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相信大家和我一样，常常会发现很多概念、理论间似乎都有着千丝万缕的联系，因此一直想了解各个学科之间的关系，即所谓的知识框架。比如人类到底有多少种知识？知识是否有结构的？知识的结构可以具象吗？演化的趋势是什么？ 我想这个问题我们先人肯定也会思考过。启蒙运动时期是人类思想的解放和对理性的追求的一次爆发。这个时期的主要特点就是不同知识领域的迅速发展以及教育的普及化。狄德罗的《大百科全书》对知识领域及其相互关系进行了系统性地整理与表述，并形成了完整的知识地图。狄德罗所划定的知识结构在培根的《学术的进展》基础上，将知识用树状的形式进行展现，其中三个分支是“记忆/历史”、“推理/哲学”、“想象/诗歌”，看到前人对于“想象”如此详尽的分类，就知道如今我们的差距在哪里了！ 带着这张树图启示，我在断断续续的资料收集中发现了一些颇有启发性的归纳与研究，比如Scott B. Weingart（卡内基梅隆大学数据化人本项目负责人，数据爱好者、历史学者、杂技表演者、信息学与科学史的在读博士），他收集的很多资料非常宝贵，观点也很有借鉴意义！兴奋之余，在他的框架基础上，对知识的分类与演化进行了进一步了解和扩充，在欧洲发展各历史时期截取一到两个自认为最重要的里程碑式的科学认识进行如下总结。  树与智慧 从圣经开始，知识和智慧就与树的形象有了不解之缘。大家都知道伊甸园的生命树与智慧树的故事，以及亚当与夏娃偷食智慧树果实之后被逐出伊甸园的遭遇。 树的形象在知识的发展中有几层重要的含义：第一、树根是有着重要的起源意味的。以树来描绘知识，其实是假定了知识的发展是有层次的，是在某个重要的根基部分逐渐演化的；第二、树是有脉络的，从枝干到树叶，代表着谱系的概念以及从属的概念，这就意味知识发展是单线程的扩展方式。第三、树的结构意味着知识发展是有序进行的。 01 开端 波菲利之树（最古老的知识分类之树） 谈到人类知识不能不提到亚里士多德（前384～322），这位世界古代史上伟大的哲学家、科学家和教育家，一位大百科书般的人物，对伦理学、形而上学、心理学、经济学、神学、政治学、修辞学、自然科学、教育学、诗歌、风俗，法律、政治等都有重要贡献，他的思想对后世知识的结构与分类有重要的影响。比如在公元3世纪，古罗马哲人和逻辑学家波菲利在《亚里士多德〈范畴篇〉导论》中把亚里士多德思想表述为知识的二分结构的树状（用图示化呈现波菲利之树是6世纪的事了….据说思维导图就是在这个基础上发展而来的）。下面是以亚里士多德的十个范畴中“本体（substance）”为例，从上至下的二分式层层演进的例子。其中每层黑体字代表“属（genera and species）”，最上面是总属（summum genus，即‘SUBSTANCE’），最下面的是最低的属（infima species,即‘HUMAN’）。每个属都有两个分支代表特殊性（Differentia）。通过这种方式展现了知识的分类。波菲利之树成为欧洲最著名的逻辑方法。 02 中世纪的发展 到了中世纪的中后期，特别是11-12世纪，随着教育的发展，宗教场所即修道院成了对知识进行概括整理的主要力量。人们用不同的方式来为知识结构画像，但基本上可以说是树状形象的变体。比如此期间曾把哲学作为基础学科，在此基础上人类知识被划分为自然、伦理和推理，并各自延展开来。 值得一提的是在十二世纪博雅教育（liberal arts）有了相对明确的类别划分。比如下面这幅图来自中世纪的手稿《欢愉之园》（Hortus deliciarum，i.e., garden of delights)，这是一部十二世纪由一位修女手绘的百科全书，是为新入会的教徒汇编的教材，其中将博雅教育分为语法、修辞、逻辑、数学、几何、音乐、天文七项。这部拉丁语的绘本是同期最有名的著作之一，其中最有名的是里面的336幅插图。 十三世纪以来，用树的方式对知识进行分类与整理进一步成为惯例。其中一个著名的人物是Ramon Llull（1232-1316，诗人、神秘主义者、哲学家、基督徒，西班牙中世纪最伟大的思想家之一），为了对非信仰的人士宣言基督教的真理，他在Tree of Science (Arbor Scientiae)一书中全面而系统地对知识进行概括与分类。他一共描绘了16棵树，每棵树代表不同的学科，并都包含各自的树根、树干、叶子和果：树根代表各个学科的基本原则，树干代表结构，树枝代表不同的主题，树叶代表不同种类，果实则代表个体的行为和结果。他将知识分成元素、感觉、想象、人文、道德、法律、教会、天文等领域，以及和灵性有关的内容，如天使、天堂与地狱、圣母玛利亚、耶稣、神学等。这个成果无疑对后世的培根和狄德罗产生很大的影响。 总的说来，到中世纪末期，树的形象已成为诠释概念和知识分类的主要媒介。这样的诠释通常表达为知识在一个根基上（比如宗教、上帝）进行分枝，之后有序生长并进一步分类。因此，树的图示已经在欧洲广泛流行，并被普遍接受。 03 文艺复兴时期 此期间有位重要的人物是约翰·迪伊(John Dee)。1570年，他为欧几里得的《几何原本》编译了英文版的前言，题目是《关于研究数学的问题》，后被称为《数学前言》。此文中，他将数学置于中心位置，对各种知识进行了分类。他认为不论是天文、水力、测绘等等，甚至是东西方神秘主义等玄学，其根本上都是数学的。这位大牛的事迹颇多，在他众多身份中，据说他还是007的原型以及皇家魔法师。 17世纪，现代科学之父的培根隆重出场，针对中世纪的经院哲学的研究，他提出了一系列有关科学的主张、理论和方法，如“四假相说”和归纳法，他反对权威，为现代实验科学的建立铺平了道路。在他的The advancement of learning中，他把知识分为历史、诗歌、哲学三类，认为三者就像独立成长的树木一样，有各自独立的根基，独立的、自由的成长。因此就打破了之前认为知识有唯一的基础、按唯一方向发展的观点。自然科学与神学是并驾齐驱的。 04 启蒙运动时期 如本文开头所述，狄德罗的大百科全书是此时期的重要代表。其中比较值得关注的是神学被归到“哲学”的类别；这在当时应该是个非常大胆的突破，这种划定方式意味着宗教是人类理性的结果，而非所有知识的源泉。 05 十九至二十世纪 到了19世纪中期，一些学者（比如斯宾塞Herber Spencer）指出应该放弃用树的形象来代表知识，并认为各个学科有共同的起源的说法是根本错误的。知识各自成长，过程中有交织，因此更应该是网状结构。 此后，在知识分类中，不得不提的是Paul Otlet创建的通用十进制图书分类法，此种分类方法由数字和特殊符号组成，对知识体系及学科进行分类，在世界各地的图书馆的图书索引中被广泛使用。他对知识产生的大体思想是：外部的事物经过头脑的加工产生不同的学科和领域，这些内容通过书或者其他信息记录方式被保存，形成知识库。Otlet不仅仅创建了知识的分类和索引体系，他的思想推动了整个信息时代的到来。
06 现状 随着时代的发展，我们已经有足够强大的计算能力以及先进的绘图能力来描绘各个学科及其研究领域的关系。下图展示的是通过对2002年发表的80万份学术论文的分析，形成的类似于星系的学科分布图形，已经远超前人对学科分类的认识。这个图形还表明虽然在星系的边缘是纯基础的学科比如数学、物理、医学等等，但各领域逐步交织成网状分布且相互关联的，即使是物理和化学也比想象中的距离更近。
伴随着科学技术的飞速发展、知识爆发式的增长，科学史的研究逐渐起步。虽然一直有关于科学史的零星著作问世，但将其作为一个专业而独立的领域却是非常近期的事情。哈佛大学1927年首次将科学史建制成一门独立的学科，并发展成为到目前为止世界上最大的科学史系。而直到二十世纪六十年代，托马斯库恩(Thomas Kuhn)的一系列严肃的对科学发展历程的研究以及科学哲学观点的确立才为这个科学赋予了特殊的意义。而我国第一个科学史与科学哲学系成立于1999年（上海交通大学）。2017年，清华大学科学史系成立，2018年以来，北京大学科学文化研究院、北京大学科学技术与医学史系相继成立。 托马斯库恩在他颇有影响的《科学革命的结构》一书中认为科学的发展不是线性叠加的，而是常规性（normal）与革命性(revolutionary or extraordinary)发展相互交替中前进的。常规性的发展类似于解迷（puzzle-solving），不断地解决一个又一个谜团；而革命性发展则意味着对已有的基本科学理念和实践进行改变。毫无疑问两种发展都有重要意义。他进一步指出常规性的科学如要取得进展也是有条件的，即科研群体中对于特定领域的理论信仰、价值观、方法论与技术、甚至形而上的哲学基础的认知一致性。具有一致性认识的领域他称之为disciplinary matrix或者范式（paradigm）。 库恩还提出了一系列有趣的观点，比如因为一致性是常规性科学发展的条件，因此在科学教育中，对人的培养以及思维模式的塑造就有了明显的倾向性。这种固化的趋势以及创新的需求之间会最终产生张力（“The Essential Tension”）。当越来越多的现象无法用现有的科学观点解释时，科学革命就产生了。他的观点被认为是科学进化论的观点，即科学发展类似于有机体应对环境变化一样，不会存在一个最理想状态，只有更适应某个环境挑战的有机体，因此科学的发展不是有目的的朝着最理想化的结果发展的趋势。 由于库恩的影响，在科学界，范式的概念以及科学群体的一致性被用来衡量科学发展的程度。文献计量学(bibliometrics)也逐渐发展起来，从宏观角度研究文献库的引用，通过聚类分析，借助复杂绘图技术，描绘学科间的关系，来研究范式的形成、变化与融合。
 结语 时代走到了今天。现代科技的复杂性、人类认识水平的发展、以及神经科学取得的成果都说明统一的、有次序的、层级式的知识结构已经被抛弃，取而代之的是动态的、网状的、复杂混沌式的不同学科之间的交织关系。人类对世界的认识也许才刚刚迈出了一小步，太多的领域需要去探索。与此同时，未来知识的图景也肯定会是难以想象的。当人类终有一天对自然、宇宙、社会、自身了解清楚后，科学的结构会是什么样的画面呢？在那一天到来之前，我们都会在不断如库恩所言的张力中前进。 李约瑟在他编著的《中国科学技术史》中提出著名一问：“尽管中国古代对人类科技发展做出了很多重要贡献，但为什么科学和工业革命没有在近代的中国发生？”1976年，美国经济学家肯尼思·博尔丁称之为李约瑟难题。钱学森也“为什么我们的学校总是培养不出杰出人才？”即著名的“钱学森之问”。世界科学发展史上，中国留下的痕迹如此之轻。在纪念Wannevar Bush《科学：无尽的前沿》诞生75周年之际，中国科学院科技战略咨询研究院的樊春良发表了一篇深度回顾文章。科学的作用无可置疑，但在一个国家的科学发展中，如何推动基础研究的进步，平衡基础与应用研究之际的关系；如果确保科学共同体保持探索的自由和思想的自由，远离政治和利益集团的压力；以及政府的作用与角色，如果推动大学教育的发展…..这些75年前的Bush提出并解答问题，值得我们深深反思…..
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