十年前，时任中国最高领导人的江泽民同志为迎接21世纪的到来，于2000年6月30日在美国《科学》杂志上发表了一篇题为《科学在中国：意义与承诺》的文章。文中认同了将整个自然科学划分为物质科学、生命科学、思维科学三大板块，而不再按数理化天地生来划分的观点。个人以为，这一观点意味着一种新的科学体系即将诞生，本文且把它称为新科学。
新科学是什么？“新”当然是相对于“旧”而言的。374年前，近代科学的鼻祖伽里略曾用过“新科学”一词。他当时所言的新科学就是在他那个时代开始萌芽，在17——20世纪飞速发展并逐渐完善的经典自然科学，也就是通常所说的近代科学。它取代了此前在欧洲占统治地位的以亚里士多德为代表的经过中世纪宗教神学包装后的古希腊自然哲学。
那么本文所言的新科学又指什么呢？不妨借用20世纪著名科学哲学家拉卡托斯的理论来作注释。拉卡托斯认为，科学是一种研究纲领，每种纲领都可分成为“硬核”和“保护带”两个部分。面对不断发展进步的科学，任何一种科学纲领经常会面临挑战，遇到一些不能解决的新问题。此时，大多数情况并不需要将原来的研究纲领全部抛弃，只要适当调整其“保护带”而保持其“硬核”的稳定不变。但伽里略所言的“新科学”，却是把当时自然科学的“保护带”和“硬核”全都抛弃了，而本文现在所说的新科学意亦如此。
于是就引出了几个严肃的话题：一，现在众所公认的自然科学思想理论体系的“硬核”是什么？二，这个“硬核”现在是否正面临挑战？三，是否存在某些新科学萌芽的迹象？四，为什么说将整个自然科学划分为物质科学、生命科学和思维科学意味着新科学即将诞生？下面就这些话题发表几点个人浅见，盼有识者多加批评指教。
“硬核”和“保护带”
《自然哲学的教学原理》
近现代自然科学的正统观念是以1687年牛顿的《自然哲学的数学原理》（以下简称《原理》）为思想理论基础的。《原理》的核心内容有两大部分：一是关于自然世界的物质观、时空观、运动观；二是研究自然科学的认识论方法论原则。
牛顿的物质观持原子说，认为物质都是由微粒构成的，光也是一种微粒流；其时空观可概括为三维均匀的空间和一维均匀的时间，二者相互独立；而运动观的核心内容是动力学三定律和万有引力定律。牛顿奉行的认识论规则是：简单性原理、因果性原理、统一性原理和绝对与相对相结合的真理性原理；其所创导的方法论原则是：理论与实践相结合、归纳与演绎相结合、模型与数学相结合和继承与创新相结合。
而牛顿在《原理》中所阐述的科学思想在19——20世纪有过两次大的补充扩展，变得更为完善：一是法拉第在电磁领域引入了场的概念，以及麦克斯韦建立了反映电磁运动规律的麦克斯韦方程式，从此经典科学的物质观修改成为粒子和场并存；二是爱因斯坦对经典科学的时空观进行了修正，使之更为完善。
回顾三百多年来经典科学发展的历史，可知其物质观、时空观、运动观是在不断发展变化的，由此这些“观”本身不应该是经典科学的“硬核”，而只是其“保护带”。从中也可看出，三百多年来，特别是现在，被视为正统的科学研究是按物质――时空――运动这一思路来考察自然界的千变万化和层出不穷的奥秘的。即自然界都是由“物质”组成的，物质只有在时空中才能显现其存在，物质在时空中的变化就是自然科学所寻求的自然界的运动规律。这一思路可以称之为WSY路线，离开了这条路线，经典科学就不复存在。
由此，WSY路线就应该是经典科学，或牛顿――麦克斯韦――爱因斯坦科学体系的“硬核”。牛顿在《原理》中所提出的认识论和方法论原则，是“硬核”还是“保护带”，不能一概而论。然而，因果性和统一性原理，在整个经典科学中贯穿始终，带有不容置疑的绝对性，也应该是其“硬核”的一部分。其余两条认识论原则和四条方法论原则都带有很大的可调节性，应该属于“保护带”性质的。
是否显露新科学端倪？
任何新的事物都不可能凭空突然出现的，开始时总是在旧事物的土壤中逐渐显露其端倪，新科学也不会例外。如果说新科学会在21世纪诞生，那么现在应该已显露出某些迹象了。科学界一致公认的是，20世纪最重大的科学成就是相对论、量子论、基因论和信息论的创立，而这“四论”中是否已显露出新科学的某些端倪？本人只对物理学略有所知，下面且就从物理学的角度来考察一下。
相对论有狭义和广义之分，二者是两种不同性质的科学理论。狭义相对论只是对经典科学的时空观作了修正补充，使之更为完善，仍属于经典科学的范畴。广义相对论则完全不同，它用一个加速参考系取代了一个存在引力场的狭义相对论意义下的时空；这个消失了引力场的时空是“弯曲”的，不再像经典科学的时空那样，是平直刚性的。这种“弯曲”的空间称为非欧空间，其几何性质由引力场的分布决定，两点间的最短距离是其“测地线”，它与平直的欧氏空间中的直线相当。
在经典力学中我们知道，一个物体在没有力的作用时，此物体必作惯性运动，其轨迹为直线，即两点之间距离最短的那条路径。相应地，一个在引力场中的经典力学问题，在广义相对论中就约化成为一个在空无一物的非欧空间中作“惯性”运动，即沿着其测地线作“等速直线”运动的问题。这就是说，在广义相对论中，不存在物质观问题（物质已被时空的非欧性质所取代），也不存在运动观问题（恒作“等速直线”运动），只留下了一个决定时空弯曲性质的几何问题。因此，经典科学的“硬核”在广义相对论中就没有容身之地了。
再看量子论。量子论有两个发展阶段：旧量子论和量子力学。旧量子论是以经典力学为体，加上几个与经典科学概念难以相容的物理假设所形成的一种学说；量子力学则保留了旧量子论的物理假设，而割断了与经典力学联系后的一种理论，分别在1925年秋和1926年春由海森伯和薛定谔独立创建。二者形式殊异，但不久即证明二者在数学上是等价的，可以相互变换，是同一种理论的两种不同的数学表示形式。
在量子力学建立初期，物理学界曾引起一场激烈的学术争论。一方以爱因斯坦和薛定谔为首，他们力图将量子力学纳入经过适当调整后的经典力学范畴。另一方以玻尔和海森伯为首，其基本立场是：经典力学已完全不适用于处理微观领域的物理问题。按照拉卡托斯的理论，前者认为通过适当调整保护带，在微观领域仍可保持经典科学的硬核、WSY路线和因果性原理不变；而后者则要完全抛弃经典科学的硬核，建立一条全新的科学路线。这样的一条路线，通常称之为量子力学的哥本哈根学派诠释。现行量子力学教科书大都是按这一学派的观点阐述的，是量子理论中的正统观念。
在量子力学的哥本哈根学派诠释中，没有经典力学意义下的物质、时空、运动的概念，取而代之的是定态、跃迁、几率三个概念，但它们不是与物质、时空、运动对应的。例如在定态概念中，就同时含有物质、时空、运动概念因素在内。对于量子客体，人们所知道的只是它的某些定态；定态并无时空概念，在空间和时间上都是“定格”了的。一个量子客体可以有许多个定态，不同定态之间原则上是通过跃迁的方式不连续地变化的。跃迁不需要时间，是瞬间完成的，没有空间过程，也不回答两个定态之间时空变化过程的细节。量子客体从一个定态跃迁到另一个定态，没有因果关系可循，只有几率可言。
哥本哈根学派对现行量子力学的诠释，可称之为一条DYJ路线。研究表明：虽然现行量子力学奉行DYJ路线，但用WSY路线也同样可以得到现行量子力学的全部结论，只不过在物理概念和数学形式上没有DYJ路线简洁。既然现行量子力学可抛弃WSY路线而由DYJ路线获得，那么，量子力学不就是前面所说的新科学吗？
左图为玻尔与爱因斯坦；右图为被称为“汇集全球三分之一智慧的”1927年第五次索维尔会议时的留影，包括海森伯、薛定谔等科学巨匠参与了该会
生物学的“生”与“物”
生命科学是20世纪中叶DNA双螺旋结构发现后逐渐流行起来的一个名词，其前身就是经典科学中的生物学，当然内容有所扩展。生命科学也好，生物学也好，都是以研究有生命的物质为对象的科学。但对有生命的物质的研究，有人侧重在“生”字上，有人侧重在“物”字上。后者的指导思想很可能是想把所有生命现象都还原为物理化学现象；并认为只要做到这一点，生命领域就不再存有奥秘。
现在不少人相信，人的一生其生老病死乃至性格脾气，都是由胚胎时期的DNA决定的。这种指导思想，是经典科学WSY路线奉行者最自然和必然的选择，是因果性和统一性原理坚定信念的反映。因为经典物理学和化学都是服从因果律的，将生命现象还原为物理化学现象，不就保证了生命现象服从因果律了吗？在物理学中生长成熟起来的WSY路线也适用于生命领域，不就是自然界具有统一性的生动表现吗？
那么侧重于“生命”这一面的科学工作者，必然没有强烈的经典科学WSY路线和因果性统一性观念。在经典科学盛行的年代，他们一定会被认为是反科学的，难以立足有为。但在古希腊的贤哲中，这样的人是不少的；而在当代中国，多数老中医可能属于这样的人。
中医是以人体存在阴阳虚实气血经络为其理论基础的，而阴阳虚实气血经络可能不是经典科学中的“物质”所能概括的。人一旦死亡，阴阳虚实气血经络这些生命要素也随之消失。这些要素可能有经典科学意义下的物质为其载体，但这种载体并不是阴阳虚实气血经络本身。
在某种意义上，阴阳虚实气血经络也许与物理学中的“以太”相当，我们不妨称它为X。当它们与物理学意义下的“物质”相互作用时可称之Y，并将作用时产生的变化称之为Z。这样，中医理论可以看成是奉行了一条XYZ路线，而西医理论所奉行的显然是WSY路线。只要我们承认中医也是科学，那么在医学理论上，我们不就有了两条平行的路线吗？如果我们能把二者融合起来，创立一条对二者都适用的新路线，那么它是否可以看成是生命领域的“新科学”路线呢？
打开新科学的突破口
思维科学是一个全新的概念，其提法在逻辑上有一个优点：即把整个自然界看成是由统一的物质组成的，研究其共性的科学就是物质科学。其中有一部分物质组成了具有生命特征的生命体，专事对这部分物质研究的科学称之为生命科学。在生命科学领域中，又可分出一部分具有思维能力的生命体，而研究这方面的科学就是思维科学，其综合性大且复杂，一般智商的人要成为这门学科的专家，几乎是不可能的。但如果我们把思维科学的主体看成是信息科学，重点突出、范畴清晰，那么研究起来可能易出成效。
信息科学的客体当然就是信息本身，其可否纳入经典科学的WSY路线，首先得看“信息”本身是否是经典科学意义下的“物质”？根据现行量子力学理论，与电磁信息的传播方式不同，量子信息传播是瞬间完成的，不需要时间。而现在通常所说的信息科学，实际上仅限于以电磁波方式传播的信息，这样的信息是可以被经典科学容纳的。
然而，自然界的信息远不止电磁信息一种。作为自然科学三大板块之一的信息科学或思维科学，显然不应该将信息仅限于电磁信息。因此，像量子信息不能为经典科学所容纳一样，随着信息科学的不断发展，必然会出现越来越多的不能为经典科学所容纳的新问题。也就是说，信息科学或思维科学本质上应该是本文所说意义下的新科学。
个人以为，新科学的主战场应该是生命科学。在物质科学、生命科学、思维科学这三大板块中，物质科学发展得最完善，而思维科学则刚起步。经典科学的硬核是物质科学的灵魂所在，在物质科学范畴内，它是不可能被突破的。所以，新科学必将在生命科学领域内诞生并逐步成熟，就像四百年前的物理学那样。
个人还以为，对经典科学的物质概念进行修正扩展，很可能是打开新科学的突破口。理由有三：
第一，生命科学中有生命的“物”与无生命的“物”如何区别，这是一个属于“物质”概念范畴内的问题。中医的阴阳虚实气血经络和思维科学中的信息，也都不是经典科学意义下的物质。因此，如果囿于经典科学“物质”的观念，生命科学和思维科学恐难有独立的容身之地。
第二，按现在的正统观念，即使在物质科学范畴内，如何表述物质的“质”和“量”，也是一个难以说得清楚的问题。就以“质量”这一概念来说，在牛顿以前，物质的质量是指其数量的多少，即现在物理学中的引力质量；其后，牛顿动力学理论建立起了惯性质量的概念。这样，在物理学中就有了两个不同性质的质量概念。爱因斯坦狭义相对论又把质量和能量看成是一个物理量；在广义相对论中则把引力质量与惯性质量看成完全相同。质量和能量、引力质量和惯性质量，它们究竟是否为同一个物理量，历史上争论不休，至今仍然依旧。这显然是由于对“物质”和“质量”这两个概念本身含糊不清引起的。
第三，上面已经指出，在物理学范畴内被认为可能是新科学已显露其端倪的量子力学和广义相对论，二者都不再存在经典科学意义下的“物质”概念；还有，在现代宇宙学中颇有争论的“暗物质”，其争论焦点很可能就在于对质量的概念有不同的理解。如果我们确认量子力学、广义相对论、现代宇宙学等是科学理论，实际上已经承认了必须要修改“物质”和“质量”这两个概念。让修改后的新概念为众所公认，并进而从物质科学向生命科学和信息科学拓展，也许这样就可为创建新科学撕开了突破口。
责任编辑 则 鸣