现代地学思维方式的特点与规律

现代地学思维方式的特点与规律 摘要:本文在讨论相关概念——“地学思维”和“地学思维方式”的基 础上，着重论述了现代地学思维方式，认为其具有系统性、多维性、概 率统计性、创造想象性等特点。并且认为地学思维正在经历一场深刻地 变革，现代科技革命、现代地学革命和现代社会在各方面发生的深刻变 革和变动必将推动新的思维方式的建立。 关键词:地学思维 地学思维方式 地学哲学 地学革命 我的专业是地学，所以我选择了这个题目作为课程的题目。其间我查阅了大量的文献，发现在以往发表的文章和出版物中，有些作者对“地学思维”的概念理解不是很清楚，比如有的甚至将“地学思维方式”与“地学思维”混为一谈。因此我想在写这个主题之前，有必要对几个概念进行一下阐述。 1 地学思维与地学思维方式的基本内涵 1.1 如何理解地学思维 如何理解地学思维，关系到对地学思维问题研究的内容和方法，而关于此，又与如何看待地学思维的角度相关。 “地学思维”概念的提出至少有10年了。但是，理论界对如何理解这一概念，存在很大分歧。归纳起来，分歧主要来自两个方面，一是在关于“地学”和“思维”的含义和所指方面有很大的不同。二是在关于“地学思维”的理解上有分歧。显然这两个方面是有关的。为了使下面的讨论能够在一个较一致的理解之下进行。在此有必要就有关概念进行一些讨论。 “地学”是“地球科学”的简称。地球科学，一般的理解应当是对地球客体及其运动、变化、发展的本质和规律的系统认识。地球科学的组成包括研究地球各个组成部分的学科。以及包括整体的地球科学自身——应当说这门综合性的“地球科学”正处于形成之中。显然，把“地球科学”(Earth Scicnces) 看作有关“固体地球及其内部和周围流体的系统知识”。包括地质科学、水文科学和大气科学，是欠全面的。现在看来，关于地球科学，至少应当包含地球科学史、大气科学、固体地球物理学、空间物理学、地球化学、大地测量学、地图学、地理学、地质学、水文学、海洋科学和地球科学其它学科等二级学科以及与此相关的94门三级学科。 “思维”的概念同样有多种理解。仅从哲学的角度，就至少可以举出两种公认的看法，即与“存在”或“物质”相对应，并与“意识”同级别的思维;和与“感性认识”相对应，而与“理性认识”同级别并含义相似的思维。前一种认识是从广义上理解思维，而后一种则是从狭义上去认识思维。我们 这里是在后一种理解的基础上研究地学思维的。关于“思维”还有科学(自然科学)层次上的理解，在此就不赘述了。 理解“地学思维”至少要从以下入手。首先，要着眼于地学实践和地学认识的过程考察地学思维。地学实践和地学认识是过程与结果的辩证统一，地学思维是对地学实践和认识过程的描述和抽象，也是地学过程与结果的中介。其次，要着眼于当代地球科学研究和发展的新动向考察地学思维。90年代地球科学发展过程出现了对客观对象的过程性、整体性和量化性研究的势头，地学思维课题的选择具有鲜明的时代特性。第三，要着眼于人——地新型关系考察地学思维。现代人——地关系渗透于传统的与人及人的活动无关的地学研究客体——地球之中，地学研究的主、客体在组成关系、对象性关系以及它们的中介成份等方面发生了变化。人的因素、人的地位和作用、人的责任和义务等成为地球科学研究中需要考察的的问题。地学思维研究顺应了这一潮流。 地学思维不但服从于思维的一般规律，而且还有它自己的特有规律。这是因为地学所研究的对象地球具有大、深、长、杂的特点。“大”就是地质学家面对宏大的地球只能根据局部的和残缺不全的地质现象加以分析和推理;“深”就是深不可测，一是理论上的深奥，需要多种学科的理论结合，组合分析和判断，二是目前人们只能根据地壳表层的结构、成分和变形特点等进行综合整理，对地球深部的本来面目还略知甚少;“长”就是相对于地球的发展历史来说，人类的生存只不过是“弹指一挥闻”;“杂”就是错纵复杂，一是地质作用过程复杂，二是现存的地质现象是多次变动，各种地质作用复合叠加的产物。 1.2 如何理解地学思维方式 地学理论的产生和发展，离不开一定的地学思维方式。 地学思维方式的一般含义是地学主体认识、把握地学客体的模式。地学思维方式作为地学思维的重要组成部分，其形成是在近代地球科学开始从古代哲学中分化并产生出职业地学家和科学实践新形式——地学实践活动之际。地学思维方式的不断更替，反映了地学思维的运动线索，同时也是地学主体认识地学客体的波形表现。地学思维与地学思维方式是运动与相对静止的关系，也是量变与质变的关系。 地学思维方式的形成依靠两个基本，即第一，地学认识主体对地球的看法发生了重大变化。第二，建立了新的地球科学体系。两个原则分别具有各自的提出依据、提出意义、基本作用和相互关系。历史上的地学思维方式经历了三个大的发展阶段，表现出地学思维发展的三个高潮。第一个阶段是所谓“地球实在思维”阶段，形成了“实在思维方式”。这是以承认并认识地球客体的实在性为特点的思维方式。第二个阶段是“地球演化思维”阶段，形成了“演化思维方式”，这是一种把地球客体的运动、演变当作思维主流的认识方式。第三个思维阶段是“全球运动思维”，形成了“全球运动 思维方式”，这是以整体、运动为思维特征的思维模式，代表了19世纪末、20世纪初以来的现代地学思维特征和思维方式。 下面从适应现代地学科技革命蓬勃发展的趋势角度出发，主要讨论了 现代地学思维方式的特点与规律。 2 现代地学思维方式 2.1现代地学思维方式及其特点 任何思维方式都是该时代精神的升华和结晶。现代地学思维方式包括了现代科技革命思想发展的最新成果，凝聚着当代哲学思维的精华即日益科学化、现代化的辩证唯物主义世界观和方法论。因此，现代地学思维方式应当是自觉的辩证思维方式。 地学辩证的思维方式本质上是主体把握地球客体的认识方式、认识活动和形式。它属于认识论的范畴。地学思维既是认识活动又是认识结果。从动态分析，地学思维是主体和地球客体的相互作用中，在人脑中进行的高级的精神活动，是一种理性思维活动。从静态分析，地学思维又是主体反映地球客休过程中精神运动的产物。精神产品即概念、思想及出概念所构成的知识体系。因此从认识论上分析，研究地学思维方式，也就是研究主体把握地球客体，以及主体把握自身活动的高层次的理论认识方式，是一个综合性、概括性的认识论范畴。构成地学思维方式这个复杂系统，包括两个方面。 一是地学思维的主观方面，这是指地学思维主体的知识结构、观念、语言、习惯，思想文化传统和情感意志等精神素质，以及主体的思维形式、思维方法和思维程序等等因素。地学辩证思维方式的科学化程度是和地学思维主体的智力、智能和文化素质密切相关，是这些要素的凝聚、结晶。同时，科学的世界观和人生观，也有助于培植、树立科学的思维方式。 二是地学思维的客观方面，主要是指地学思维的对象——地球客体，地学思维的物质手段和地学思维的物质工具。地学思维对象的特殊性，决定了地学辩证思维方式和其他学科辩证思维方式的不同。地球客体作为自然地球有许多特性。地球是一个巨大的耗散系统，具有系统性、层次性、有序性。地球具有历史性，地球演化的不可逆性，时间的久远性，地球客体具有复杂性与多变性(地质现象之间线性和非线性关系，均变和灾变关系，均一与非均一系，动静交替，地球圈层，各部分、各系统之间以及地球与外界的相互作用、相互影响(物质、能量和信息的不断交换等等)。地球作为生态地球，人与地球之间存在复杂和特殊的关系，人与地球之间诸方面的性质和关系是现代地学思维的重要内容。 以上构成地学思维方式的主客观方面的诸要素、诸方面及其相互关系决定了学思维方式的特点。 现代地学思维方式总的特点就是辩证的思维方式。地学辩证的思维方式的基本要求就是从地球客体的普遍联系来观察、思考事物和问题，核心是矛 盾观与矛盾系统分析方法。这里要着重指出的是，第一，在地学思维方式中地学方法是地学思维方式中最核心、最基本的内容，是地学思维方式中带有全局性的构成部分。它既是人们地学思维活动的基本，又是地学获得重要成果的手段。科学的地学思维方法是人们通向真理的重要途径。第二，现代科学技术革命。现代地学革命不是简单地抛弃原有传统地学思维方法，而是使传统地学思维方法更加完善，更有现代化的功能。第三，创造新的地学思维方法，包括把其他学科中的方法引进到地学中来的尝试。 现代地学思维方式的基本特点如下: 1(系统性 现代地学发展是高度的分化和高度的综合，精细的分科与多学科的交叉联系的辩证统一:即微观的“分析”和宏观上的广泛“综合”的统一。现代地学正如系统科学揭示的那样，把地学的研究对象——地球客体，当做一个系统。用模型化和定量化方法，对系统的结构、状态、机制、过程等做综合的描述，在这种描述中，又将以往由自各种不同学科研究的不同对象及各个不同方面综合为一个整体，如人一地球(自然)一社会系统就是如此。这说明地学的认识发生了重大变革，体现了现代地学思维方式的第一个基本特点—一系统性。 2(多维性 多维的立体思维方式。现代代地学研究从课题到方法都具有复杂性、多样性的特点。这种特点要求现代地学不能只有单向的理论思维，要越来越多地发挥多维的立体思维方式的作用。多维性思维在本质上就是网络思维，是系统性在思维过程中的体现。它在思考问题时，既看到多条线索的交叉、冲突，又看到它们之间形成良好的补充。它的思维线索是在对立中谋求与统一“互补”。这就是多元互补的思维方式。涂光炽教授关于“亦此亦彼”思想在找矿中的运用就是典型例子。如有些矿床既有沉积矿床的特点，又有热液矿床的特点，又如很多矿床既包括了同生作用(也包括了后生作用等等。多元互补性是现代地学思维方式的又一特点。 3(概率统计性 规律的表现形式是决定论和概率统计决定论的统一。决定论是地学思维方面的重要特点，现代地学发展中出现了非严格的决定论理论，概率统计理论。决定论和概率统计决定论这是两种互补的理论。出于地学的研究对象的复杂性、多变性，既有线性夫系又有非线性关系。对于地质运动规律，概率统计规律可以刻画出系统整体的趋向，但不能严格给出整体中个别因素的状况。 决定论和概率决定论是互补的。它分别揭示了地学中的必然性和偶然性两类现象，又分别遵循确定性模型和随机概率统计模型。 4(创造想象性 创造性思考和科学想象力是现代地学思维方式活动的又一特点。它是 在已知知识和经验的基础上，在头脑中对研究对象的一种创造和再创造的心理过程。 创造性的想象力给思维插上翅膀。魏格纳敢于“异想地开”，提出了大陆漂移说。它显然借有一定的主观臆测、虚构和错误的成分。但它却是通向未知的途径。赖尔的“将今论古”尽管有缺欠，但是它却打开了人们通向“地球大门的钥匙”，给人们以启示。创造想象性是现代地学思维必不可少的因素。 2.2 现代地学思维方式的发展规律 当我们考察思维方式的产生和发展时发现，一定的思维方式总是植根于该历史时代的实践和科学发展的土壤之中，并随着时代的推移而发生变革。每一时代的理论思维，都是一种历史产物，在不同的时代具有非常不同的形式，并具有非常不同的内容。地学理论思维方式的产生和发展也是如此，它在不同的历史时代具有不同的特征。从地学发展史来看，先后出现过的地学理论的思维方式，以朴素的自然哲学形式出现的古代地学思维方式;以野外观察和分析为基础的受牛顿机械的形而上学思想影响的近代地学思维方式;以系统和发展为特征的现代的辩证地学思维方式。地学思维方式的发展说明，推动思维方式变革的主要因素有两个:受一定时代的科学技术发展水平制约，受一定时代的哲学水平制约。 研究现代地学思维方式，一方面必须把握现代地学革命发展的趋势及特点，另一方面必须自觉地把握辩证思维方式在当代的发展。 2.2.1 现代地学革命 由现代科技革命推动的现代地学革命，近80年来引起了地学的巨大变化。 首先，地学中的许多传统观念、思想、方法受到了广泛的冲击，出现了新的思想、新的概念、新的思维方式。这种变化涉及地学基础理论内容的各个方面。如大地构造学中，鲜为人知的一直占统治地位的以地壳垂直运动为主要依据的槽台说，受到板块学说的严重挑战;板块构造理论的出现标志着过去准静态的地球模式已被抛弃，代之以高度活动的地球观。新的突变论向达尔文和赖尔的渐变论发起了挑战。地壳简单稳定的渐变论，注入了构造事件与构造时期的新灾变观点，灾变形式已成为构造发展的主要形式之一。又如，在沉积学中占统治地位的机械分异说，受到了浊流沉积、等深流沉积和风暴流沉积学说的巨大冲击。这些理论批判了传统观点，指出沉积作用和沉积物的形成，不只是沿海的简单机械沉积分异的结果，而是受到了海底地形、洋流、古气候、海水温度、盐度等多种因素的影响。再如，在矿床学理论中成矿模式、成矿系列和层控矿床研究的出现，使传统的内生岩浆热液成矿学说受到了极大的冲击，等等。 总之，地学的新实践提出的新概念是思维对原来的地质现象重新加以认识，并与新观察到的地质现象一起，作统一的解释，形成了新的科学体系， 新的思维方式。 第二，地学研究的领域在深度和广度上发生了重大变化。现代地学研究已深入到微观领域，并以微观的机理说明宏观的地质现象和过程的因果关系，把微观探索做为宏观地质现象考察的基础。但微观探索又不能完全取代宏观考察。作为整体的宏观体系是由许多微观部分组成的。事物的宏观性质及客观规律和微观性质规律不是线性关系。两者是相辅相成的，互相促进的。行星地质学的兴起，遥感地质技术的应用，对于研究地球景观的变化，认识地球的形成和演化有重要的意义。 地球表面地质研究和深部地质研究相结合。现代地学对于占地球总而积71,的海洋地质进行全面调查研究，对占地球年龄的85,以上的前寒武纪地质展开了广泛的研究。如果不查明持续时间如此之长的前寒武纪地质和规模如此之大的海洋地质的地质特点及历史，只局限于研究地球表而而对深部地质情况缺乏深入了解，那么地学就不可能成为关于整个地球的科学。 这些新的研究领域、新的关系使地学形成了彼此渗透、纵横交错的科学网络，展示了地学近20年的成就和地学革命向纵深发展的美好前景。 第三，地学的社会功能和价值观发生了深刻变化。地学具有广泛的社会功能。地学与社会相互渗透，集中表现了地学是自然地球观、生态地球观和社会地球观的统一。 地学首要的社会功能是为人类提供生存和发展所必需的物质资源。 地学其他方面的社会功能还表现在保护地球、维护人类生存的空间及其丰富人类物质生活和精神生活等方面。诸如，环境地质研究，灾害地质研究，生态地质研究，水文地质与工程地质研究，城市地质研究，农业地质研究，医学地质研究，军事地质研究，人口地质研究，旅游地质研究，考古地质研究以及地学文化、地质美学、地质文艺研究等等。地学社会功能的价值双，体现了资源效益、生态效益和社会效益的统一。地学的社会功能和价值现的深刻变化，必然对地学思维方式的变革产生重大影响。 第四，现代地学运用当代科学技术的成就，作为研究地球的工具和手段，初步形成了地学研究的技术群，极大地提高和增强了人类认识地球和改造地球的主动能力，扩大了地学知识结构的范围，促进了地学思维方式的变革。 2.2.2 “地学哲学”的出现 地学哲学是介于辩证唯物主义哲学，自然辩证法与地学之间的交叉学科，是联系辩证唯物主义哲学、自然辩证法与地学的桥梁和纽带。地学哲学做为一门新兴的学科还不成熟。但是我国地学哲学工作者和地质工作者在辩证唯物主义哲学指导下，总结和概括地学的成就，取得了可喜的成果。1983年中国自然辩证法研究会成立地学哲学委员会并召开了第一届地学哲学学术讨论会。1990年王子贤主编，中国地质大学、长春地陈成都地院、西安地院、河北地院、中国社科院哲学所、中国人民大学、上海师范大学、上海交通大学等单位从事地学哲学的同志共同编写了我国第一本《地质哲学概 论》，为从理论上系统地探索概括地学哲学的基本理论和观点迈出了可喜的 一步。 总之，现代地学思维方式是现代科技革命、现代地学革命和现代社会在 各方面发生的深刻变革和变动的反映。地学思维正在经历一场深刻地变 革(由现代科技革命推动的现代地学革命必然引起地质工作者的地学思维方 式的变化推动新的思维方式的建立，创造一系列科学的思想方法，并冲击着 不适应现代地学实践的一切旧的思维方式和思维方法。 the characteristics and laws of the way of contemporary earth science thinking Rui Liu Abstract: In the paper, we have discussed the way of contemporary earth science thinking based on the analyses of conception for earth science thinking and way of earth science thinking, which gives the characteristics of systematism、multidimensionality、probability and creativity. and earth science thinking is being subjected to a great change which will promote the establishment of new way of earth science thinking. Key words : Earth Science Thinking Way of Earth Science Thinking Geoscientific Philosophy Geoscientific Revolution