淺談20世紀科學的高度分化與高度綜合
在迅速發展的世界環境中，科學技術占了主導地位，走在了世界的前沿。隨著發展速度的加劇，科學逐漸形成了20世紀的高度分化與高度綜合。
數千年來，人類對客觀世界的認識，從渾然一體到分門別類的研究，推而綜合性研究，從總體到局部，再到總體，總體與局部相結合；研究方法從分析到綜合，再分析、再綜合，又到綜合集成，這種變化是波浪式前進，螺旋式上升的運動。
我們看到，現代科學技術的學科劃分一方面越來越細，分支越來越多，因而各種高度專業化的研究機構紛紛建立，另一方面，學科的綜合化、整體化趨勢在不斷加強，使得眾多規模的邊緣學科、交叉學科、綜合學科迅速形成，不僅自然科學本身的各個學科相互交叉、滲透、融合、而且自然科學與社會科學、人文科學也相互交叉、滲透和融合。
一、20世紀的重要發明
1903年12月17日，世界上第一架載人動力飛機在美國北卡羅萊納州的基蒂霍克飛上了藍天。1928年亞歷山大·弗萊明教授首次發明了舉世聞名的青霉素。1904年侯斯美爾發明電動鏡. 19
06年德弗瑞斯特發明真空三極管，是世界上第一種可放大信號的主動電子元件。1916年馬可尼和富蘭克林開始研究短波信號反射。1917年沃森瓦特成功設計雷暴定位裝置。1922年美國泰勒和楊建議在兩艘軍艦上裝備高頻發射機和接收機以搜索敵艦。1924年英國阿普利頓和巴尼通過電離層反射無線電波測量賽層的高度。1925年貝爾德發明機動式電視。1925年伯烈特與杜武合作，第一次成功使用雷達，把從電離層反射回來的無線電短脈沖顯示在陰極射線管上。1935年法國古頓研制出用磁控管產生16厘米波長的撜習窖捌鲾。1936年1月英國的瓦特在索夫克海岸架起了英國第一個雷達站。1937年美國第一個軍艦雷達XAF試驗成功。1937年瓦里安兄弟研制成高功率微波振蕩器。1939年布特與蘭特爾發明電子管。1941年蘇聯最早在飛機上裝備預警雷達。1944年馬可尼公司成功設計雷達干擾系統。1947年美國貝爾電話實驗室研制出線性調頻脈沖雷達。1959年美國通用電器公司研制出彈道導彈預警雷達系統。1964年美國裝置了第一個空間軌道監視雷達。1971年加拿大伊朱卡等3人發明全息矩陣雷達。20世紀40年代，世界上第一臺數字式電子計算機的誕生。上述發明充分展現了現代科學技術高度分化和高度綜合的發展特點，產生了以電子信息技術、生物技術、新材料技術、新能源技術和航天技術為代表的高技術群。
二、現代科學
現代科學發展的高度分化與高度綜合導致新興學科的大量出現和科學體系結構的整體化趨勢。我們將20世紀下半葉出現的眾多新學科進行分類，大體上可分為邊緣科學、綜合科學和橫斷科學。
邊緣科學是在兩個或兩上以上不同學科的邊緣交叉領域生成的新學科的統稱。諸如射電天文學和天體物理學等。
綜合科學的特點是，將多學科的理論與方法綜合起來，對某一特定對象進行綜合性研究。如空間科學、海洋科學、環境科學、材料科學等。在綜合科學中，有些新興綜合學科不僅涉及到自然科學的諸多學科、還涉及到社會科學的某些領域，甚至還必須采用人文學科的理論和方法進行綜合研究。
橫斷科學是從客觀世界的諸多物質結構及其運動形式中，抽出某一特定的共同方面做為研究對象的科學。新興的橫斷學科主要有信息論、控制論、系統論、協同論、突變論、耗散布結構理論等。橫斷科學的研究對象，不只是某一領域或某種物質，而是橫向貫穿于客觀世界的眾多領域甚至一切領域之中。如信息科學就是把機器系統、人類社會、生命現象和思維等領域里的具體對象及其運動形式，抽象為信息變換和信息流動。它并不反映物質和
能量方面的特征，而是描述各種現象和過程的的結構和功能特征。信息方法是現代科學方法論的一個重要內容。它開辟了人們認識活動的新模式，提示了客觀世界的一個新的方面，又一次改變客觀世界的科學圖景。
現代科學的學科發展正處于高度發散與高度聚合相伴共生的特殊時期,跨學科研究則是學科聚合的具體體現。跨學科研究是指科研主體在科學分化的基礎上,打破不同學科之間的界線、跨越不同研究領域而進行的一種科學創造活動,是解決復雜的科學技術問題和社會問題而達到不同學科相互滲透的一個重要手段 。一般情況下,科學研究的跨學科性主要體現在兩個方面:一是由于研究對象具有高度復雜性和綜合性,任何單學科都難以完成研究任務,而必須依靠多學科的交匯、融合才能揭示復雜現象的本質;二是研究主體運用的研究方法具有高度的集成性和相互借鑒滲透的重要特征。相對于傳統的研究模式,跨學科研究在解決經濟建設和社會發展重大綜合性問題的過程中具有越來越明顯的優勢,引起了科學界的廣泛關注。目前,現代科學正處于高度分化和高度綜合相伴共生的新時期,一方面,由于先進實驗技術和精密觀察工具的出現,人類對客觀物質世界和主觀思領域都有了更加深刻的認識,科學分化也因此而越來越細,形成了包含數千門學科的龐大知識體系;另一方面,由于客觀世界與各門學科間相互聯系和相互轉化的復雜性、科研方法的樣性以及科研目的的綜合性,人類逐漸認識
到,依靠單一的學科知識體系,無法更深入揭示研究對象的本質特征,學科間的交叉、滲透和綜合成為一種新的必然趨勢。這種情況決定了很多重大的理論和現實課題必然具備跨學科特征,解決這些綜合性復雜問題不能僅僅依靠傳統的科學研究模式,而必須從不同的學科領域,運用不同的科學理論進行跨學科研究才能實現。因此,現代科學聚散共生的發展趨勢是跨學科研究的必要前提:科學發散為跨學科研究提供了多角度、多學科的視野,而科學聚合則為跨學科研究尋求具體的實現途徑。
三、通信系統科學
通信系統科學自誕生以來，伴隨著系統科學理論的發展和成熟，對人類的思維觀念和思想方法都產生了根本性的影響，并且使之發生了深刻的變革。通信系統科學的理論和方法業已經廣泛地滲透到自然科學和社會科學的各個領域。通信系統思想形成的這股思潮，日益發揮重大而深遠的影響。通信系統科學將研究和處理對象作為一個系統亦即一個整體來對待，在研究過程中注重掌握研究對象的整體性、關聯性、等級結構性、動態、平衡性及時序性等基本特征，所以說系統論不僅是反映客觀規律的科學理論，也是科學研究思想方法的理論。通信系統科學理論不僅認識系統的特點和規律，反映系統的層次、結構、演化，
更主要的是對于系統結構的整理、對于各要素關系的協調，從而使系統達到優化的目的。通信系統科學理論的基本思想、基本理論及特點，反映的是現代科學整體化和綜合化這一不可避免的發展趨勢，同時也為解決現代社會中政治、經濟、科學、文化和軍事等各種復雜的問題提供了方法論的堅實基礎。
錢學森認為系統科學與自然科學和社會科學這三者 之間的地位是相同的，詳盡的闡明他的理論思想，他把系統科學的體系結構分為四個層次：第一層次是系統工程、自動化技術、通信技術等，這是直接改造自然界的工程技術層次；第二層有運籌學、系統理論、控制論、信息論等，是系統工程的直接理論，屬技術科學層次；第三層次是系統學，它是系統科學的基本理論；最高一層將是系統觀，這是系統的哲學和方法論的觀點，是系統科學通向馬克思主義哲學的橋梁和中介。
錢學森沒有把自己的思維僅僅囿于某一個單獨的領域，而是用系統的眼光去研究社會、軍事、信息、農業、人才、經濟、環境、法治和哲學，把自然科學和社會科學，物質世界和精神世界，客觀和主觀，全部有機地囊括于他的研究視野。錢學森把自然科學、社會科學等現代科學技術諸多領域綜合集成進行系統科學理論研究，并在實踐上推廣系統工程和總體設計部建設以加強國家層面的科學決策。
總而言之，從現代科學技術的發展軌跡看來，其中一方面是學科不斷分化，并且呈現越分越細的狀態，新學科、新領域也不斷產生，呈現出高度分化的特點；另一方面是不同學科、不同領域之間相互交叉、結合與融合，向綜合性、整體化的方向發展，呈現出高度綜合的趨勢。
