·科技纵横捭阖·
科学发展周期性的研究概况
否定之否定规律是唯物辩证法的三
大规律之一,作为这个哲学模式的一种
具体体现,人类科技发展在一定程度上
表现为“准周期性”,即一种大体近似的
在不断重复中前进的方式。
多个科学著作(如:1954 年英国科学
学家贝尔纳的《历史上的科学》,1962 年
日本学者汤浅光朝的《解说科学文化史
年表》,1984 年中国著名科学学家赵红州
的《科学能力学引论》)中,都阐述了近代
世界科学活动中心存在转移现象的观
点,即近代世界科学中心依次为意大利
(1540—1620 年)、英国(1660—1750
年)、法国(1760—1840 年)、德国
(1840—1910 年)和美国(1920 至今)。
它们的峰值有80 年左右的周期性,即
1620 年、1710 年、1790 年、1870 年和
1950 年。具体时间虽然有一定争议,但
这种“科学中心转移”现象有大量的证据
支持。文艺复兴、英国革命、法国大革
命、德国革命和南北战争,是促成相应科
学中心形成的政治原因。
用更加定量的方法进行研究,赵红
州对其主编的《大科学年表》列出的近
5000 项重大科技成果以及美国格伦所著
的《世界七千年大事总览》中的2800 项
文学、戏剧、艺术和音乐重要成果的年份
进行傅里叶分析后发现:科技大事有16、
22、26、33、37、41、47、54、72、86、100、
127 年的周期性,文艺有12、21、27、33、
36、41、49、58、75、90、101、119 年的周
期性[1]。可以发现,这些周期不少大致符
合意大利学者Ferruccio Mosetti 于1960
年发现的()k
(k=1,2,3,…)的天、地现
象周期性(其单位一般为年,也可以是
天、万年等)。
马克思和恩格斯曾提出人们所遇到
的各种自然条件——地质条件、地理条
件、气候条件以及其他条件和人类历史
进程之间的相互作用论断。这为我们寻
找科技活动的周期性指引了方向。以气
温为例,古气候的研究发现,气温变化往
往伴随降水的变化,而气温和降水对农
牧业生产有直接的影响。因此,天文变
化引起地球自然条件的变化,再引起人
类生产变化,进而影响人类的思维活动
这一因果链条可能是一种客观存在。
多项分析表明,北半球陆地气温具
有周期性。对1850 年以来仪器记录的
北半球陆地气温的傅里叶和小波分析发
现,其存在大约3、5、8、11、21、33 年的周
期。2012 年,钱维宏等人在对现代大气
观测与中国东部历史旱涝记录等资料分
析基础上,发现近千年东亚夏季风干湿
型指数序列和百年以上气候背景后的全
球平均气温序列中,存在大约60 年的准
周期性[2]。
地球气温变化受到太阳黑子、太空
辐射、大行星运动、地球自转、月球轨道
变化等多种准周期因素的影响,这些准
周期性往往符合()k
序列。这似乎暗
示太阳系里存在一种现在还不清楚成因
的“量子”作用机制。因此气温一直是研
究全球变化的一个很好的综合性指标。
据先前分析,数学和物理学大事共
有的周期约是5 年、7~9 年、16 年、21 年、
34~38 年、48~50 年[3],这里多见与北半
球气温周期相近的周期:5、8、21、33
年。可以大胆猜测,气温变化可能是引
起科技大事周期的原因之一,尽管它的
周期不可能完全由气温的变化决定。
不仅如此,其他的周期中也存在与
气温相接近的周期。相关的数据有:资
本主义古典经济学有4 个周期,即基钦周
期(3.3 年)、朱格拉周期(10 年)、兹涅茨
周期(20 年)、康德拉季耶夫周期(50~60
年);2012 年,荷兰的B. de Groot 和P.
H. Franses 发现多种社会经济变量里有
4 个周期呈现正态分布:8.423(±1.162)、
21.03(±2.422)、31.57(±1.625)、54.73
(±0.811)年;俄罗斯大事年表存在2.7、
3.6、5.2、7、8、11.6、16、22、27、38、43、
49、81、94、113、141、188 年等周期。这
些数据在一定程度上支持了“气温—农
牧业生产—社会革命—科技活动”因果
链条的存在性。
大量的实证分析都支持科学发展存
在“否定之否定规律”的准周期性。科学
发展的周期性、经济周期性以及北半球
气温变化的周期性之间存在大致的共有
周期。研究科学发展的周期性,具有重
要意义。通过研究科学发展的周期性,
结合自然条件的周期性,可以探究它们
之间的关系,或许可以通过人工选择和
调节自然条件来加速科技进步。此外,
全球变化的研究主要集中在“物”的方
面,较少考虑它对“人类思维”的影响,科
学发展周期性提醒我们,全球变化可能
会对人类的思维产生一定的影响。
科学发展一般是一个过程,其大事
发生的精确时间以及大事强度的量化等
不容易确定,需要多学科研究人员的共
同努力,可见科学发展周期性研究中面
临的困难。分析方法的选取也是其中的
难点之一,早期主要采取统计方法,20 世
纪60 年代开始采用傅里叶分析,今后应
该采用小波分析、大数据分析等更先进
的数据分析方法。此外,由于科学发展
是在社会革命、多种自然条件综合作用
下发展进步的,因此,除气温外,反映自
然条件变化的其他指标的筛选与获取,
也是未来研究必须面对的难题。
如何在制度层面上科学、有序、高效
地推进科学研究是现代大学面临的共同
问题之一。不同单位的科学研究保障制
度不尽相同,且与学校自身的历史文化、
研究特色等都有关系。作为世界著名学
府,哈佛大学吸纳了世界优秀的科学研
究人员,其科学研究对于学校整体实力
贡献很大,其相应的科学研究保障制度
也显得尤为重要。
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