科学网—学科新的分类思想及其意义
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2024-11-22 10:11
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学科新的分类思想及其意义
童亨茂
中国石油大学（北京）地球科学学院
二十世纪（特别是二战）以来，科学技术高速发展，已形成了很完整的学科体系。已有的学科主要是按照研究领域进行分类的，如我国的高等学校研究生教育体系设置中（教育部《 学位授予和人才培养学科目录 》， 2021 ），共设 14 个学科门类（哲学、经济学、法学、教育学、文学、历史学、理学、工学、农学、医学、管理学、 军事学 、 艺术学 、交叉学科）、 112 个一级学科；国家标准（《 中华人民共和国学科分类与代码国家标准 》（ GB/T 13745 ）， 2009 年修订）中，共设 5 个门类（自然科学类、农业科学类、医药科学类、工程与技术科学类、人文与社会科学类）和 58 个一级学科等。
笔者观察到，不同学科的发展是极其不平衡的，如理学中的数学、物理学、化学等学科已经发展到了比较成熟的高度；理学中的地质学虽然是一门古老的学科，但由于对地球深部观测的难度（“上天容易人地难”），人类对地球本身的认识还远未达到很清晰的程度，很多问题（如地震机理与预测）还悬而未决；医学中的中医药学虽然也是一门古老的学科，但很多机理还不清晰，甚至有人称之为“伪科学”。由此，人们（包括高校的部分学生、尤其是普通民众）对这些还有很大发展余地的学科产生了疑虑（如有些学生质疑地质学、社会学等学科是否是科学），这些学科领域的从业人员产生了忧虑。针对这一情况，笔者经过长期的思考和分析，从学科的发展程度（即人类对该学科领域的认知程度）提出新的学科分类思想（精确学科、较精确学科和不精确学科）。该学科分类思想的提出，一方面理论上能直观地评价现有不同学科的发展程度，有利于决策者判断不同学科的发展潜力，可以帮助不同领域的从业人员和未来的从业人员（高效学生）理解该领域的研发余地；另一方面，可以堵那些把有认知程度相对较低的学科斥之为“伪科学”人的嘴。 1. 学科新的分类思想
由于各种可能的原因（如不同学科研究对象的复杂程度、学科研究对象与人类生活的紧密程度、人类对学科对象的关注程度、学科对象相关技术的发展程度等存在差异），不同学科的发展程度存在很大的差异。
人类对学科领域相关对象的认知程度主要取决于对学科对象本质（机理）的理解程度及在此基础上对其特征及发生发展的预测程度，而不是可解释性。
从可解释性的角度，神学是最完备的，因为任何现象均可用一句话来解释：“这是万能的上帝决定的”！但神学最大的问题是缺乏预测性。
笔者按照人类对学科对象本质（机理）的理解程度其预测程度的差异，把学科划分为 3 大类：精确学科、比较精确学科和不精确学科。由于笔者知识的局限和精力的限制，无法对具体的学科进行细分，上述分类还只是新的学科分类思想的范畴。
下面对精确学科、比较精确学科和不精确学科分别加以阐述。需要指出的是，本文提出的主要是一种学科分类的思想，不是具体的分类方案。 1.1 精确学科
笔者把精确学科定义为：能准确理解学科领域各种对象的本质（机理能用数学 解析 表达 为标志）、以及对其特征及发生发展的预测精度大于 90% 的学科，如经典物理学和传统化学等。
经典物理学是典型的精确学科，如牛顿的 3 大定律已准确揭示宏观物体运动的本质和规律。在各种条件已知的情况下，对宏观物体运动结果的预测精度几乎是 100% 。传统化学也是比较典型的精确科学，绝大部分物质已有精确的化学分子表达式，几户所有相对简单的物质（有确定的化学组成的物质）变化都建立起了化学反应式。在各种条件确定的情况下， 对有确定的化学组成物质的变化结果（化学反应），预测精度也几户是 100% 。
精确学科是学科发展的最高层次，是不同学科发展的目标。 1.2 比较精确学科
笔者把比较精确学科定义为：能比较准确理解学科领域主要对象的本质（机理能用 数学函数 表达 为标志）、以及对其特征及发生发展的预测精度大于 50% 的学科，如生物学和气象学等。
气象学是典型的比较精确学科。大气运动虽然十分复杂，但随着探测技术（主要是人造卫星）和处理技术（主要是大型计算机）的发展，气象学已进入比较精确学科的范畴。大气运动的宏观特征和规律（如全球大气环流特征和规律）已得到比较清晰的揭示，天气预报也已达到比较高的精度，成为人类生活安排的重要参考资料，已能基本满足人类的需要。生物学也是比较典型的比较精确科学，绝大部分生物的特征（包括其物质组成、形态结构、 NDA 组成等）已有了比较精确的认识，生物成长及其演化也大都有了比较清晰的认识，对不同生物生长发育的预测也有了较高的精度。
但比较精确学科还是有较大的发展空间。 1.3 不精确学科
笔者把不精确学科定义为：能一定程度上理解学科领域很多对象的本质（机理在一定程度上能用 数学函数和图形 表达 为标志）、以及对其特征及发生发展的预测精度总体不大于 50% 的学科，如地质学、社会学等。这类学科的主要特征是其研究对象的特征复杂，发生发展的影响因素众多。
地质学是典型的不精确学科。地质学虽然是一与人类生活特别紧密相关、人类也十分关注，但受深部探测技术的限制（目前能直接钻探到的深度刚超过万米，高精度的反射地震探测深度也难以超过岩石圈，而且覆盖的面积相对地球总体而言还很小）和数据处理技术的约束，虽然学科已有了很大的发展，对地球的结构、物质组成、演化过程以及成因机制已经有了很多科学认识，但与人类生活的需求和愿望还有很大的差距，对地质作用结果的预测精度总体不超过 50% （如油气钻探发现的成功率目前还在 35% 左右，地震发生比较准确的时间（如精确到天或周）和地点（如精确到 10-100km 量级）几户还不能预测。
社会学也是比较典型的不精确科学。社会学可以说是最古老的学科（人类进入文明社会后，社会学客观上就已存在），虽然经历了长期的发展，但依然处在学科发展的初级阶段。与自然科学相比，除特别复杂外，还有一个重要特征是 时间维 的影响（每个人都有不同的心理活动，就是一个世界；不同的群体还有不同的习俗和文化等）特别大，特别难以把握。到目前，对人类社会活动结果还很难做到有效预测。
需要指出的是，即使是同一学科，但不同二级学科、不同方向、以及所涉及的不同对象，认知程度也是存在差异的，即可能分别属于 不精确学科、比较精确学科或精确学科。如地质学总体属于不精确学科，但随着高精度发射地震的高速发展和油气勘探开发中的广泛应用，浅层（小于 3km ）盆地的构造特征可以得到很好的揭示（如不同单位编制的渤海湾盆地南堡凹陷馆陶组底界及以上的构造图相似度超过 95% ，而且绝大部分得到钻井的验证），应用广义断层理论，构造的形成和演化过程也已得到了很好的揭示。因此，对盆地区浅层而言，构造地质学已进入了比较精确科学的范畴。 2. 学科的发展趋势
学科发展总的趋势和发展目标是 不精确学科→比较精确学科→精确学科。已有的精确学科（如经典物理学、传统化学等）也经历了这一发展过程。学科的每一次跨越都对人类生活产生了重大影响。如牛顿 3 大定律的提出，可以说工业革命的发展奠定了理论基础，改变了人类对世界的认知，也极大地满足了人类的好奇心。 3 ．提出学科新分类思想的意义
按照笔者的理解，学科新分类思想的提出至少有以下两方面的意义。 3.1 理论上能直观地评价现有不同学科的发展程度。
按照这一分类思想确定不同学科的类型（不精确学科、比较精确学科和精确学科）后，就能直观地确定该学科的发展程度（发展程度从低到高为：不精确学科→比较精确学科→精确学科）。这有利于决策者直观地判断不同学科的发展潜力，为如何资助不同学科发展的决策提供一方面的依据。也可以帮助不同领域的从业人员和未来的从业人员（高校学生）理解该领域的研发余地。现在有不少地质学的研究生（尤其是博士研究生，也包括部分指导老师），在选题过程中出现畏难情绪。若充分理解地质学是不精确学科（具有很大的发展空间）、认识到地质学还有很多问题还有待解决后，选题的畏难情绪战略上就容易消除，就能把注意力集中到战术层面（如研究现状和存在问题的文献调研、科学问题的梳理、研究内容的确定和研究方案的制订等）。 3.2 明确了不精确学科和“伪科学”与“非科学”的差异
在现实生活中，有部分不精确学科被称之为“伪科学”或理解为 “非科学”，这对该学科领域的从业人员产生了一定的困扰，也让公众产生误解，很有必要澄清一下。
不精确学科发展程度相对较低，对学科对象很多问题的认知程度与人们的期待还有差距，但也是科学，只不过是科学发展的低级阶段，与“伪科学”存在本质的区别。
按照笔者的理解，把不精确学科称之为“伪科学”很可能是思维方式（“黑”“白”思维，详细另文阐述）存在重大问题和部分从业人员缺乏严谨的科学态度造成的。
按照“黑”“白”思维，一旦发现该学科存在显著缺陷，就容易斥之为“伪科学”。如中医药学，到目前为止很多机理还没有得到科学揭示，离精确学科确实还存在很大的距离，就容易被戴上“伪科学”的帽子，加上部分不良中医“包治百病”的不科学表述，这也可能是其被斥之为“伪科学”的话柄。而事实是，中医药学是典型的不精确学科而非“伪科学”。
描述性内容很多的学科（如地质学和社会学等），尤其是课堂上教师主要采用描述性语言来授课，很容易让人（尤其是学生）产生“非科学”的感觉。这有不精确学科本身的原因，也与教师对该学科理解程度不深入有关。笔者一方面明确指出这些学科是不精确学科，另一方面，因为教师的责任重大，笔者急切地期待教师尽可能深刻理解本学科，减少描述性的内容，增加原理的讲解，通过各方面的努力（特别是教师的努力）是可以实现的。比如《大地构造学》，如教师能深刻理解板块构造理论，在课堂上能深入浅出地讲解各种内动力地质作用的原理，学生就会感到地质学既很科学也很有趣。实际上，地质学发展到现在，很多地质现象和地质作用的机理已得到比较深刻的揭示，只是有些教师还没有深刻理解和讲述罢了！
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