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1、科学学与科学技术管理? !年第十期对凯德洛夫“带头学科”假说的探讨南京工程兵工程学院政教室徐纪敏苏联自然科学和技术史研究所所长凯德洛夫曾经提出过一个“带头学科”的理论,我国学者也曾对这一理论进行过研究、探索,写了不少论文。我们认为研究讨论这一理论间题是有意义的。凯德洛夫认为“自然科学各学科的发展并不是齐头并进的,在一个时期,总要有一门作为主导学科,带头向前发展,这门学科对其它主学科以及整个自然科学的发展有着重大的影响。”凯德洛夫理论的基本内容是#%单个学科与一组学科轮流成为带头学科。当一个知识门类完成了整个科学运动的带头职能后,便让位于其它学科,而且是让位于一组学科。再过一段时间,又会出现一个
2、十分明确的学科作为带头者,为所有其它自然科学部门的进一步发展开拓道路。当完成这一职能后,在更高一级水平上,又被一组领先发展的学科所取代。凯德洛夫还具体指出力学化学、物理学、生物学物理学控制论、原子能、航天学科分子生物学这一替代顺序。#、%8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8卜卜? ? ? 吞吞李1一 柳一9 9 9,?#),城务%#绍,4形% % %汽厂布公”, ,? ? ?4 压压、 物教夭文2 2 2亚扩9、 一 价? !。生食# )05丫了育育?天文沪百百百少、于9、“终学、地学、。牙8 8 8;9,一 一乙乙%笼,享一一“纷纷 之之之渔冬天文文文文文,9碑9 0,0 0 0一9一
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8、无疑义,只是化学似乎缺乏根据。古代由于炼金术的影响,以及陶器、 青铜器、铁器的 偷造使用一, 同时酿酒发酵等生产活动也积累着化学知识,因此化学发展一直是比较快的。甚至在公元前的奴隶制社会 中成为当时的带头学科。但是自从文艺复兴以后认化学发展并没有其它学科快,十八到十九世纪的一段时期了化学看来象与物理学在齐头并进,但始终未能占据“带头学科”的地位。值得指 出的是,凯德洛夫没有具体分析?/ !? /?年这七十年,笼统地认为这还是力学起带头学种的时期下这是不符合科学发展的实际情况的。在?/年 ?/?年,生物学发展得相当迅速,化学也在?/,?/年达到了自己学科发展的高峰,而天文学与地学也在?了 尽年超
9、过) 50 相反的是,在这整整七十年间,物理学却是默默无闻,甚至在?/ ?年成为发展最慢的学科,成为物理学发展史上的一个很长的间歇期。实际上,这是牛顿力学已经完成了它在科学史上的使命,而以法拉弟麦克斯韦为标志的电学新时代尚来到来之前的一段寂静期。考察? ? 一? 这五十年间,物理学的发展突飞猛进,生物学次之。物理学越采越具有方法论的意义,物理学家的息想方式九乎决定了其它学科的发展方向,因此物理学成为二 十世纪的“带头学科”是毫无疑义的,生物学在二十世纪受益最多,发展迅速,亩于相关生长的作用,它的迅速发展也影响了其它学科的发展,生物化学的崛起给生物学的发展注入了忙蚌新的活力。因此更确切地说,是物
10、理学与生物学共同组成了这五十年的凯德洛夫认为?. 珍/导年间的带头学科”是控制论、原子能财洛冬把、傀带头学科”“带头学科”。、航天学这里,凯 的标志从六大基础科学改为这几门特殊的学科不知是出手什玄考虑, 但是簿们从料学发展的寒际情视来看,物理学直到今天还没有显出衰退的趋势,而地孚则因为海谬学的城速发展及卫铆娜技未的运用,解大有崛起之势。自五十年代以后,地学从其牢学科的受益增加,发舞也十分腿一 生物学自华生克里克开创了分子生物学的新领 域以后,还直处在发展时期。因此,头学争峪,至于凯德洛失 的发秒进一步验这) 年间应当是物理学、生物学、地学共同成为“带呷骊一 ”. 年应该是分子生物学为”带买咖”
11、证,还需要今后科学因此我们认为,对凯德洛夫提出的“带头学科, ,问题还有进一单个学科与一组学科轮流成为“带头学科”的定性假说及步研究的必要,他提出的都还慎得商榷。为了进一步研究然科学体系的研究,带头学科”问题,“带头学科,周期递减的定量假说我们必须引入学科发展的相关生长概念。通过对 自我们发现它是一个有机的整阵,各门学科之间符合居维叶曾经提出过的“共存原则”,它们相互影响、柑互依靠、相互渗遥,也就是说,六大基础学科是相关生长的。如果我们把六大基础学科看作是变量#2(?一“%,那末,自然科笑的学科装构从静态来考察的溉应该是这六个变量其、的线性组合,一 而从动态来考察的话,9则是这六个孪量在外力作
12、用下此消彼长、相互作用的结果。由于六大基础学科是相关生长的,因此我们可以用数学方伪定量地计算丙每分个时间间隔#例如? 年勿六大基础学科之间 的相关系数。认油子是六个变量的相互影嗽 因雌简单的单变量与双变量分析已最2得考那户力了,0需要用多元分机方法来加钟解决。这种方法可醚% 大量实测薄据中找到支配它但的阵立因熟研 究作为变量的六大基础学科之间的关啄,03二 “股、豁为举撇0沐神勺分别豪示数、典丫化,、 天、地,华六大基础学科的变量,又设我们要研究的某,个科学发展的娜史时期含有个时间间隔,9即宁 #? 娜,以凄承在第牛时间词隔里的第全个变量的统计像# 笼? 。 ,、苍补, 3”冬% ,0 那乡这
13、叮燕0列的痴计值就将可昌排成州个过岁场阶的拒阵,八,厂,、从,888耳 乞式“冬”畔 ”如,二9华二脚 呀,笠山卜瞬护二, ,比一一众二“价如, 1 两 川尹户 岁“:? ”抓幻二曲卜 二 我们可改用3幽务析来研究六个变量之间的关系。味一盆心,必根据下歹州关条数公式#浑2赶一盆0%#、一9盆、%#2( (?、)、40(认)、 神叉( ?;2二 , 2里几产一9饭洲、人、9封9,七一、 谊不和动”艺件沙一户卜?当2二时,一; 2、(、 ?%拼州扣9、8一几9一。,?卜8,场级攀地质引论户中国科举曲地毅姗兔阶编著、地脚出辰社?/年版第”/一玲以。科学学与科学技术管理?. !年第十期式中云和云为时期
14、内第2个变量和第个变量统计量的平均值,可以求出各个变量之间两两相关的相关系数,然后将相关系数排列成44阶矩阵,称为相关矩阵(# ;2、%。这是一个对称矩阵,在矩阵中可以直观地看出各个变量之 间的相互关系。有了相关矩阵(# ;0 卜%以后,我们就可以回过头来研究“带头学科”间题了。、所谓“带头学科”,从数学上来讲,就是这 门学科与其它各门学科的相关系数最大。为此我们可以定量地得出作为“带头学科”的充分和必要条件的数学判据。对于一个“带头学科”2来说,其带头势+ #0%将可以展成一系列相关系数的迭加,即4+#0%(艺;0 0 (? 要判定某一时期六大基础学科谁是“带头学科”,只要分别求出六个带头势#2(?、)、 4%,取其较大者即可。运用线性代数解法,就是利用型因子 分析,找出一个线性函数,使它在一切可能相关的线性函数中具有最大的方差,也就是求上述相关矩阵二# ;0、%的特征值入及其相应的特征向量+ #%的间题。由线性代数可知,相关矩阵二# ; %的特征方程为】一二 其中是与同阶的单位矩阵,它只是为了把矩阵转换为行列式而引入,解这个六阶行列式可以得到特征值入及其相应的特征向量。如果我们把数、理、化、天、地、生这六大基础学科看作一个六维的椭球的话,那末特征向量就是这个椭球主轴的方 向。如果椭
