（知胜大咖）太极驾到，遇见钱学森——钱学森与方法论

钱学森与方法论摘要：钱学森作为我国的科学巨星易经与自然辩证法，在科学领域有着巨大的成就，对方法论有着自己独到的理解。其发展了系统科学，并以此为基础，结合唯物辨证论，创造性的提出了复杂巨系统的理论及其方法论，把经典科学从定性到定量的方法发展为从定性到定量综合集成的方法，促进了科学方法论的发展。关键词：钱学森；方法论；复杂巨系统；综合集成方法钱学森生平及其伟大成就钱学森（1911—2009）我国的空气动力学家，中国科学院、中国工程院院士，中国两弹一星功勋奖章获得者之一，是人类航天科技的重要开创者和主要奠基人之一，是航空领域的世界级权威、空气动力学学科的第三代挚旗人，是工程控制论的创始人，是二十世纪应用数学和应用力学领域的领袖人物，是新中国历史上伟大的人民科学家：被誉为“中国航天之父”、“中国导弹之父”、“火箭之王”、“中国自动化控制之父”。钱学森1911年12月出生于上海，1923月考取公费留学生，次年9月进入美国麻省理工学院航空系学习，1936月转入美国加州理工学院航空系，师从世界著名空气动力学教授冯卡门，先后获航空工程硕士学位和航空、数学博士学位。1938月，钱学森在美国从事空气动力学、固体力学和火箭、导弹等领域研究，并与导师共同完成高速空气动力学问题研究课题和建立“卡门-钱近似”公式，在28岁时就成为世界知名的空气动力学家。

钱学森回国后，自1958年起，他长期担任我国火箭导弹和航天器研制的技术领导职务，为中国火箭和导弹技术的发展提出了极为重要的实施方案，对中国火箭、导弹和航天事业的发展作出了不可磨灭的巨大贡献，参与了近程导弹、中近程导弹和我国第一颗人造地球卫星的研制，直接领导了用中近程导弹运载原子弹“两弹结合”试验，参与制定了中国近程导弹运载原子弹“两弹结合”试验，参与制定了中国第一个星际航空的发展规划，发展建立了工程控制论和系统学等。在控制学科领域，1954年，钱学森发表《工程控制论》，引起了控制领域的轰动，并形成了控制科学在上世纪50年代和60年代的研究高潮。在应用力学领域，钱学森在空气动力学及固体力学方面做了开拓性研究，揭示了可压缩边界层的一些温度变化情况，并最早在跨声速流动问题中引入上下临界马赫数的概念。1953年，钱学森正式提出物理力学概念，主张从物质的微观规律确定其宏观力学特性，开拓了高温高压的新领域。在喷气推进与航天技术领域，钱学森在40年代提出并实现了火箭助推起飞装置，使飞机跑道距离缩短；1949年，他提出火箭旅客飞机概念和关于核火箭的设想；1962年，他提出了用一架装有喷气发动机的大飞机作为第一级运载工具，用一架装有火箭发动机的飞机作为第二级运载工具的天地往返运输系统概念。

在思维科学领域，钱学森在80年代初提出创建思维科学技术部门，认为思维科学是处理意识与大脑、精神与物质、主观与客观的科学，推动思维科学研究是计算机技术革命的需要；他主张发展思维科学要同人工智能、智能计算机的工作结合起来，并将系统科学方法应用到思维科学的研究中，提出思维的系统观。在系统科学领域易经与自然辩证法，钱学森发展了系统学和开放的复杂巨系统的方法论。钱学森长期从事科学研究工作，其对方法论的理解与其工作有着不可割舍的联系，并在此基础上形成和发展了方法论，形成了钱学森意义上的方法论。辩证唯物论与系统方法论钱学森在美国从事力学、航天科技和控制论研究的过程中，形成了一套自己的研究方法和心得，是一个坚定的科学唯物主义者。回国之后，钱学森发现，在国内，唯物辩证法已经讲清楚，从此开始以唯物辩证法来指导科研工作，并迅速完成从科学唯物主义向辩证唯物主义的转变，其哲学信念从此未发生动摇。1978年以后，钱学森的主要研究方向转向系统科学，始终以辩证唯物论作为哲学指导。钱学森在谈及事理这个新概念时，写道：“当然‘事理’同数学、物理都充满了辩证法的道理，都是以辩证唯物主义作指导的。”在1979年上海理工大学系统科学与系统工程研究所成立大会上的讲演中，钱学森更把现代系统概念的起源追溯到恩格斯，提出：“我们搞系统工程也当然要用马克思主义的哲学来指导”，并解释为“就是用马克思主义哲学来指导我们的思维，然后我们才能够把稳方向”。

思维方式跟方法论密切联系，指导思维包含指导方法论。系统科学的方法论要以马克思主义哲学为指导，这一原则已在1979年的讲演中表达得很清楚。钱学森在1978年到1980年期间经过分门别类考察不同部门系统工程之后，对系统概念、系统思想、系统方法有了更深入的理解。他以恩格斯关于近代科学的发展演变所作的唯物辩证的历史分析为依据，对系统概念和系统思想的发生、发展、演变作了历史、逻辑、哲学相统一的分析论证，阐明系统思想如何从经验上升到哲学，并“在辩证唯物主义那里取得了哲学的表达形式”，又如何经历从哲学到科学、从思辨的定性到定量的发展，最终实现了“系统思想方法从一种哲学思维发展成为专门的科学”的转变。把方法和思想联系起来，把系统思想方法作为一种哲学思维来考察，实际就是谈方法论，因为所谓方法论无非是从哲学高度论述方法问题，重在谈方法的思想性和哲理性，而非方法的操作性。钱学森在同一时期用很大精力探讨现代科学技术体系问题。他把整个人类知识当作有机联系的系统来考察，发现该体系纵向看具有层次结构，作为哲学的辩证唯物论位于最高层，通过一座座桥梁联系着各个部门科学；横向看，现代科学技术由多个部门组成，它们都接受辩证唯物论的哲学指导，通过11座桥梁同辩证唯物论相联系。

系统科学是11大部门之一，系统论是连通系统科学和马克思主义哲学的桥梁。这就从科学技术的整体结构上明确了系统科学、系统论与马克思主义哲学的关系。因此，我们承认这个体系结构，系统方法论以辩证唯物论为哲学基础就显得更加明确肯定了。除了从一般理论上阐述辩证唯物论的指导作用外，钱学森还在具体研究中身体力行地贯彻这一原则。1978年以来，钱学森的研究成果都是以讲演、文章、书信的形式发表的。他先后集结出版了《论系统工程》、《关于思维科学》、《论地理科学》、《论宏观建筑与微观建筑》、《人体科学与当代科学技术发展纵横观》、《科学的艺术和艺术的科学》和《创建系统学》等。贯穿在其中的一条红线就是系统科学要坚持辩证唯物论的哲学指导，强调系统科学的研究和应用必须克服唯心论和机械唯物论。钱学森认为唯心论在科学研究中的主要表现是脱离实际的主观主义，如一味追求数学模型的精确漂亮，轻视问题的经验含义；机械唯物论的主要表现是死心眼，如埋头于细节，埋头于量变，不从整体上把握事物，不重视研究质变。科学方法论的发展从牛顿开始，自然科学的方法论基本上是机械论观点与还原论方法。这在自然科学发展过程中是十分必要的，这个方法的特点是从定性到定量的方法，即假设——逻辑推理、数学演算——科学实验。

在科学研究过程中，提出的假设是定性的；然后根据假设进行逻辑推理与数学演算，这是定量的；最后进行科学实验，检验由假设推出的结论是否符合客观实际。随着20世纪科学方法和现代科学技术的发展，钱学森根据现代科学技术发展的新形势，认为经典科学研究的对象是简单系统，而我们现在研究的对象如生态系统、社会系统等，都是开放的复杂巨系统，它们的子系统千千万万（知胜大咖）太极驾到，遇见钱学森——钱学森与方法论，层次很多，结构十分复杂；其中的相互作用 是非线性的，不能简单用线性的方法去处理。据此，钱学森把经典科学“从定性到定量的方 法”发展为“从定性到定量综合集成方法”，即形象思维——假设——逻辑推理、数学演算 ——科学实验 ，从具体应用的系统工程开始，逐步发展系统科学，并在系统科学的基础上，创造性地提出放的复杂巨系统的理论及其方法论。 1978年后，钱学森致力于把系统科学的一整套思想方法推广应用于中国社会生活的各个 领域，把国家建设的各项工作都作为系统工程来进行。在这个过程中逐步认识到易经与自然辩证法，现实世界 存在的系统应划分为简单系统、简单巨系统和复杂巨系统几大类，它们的局整关系有性质上 的差别，需用不同方法描述。控制论和运筹学处理的是简单系统，系统的部分和整体都属于 宏观层次，把系统分解为环节后，还原论方法能够有效地描述这些环节的特性，再按照系统 的结构模式把它们整合起来，即可完成从描述部分到描述整体的过渡。

钱学森把这种方法称 为直接综合法。耗散结构论、协同学处理的是简单巨系统，出现了小系统和大系统没有的宏 观和微观的层次划分，部分与整体的关系主要归结为微观与宏观的关系。与简单系统比，宏 观与微观两种尺度的巨大差别决定了从描述部分到描述整体的过渡有原则的不同。对于简单 巨系统从微观描述过渡到宏观描述，直接综合法失效，必须用统计综合法。协同学很好地解 决了这个问题。而钱学森最关心的地理、人体、思维等对象属于复杂巨系统，社会更是特殊 复杂巨系统，组成这类系统的要素不仅数目巨大，而且花色品种多，关系复杂多变，因而直 接综合法无效，统计综合法也无济于事。 直接综合法和统计综合法本质上仍然是还原论方法，只是按照系统思想作了某些修正 。既然复杂性是不能或不宜用还原论方法解决的问题，处理复杂巨系统就必须真正跳出还原论的限制，创造新的系统思想和方法。作为巨系统，关键是如何从微观局部认识过渡到宏 观整体认识。但巨型性和复杂性给系统带来一些新的重要特性，不可能用还原方法获得关于 微观组分完备的精确认识，更不可能在平均场假设基础上用统计综合法完成从微观到宏观的 过渡。直接综合法和统计综合法都基于传统的科学推理方法，形式逻辑基本够用。

处理复杂 巨系统问题要用辩证逻辑，必须回到马克思主义哲学。按照钱学森的理解，辩证思维就是“从 事将感性认识上升到理性认识的思维过程”，亦即“用来处理开放的复杂巨系统时的思维过 程”。回顾钱学森的学术研究轨迹可以看到，从定性到定量综合集成法的酝酿和形成过程是 他学习和应用实践论和矛盾论的过程。实施从定性到定量综合集成的过程就是将感性认识上 升到理性认识的思维过程，是处理开放复杂巨系统问题的特殊认识过程。 钱学森认为，综合集成，即辩证统一，从定性到定量综合集成法，实质上体现了辩证思 维。应用从定性到定量综合集成法解决复杂巨系统问题的过程包含一系列的矛盾对立面：局 部与整体，微观与宏观，经验与理论，定性与定量，感性与理性，直观思维与逻辑思维，抽 象思维与形象思维，个人与群体，人与机器等等。综合集成不是把这些对立面机械地汇拢在 一起，形成拼盘，而是让这些对立面在综合集成过程中反复碰撞，既影响对方又改变自身， 在不断反复中逐步融合统一，实现从微观到宏观、从局部到整体、从定性到定量、从感性认 识到理性认识的辩证转化，最终从局部的定性认识中涌现出整体的定量认识。 研究简单巨系统的方法采用的是经典科学的方法,它是机械论观点与还原论方法，钱学 森创造性地提出“定性与定量相结合的综合集成方法”，在方法论上是重大的突破，其特点 主要包括以下几个方面 （1）根据开放的复杂巨系统的复杂机制和变量众多的特点，把定性研究和定量研究有机地结合起来，从多方面的定性认识上升到定量认识。

（2）由于系统的复杂性，要把科学理论和经验知识结合起来，把人对客观事物的星星 点点知识综合集中起来，解决问题。 （3）根据系统思想，把多种学科结合起来进行研究。 （4）根据复杂巨系统的层次结构，把宏观研究和微观研究统一起来。 正是上述这些特点，才使这个方法具有解决开放的复杂巨系统中复杂问题的能力，因此 它具有重大的意义。 总结钱学森毕生从事于科研工作，其在众多领域都有着不可磨灭的贡献，是我国的科学巨匠。 钱学森在科学领域有着巨大的成就（知胜大咖）太极驾到，遇见钱学森——钱学森与方法论，并且非常注意将科研成果转换为具体的成果，他以唯物 辨证论为哲学指导思想，发展了系统科学学科，以马克思主义哲学为指导，发展了系统科学 方法论。并在此基础上，进一步创造性的提出了复杂巨系统理论和方法论，将从定性到定量 的经典科学方法发展为从定性到定量的综合集成方法，这是科学方法论的重要突破。 参考文献 钱学森，在上海理工大学系统科学与系统工程研究所成立大会上的讲话，中国科学院系统科学研究所，1979 年11 月30 苗东升，钱学森论系统方法论——献给钱学森先生94华诞，西安交通大学学报(社会科 学版)，Dec．2005，V01．2。 Jun.，2010。