庄世坚 著《统一科学——融基础学科于一体》
    厦门大学出版社2018年版
    精装定价：998.00元（全二册）
    平装定价：598.00元（全二册）

    绪  言

    科学是人类在认识自然、走向文明的过程中创造的奇迹，是人类理性认识能力与认知成果的载体，也是古往今来无数科学家心血和智慧的结晶。在不同的历史时期，人们穷睇眄于天人之际，极遐思于古今之变，以其三五九等的有限的认识能力，按特定的层次、特定的侧面和特定的角度，把一个完整的世界条分缕析映射成为不同学科的知识门类。

    一方面，不同的学科在外延拓展中，其内涵日益精细化，使得人类关于不同事物的理性知识包罗万象，浩如烟海。任何人即使穷毕生之力也无法全部加以通晓，更不可能曲尽其妙。另一方面，不同学科建立的科学理论、概念和语言五花八门，人们所揭示的经验规律或思维模型也琳琅满目。有的领域的道理被人们用不同的学科语言重复唠叨或进行学术折腾，有的领域却始终留白，无人问津。

    法国数学家庞加莱指出，科学的发展道路一直有两个相反的走向：其一是走向统一与简单，其二是走向变化与复杂。在不同的时期，科学工作者也都分成两个阵营：少数人选择了统一与简单的进路，在纯粹科学和基础科学“无用”的有限空间空透一切直至根本，去领悟科学统一的真谛和追寻宇宙至简的真理之梦；多数人则选择了变化与复杂的进路，在应用科学和技术科学广袤而生动的无限空间自由创新，因为创新最容易在细枝末叶长出新芽，且开发的事物实用功能可以直接获得当下的利益。

    把学科统而为一，昭真理一以贯之，一直是人类科学与文明发展的最高目标。追逐这一梦想，成了古往今来多少先哲大师、科学家乃至普通科学爱好者的人生最高境界。它的无限魅力激励着一代代求真者，为建立统一科学的伊甸园矢志不渝，终身不缀。近代以来，牛顿、麦克斯韦、爱因斯坦等物理学大师都在时空中努力探寻物质和运动的世界本源与万物之理，理论物理学界更是投入巨资来验证终极理论的模型及相关论据是否完备。20世纪初，西方哲学界还发起了科学统一的国际运动，并出现了一系列的科学统一观。此后，以系统论、控制论和信息论以及耗散结构论、协同论、突变论为代表的现代系统理论突破了物理学受制实证主义的羁绊，试图以各种不同的理论范式和方法建立起统一的科学理论体系。然而，他们都壮志未酬。

    统一科学研究是一项汇聚人类集体智慧的事业，这是一门包罗万象又总括万殊的大学问，需要真正做到通识、通达、通变。首先，要建立宏伟的统一科学理论体系，就要有战略科学家心广思远的博大胸怀，要有将所有的学问和学科的壁障都打通的气势；其次，为了让真理脱颖而出一穷究竟，就要秉具科学缜密的思维方法和敢于颠覆人们传统的思维定势与某些根深蒂固的概念；再次，不仅要有腹笥甚广的知识面和深厚坚实的理论功底，还要有对各学科广博睿智的通识和精深幽邃的洞察，才能有通贯一体的识见来全面系统地整合各个学科的鸿沟；最后，能够接受实践或其他方式检验的科学理论都应是具有开创性、独特性、启发性的，唯有正确的普遍性理论才能够成为经世的经典与闳阔明丽科学殿堂中永恒的基石。

    科学的原始性创新突破往往不是通过人为计划和组织来实现的，而常常是在理论与思想交汇的要冲中产生的，在人们对真理的自由思考和不懈探索中取得成功。因此，统一科学的研究绝非是科学家们“高大上”的专利，也不仅仅是职业科学工作者高精尖的“冒险”事业，古今中外都有少数民间科学探索高手自觉地加入这一行列。尽管在无花无色的基础科学领域数十年如一日地探索最基本也是最困难的科学统一问题是十分清苦的，但是这些人却甘之如饴地享受这个过程，因为他们怀揣着追求真理的纯洁目标，相信有朝一日人类能够掌握统一科学的万能钥匙。正是这样的信念与痴迷驱动着他们勇敢地蔑视潮流，以浓厚的兴趣乐此不疲地去领悟宇宙真谛，坚持不懈地做跨学科的研究工作，阐幽发微地去揭示闳廓深远的科学奥秘。

    20世纪末，科学进入了一个需要而且一定能够产生理论和思想的时代，大科学的风头推拥着统一科学成为时代潮头上引人注目的前沿。人们达成了共识，即科学的统一并不是要构成现有学科交叉或连缀的大拼盘，而是要建立融通所有学科的横断科学，并提供不同学科都适用的概念、原理和方法。实现科学的统一，也并非取消学科划分或回到古代科学的混沌状态，而是要使相应的学科消弭鸿沟改变无序发展的状态。

    20世纪八九十年代，笔者在环境科研中涉猎不同学科而发现了“公理”之美妙，并因企图建立环境科学的基础理论而迷上了统一科学。通过自觉地对一些经典学科的各种不同形态的概念、变量和规律进行比较、归纳、分析和研究，推导出普适于各种层面的事物形态转化基元规律。事物形态转化基元规律在平衡态、准平衡态、近平衡态和远离平衡态可以有不同的简化形式，赋予其质向量以特殊的意义后，就可以一个个地演绎出不同学科中不同事物特殊形态的变化规律。为此，笔者把这一探索过程所揭示的事物形态转化基元规律及其演绎的知识归纳后，于1998年出版了《统一科学初探》一书。

   

    庄世坚 著《统一科学初探》
    厦门大学出版社1998年版

    《统一科学初探》以不同领域各种事物形态变化所呈现的同型规律为依据，来审视不同学科的统一性和万宗的同源性。科学发现确实只有第一没有第二，在探索未知的神秘世界时，开悟出常道的真谛也确实比求知问学更为重要。然而，开创性的发现又大都是在不十分成熟的条件下取得的。《统一科学初探》虽然揭示了反映任何事物形态本质逻辑联系的金科玉律，但所建立的统一科学理论体系确实只是初级的探索，像各个经典学科奉为圭臬的诸多经验定律、基本规律和不同的原理并没有被演绎出来。因此，要宣告说人们日用而不知的事物形态转化基元规律就是一统所有学科的普世真理，必然是不可能诚服天下的，甚至还可能引来痴人说梦的骂名。

    经历了8年朝斯夕斯、念兹在兹的思考与探索，2006年，笔者有机会到以色列参加有关生态文明的培训，在嘉利利国际管理学院非常宁静的环境中，认真梳理了以往苦心孤诣探究统一科学的思绪以及融通基础学科的途径，终于领悟了统一科学恢弘理论体系的内在关系：统一科学是人类文明的结晶，其理论大厦的逻辑框架应该按照中国古代《周易》创造的“太极—两仪—四象—八卦—万物”的认识论模型来搭建。以质向量为形态参量所揭示的单元系统形态转化基元规律，可以定性、定量、定向地描述任何层次非系统(平衡态)→系统(失衡态)→变相点→系统(失衡态)→非系统(平衡态)的形态变化规律，也可以引申出一元系统形态分布基元规律，还可以演绎出特殊事物形态变化规律或分布规律。按照二分法的路线图，太极空间的单元系统、二仪空间的一元系统、四象空间的二元系统、八卦空间的四元系统和六十四卦空间的多元系统的形态变化规律或分布规律也都可以一一地演绎出来。这种经由一般提炼与演绎推理来构建统一科学理论体系的过程，是以提纲挈领的方式把握道枢，纲举目张地网罗浩繁卷帙中的大小道理。

    如果《统一科学初探》所揭示的事物形态转化基元规律是不离于世界须臾的反映一切事物形态变化的最一般规律，那么这一“放之四海而皆准”的普遍真理反过来就可以贯通所有的系统，从而统一所有的学科，并建立起逻辑自洽的理论体系。如果建立了融通各个基础学科的理论体系，也就建立了统一科学。

    十多年来，笔者在业余时间潜心学问、钻之弥坚，兀自坚守于《统一科学》这部巨著的著述中。在构建统一科学理论体系的工程中，不仅要把整个科学之树的逻辑结构明晰地展现出来，而且要博古通今、文理渗透、传道解惑、金针度人，还要纵横捭阖、中西融汇、取精用弘、宏括万方。有道是“真佛只说家常话”，真理就在常识中。《统一科学》甚至要尽可能用大众化的表述形式为读者提供启人深思的视野开阔的平台，以简洁的公式深入浅出地表达深奥的科学道理，使广大读者都不会感觉到仰观统一科学理论殿堂的艰难和敬畏的隔阂。
最值得称道的是，《统一科学》冒天下之道获致了诸多经典理论与概念的独到见解，不仅阐明了双曲函数、三角函数、正态分布、复数及黄金数隐含的天机，澄清了坐标系、质向量、信息、熵、势、力、时空等概念的本质，而且轻而易举地推演出物理、化学、数学和生物学等教科书中的经典规律，像逻辑斯蒂分布、相对论、谐振子、波粒二象性、零点能、浑沌机制等理论的丰富内涵都顺理成章地被演绎，甚至许多司空见惯的物理常数和扩散参数也都一一被破解。令人击节的是，统一科学在一维质向量坐标系中发现了一元系统形态转化基元规律，并在圆形极坐标系中用二维伊辛模型解开了穷幽极渺的太极图谜团，把二元系统和三元系统的形态转化基元规律直接刻画出含考纽螺线的太极图和伏羲八卦太极图，昭示了困惑人们千年的“天机”。

    亲爱的读者，在你打开眼前这部厚重的著作时，你肯定不敢相信，一统学科的伟大志业终将在此圆梦，这一本启人深思的书竟然通解了最根本的万有一统的科学道密。不过，作为本书的读者，你事实上已经自觉不自觉地担当了一名大跨度科学理论的思想裁判。当然，在现今大思想式微与碎片信息蓬勃的“扁平”世界里，以浅尝辄止的悦读或浮躁心态的浏览是难以洞悉本书所阐述的科学道理之真谛。不过，只要读者系统地洗心品读，就可以领略其中学科通融那令人叹绝的神韵，也就可以客观评判本书是否真正名至实归地建立了科学统一的殿堂。

    英国著名科学家史蒂芬·霍金在《万有理论》宇宙的起源与归宿中最后说：“如果我们确实发现了一套完整的（大统一）理论，它应该在一般的原理上及时让所有人（而不仅仅是少数科学家）所理解。”统一科学道统的形成可以说是科学理论体系的重建，《统一科学》的问世将成为融通各个学科的嚆矢。面对统一科学开放的殿堂，每一个读者都可以随意登堂入室窥其“万科一道”之堂奥。相信每一个读者了解了真理的底蕴和深邃独到的不同学科融通过程的魅力，一定会与笔者同道共鸣，获得难以言表的欢愉和成就感，自觉能动地“遵道而贵德”，应用统一科学中不同层级的各种规律和基础理论来造福人类。

    在构建统一科学理论体系的庞大工程中，此出版项目得到了“厦门市优秀人才专项资金”资助，特此深表谢意！

                                                                庄世坚
                                                         2017年11月于鹭岛筼筜湖畔


    来源：厦门大学出版社