淺析地球科學(xué)的科學(xué)觀和技術(shù)觀

王仲倫

（成都理工大學(xué)，四川 成都610059）

1 科學(xué)與技術(shù)概述

科學(xué)屬于認(rèn)識范疇，是人們對自然能動關(guān)系的知識形態(tài)，是人對自然的理論體系，屬于間接生產(chǎn)力或一般生產(chǎn)力，它主要回答“是什么”；技術(shù)屬于實(shí)踐范疇，是人對自然能動關(guān)系的現(xiàn)實(shí)形態(tài)，是人對自然的實(shí)踐關(guān)系，屬于直接生產(chǎn)力，主要解決“做什么”、“如何做”的問題?？茖W(xué)和技術(shù)二者雖有重要區(qū)別，但也有著非常密切的聯(lián)系，它們經(jīng)常被連起來使用，簡稱“科技”。

科技的本質(zhì)是發(fā)現(xiàn)或發(fā)明事物之間的聯(lián)系，各種物質(zhì)通過這種聯(lián)系組成特定的系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)特定的功能。可以說，以科學(xué)為基礎(chǔ)的現(xiàn)代技術(shù)，不僅與工具、機(jī)器及其使用方法和過程相聯(lián)系，而且與科學(xué)、發(fā)明、自然、社會、人和歷史緊密聯(lián)系。

2 地球科學(xué)觀的形成與發(fā)展

探析地球科學(xué)觀要從歷史的角度出發(fā)，歷史中的各個階段人們對地球觀的認(rèn)識各有不同。古代地球科學(xué)觀沒有真正的形成，人們對地球的研究依靠的是所能見到的某些現(xiàn)象，這一時期地球科學(xué)還沒形成獨(dú)立的知識體系，僅包含在自然哲學(xué)中。第一位對地球現(xiàn)象做出系統(tǒng)解釋的是古希臘哲學(xué)家亞里士多德，他將與地球科學(xué)相聯(lián)系的知識做了初步的系統(tǒng)化。雖然我國古代關(guān)于海陸變遷的思想有很多表述，但也沒有形成系統(tǒng)性的地球科學(xué)思想，后來隨著地理學(xué)科和地質(zhì)學(xué)科的陸續(xù)建立，地球科學(xué)進(jìn)入了一個嶄新的階段。文藝復(fù)興以后隨著人類社會的工業(yè)化，人們對礦產(chǎn)資源的開發(fā)與日俱增，地質(zhì)學(xué)成為了地球科學(xué)的核心理論。近代地球科學(xué)觀的發(fā)展態(tài)勢主要有三個方面，一是古生物、古植物、古地理等地球歷史科學(xué)方面的發(fā)展，二是礦物學(xué)、巖石學(xué)等地球物質(zhì)學(xué)科方面的發(fā)展，三是多種地質(zhì)學(xué)在地球科學(xué)方面應(yīng)用的發(fā)展，這些使得地球科學(xué)觀以動態(tài)的形式在實(shí)踐中形成。隨著地球物理學(xué)的誕生，人們對地球構(gòu)造、結(jié)構(gòu)、運(yùn)動和動力控制方面的研究越來越多，現(xiàn)代地球科學(xué)觀逐漸形成?，F(xiàn)代地球觀以對地球在系統(tǒng)整體性上的把握為主，在研究地球內(nèi)部構(gòu)造間的相互作用的同時要將地球物理效應(yīng)所涉及的物理場進(jìn)行綜合一體的探析。

地球科學(xué)觀是在矛盾的辯證運(yùn)動中發(fā)展的。以巖石成因問題而相爭進(jìn)200 年的火成論和水成論，受宗教的影響，對巖石成因問題更有證據(jù)基礎(chǔ)的火成論占了下風(fēng)。人們對地球認(rèn)識逐漸接近地球演化客觀規(guī)律的漸變論和災(zāi)變論之爭。促使地學(xué)發(fā)展的固定論與活動論兩個大地構(gòu)造學(xué)派的爭論。以地殼運(yùn)動基本形式不同進(jìn)行的地殼垂直運(yùn)動與地殼水平運(yùn)動的爭論。以地球的形成與自然界收縮和膨脹兩種客觀規(guī)律相關(guān)的地球膨脹說和地球收縮說的爭論。正是科學(xué)技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)爭論的螺旋式上升，是科學(xué)思維的過程，而這些爭論都對地球科學(xué)觀的發(fā)展起到了重要的促進(jìn)作用。

3 地球科學(xué)技術(shù)觀的形成與發(fā)展

隨著工業(yè)革命發(fā)展形成的地球科學(xué)技術(shù)體系是圍繞著研究地球物質(zhì)成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、物質(zhì)運(yùn)動形成的一套方法性、實(shí)驗(yàn)性、可操作性的技術(shù)系統(tǒng)，它既包含科學(xué)又包含技術(shù)，是一個完整的技術(shù)體系，而且能獨(dú)立構(gòu)成一門完整學(xué)科。

3.1 地球科學(xué)技術(shù)觀的五大體系及其特征

地球科學(xué)技術(shù)可以歸納為五大技術(shù)體系：（1）觀察與探測技術(shù)體系（含地球物理、地球化學(xué)、勘探技術(shù)）；（2）信息計(jì)算與處理技術(shù)體系；（3）分析與測試技術(shù)體系；（4）探礦工程及科學(xué)深鉆技術(shù)體系；（5）模擬及實(shí)驗(yàn)技術(shù)體系。

地球科學(xué)技術(shù)體系形成于19 世紀(jì)后，所以它十分明顯的具有現(xiàn)代技術(shù)認(rèn)識的主要特征：

3.1.1 地球科學(xué)五大技術(shù)體系是當(dāng)代地球科學(xué)與當(dāng)代物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)結(jié)合后形成的，是科學(xué)、技術(shù)與生產(chǎn)一體化過程的產(chǎn)物，包含了基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究和開發(fā)研究三個環(huán)節(jié)的成果。作為地球科學(xué)的技術(shù)認(rèn)識，它首先是知識的轉(zhuǎn)化成果，表明技術(shù)認(rèn)識與技術(shù)方法要依靠科學(xué)理論的指導(dǎo)和約束；同時它作為方法和工具直接參與實(shí)踐過程，受到社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的強(qiáng)烈影響和約束。

3.1.2 技術(shù)認(rèn)識在認(rèn)識地球上與科學(xué)認(rèn)識上具有殊途同歸、異曲同工的作用，具有相對獨(dú)立性。技術(shù)認(rèn)識在認(rèn)識目的、認(rèn)識對象、認(rèn)識過程及解決問題上與科學(xué)認(rèn)識的差別，導(dǎo)致了不同流派的產(chǎn)生，這些流派具有不同的思維方式、習(xí)慣、工作方法和手段。

3.1.3 技術(shù)認(rèn)識的程序是一個技術(shù)發(fā)明、技術(shù)創(chuàng)新、技術(shù)擴(kuò)散的重疊作用過程，它涵蓋了提出問題、研究問題、解決問題、驗(yàn)證反饋等幾個階段，其中技術(shù)方法的開發(fā)與應(yīng)用是關(guān)鍵，如同科學(xué)認(rèn)識中概念和基本理論的確立。

隨著現(xiàn)代高新技術(shù)的突飛猛進(jìn)，五大技術(shù)體系正在與以信息科學(xué)與技術(shù)為帶頭羊的高科技迅速接軌，逐步完成了現(xiàn)代科技對傳統(tǒng)技術(shù)體系的改造。這五大技術(shù)體系奠定了地球科學(xué)技術(shù)方法的基礎(chǔ)，五大技術(shù)體系是揭開地球奧秘的鑰匙，是通向揭示地球物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、物質(zhì)運(yùn)動、構(gòu)造演化的橋梁。

3.2 高新技術(shù)帶來的地球科學(xué)技術(shù)進(jìn)展

以信息科學(xué)和技術(shù)為主導(dǎo)的高科技帶來了一場新的技術(shù)變革，隨著這場革命在各個領(lǐng)域的逐步深入，當(dāng)今社會步入了知識經(jīng)濟(jì)時代。電子學(xué)、微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)是信息科學(xué)和技術(shù)的兩大主要技術(shù)理論體系，它們引領(lǐng)著各個產(chǎn)業(yè)、各傳統(tǒng)學(xué)科的發(fā)展方向，推動著社會逐步走向智能化、網(wǎng)絡(luò)化，“信息化帶動工業(yè)化”是時代的潮流，也是時代的必然走向。地球科學(xué)作為工業(yè)化時期迅速發(fā)展起來的傳統(tǒng)學(xué)科，受益于高新技術(shù)發(fā)生了巨大變革，主要體現(xiàn)為以下幾大特征：（1）之前的四大技術(shù)體系擴(kuò)展為新的五大技術(shù)體系；（2）勘察、分析與測試的空間范圍、對象更大、更復(fù)雜；（3）工具、技術(shù)、手段實(shí)現(xiàn)智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化，精準(zhǔn)度和速度成倍提高；（4）計(jì)算機(jī)廣泛應(yīng)用，學(xué)科交叉、技術(shù)聯(lián)用普遍，創(chuàng)新成果日新月異。

而高新技術(shù)為地球科學(xué)帶來的變革體現(xiàn)在很多方面。分析測試技術(shù)體系從二十世紀(jì)五十年代的手工操作，逐步趨向儀器化- 電子化- 智能化- 信息化，二十一世紀(jì)將會進(jìn)一步智能化和仿生化。化學(xué)傳感器小型、仿生、功能特殊，使分析測試簡便快捷、實(shí)時在線、自動靈敏，而且在測試內(nèi)容上也是更加深入細(xì)微。再如化學(xué)上為了促進(jìn)元素分析測試精度的提高，而產(chǎn)生的創(chuàng)新成果- 高效快速微色譜柱技術(shù)，開辟了很多新思路，如柱徑小、固定相顆粒細(xì)和零空床體積淋洗等，大大提升了分析精確度和分離速度。分析測試的現(xiàn)代化將給地球科學(xué)帶來新的機(jī)遇，對于基礎(chǔ)性的地球科學(xué)理論，準(zhǔn)確的、大量的、多元素的數(shù)據(jù)將使地質(zhì)推理更加理性化。在地震勘探中引入了計(jì)算機(jī)技術(shù)后發(fā)生了一場變革，經(jīng)歷了從折射波法到模擬磁帶記錄再到多道數(shù)字磁帶記錄的發(fā)展?！暗卣饘游龀上瘛奔夹g(shù)利用計(jì)算機(jī)處理地震波，為我們研究有關(guān)地球的起源、構(gòu)造、演變等問題提供了更加科學(xué)的方法。衛(wèi)星上天、阿波羅登月等，空間技術(shù)已成為當(dāng)代甘心技術(shù)的重要組成部分，地球科學(xué)系統(tǒng)也在充分利用空間技術(shù)帶來的發(fā)展。

4 結(jié)論

與人類通過科學(xué)來認(rèn)識自然相同，地球科學(xué)以觀察和實(shí)驗(yàn)取得科學(xué)事實(shí)進(jìn)而建立地球科學(xué)的科學(xué)觀，而對地球研究的技術(shù)和方法（技術(shù)觀）與其相輔相成。地球科學(xué)以它認(rèn)識世界的方式揭示物質(zhì)的組成、構(gòu)造、運(yùn)動、演化。認(rèn)識是永無止盡的，如何去更好的認(rèn)識物質(zhì)的運(yùn)動和運(yùn)動的物質(zhì)，如何把握微觀與宏觀認(rèn)識物質(zhì)的尺度是地球科學(xué)始終需要探索的內(nèi)容。而科技的進(jìn)步為地球科學(xué)的形成、發(fā)展和探索注入了新的血液，提供了強(qiáng)大動力。