陳悅：科學學的起源及其發展｜科學學專欄
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"科學學"專欄
科學學 （Science of science） ，即科學的科學，是科學的自我反思，是一門以整個科學技術知識及其活動爲研究對象，探索科學技術發展的基本規律，並將其應用於科技管理與科技政策研究的學問。儘管貝爾納 （Bernal） 認爲無需給“科學學”一個嚴格的定義，因爲科學本身就是永無休止地變化着，但科學學的研究對象主要涵蓋三個方面，即科學技術知識體系、科學技術活動、科學技術知識與活動的載體。科學技術知識體系是指人類通過認識與實踐活動而形成的客觀知識世界，科學技術活動是指科學發現、技術發明和創新應用的活動，科學技術知識與活動的載體包括科學交流媒介、產學研組織和科學共同體等。瞭解科學學活動的起源和發展能夠幫助我們理解科學學這一具有戰略性意義的研究領域。
科學學活動萌芽：
波蘭的科學學
科學學孕育於20世紀上半葉的波蘭，1910年代至1939年是波蘭科學學開始萌發的時期。波蘭亡國長達123年之後，1918年獲得獨立。此時，以量子力學和相對論爲代表的現代物理學革命正如火如荼，席捲了整個歐洲大陸和全世界，這對國家重建中的波蘭產生了深刻的影響。現代科學如何在國家重建中發揮作用，成爲擺在波蘭科學界面前的重大課題，由此催生了科學學活動在波蘭的出現。
科學學的術語、概念和早期研究，是由波蘭人開創的。科學學首先得到了波蘭學術組織與政府的支持，在華沙邁諾夫斯基（Mianowski）基金會和利沃夫華沙學派之間的交流互動下，十分活躍。1918年，波蘭政府成立了世界上第一個獨立的科學與人文發展機構，由著名學者米哈爾斯基（S. Michalski）任主任。隨後，出現了一系列科學學研究機構與學術活動組織。
邁諾夫斯基基金會在第二次世界大戰爆發之前，對科學和科學學的發展至關重要。這個基金會不僅在1919年創辦了世界上第一本科學學領域的專業學術期刊《波蘭科學：需求、組織和發展》，還建立了自己的圖書文獻中心，並與國內外其他大學進行交流合作，組織學術研究會議和論壇。尤其值得一提的是，由米哈爾斯基領導的期刊《波蘭科學：需求、組織和發展》自創刊伊始就致力於對科學的整體思考，並最早認識到需要建立一個關於研究科學學問題的專門領域。
1923年，該期刊提出要對前幾年發表的文章進行內容分析，試圖探究科學創造和科學發展的條件，並指出“用科學的方式來研究科學，正在興起”。隨後，該期刊發表了一系列“視科學爲一種社會現象”的研究性論文，強調社會實踐動機與科學發展需求的關聯，闡釋有計劃地支持科學研究的必要性以及科學文化和社會的關係，提倡對科學研究及其發展條件進行新的反思。這些研究形成了一個相對獨特的研究領域。
在這個時期，波蘭學術界在“科學學”這一跨學科旗幟下，羣賢畢至，精英薈萃，涌現出一批傑出的人物。他們站在20世紀初葉現代科學革命的制高點上，從不同視野探索科學學，引領世界對科學文化、科學本質和規律的研究，促進了人類對科學活動及其發展的理性思考，揭開了世界科學學的序幕。
其中，第一次世界大戰後赴美的社會學家茲納涅茨基（F. Znaniecki）在1920年回到祖國波蘭，他敏銳地覺察到需要對迅速發展的科學做整體研究，提出知識論要從知識的形而上轉向實證科學，應當開始去架構一門特殊的人文學科，即科學學。他在1923年發表了長文《知識科學的主題和任務》，並意識到“科學學”這門新學科的任務和研究方法一定是不同於那些長期一直研究科學的學科，而是需要一個整體的和獨特的視角。後來他將認識論、邏輯學、科學史囊括其中，並增加了一些心理學和知識社會學方面有趣的研究。
1927年，波蘭哲學家科塔賓斯基（T. Kotarbiński）在《知識論、形式邏輯和科學方法論的要素》一文中最先創立了我們當前使用意義上的“科學學”概念，即Science of science，他認爲從哲學以至邏輯、方法論和認識論的層面分析科學有其侷限性 ，還應當用科學來研究科學，因而採用“科學學”這一概念。1935年，科塔賓斯基的學生奧氏夫婦——瑪麗亞·奧索夫斯卡（Maria Ossowska）和斯坦尼斯瓦夫·奧索夫斯基（Stanisław Ossowski）——合作發表了第一篇以“科學學”這一學科術語爲標題的論文。
奧氏夫婦的科學學開山之作得到貝爾納和普賴斯 （Price） 的充分肯定與高度評價。1965年，在華沙舉行的第11屆科學史國際會議上，貝爾納做了題爲“在通向科學學的道路上”的報告，認爲他們使用的“Science of science”是奧氏夫婦於1935年提出來的。兩年後普賴斯在波蘭一個題爲“爲支持管理和決策的科學史訓練和研究”的演講中也一再強調，今天我們研究的科學學的主題是奧氏夫婦30多年前定義的。
那麼，奧氏夫婦筆下的“科學學”究竟是何物呢？
他們認爲對“科學”的研究有兩種視角，即“認識論視角”和“人類學視角”。科學學的研究範圍被界定在將科學作爲認識現象和將科學作爲人類文化現象的兩個研究範式內；明確了科學學的研究主題是：科學是什麼，科學如何產生，科學有什麼影響；辯護了“科學學”的學科獨立性，並制定了科學學的研究方案 。奧氏夫婦將科學學的研究分成了五個部分，即“科學哲學”“科學心理學”“科學社會學”“科學組織與管理”“科學技術史”。
奧氏夫婦還進一步指出：科學在不到三個世紀內就形成了與以往文化截然不同的科學文化，它們是那樣充滿活力，並具有強大的影響力，其發展速度以及量到質的變化前所未有，已經構成了科學學研究的現實對象；這門新學科將接過早期的單一學科（哲學）的任務，從一般方法論、社會學、心理學、文化史等開展多學科、跨學科研究。
科學學的誕生：
貝爾納對科學的系統分析
轟轟烈烈的波蘭科學學活動因1939年波蘭再次被德國佔領而中斷，而在同時期的俄羅斯興起了更關注科學自我意識的科學思想史的研究。1931年由布哈林（Bukharin）帶隊的蘇聯代表團參加在倫敦舉行的第二屆國際科學技術史大會是科學史上的重要事件，尤其是他們帶來的論文集《十字路口的科學》和格森（Hessen）口頭報告《牛頓力學的社會經濟根源》，給冉冉升起的英國左翼科學家們帶來了強烈的思想衝擊。然而，隨着1937年蘇聯的政治大清洗，東歐國家的科學學研究也隨之落幕。
蘇聯的科學學研究引發了英國科學界的興趣，很多英國學者開始關注蘇聯的科學發展，並出版了大量相關書籍，將科學作爲一種社會現象進行研究隨之在英國興起。克勞瑟的《蘇聯的工業和教育》（1932年）、《蘇聯科學》（1930年）和《科學的社會聯繫》（1941年），生物學家赫胥黎的《一個科學家在蘇聯》（1932年）、《科學研究與社會需求》（1932年），霍格本的《爲了公民的科學》（1938年），霍爾丹的《馬克思主義哲學和科學》（1938年），萊維的《現代科學》（1939年）等，都對科學、技術、經濟和社會發展問題進行了廣泛的研究，並自覺地把馬克思主義哲學作爲“對科學的社會研究”的理論基礎。
從事結晶學和生物化學研究的貝爾納是這股潮流中的代表。他認爲英國科學家對辯證唯物主義的興趣真正開始於1931年舉行的倫敦國際科學史大會，格森的論文使西方科學家“第一次真正發現了在西歐存在了半個世紀卻無人加以賞識的馬克思辯證唯物主義的理論基礎”。作爲戰略科學家，貝爾納正是深刻認識到科學對社會的戰略地位和巨大作用，早在1938年就在《現代季刊》（The Modern Quarterly）上發表了題爲“科學的社會功能”的文章，爲充分地加以論證，1939年他出版了傳世之作《科學的社會功能》。
該書的觀點不僅是貝爾納個人的，也是來自一個科學大流派，即科學學共同體。其大多數成員信守馬克思的格言：“哲學家們只是用不同的方式解釋世界，而問題在於改變世界。”加里·沃爾斯基（Gary Werskey）認爲，相對於沒有固定教室、沒有校園、沒有圍牆的“無形學院”，這羣20世紀30年代的左翼科學家年齡相仿，同在劍橋大學教學和科研，在各自的專業領域都有傑出貢獻，同時又都關注社會問題，相信科學是一種推進社會進步的強大力量，並且在政治上同情英國共產黨或工黨左翼，形成了一個看得見摸得着的“有形學院”。
貝爾納的《科學的社會功能》標誌着世界科學學進入奠基階段。這本書收集了廣泛的定量指標和實證數據，支持“通過系統性組織科學研究以增強其社會功能”的基本觀點，從“科學現在所起的作用”和“科學所能起的作用”兩個方面強調科學反身性，開創了對科學社會系統的科學分析。
科學學走向成熟：
科學計量學的興起
科學的計量研究興起是科學學走向成熟的重要標誌。
英國科技史家普賴斯因在科學計量學領域的開創性貢獻，被公認爲“科學計量學之父”，但“科學計量學”這一學科術語還是由蘇聯數學家納利莫夫（Nalimov）於1969年在《科學計量學：作爲信息過程的科學發展研究》一書中提出來的，這本書是世界上第一部運用數學方法研究科學發展歷程的專著，是蘇聯和東歐學者研究科學系統的理論基礎。但納利莫夫首創的“科學計量學”這一學科名稱由於語言交流限制並未立刻引起國際學界關注，直到1971年，才由美國軍方翻譯爲Scientometrics。也是在這一年，納利莫夫與普賴斯在莫斯科召開的國際科學史大會上首次會面相識。
普賴斯心中有一個困擾多年的問題無法得到滿意答案。自17世紀中期開始，西方科學就走上了指數增長之路，因此每一代科學家都陷入科學知識爆炸性增長和專業化趨勢不斷加深的困境。由此帶來的問題是：新知識如何從舊知識中生長出來? 如何表徵科學發展的整體模式?
儘管人們常用研究前沿、研究主題這類詞彙，但是並沒有對這些術語做出精確解釋。同時代只有爲數不多的學者嘗試對此做出解答，如貝爾納提出了科學發展整體圖景的網狀模型，默頓將參考文獻作爲科學“公有性”（Communism）規範的一個重要方面，庫恩則提出了從參考文獻探索科學革命蹤跡的設想。然而，由於缺乏必要的分析工具，上述努力只能遺憾止步於此。
這個疑問的解決，應該說在很大程度上得益於1951年畢業於哥倫比亞大學化學專業的尤金·加菲爾德（Eugene Garfield）博士，加菲爾德於1963年創建了科學引文索引數據庫，從而使得對科學歷史進行統計的數學分析走向了科學引文的網絡分析。1965年，普賴斯在此基礎上，以加菲爾德的SCI爲數據來源，發表了著名的文章《科學論文的網絡》，嘗試概述世界科學論文網絡的總體特徵，實現了他在1964年《科學的科學》一文中關於科學知識“陸地”和“國家”的設想。如果溯源今天的科學知識圖譜，這篇論文一定是具有奠基性意義的。
科學學的發展：
在分化與融合中前行
事實上，科學計量學這一術語的真正流行，要歸功於匈牙利科學家布勞溫，他於1978年創辦了一本具有真正意義的國際學術期刊《科學計量學》（Scientometrics），期刊以納利莫夫發明的科學計量學術語爲名。這一期刊使得科學計量學得以廣泛傳播和公認。然而，在這一國際期刊創刊的同一年，也有另外一本論文集《走向科學計量：科學指標的出現》的出版也備受關注，這本論文集由來自不同學科領域的優秀科學家共同完成，主要是對當時的一些新觀點提出反思。
社會學家認爲側重於宏觀層面的科學文獻計量分析在解釋科學實踐方面作用有限。由此，科學社會學在1980年代更多地轉向微觀分析，關注科學家在實驗室中的行爲，科學學也開始了科學社會學和科學計量學的分化。從1981年設立貝爾納獎和1984年設立普賴斯獎及其獲獎者的研究興趣就可以窺見一斑。第一屆貝爾納獎頒給了“科學計量學之父”普賴斯，第二屆貝爾納獎頒給了“科學社會學”的重要開創人之一默頓。從此，隨着普賴斯獎的設立，聚焦於科學交流的科學計量學指標更接近於圖書館和信息科學，與科學社會學研究越發相距甚遠。
網絡分析推動科學計量學走向科技洞見與預測，2003年在美國召開的知識圖譜（Mapping Knowledge Domain）大型學術研討會是標誌性事件之一。在這些不同研究力量的推動下，以科學技術活動爲研究對象的科學學研究逐漸分化，形成以定性爲主的“科學知識社會學”和以定量爲主的“科學計量學和科學指標”研究。
隨着美國科技決策部門對政策量化循證研究的日益重視，計算社會科學隨之浮出水面。計算社會科學基於大規模行爲數據、社交網絡數據、人口統計數據或其他數字化資源檔案的可獲取性，通過應用計算技術和大數據分析技術，提升理解傳統社會科學方法難以理解的、複雜的社會現象。計算社會學推進原有的科學計量學和科學社會學兩種研究範式的融合。清華大學李正風教授早些年就捕捉到了計算社會學對科學學研究的重大意義。他在2022年的一篇文章中寫道：
用科學的方法研究科學，作爲科學學的理想一直是促進科學學發展的內在動力，推動科學學經歷了從計量科學學到計算科學學的轉變。計量科學學與計算科學學最大區別在於，前者限於數據類型和計算能力，大部分學者主要是藉助於數據庫提供的科學指標、已有軟件和算法分析數據，是一種相對封閉式的研究；而後者則是基於全面的整體數據去主動進行算法設計，實現變量之間的關係分析、因果關係推斷等，是一種主動的、開放式的研究範式。在這種意義上，計算科學學比計量科學學更接近科學學創立之初的理想……然而，計算科學學在算法驅動下能夠分析海量數據，但是也並不能完全解決對科學‘整體性認識’的問題。”
因而，科學學仍在路上，任重道遠……
編者注：20世紀初，隨着科學技術的迅猛發展和科學社會學的興起，科學學逐漸得到關注和研究。經過百年的發展，科學學正成爲一門重要的交叉學科，對科技發展和社會進步產生了深遠影響。面對百年未有之大變局加速演進，尤其是世界各國都把目光聚焦於科技，希望通過科技創新找到適應變局的出路時，科學學更凸顯其必要性。
因此，《世界科學》雜誌開設“科學學探索”欄目。一方面，促進更多的人加入科學學的研究和討論中，深入探討科學的本質和規律、知識的形成和發展，科學在社會、經濟、文化等方面的影響和應用，從而更有效地解決社會、經濟和環境問題。另一方面，科學學提供了對不同空間和時間尺度的科學單元之間相互作用的理解，讓我們瞭解“創造力”背後的條件、推動科學研究的因素以及科學發現的過程，從而發展出一系列能加速科學研究的政策和工具，爲重大科學決策提供支撐，而這也是雜誌主辦單位上海市科學學研究所的重要使命。
-本文作者陳悅爲大連理工大學科學學與科技管理研究所所長、教授、博士生導師，中國科學學與科技政策研究會常務理事，科學學理論與學科建設專委會主任，長期從事科學學理論與方法、科技情報分析、創新管理與科技政策等研究-
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