作为30年前的大学生,我当时主修自然科学(生物学、物理学、化学)和行为科学(心理学、人类学、社会学、经济学)。这两类科学,自成体系,相互独立;每门学科都有其自身的研究应用领域。这样的科学门类划分,科学知识本身的相互分离,似乎就反映了自然界、思维和社会的真实秩序。
然而,目前正有某种力量在冲击着科学门类的设置和划分。用电子计算机作研究工具的科学家们,已开创了改变人们现实观念的新领域。这就是对复杂系统,如脑,细胞,大分子,经济和进化的研究。
正在构造中的综合性科学,据估计,将为迎接第二次信息技术革命的浪潮奠定基础。这次技术革命,主要是软件革命,而不是硬件革命。把综合性科学应用到社会各个方面的国家,无疑将成为新的文化、经济和军事超级大国。
1969年诺贝尔物理奖获得者,默里,盖尔 - 曼(Murray Gell-Mann),在1986年的一次谈话中,指出了这种变化趋势的内在实质:“按传统观点,各学科间的高度渗透,正导致新学科的形成,这种态势已出现在科学研究的许多前沿领域。这类新学科,不是某一个传统学科与另一个的完全重合,而是特定子域的融合,由此而生出新学科。”不同学科间横向渗透的趋势发展很快,人们一时还把握不了这种渗透会导致什么结果。然而,根已生了,开花、结果也为期不远。
综合性科学,具有相互渗透,相互融合的特点,这在计算生物学(试图用计算机代替试管创造和研究生物)中,得到了说明。依据生物学原理,用计算机创造“生物模型”,并使其与“陆上环境”在计算机屏幕上相互作用,再经受达尔文选择,最后,得出一种适应环境的新的“生物模型”。
这样的计算机模拟,不仅可以进行进化论教学,而且,进化本身便是模式识别系统的一个强有力的例子,通过这一系统,科学家可以学会如何用计算机识别,诸如人的面部、市场形态等事物。
脑具有大规模平行神经组织,由此而引发产生了一个电子计算机,与认知科学和神经科学相渗透、融合的新的领域一一“并行配分处理”(Parallel distributive processing)。在该系统中,计算机模型以并行方式处理信息,而不用纵向串行方式。这好比,一个人逐页读一本1000页的书,找一个特殊句子,与1000个人每人读一页找一个特殊句子的区别一样。
并行配分处理模型,还能配分和贮存整个计算机网络的信息,而不处理单机信息。如此,便可造就一个强健的,通过冗余技术,可防止误差出现和事故发生的系统。可是,计算机配分处理,并未程序化到可解决各种问题的水平。不过,计算机已具有和人一样,通过重复做某项工作,根据多次尝试的经验进行学习的能力。
最后,这种计算机模型,还具备“内容寻址”记忆系统,像人的记忆一样,可联想回忆;可由输入网络的部分数据,输出所需全部信息。
综合性科学的未来发展领域,一是力图突破认知力问题(找到一种计算机超越书面内容,表达出句子意义的方法,像人脑按一种目前尚不知其所以然的方法所做的那样);二是创造所谓毫微技术:可嵌入并修理生物细胞的分子级的机器。计算机和“工厂”。
综合性科学,还有助于认识不断变化着的系统,如电网、气象和经济。
综合性科学的兴起,显然是对人类社会的一个重大挑战。日本在开发尖端软件(开发涉及文化基础多于资源储备)方面,一直处于劣势,如今,美国综合性科学软件的开发,已遥遥领先。发展现代科技,软件尤为重要。
发达社会必须作好准备,迎接新的尖端科学的挑战。对美国来说,必须像为了发展科学,而建立国家科学基金会(the National Science Foundation)和国家健康学会(the National Institutes of Health)那样,制订政策,设立机构,以确保信息科学和综合性科学的研究探索顺利进行。
首先,科学研究需要政府支持,经济发展要与科学发展同步。政府当局必须清楚,不能企求处于研究中的科学带来什么效益,新的科学文化对社会进步的巨大推动作用,才是真正的希望所在。这里所谈的,不是大科学、小科学的问题,而是一门全新科学的挑战。
[International Herald Tribune 1988年6月]