《科学的社会功能》第29/38页
乍看起来，科学发展的战略问题似乎是无法解决的。科学就是发现人们过去所不知道的事物，在本质上是无法预知的。在许多人看来，科学发展的规划是一个语词矛盾。不过这种观点过于绝对；实际上，除非在某种程度上对科学工作加以规划，科学工作就无法进展。虽然我们的确不知道自己可能发现些什么，我们首先应该知道到哪里去找寻。某些短期规划一直是科学研究所固有的，长期规划则含蓄地体现于科研人员的培训中。例如，如果不是考虑到化学还需要研究五十年的话，就不会去培训化学家了。发展规划的确是这样含蓄地存在着的，不过它是传统和机会主义的混合物。我们的任务是用一个经过更加自觉的深思熟虑的规划来代替它。这个规划将在同时顾及科学发展的不可逆料的性质。
灵活性 要制订这样的规划显然需要一切科学领域的科学工作者通力合作。由此得出的不是一个实际规划，而是这样一群人所可能制订出来的那种规划的纲要。它称不上是一个确定的计划，当人们把不同学科的一切发展前景汇总在一起并编成一个科学总规划的时候，大家就可能发现原来的侧重点完全改变了。不过即令只是为了促使大家向这一共同事业前进一步，也还是值得尝试编制一个计划的。任何这类规划的第一个要求将是灵活性。刻板地执行预订规划对于科学是再有害也不过了。现在几乎被人忘记的赫伯特・斯宾塞的社会学规划就是这样。计划需要定期地，实际上是经常不断地修订。为整个科学制订五年或十年规划，并为各门学科制订较短的规划，也许是可行的，而且还应该规定可以修订，因为在任何时刻，新的综合性发现可能极为重要，以至要求对原先的规划进行全盘修改。在这个问题上，自觉的指导理应证明比目前无计划的科学发展灵活得多。由于缺乏有组织的预测，新发现的影响往往需要多年才能表现出来，甚至在其本领域中也是如此，而且还需要几十年才能进入其他科学领域。
全线推进 科学知识战线上的进展从来不是、而且也不应该是划一的。它总是包含一些凸出地带，在那里，进展容易而且迅速，在那里，未知领域的阵线被确定地突破了。在目前，凸出地带是核物理、量子化学、固体和液体结构、免疫学、胚胎学和遗传学。迄今的趋势是：大多数有才能的科研工作者，涌向这些地带，并且在其后面还拖了一大群才能较差的科研工作者，正象在淘金热潮中，跟在有经验的勘探者后面的人仅不过是想迅速发财而已。结果，没有出现惊人进展的其他科学领域可悲地遭到遗忘，而且由于失掉了本来很有前途的研究工作的知识，甚至可能倒退。就这样，化学在本世纪的成绩，同它在十九世纪所取得的巨大进展相比，就微不足道了。一旦这些被遗忘的科学发展地带受到人们的注意，借助从比较发展的学科借来的新原理和新方法，这些学科到时候就会变成最容易发展的学科。只要组织得更好一些，这个最后的进展就可能一直保持下去，科学知识就不致于失落而需要人们重新拾起。
受阻地点 在科学战线上，也有一些这样的地带：在那里，人们遇上了一条死胡同，在那里，某一条发展战线似乎进展不动，或者遇上了无法克服的理论或实际困难。将近十八世纪后半期的电学就处于这一状态。伽伐尼和伏打的发现把它从这种状态中拯救出来。十九世纪，在消色差显微镜发明出来以前，生物学一直没有进步。遗传学由于无法分析的原因，直到1900年为止始终进展不动。理论宇宙物理学在现今也进展不了。这些科学发展受阻的事例本身就意味着需要把科学工作加以全面组织。一个领域的科学工作者可能认为某些问题无法解决，可是在另一个领域中却可能已经有了现成答案了。如果情况不是这样，如果存在的困难完全超出了现代科学力所能及的范围以外，显然就需要把这个学科本身以及其邻近领域的最有才能的人员集中起来研究这些问题。因为恰恰是在科学观察看来无效或者得出相互矛盾的结果的领域，我们有最大的理由怀疑原来的理论是否有某种内在的缺陷，因此我们也有最大的理由去组织新的突破以深入这些未知的领域。物理学在十九世纪末叶就处于这种状态，后来靠了一系列幸运的偶然事件才摆脱了这个局面。不难看出，假如当初对物理学有了更为全面的观点，并且对经常存在的不正常现象加以应有的注意，目前的局面可能老早就到来了。
在科学史上，解释为什么没有某种发现，比解释为什么有这种发现要难得多。一个有组织的科学规划可能获得的一个确定好处便是能减少发生这种情况的次数。
扩大战线 此外，还存在着从来没有人进行科学研究的未知领域。科学战线仍然是过于狭窄了。扩大科学战线是可以为科学本身和整个人类都带来好处的。我们仍然遵照传统来管理我们的很大一部分生活。我们感到这些传统多少是有用处的，然而它们却没有科学根据。在最近二十年以前，我们甚至还不明白或者不肯费神，从科学角度研究一下我们吃饭睡觉或者养育子女的问题，甚至到现在，我们的整个家庭事务――吃饭、洗衣和烹调等等――还没有受到科学的过问，极其有限的和具有商业目的的那种科学除外。在纯科学世界中，各学科之间仍然存在实际上未经探索的广大地区。物理化学和生物化学的巨大成就就是填补这种空白的例子。不过生理学和心理学之间以及心理学、社会学和经济学之间的空白大体上还没有填补上。任何完善的规划都应对这些情况加以特别考虑，而且要把现有的一部分最精锐的兵力布置到这些领域中来。
过去二百年来科学分支的迅速增加说明科学智慧能进入多少新领域。同时这种局面也对科学造成局部损失，因为原来的单一的领域现在分裂为若干部门，彼此之间在开头很少联系。物理和化学一度是不能区分的，在十八世纪末，它们明确地分家了。到了十九世纪中叶，人们感到有必要建立一门新学科物理化学，以便把两者联系起来。科学组织工作应该保证这种联系经常保持下去，而不是事后才想起建立这样的联系。任何学科取得进展都应立即向一切其他学科提供情报。显然要求一切其他学科的科研工作者把某一个学科的成果全都吸收下来，并不能达到这一目的。科学出版物有责任保证这些成果的交流。哪一个领域可能需要这种资料，就应把这些成果编写成短小精干易于理解的资料供给哪一个领域，而不是仅仅提供原始资料。应该鼓励新工作人员进入中间地带，以保证科学前线上的工作的不间断的连续性。
巩固阵地 需要考虑的不仅仅是科学进展的前线。一旦取得进展，就要加以巩固。我们现在研究历代科学家们的生平和工作的好处之一，便是可以从中得到很多启示，这些启示过去一直没有挖掘出来，但对未来的发展却是很有意义的。这意味着他们当时的很大一部分工作都是白做了。其所以如此并不是因为他们无法逐一地研究这些问题并在这些问题中的任何一个问题上取得进展，而是因为他们本身实际上不可能在所有这些问题上全都取得进展。他们也缺乏由能够研究这些问题的合作者组成的足够的学派。保证人们在最迅速的科学进展之后展开充分的大规模合作性后继研究并且不让有前途的开端湮没不闻，这是科学工作组织规划的一个重要部分。
最后，在一门新的学问的主要轮廓已经十分明显之后，打扫战场的工作总是值得进行的。总是有一些细心和工作有条理的工作者宁愿担任日常性工作而不愿当开路先锋，可以责成他们来详细研究普遍性理论的含义。我们所以有必要这样做不是由于我们有一种学究式的愿望，要想使理论无所不包，而且是由于我们明白：往往正是通过这种耐心的研究才找出理论失效的事例，而这些事例又可能转过来成为新的和有意义的修正的起点。
理论的重要性 除非创立充分的和全面性的理论来为新发现奠定巩固基础，否则科学的进展就没什么价值。我们已经看到，过去，在许多学科中，特别是在生物学中，一方面不断地有人进行重复的而且同别人不相配合的实验工作，另一方面，也不断地有人建立同事实没有充分联系的普遍性理论。如果科学实验者和理论家不是同一个人，应当加强他们之间的联系。这并不是说理论可以按照订单创立出来。建立新理论仍然将是思想家个人的最无法预料的特权之一。我们可能做到的是：向任何希望在某一领域进行综合工作的人提供经过整理、可以一次吸收的、该领域中过去的一切研究成果，而不要让他们通过大量调查和学术研究才能零零星星地把这些资料搜罗到一起。有条不紊地发展科学理应会使目前的状况一去不复返。目前，在一个领域重新进行研究往往要比查明这个领域过去有什么可靠的研究成果容易一些，而其所以如此并不是因为以前没有研究成果，而是研究成果重复太多。我们的目标必须是促使理论尽可能和实验的结果密切吻合而且还能为以后的实验指出方向。
经常的修正 妨碍科学进步的因素不单是缺乏理论；过时的理论对新发展所起的拖后腿作用也是同样严重的。老传统的压力束缚并挫伤了活泼的思想。只要科学界单是由老人掌权，就一定会发生这种情况。我们已经提出的补救办法――由青年人参加的实验室委员会辅助个人指导科研工作――是摆脱这个困难的一个方法。足一个方法是保证每隔一时期研究室主任可以脱产学习，以便使他有时间赶上时代，如果他们的思想还没有僵化，能够做到这一点的话。在制订科学发展规划时，应该更进一步地指出：在任何科学领域中，一旦一个新理论否定了旧的观念，就要毫不拖延地在那个领域进行彻底的修正。当然，由于旧的理论曾经在自己的时代证明是令人满意的，它们一定也有值得重视的成分。这些成分并不一定都包含在新理论中。有时老理论的某些方面会重新出现在后来的第三种理论之中。光的波动说和粒子说就是这样。在根据新理论对任何科学领域进行修正时，应当把这些因素考虑进去，不过这些因素的存在并不能作为一种理由，让新旧知识永远互相矛盾地混在一起。目前，这种新旧知识的大杂烩就被当做科学传授给别人。只要理论有了充分发展，在没有理论的情况下，只要人们对实验知识作出了有条理的归纳，在任何时候都应该有可能对现有知识作出全面综述。这种综述能够根据研究的性质，提供详略程度不等的有关各种事实和技术的综合性说明，作为科研和实践的任何领域的工作基础。
基本研究和应用研究的平衡 任何发展科学的规划都应该始终在基本研究和应用研究之间保持一个适当的比例，并且要使两者之间始终保持最密切的联系。我们已经在别的地方讨论过做到这一步的具体组织形式，即成套的研究所。人们将通过这些研究所把田间和车间生产问题归结为基本科研问题，然后逐级加以解决，一直到最后加以实际应用。不过在这种组织形式中，不同部门的工作人员的人数和质量及不同部门拥有的经费之间，必须有适当比例。这种比例必然随不同的学科和不同的时间而有所不同。如果在某些领域中全面性的基础理论在涉及具体实践的范围内已经为人们所公认，例如在化学或物理学中，就应该对应用方面给予极大的重视。在生物学方面，需要进行比目前多得多的基本研究工作，不过把任何领域中的基本研究和应用研究割裂开来当然都是不大自然的，尤其是在我们刚刚开始获得精确知识的领域里。社会学、经济学和政治理论研究之所以不出成果，主要是由于它们没有同这些领域的实践结合起来。研究社会科学甚至比研究物质世界更需要同社会活动结合。
第一阶段：对科学作全面调查
规划科学发展总方向的第一阶段是，在我们已经说明的意义上，对人类生活各个领域的现有知识和技术进行一次全面调查。只要进行这样的调查就一定要对科学的一切分支进行进一步的调查。这并不是一个新主意。在科学大发展的其他时代前夕，都采用过这个办法。皇家学会的创始人在十七世纪和法国大百科全书派在十八世纪都开展过若干次全面调查，不过我们可以在比他们高得多的水平上开始。
大自然的世界和人的世界 必须对两个主要的调查和活动领域加以考虑。在其中一个领域中，即在大自然的世界里，我们面临着如何替人――作为一个生理学单元――找到和创造最优环境的问题。这就牵涉到全部具体技术和其背后的自然科学的全部内容，还牵涉到建立在比我们目前拥有的深刻得多的生物学知识基础上的生物学技术。我们必须理解人类产生以前自然界的全部过程，才能为人类进取精神创造最好的生物学背景。自然科学的学科，如天文学和群论，不管如何生僻或抽象，都不是同这一目的无关的。在第二个地带，即社会的世界里，问题已经变得比生物学上的生存问题更为急迫了。对社会、种族和阶级在经济上和政治上交互作用的整个过程的理解和综合，要达到比我们目前有办法做到的高得多的程度。而且在将来，人类的社会方面显然会变得相对来说愈加重要。不仅人类的生物学上的需要将更容易得到满足，而且他还将创造出一个社会的世界，其复杂程度将远远超出他最初所在的自然的世界。直到现在，社会的世界虽然是由有意识的力量创造出来的，却是无意识地创造出来的。在将来，社会的意识一定要成为社会变革的决定力量，而且这种认识不能不影响到眼前科学发展的方向。
需要真正起作用的社会科学 事情已经愈来愈明显，我们有必要把所谓科学的左派――生物学、尤其是社会学和经济学――提高到物理学和化学早期发展的水平上去。这不单是为这些学科的研究提供更多经费的问题，也不只是吸引有很大才能的工作者到这些学科中来的问题。生物学的、特别是社会学的重大困难，以及人们所以觉得它们不是真正的科学，而只是伪科学的根据是：它们和现实生活没有足够的积极关系。物理学家或者化学家所要发现的种种技术，只要有其内在的功效，就完全有希望直接用来为人类造福。象我们已经讨论过的那样，的确也存在一些弊病，而且愈来愈多，然而这些弊病还不足以使整个工作从根本上来说，看起来是无效劳动。就生物学家来说，他的研究成果还很有可能在医学上得到应用。可是农学家却面临着这样的一个世界：在那里，当务之急不是去发展而是去限制生产，以致使生物学发现的巨大潜力根本没有希望得到实际使用。社会学的情况就更糟了。不仅一切社会学家都没有行政权力，以致社会学根本不能成为一门实验科学，而且对社会体制的研究本身一旦看起来会引起人们对现存社会制度的批判，就遭到阻碍并且被引到毫无成果、单纯描写性的学术水平上去。要想把生物学和社会学纳入正规，就必需使它们同正在改变生物学环境和社会本身的实际力量密切结合起来。
科学的前景在研究了科学发展的这些比较一般的问题以后，我们就可以转而研究科学发展的眼前的具体前景。这种前景可以从两方面来看，既可以从发展科学技术和理论的观点来看，又可以从满足人类需要的观点来看。前者极其明显地决定了科学发展的眼前的内在可能性，后者则决定期长期的趋向。自然，如果有可能提供一幅同时显出这两个方面的科学发展的图景，那就更好了。不过这样的一幅图景几乎一定会由于包罗万象而失去其清晰性。所以，在本章及下一章，我们将相继对这两方面加以介绍。我们还要在本章中说明怎样才可以利用科学的发展来帮助满足人类需要，并且在下一章中说明人类需要为什么可以促进科学发展。
未完成的任务 自然世界的图景一向就十分清晰，使我们可以看出迄今哪些任务是最重要的未竟工作。这些工作便是在自然科学的边缘上探索目前无法知道的根本机制、或者不如说隐蔽的机制，并且探索各学科之间，如物理学同化学之间、化学同生物学之间、生物学同社会学之间以及最后，社会学同心理学之间的联系环节。究竟是否能够把这几类现象联结成为一个整体，其实并不重要。重要的是，我们要知道：关于这些中间性环节，还有多得多的东西需要我们去发现，而且由于我们目前对这些中间环节一无所知，我们至今仍然根本无法充分理解这些中间环节本身的意义。在这些中间环节当中，有一个中间环节，即物理学与化学之间的空白，已经大部分填补了。由于量子论的创立，我们已经可以象解释电和光这两种物理现象一样地来解释化合和亲和力这两种化学现象了。在这个过程中，我们对古典化学的认识也深刻得多了。无疑，对于生物学的化学基础的进一步认识，同样会有助于说明先前认为是纯生物学问题的一些问题。事实上，最新趋势的最显著成果之一便是通过研究维生素和荷尔蒙之类比较简单的化学物质的效应而阐明了生理行为乃至心理行为。这并不是说，我们为了研究中间性课题应该忽略中心课题，而是说中心课题有可能从中间性课题中取得进行实验的新动力和建立理论的新基础。以下，我们要对科学研究的近期前景，尤其是从物理学到数学的各种中间地带的近期前景，作一番扼要的叙述，这种叙述当然不能不是十分一般化的。
物理学
在物理学中，对物质世界的隐蔽本质的探索，当然也就是探索宇宙中最微小，最迅速，最富有活力和最遥远、最古老的部分。对原子核的研究同时也就是对星球内部以及银河系的起源和发展的研究。不仅如此，由于越出了我们普通人的经验，这种研究使我们称之为自然法则的各项实践行为准则受到最严峻的考验，并且有助于分清究竟在多大程度上，这些准则从任何意义上来说都是终极的准则，而且究竟在多大程度上，这些准则只是近似的实践准则，适合于具有我们这样的体积和生活节奏的动物。例如，人们也许会发现，在生物学和工业应用中都极为重要的能量不灭定律适用于或不适用于各个粒子和光的射线的交互作用。但不论结果如何，这个研究必然会使我们对宏观世界中能量不灭的意义有更多了解。理论物理学标志着我们知识的外层边界。它必然不仅能吸引最有创造才能的人而且也能吸引最善于思考的人。它的不少最概括的结论几乎不可避免地夹杂着有意无意地从前科学时代的信仰中汲取来的神秘的和形而上学的直觉成分，数量之多不下于从观察和实验得来的合理归纳成分。将来的工作有很大一部分将是如何消除这些妨碍发展的成分，不过要做到这一点，就有必要把我们解决物理学问题的方法建立在对宇宙及其发展有全面认识的更广阔的基础上。
现代物理学不但在理论方面大有可为。它所包含的技术，如高压电，真空管和振荡电路，也可以用来改造许多其他学科，而且这些技术本身就是物理学和电气工业之间的一条有用的直接联系纽带。双方已经有了一种十分复杂的互利关系。
科学界拿出有技术价值的设想，并作为报酬，接受进一步发展所必需的经费和新工具。电子管和振荡电路，如能进一步发展，将在科学界内外具有重要意义。电子显微镜已经是既成事实了。它的性能已经超过光学显微镜好几倍；电视的发展也同它有关。现在凡是能影响任何种类的辐射的东西都可以被人类观察到，能够穿透云雾见物的红外线望远镜已臻于完善。现在只要把这些方法用来解决其他学科的问题就可以引起一场同望远镜和显微镜所带来的革命相类似的革命。
振荡电路的新组合的可能性是无穷的。在具有数学和电气发明才能的人员的适当合作下，可以在愈来愈大的程度上利用它们来代替运算过程。数学正随着这种应用变得机械化，不过在同时也开辟了一个数学化机器的新时代。这些新的数学物理方法可以用来控制仪器和机器，不是象迄今这样仅仅用于把人的意志传达给机器，而是用它来实际代替人进行观察和控制。已经可以通过红外线眼来监视工序，并且还能够找出肉眼看不到的差错。我们将来有可能建立一门新机械学。
在其中，人类的智慧将主要用以设计完全自动运行、自动调节、自动修理的机器，从根本上消除由人来看管机器的必要性。
核物理学现在已经开始提供更大的无法预见的可能性了。元素的嬗变已成为事实了，目前还是在半微观的规模上，不过已经发展得足以对化学和生物具有巨大价值了。通过诸如放射性钠或放射性磷之类的新放射性元素，我们现在有了追踪单个原子运动的方法；因而也就是有了直接揭开消化和新陈代谢的秘密的方法。生物学应该准备充分利用这些方法去进行大量工作。
物质的结构 主要研究材料性质的几门较古老而且大半被人遗忘的物理学分支，现在正处于迅速改造的过程。直至前不久，只有在研究电场和粒子的碰撞时，物理学才涉及物质的内部结构；此外仅是根据对物质性质的初步认识而提出一些概括的概念――硬度、弹性、可塑性等。这些概念是可以加以利用，然而却根本无法加以说明。最近，光学方面的发展以及对物质进行X射线和电子研究方面的发展已经完全改变了这种状态。物理学的一个巨大的新分支正在出现中。它和化学发生联系并且涉及固体或液体物质的结构。它的第一阶段是对现有形态的物质的原子结构进行研究。研究的结果，人们已经对技术性材料――金属、陶瓷、纤维等――的性质有所了解。所以需要朝这一方向发展是因为有可能创造出新的材料，不是用盲目实验的方法来创造新材料（这种方法永不会创造什么崭新的东西），而是通过充分利用结构理论来创造新材料，目的就在于使新材料具有人们所希望的任何性质。
我们对固体物质的认识已经越过认识结构的阶段而进一步力求理解结构是怎样改变的。摩擦和可塑性变形都同样地伴有局部发热和甚至材料熔解的现象。英国和苏联在这一方面同时开展的研究，必将对有关金属加工以及轴承、润滑、摩擦电、甚至还有火药爆炸问题的工艺过程产生深刻影响。另一个极有希望的领域是关于物质的边沿和表面的研究。这种研究在理论上的优点是可以展示物质的两维特点而不是三维特点，不过这种研究对于腐蚀、吸收、矿物浮选、催化以及物理学和化学边沿上的其他方法也具有极大的实用价值。
地球物理学 现代物理学范围扩大的结果之一，是现在已经有可能解释而不仅仅是描写我们地球的变化。这是牵涉核物理学的宇宙问题的一个特殊方面，因为我们必须到核物理学中去寻找构成地球的各种元素有的多有的少的原因。
不过，这些元素互相分开的原因以及这些元素在地壳或地球内部不同部分的分布情况，却是需要由新的晶体物理学加以研究的问题，同时在这个过程中，人们也许就能解答关于大陆和山脉的起源的历史问题以及关于地震原因和地震预测的眼前实际问题。在这里，迅速发展的地球物理学方法――重力、磁力、电气和振动方法――在理论方面以及在它们对合理勘探矿藏的贡献方面都有极大的前途。我们对地球表面的变化、即大气层和水界的问题当然尤其感到兴趣。不但这些问题对飞行、水力、渔业和航行等等的实际重要性大大增加了，而且现在我们开始认识到，它们对科学也有很大意义的，因为它们从本质上阐明了表面上看来毫无道理可言的生命的化学构成，因而也从本质上阐明了生命的起源。地质学本身仅能对这个问题为我们提供一半答案，另一半须由化学来提供。
化学
过去一百五十年中化学的进展都应归功于拉瓦锡所开创的化学大革命在实践中的应用。不过，人们还没有充分认识到在过去十年中已经由于应用了新的量子力学以及光谱分析和X射线分析等新方法而产生了另一场规模大得多的革命。
我们现在已经可以把电子和原子核的力学系统的行为和久已熟知的化学反应联系起来。起初，这当然仅仅促使人们对化学重新进行解释，不过，事情必然不是到此为止，必然还会建立一门比十九世纪的化学合理得多的新化学，就象十九世纪的化学比先前的实验化学更为合理那样。现在已经可以清楚地看出，早期化学所以表面上看来很简单，主要是由于它几乎仅仅研究单盐和气体分子。它把凡是无法解释的最基本的现象，如构成岩石的硅酸盐或者金属及其矿石的现象，干脆搁在一边。新方法已经把这一切都改变过来了，而且可能带来更大的变化。人们对硅酸盐化学，已有充分理解，说明它仅是单盐的电化学原理在结晶状态的复合条件下的应用。
不过这种认识，必然会对地质学与陶瓷、玻璃和水泥工业具有极大重要性。
金属 在另一方面，金属化学证明具有与化学其余分支完全不同的性质。这种性质是由游离电子的存在所决定的。
游离电子使金属具有特殊的光泽。虽然我们现代文明几乎完全建立在使用金属和合金的基础上，直到十年前，我们对金属和合金的全部知识都是通过尝试错误方法得来的纯经验知识。这种方法和文明初期冶金工匠的方法在性质上毫无二致。