如理论、法则、模型、分类等等);
6. 现象深入到本质的程度;
7. 科学情报的新颖程度;
8. 科学成果在各种科学范围和学科中作为组成知识的概念的移动水平;
9. 包含在科学成果中的科学情报可靠性的程度(理论上和经验上正确性的程度)。
四、数量化的步骤
科学成果重要性的数量评价,在整个研究的问题中其意义是有限的,这种方法不是真正度量性的。开始时,首先要对每个上述所列举的因素或因素组在通常鉴定的客观基础上,作成一个按高低等级排列的表。这种评价方法便完全受这种等级程序表的限制。在制定这种等级指示时,一般利用了某些在社会科学中引入的度量原则和估计方法。
为了作出科学成果重要性的评价系统,可以在一种独特的分类基础上,原则性地制定科学认识的阶段,而包含在科学成果中的新情报在组织上的特征,同样可以区分为两种类型——理论上和经验上的认识水平。还可以把每一类科学成果划分为等级、亚等级等。例如,可以分出科学成果共有四个等级:1°创立概念系统和它的要素;2°建立法则;3°揭露对象或现象的物质界线;4°发现事物或现象的性质。
科学成果的类型、等级和亚等级彼此之间的关系可以用赋予它们的比例系数(K1、K2、K3)来确定,并编出相应的数值。同时,为了计算科学成果组织形式的等级序列,可以引入科学研究成果组织形式的比例系数B,对它的独特的分类应反映科学成果中新科学情报有序性的程度。
为了从物质系统的等级系列与材料组织水平关系的研究观点去评价科学成果,Татаринов引进了《发现矩阵(Maтрица открытия)》的概念,用物质系统的变换系列和材料组织的不同水平(低级、高级之类)的阵列方式表示,以综合反映物质系统和材料组织水平的“有意义”的数值,作为发现矩阵□M)中的元素。按此,所引入的矩阵应是对称的。
其余的因素,当作每个不同的参数,可作为科学成果的“微分评价”(Дифференциальная оценка)基础,用如下的比例系数来计算:范围的宽度(α);情报的新颖度(β);概念的移动(γ);本质的水平(δ)和可靠性的水平(ε)。然后,按每个科学成果的各种不同比例指数作出有逻辑内容的等级表。为了作出一个足够长的等级表,可以利用作为二十世纪发现时期的特征的相对论和量子力学为起点。
对科学成果不同重要性的综合积分量的评价(Интегральная Количественная оценка),再引入广义的比例系数(K0)来表示,它是独立参数K1、K2、K3M、B、α、β、γ、δ和ε的函数。Ю. Татаринов选择了指数函数作为这些参数的综合相关函数,并把科学成果重要性的一般规律叙述为:“对于每个已知的对应着确定描述界线的科学时期,依赖于科学成果或发现的科学意义(重要性),具有按指数函数规律变化的趋势”。
可以看出,这是有理由的一个关键性的假设,在这种情况下,指数B、α、β、γ、δ和ε具有自然数0、1、2、3…的离散变化形式,它们的可加性由函数相关性的通常形式决定。这时,所有系数和指数的数值可以用这样的方式选取,使得科学成果从高到低的水平对应着从小到大的值。为了确定数值K0,采用如下的形式:
K0=K1K2K3αB+M+α+β+γ+δ+ε+…
这里,底α取为2,选取指数B、M、…、ε等等的可能性由函数相关性的一般形式决定。这就为计算标准因素建立了前提,并给科学成果的意义以超出简单描述界限(例如实用标准之类)的评价方式。
为了得到更方便的科学成果的一般等级次序,再引入关于科学成果的级(R)的概念,并约定,科学成果的级由广义的比例系数K0的大小确定。处于两个级的通常值之间的科学成果,其重要性被这两个值规定了可能的变化限度,为了计算级的值,所得的近似表达式为:
R≈0.5(K+B+M+α+β+γ+δ+ε+…),这里K=log2(K1K2K3)。
这就得到包括全部科学成果重要性水平的评价系统,它还可以帮助从一般的科学成果中把真正的科学发现区分出来。因为“物理描述界线”的概念属于历史的范畴,它原则上会在科学革命中改变,在自然科学中应对应着《发现矩阵》和《测量用的等级》表的改变,即首先是对于指数M、α和δ的按内在逻辑排列的辅助表的改变。从这种评价程序所得评价的可靠性,无论对于历史的还是对于现在的发现都是确定的,并且还可以确定初级情报的客观性。
五、例子
为了检验这个评价系统的合理性,据Татаринов说,曾引入与综合天文学和物理学有关的约300个发现和科学成果进行重要性的评价,然后用比较的方法作过系统的检查。
表1提供了某些所得到的结果。
表1虽然在给定的阶段上得出了按高低次序排列的结果,但所作的计算对于更准确的评价计算来说,只是近似的正确。不过它们指出,可以得到足够严格的把科学成果按级别次序排列的说明,它与使用整个文献的相应评价结果并不矛盾,而且还发现了一个规律,即处于领受诺贝尔物理学奖水平的发现,按条件计算结果,拥有从1到8级的位置。这为引入预测的评价建立了前提。1973年,对一系列天体物理学的发现(类星体、残留热辐射、X射线《星》、脉冲星等),Татаринов就曾据此当作处于《诺贝尔奖水平》的发现来评价,事实上,脉冲星的发现果然获得了1974年的诺贝尔物理奖。
下面,以两个被公认的发现:量子力学和哈勃法则与正在被预料的关于引力波的发现作为例子来指出按高低次序排列的过程。为此,首先作出一个数值表,它应包括这些科学成果按每个标准因素各自得到的评价和关于得到这种评价的说明(表2)。
说明:根据前述特制的科学成果分类系统,量子力学和哈勃法则是属于理论水平的发现,而引力波则是经验水平的揭露,于是,对于前二者,确定K1=1,而对于后者则确定K1=2。量子力学、哈勃法则和引力波现象分别属于相应等级分类中的第1°、2°、3°种科学成果,据此,按分类规定,对它们全给予K2=1。因为量子力学属于亚等级的概念系统,而按情报形式则属于理论,所以应给它以K3=1和B=0;哈勃法则根据分类的次序得到K3=1,它的经验的性质预先决定了B=1;预料的引力波的发现属于亚等级非综合性的现象,具有某种特殊的奇异性,原因是引力波来源于假设的性质,这就确定了K3=1和B=0。
为了对每个按高低次序排列的发现得到指数M的值,Татаринов利用了自己的《发现矩阵》概念。这时,因为量子力学是微观世界对象规律性的描述,哈勃法则是说明我们这个宇宙的基本规律性之一,而同样,预料的引力波现象提供了关于引力相互作用的非凡的重要性。据此,均应取指数M=0。
指数α、β、γ、δ和ε的大小按辅助的等级表确定,即按每个标准因素各自的内在逻辑水平确定。量子力学和哈勃法则的物质对象的宽度范围对应着微观世界和宇观世界,因而确定其指数α的值等于零。引力波现象的相应值为α=1。
量子力学新颖度的等级,如已指出的那样,相应于最高的水平,即指数β=0;对于哈勃法则,指数β=2;预料中的引力波发现是与一般理论预言有关的推论之一,它应对应于更后一级水平的新颖度,即β=3。自然,相应于科学成果新颖度的等级水平是由概念的本质和旧知识的总和推出的。
量子力学是自我完成的,其概念移动的水平应给予比预想更高的评价,即取指数γ=0;哈勃法则的发现是解决宇宙学问题的基础之一,且引起这个学科的一个新阶段的发展,因此,其概念变动的评价指数取γ=2;对于预料的引力波的发现,可以取γ=3。
从深入现象本质的观点来看,量子力学和哈勃法则对应着向本质水平发展的方式,是从特殊向一般的变化,它使得有可能在建立规律性的基础上实行预测。在这个水平上的评价指数取为δ=1,预料的引力波的发现,按已知的情形,是与从普遍到特殊转变的水平有关的,这就确定了指数δ=2。
按可靠性情度级别来评价时,量子力学自然是最高的,取指数ε=0;哈勃法则看起来是某个非固定的哈勃常数,而其适用界限同样是不明确的,因此必须转向下一个可靠性水平,即对应着ε=1的水平;引力波的发现并未确证,暂时还要作别的研究,这相应于取ε=9。
最后,利用计算R的近似公式,可以得到这些发现的评价等级。计算的结果,最后按小数四舍五入取为整数。这样便填满了表2。应当指出,在相信引力波的发现能被确证而与实验的结果无关的情况下,注意到指数γ、δ和ε的值此时对应着2、1和0,结果这个发现的一般级别得到的值为R=4。
这样,我们可以看到,发现和科学成果按等级高低次序排列的形式系统,无论对科学活动有效性的评价,还是对科学知识的规律性的分析均找到了应用。
Татаринов这一方法的缺点是明显的,他企图依赖科学成果中一些与人无关的东西,但在制定各种指数值时,又到处可以看到人为的作用。虽然如此,考虑到问题的重大而困难,这样的缺点目前是可以预料的。三年前,日本科学技术厅就把“开发评价有关新技术的定量方法”列为“软科学”重要课题的第二项,并预测在1990年才能解决。对于一般科学成果的评价不会比对技术的评价来得更容易,所以,我们应当欢迎有关解决这一问题的任何尝试。
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* 作为原则上不可预言的发现,看来是十分罕见的。著名的苏联科学院院士П·卡皮查从近代物理学150年的发展中,只挑出了七个这样的实验上的发现:伽伏尼电流(1789),奥斯特的电流对磁针的偏转并导致法拉第电磁学原理的发现(1820),赫芝的外热效应(1887),柏克勒尔的放射能(1896),迈克尔逊——莫雷实验(1887),赫多的宇宙线(1912),梅特奈和哈恩的铀分裂(1938)。