一、传统文化能促进当代中国科学技术创新吗？
(一)西方少数前沿科学家
在复杂性科学前沿探索中的少数西方科学家，认识到了中国传统文化在当代的价值。如普利高津在其名著《从混沌到有序：人与自然的新对话》的导论中写道：
“我们相信，我们正朝着一种新的综合前进，朝着一种新的自然主义前进。也许我们最终能够把西方的传统(带着它对实验和定量表述的强调)与中国的传统(带着它那自发的、自组织的世界观)结合起来。”
高度评价中国传统文化的李约瑟、普利高津和协同学的创始人哈肯等，以及1988年巴黎诺贝尔奖得主首次会议的共识：“人类要生存下去，就必须回到25个世纪以前，去汲取孔子的智慧”，在西方科学界应属先知先觉者，尚非主流。
(二)中国主流
在中国科学界与学术界，认为传统文化阻碍科学发展者居主流地位。首次获得诺贝尔奖的美籍华人科学
看不到中华民族文化的长处，甚至把长处也看成短处，看不到西方文化的短处，甚至把短处也看成长处。这种思潮不正是
(三)中国非主流
2005年中国科技投入占世界第三，而世界经济论坛(达沃斯)发表的全球技术竞争力，中国排名第64位。世界“四大发明”古国，如今竟然罕见科学技术原始性创新，创新能力中等偏下。但是，中国科技工作者的民族自尊心、自信心是不会泯灭的。司马迁写道：“我欲载之空言，不如见之于行事之深切著明也”(《史记·太史公自序》)。总会有人从中西文化互补着眼，试图解决一点西方解决不了的难题，用事实证明中国文化与中国人的当代价值。《中国传统文化与现代科学技术》曾列举1980年前后开始问世的两个创新实例：[4](P365-369，404-407)
(1)吴文俊先生继承和发展中国传统数学的机械化方法，解决了困扰国际人工智能界多年的“几何定理机械证明”的难题，世称“吴方法”。20世纪初，中国人摒弃了自己的古代数学传统，只学西方数学；但吴文俊的实践证明，中国传统的机械化数学适应信息时代的客观要求，是与西方公理化数学互补的一个并立的数学体系，在若干重要领域正在日益显示出主导作用。这是中西两种科学体系互补的成功实例。
(2)李世煇创立典型信息法，初步解决困扰国际岩石力学与地下工程界多年的“围岩稳定性分析预测”难题(“围岩”指洞室周围岩石的总体)。
中西文化“会通以超胜”的典型实例还有不少，如耿庆国著《中国旱震关系研究》[5]，为中国海城地震、唐山地震特别是汶川地震的中期预报[6](P499-500)提供了宝贵的理论依据；翁文波创立的自然灾害信息预测原理与方法，任振球关于特大自然灾害触发机理的研究，褚德萤实验研究统计证明“气功外气可能改变生物分子构象作用”[7](P13-15)等。
那么要问，当代中国科学技术创新思维之源何在？近年来，象与“象思维”的研究，值得注意。
考虑到除非现身说法，一个复杂性难题是怎么解决的，特别是其中“主客一体”体验如何，难以具体真切，下面以笔者亲身从事的“典型信息法”研究为重点，加以说明。
二、一种复杂性问题[11]
(一)岩石是最复杂、最难理解的材料
这是首任国际岩石力学学会主席L·米勒的话。在建筑结构设计中，绝大多数材料(包括钢筋混凝土)都可以简化为在“均质性、连续性、线性弹性”状态下工作。然而，岩石是亿万年地质构造运动的产物，经过多次的挤压、揉搓、建造、破坏；以至于全球各地的岩石大都被大小断层、节理、裂隙切割成极不规则的破裂介质，通常具有“非均质、不连续、非线性”的力学性质。因此，在实验室内用小块试件获取材料的力学性质的常规方法，不能获取设计必须的力学参数。加之，在历次地质构造运动中，地层中往往遗存有强大的、未知大小和方向的、足以决定工程成败的“地应力”。在这种情况下，地下工程坍方、伤亡时有发生，只能在险象环生的黑暗中摸索前进。
(二)高度简化的力学分析无力解决复杂系统问题
岩石力学学科形成于20世纪50年代，其主要任务之一是为地下工程建设提供理论指导。在岩石中开挖地下工程，在稳定的地层中瞬间形成一个地下空间，围岩失去支撑，向坍塌或新的稳定转变。这种由人为因素触发的、动态的、复杂的围岩系统，其稳定性如何，在岩石力学简化而精确的理论框架内，难以分析预测。
举一个实例：1994年《小浪底水利枢纽地下厂房支护设计报告》指出：“清华大学计算结果表明，围岩稳定性非常好，塑性区较小，围岩大部分处于弹性状态。”“河海大学计算结果表明，围岩稳定性比较差，塑性区很大，甚至在天然状态已有部分岩体处于塑性屈服或开裂状态。”二者分析结果相反，都不符合实际。①国内外水平大体如此，只是一般不肯公诸于世而已。该工程设计副总工程
可见，地下工程的围岩稳定性分析预测，是其基础理论、技术科学和工程技术都有待创新发展的综合性的当代科学技术难题。
(三)西方对整体论与还原论相结合的探索
1.“新奥法”围岩变形量测
20世纪60年代奥地利学者提出“隧道工程奥地利新方法”(简称“新奥法”)。它认为围岩既是荷载，又有自承能力，是主要承载结构；它重点监测开挖后洞周两点间的距离(位移)变化过程，叫做“围岩变形监测”。“新奥法”有违西方近代科学“逐点量测与计算应力、应变”的传统，为主流科学家所非议，但却受到地下工程界欢迎。问题在于，在中国多数地下工程并未施行围岩变形量测。
2.“新奥法”围岩分类
“新奥法”围岩分类的标准是按照围岩的整体稳定性好与差的程度，依次划分为Ⅰ类围岩至V类围岩。这是一种整体功能分类，已在各国地下工程中普遍应用，用以选定洞室的支护类型和参数。
3.位移反分析
利用开挖隧道测得的围岩位移，应用力学分析和计算机技术，反求围岩大范围的、代表性的力学参数的方法，叫做“位移反分析”。它被坚持谨严精细的力学传统的的学者说得一无是处，却为地下工程界所欢迎。问题在于，反分析依赖专家经验，工程单位不能自主应用。
4.整体论与还原论相结合
在生产需求推动下，“新奥法”以系统论思想主导，以现代科学技术为基础，形成一种整体论与还原论相结合的现代科学技术。“位移反分析”这种结合更高一层。有人说西方没有整体论，这不符合事实，只是层次高度有限而已。
三、如何认识与处理这种复杂性问题
(一)地下工程界的方法
世界各国的地下工程技术规范中，都把专家的工程类比作为首要方法。但是专家经验因人而异，不可言传，技术进步严重受限。在工程设计中，小工程只用工程类比法；重大工程则采用综合设计法：设计单位负责工程类比，通常由施工单位负责“围岩变形监测”，研究院所做一些分析计算，最后由设计单位以专家经验为主做综合决策。
(二)西方科学认知与价值无关的局限性
囿于西方现代科学实验和分析的传统，在专业化分工体制的束缚下，人们缺乏总揽全局的悟性和能力。面对“力学分析可靠性低”这种综合性的难题，谁也不会主动承担，只能等待科学技术产生突破性进展。面对复杂系统问题，暴露出“认知与价值无关”的西方科学的局限性。
(二)人工智能专家系统缺乏实用性
地下工程专家经验用专家系统的形式达到普及应用，是一个好办法。但是，人工智能专家系统按计算机专家的思路研制，评价标准通常取“与专家经验的符合率”，分析成果往往不符实际，用户应用少，成为国内外人工智能界一大难题。
(三)中国出现了一个典型工程，为解决这种复杂性问题提供了新的机遇
中国军内20号坑道工程围岩在最差的V类中接近下限，国内外罕见，工程又很重要。工程两次建成，两次破坏；1970年代末，再次开工。为此，笔者原单位不得不从中国实际出发，全面学习与应用“新奥法”先进技术。在特定的历史条件下，不计成本，“围岩变形监测”等原位测试工作量为国内外同类工程最大值的几倍到几十倍，从而得到国内外罕见的、相当系统、完整的原位测试资料。
在解决这一复杂问题时，我所追求的目标是：系统综合“专家工程类比、围岩变形监测、岩石力学分析、人工智能专家系统”等有关方法的长处；充分利用20号工程原位测试资料和成功经验；为我国坑道工程提供一种比较符合实际的、人人能够应用的新的分析设计方法。
四、毛泽东军事思想指导与中西文化会通
(一)用毛泽东军事思想重新认识岩石力学研究的指导原则
毛泽东指导抗日战争取得胜利的《论持久战》等著作，是中华民族救亡历史阶段曾经达到的思想高峰，是中西文化会通的一个典范。
知己知彼，百战不殆。1979年冬，笔者参加一次全国性学术会议，以小学生的态度做了比较系统周密的调查研究，结合既往工作的体验，深切地认识到国内外岩石力学与地下工程界的现状、问题与发展趋势。从而确认地下工程的地质、施工条件极其复杂，而人们掌握的手段极其有限。整体态势是“敌强我弱”，相差悬殊。在亲身从事围岩变形的长期监测中体验到：洞室开挖后的围岩的稳定性变化过程，可以划分为两个阶段：第一阶段围岩变形比较缓慢，处于相对静止状态；如果支护及时、合理，围岩趋于稳定，变形逐渐减缓、终止。如支护不及时、不合理，就会进入围岩变形急剧变化的第二阶段，如果还不能及时发现与加强支护，围岩必然迅速丧失稳定。面对如此的“强敌”，必须破除“以符合西方科学方法为科学判据”的传统观念，以“新奥法”为基础，走“经验、测量与理论三结合”之路。同时，面对如此复杂的对象，对于地下工程勘察设计输入数据的精度要求，对于岩石力学分析结果的精度要求，必须破除“越细分、越精确，水平越高”的传统观念，而应该像指挥战争一样“知其大略，知其要点”(《论持久战》)。“围岩稳定性分析预测”的矛盾特殊性是“环境条件复杂，关键信息匮乏”。必须应用“集中兵力打歼灭战”“伤其十指不如断其一指”(毛泽东《中国革命战争的战略问题》)的原则，解决“关键性信息的获取和转换”的难题。但具体途径亟待探索。
实践证明：毛泽东军事思想对于认识与处理复杂性科学技术问题，也具有重要的指导和启迪意义。毛泽东军事思想继承与发展了中国传统兵学。智慧、意志和士气的发扬，亦属于“象”的范畴。[9](P502)
(二)中西学术会通的一种途径
研究复杂性问题的西方现代科学是系统科学，但多取还原论方法。上述指导原则，如果不能用系统科学语言明确表述，学术界不会认可，地下工程界也难于大量应用。有鉴于此，1980年代上中期，笔者曾如饥似渴地浏览能够找到的有关系统论、控制论和信息论的论著，从中寻找论证依据。正如大海捞针，偶见相关，不过数行而已。
几年后，笔者从系统科学中查到“系统仿真”灰箱原理、“复杂系统分层控制原理”与“复杂系统与精确描述不相容原理”，为“岩石力学围岩稳定性分析预测”提出“建立半经验半理论数学模型”与相应的“模式输入与多参数输入结合”“定性与半定量输出”等三条指导原则。
笔者论述解决复杂性问题的三条指导原则的论文，1987年9月在兰州一次国际学术会议首次作学术报告，日本老专家会议执行主席村上良丸重视异常，引起中国同行的关注，有关论文1988年发表于《岩石力学与工程学报》[12](P284-289)，有的大学选作研究生教材。在人们崇拜西方文化与科学的全球化的背景下，珍视中国本土资源获取有价值的学术成果，作“语言转换”使西方能够理解，“出口转内销”，似为中西文化会通的一个现实途径。
五、关键时刻的象思维
(一)“典型的围岩动态整体之象”的涌现
1980年底-1982年，笔者多住20号工程工地，日夜从事“围岩变形监测”，兼做围岩分类和力学分析。经历了若干量测断面从“吉凶难测”到“逢凶化吉”渐趋稳定的历程。自选课题经常萦绕脑际，处于“完全不计名利”的“物我两忘”的痴迷创造活动中。
一年多来屡试屡挫，几乎山穷水尽，百思不得其解。初夏的一天早晨，笔者照常上山进洞去做围岩变形量测，走到一片金色阳光照耀下的洞口前，突然脑子里一亮，涌现出“渐趋稳定的20号工程围岩”的景象，这不是一个典型的地质环境么！原来“集中兵力打歼灭战”“伤其十指不如断其一指”的关键性的典型信息就在眼前。苦苦思索的“如何实现经验、量测与理论三结合”的难题迎刃而解。一下子豁然贯通，全局皆活了。
反思这一“典型信息”发现过程，不难看出，发现本身正是悟性的象思维活动。从“一片金色阳光照耀下的洞口”可视之象触发，进而超越此可视之象，悟到动态整体之象：“渐趋稳定的20号工程围岩”的景象。在这里，新发现在本质上乃是通过悟的一种思想超越。可知，对于任何动态、有机的复杂问题，不仅需要逻辑推理、论证和数学计算，更需要有悟性“象思维”这种动态整体观的视野和境界。
围岩是一个系统整体，渐趋稳定是一个动态过程。“渐趋稳定的20号工程围岩”的象，是顿悟产生的“原象”，应属“从无到有”、“有象而无形”、原创原生的“象思维”。这大概是“尽意莫若象”的一种表现。“原创需要求知、求理，但关键是求悟。”[13](自序P1)由悟及理，“象思维”在解决当代科学技术难题中的统摄作用，突显出来。
由上述“象思维”可以联想和思考以下几方面：
(1)研究如此深透的地下工程，力学分析三要素(荷载、结构、材料特性)均已基本明确，若干年内在全球很难出现第二个。按照西方科学常规进行数理统计，样本数为1，可靠度为零，前途渺茫。
(2)胸中有全局，手中有典型。用典型方法这种中国传统的、从个别到个别的认识方法[9](P497)，取代数理统计方法，是绝处逢生的唯一出路。
(3)复杂系统的运行由信息控制。当务之急是抓住20号工程“典型信息”的创生、获取、复制与转换这个中心环节(从方法论的高度看，生成演化规律本质上是信息规律。典型信息的应用就是生成演化规律的一种具体形式，典型信息是地下工程建设中一切物质和能量的主导者[14])，研制一个适用于同类围岩其他工程的“活动样板”。
如何模拟与控制围岩稳定性变化这一动力过程？这是一大难题。可以应用取象比类方法，根据“新奥法”围岩变形监测成功经验，将这一动力过程简化为“围岩渐趋稳定的关键时刻的静力分析”以解决之。
与此相应还需要解决两个问题：
其一是“围岩渐趋稳定的关键时刻”的典型信息如何选择？在20号工程中，精选代表性最好的量测断面，在这一断面中精选确有把握“趋于稳定”的时刻，及其围岩变形监测资料；其二是需要选择一个简便的岩石力学静力分析程序，以便模拟同类围岩其他工程的洞形、埋深、支护等具体情况，而且便于普及应用；这样，用精选的典型信息对选定的静力分析程序，作反馈和综合性修正后，就形成了一个“活动样板”。其分析预测应比较接近工程实际，应可代替并高于一般专家的工程类比。这就是笔者提出的“典型信息法”假说。典型信息法是对系统生成过程的动态综合与整体把握的一种形式，是生成科学的一种新的简化方法。[14]
头脑中的“活动样板”，其实就是“制器尚象”的象。换言之，在“典型信息”启发下，在头脑中形成“器”的动态整体的、大体想通了的构思。属于以“象科学(或中华科学)”为根本的、容摄西方科学(体科学)的、第二层次的“象思维”。[10](P332-342)
由于归类的标准取“典型工程围岩”动态的象，所以在此基础上进行的类比推理，应属“取象比类”。[9](P248)
“象思维”与“典型信息法”之间的层次关系图示如下：
中国哲学→中国传统科学→策略与指导原则→整体论与还原论相结合的西方科学技术→中西文化科学会通
“象思维”→“象科学”与中华科学→“毛泽东军事思想的应用”→“围岩变形量测”等→“位移反分析”→“典型信息法”
事实说明，在“典型信息”的触发下，有机组合应用“新奥法”、系统科学、计算机技术等当代先进科学技术，增加中国特有的元素，势如破竹，一泻千里，依次初步解决了三个科学技术难题：
典型信息法的第一个应用形式——“典型类比分析法”：初步解决设计阶段的围岩稳定性分析预测难题，从略。
典型信息法的第二个应用形式——“变形速率比值判据”：根据20号工程若干断面多次及时发现险情，及时加强支护，避免塌方，化险为夷的成熟经验，从这些断面逐日“围岩变形监测”的增加值中，选定稳定性判据的阈值，从而初步解决施工阶段围岩稳定性逐日、逐时定量判别的难题。
典型信息法的第三个应用形式——“智能化位移反分析”：利用“典型类比分析法”软件高效、低耗、接近实际的性能，笔者代表专家试凑完成各种类型的“位移反分析”，并将这些过程加以形式化，作为典型信息，发展出一种新型专家系统。研制的“智能化位移反分析软件”人人可用，解决了不能普及应用的难题。
立足于中国传统文化观察，上面的“三个应用形式”就是《周易》指出的从“见乃谓之象”，发展到“形乃谓之器，制而用之谓之法”；“普及应用”则是“利用出入，民咸用之谓之神”。
在数以百计的工程应用验证成果的基础上，1994年4月总参谋部兵种部组织的技术鉴定委员会一致认为：“该项成果发展了坑道工程设计理论，使坑道支护设计技术产生了突破性的进展。”“围岩稳定分析预报比较接近实际，具有专家咨询水平，工程验证统计的可靠度已达到90％；”“组成人机对话的智能化系统，简便实用，可操作性强，比常规方法效率提高达百倍，适合于在全军地下工程部门普遍推广应用，并可为有关隧洞地下工程建设提供设计依据。”“本项成果总体上达到了国际先进水平，在五个特点方面居于国际领先地位。”
“典型类比分析法”和围岩“变形速率比值判据”已经纳入《防护工程设计规范》，1998年经总参谋部、总后勤部批准在全军施行。2000年总参谋部兵种部已将“典型类比分析法与智能化位移反分析软件BMP
世纪之交“典型信息法”的社会实践，虽然价值与影响尚小，但是，也具体而微地提供了一个个案证明：注重生成演变、善于整体把握的中华文化与科学，能够再度激发出再生的原创力，能够容摄西方科学，完成其现代转型，能够找到中西科学真正会通与创新之路，再度贡献于人类科学的今天和明天。“典型信息法”是当代文化转型与科学转型的一个小小的前哨战。
六、“典型信息法”创新的广泛应用
1984年，笔者了解到，在王承树先生负责的某核效应工程防护研究课题中，在关键资料极其匮乏的情况下，也是用典型信息、分类、类比和力学分析相结合的方法取得成功。
随后，笔者发现典型信息法在地质学、生物学中重大发现中的若干实例。如孟德尔选择豌豆作为典型材料进行试验，发现遗传定律等[7](P11-24)。布雷内选择线虫作为揭开“程序性细胞死亡”奥秘的典型信息源，成为2002年诺贝尔生理与医学奖得主，是“典型信息法”应用的一个新例证。
（原载《杭州师范大学学报》2009年2期。录入编辑：乾乾）