１ 现代全息科学与我国传统的全息思维观
八十年代初，张颖清创立的全息生物学[1]和尔后王存臻等提出的宇宙全息律[2]，标志现代全息科学的诞生，而其出发点和中心点都是全息观。
其实全息思想，有其悠久的历史。中华民族传统的认识思维方式，就是起源于伏羲时代而经历了7000年发展历史的全息思维方式[3,4]。众所周知，中华文明的核心内容是整体观和协同观。就整体观而言，全息元是包含了系统全部信息的系统的一个有机构成部分，即是一个子系统的整体。而先哲们认为，天下万物同源于太极，太极中的元气分而为阴阳二气，阴阳二气交感而形成中和之气，这样就化生出了天下万物。如此，古人形成了宇宙整体与万物同源的思想。既然万物同源，且由万物构成的宇宙是一个整体，那么宇宙的各个部分就必然具有相通之处，宇宙中的任一部分就必然具有一定的整体特性。于是，宇宙内的各个部分也就必然能够通过自组织作用而维系在一起，成为一个由多个相似的中间层次构成的整体。
把天、地、人都看作宇宙中的一系列全息相关的中间层次，是中华文明协同性的由来。朱熹说：“太极如一本生，上分而为枝干，又分而生花，生生不穷，到得成果子里面又有生生无穷之理，生将出去，又是无限个太极，更无停息……人人一太极，物物一太极。”自然，太极之理是相同的。《周易．说卦》则把全息模型之一的八卦与人的外形部位相对应[5]。《黄帝内经．素问》在此基础上提出了人的各部分器官、血脉等与日月、山脉、河流、海洋等天体与地体的关系，通过类比，形成了“人身小天地”的观念，为后世运用甚多，颇有成效。在天、地、人所构成的大系统中，古人倾向于把人作为全息元，从而挖掘天和地所蕴含在人体中的信息，强调“天人合一”。认为人本身是物质的，是自然的产物。它集中了宇宙万物的各种属性，遵循共同的法则。凡人所具有的属性，宇宙万物都具有。因此通过考察人体自身这一小宇宙，可得出有关整个大宇宙的运动、变化、发展规律。他们由内而推外，由人而推天的根据也在于此。
自相似和全息名异而实同。《周易》和我国古代哲学多有自相似的描述[6,7]。如地理学中山脉形态如树干枝结构说，我国古代早已有类似的思想，阴阳学家邹衍根据小九州预言大九州，天文与地学关系中的天文分野说等等。《周易．系辞》的制器尚象论，就是在全息原理指导下，根据十三卦的卦象结构进行工具、设备、建筑物的设计和发明创造的。
独树一帜，博大精深的中华生命科学体系，就是运用全息思想非常成功的典型。它以“道”这一根本的全息规律为基础派生的太极、两仪、三才、四象、五行、六爻、七政、八卦、九宫、六十四卦等全息模型为骨架而构就其理论体系。有以耳区为全息元的耳针学说，以眼区为全息元的五轮八廓学说，以寸关节为全息元的脉诊学说，以面部为全息元的色诊学说，以手掌为全息元的遥诊学说等等。全息元的各部位都在整体或其它全息元上有各自的对应部位。子午流注理论还认为，人体经脉气血在体内循环、穴位的开合，都与地球的自转相对应而有一定的时间规律。
可喜的是，传统全息思维思想的正确性，已得到现代科学的部分定量证实。如有人曾证明，根据天人合一理论，人的气和脑电的关联维数在n=5时饱和（这里的5即阴阳五行学说的5），宇宙的关联维数也在n=5时饱和，还指出，人体功能和人体结构具有无穷的自相似和分维特性。这些与中医的观点在本质上是吻合的[8]。而且现代遗传生物学已证实，生物遗传密码完全符合六十四卦的卦画结构。
２ 宇宙全息统一论及其基本观点
在综合我国广大科技工作者在不同领域相继发现的一些全息现象的基础上，王存臻等于1984年提出了“宇宙全息律”的新概念，并从哲学的角度建立了相应的理论体系，即宇宙全息律和宇宙重演论。并于1986年创立了宇宙全息统一论[9]。这一学科的创立不仅把宇宙全息论从哲学理论转变为现代科学，而且建立了一个研究宇宙诸种统一规律的庞大学科群。
宇宙全息统一论包括宇宙全息统一学说和宇宙全息统一工程。宇宙全息统一学说的核心是宇宙大统一律：宇宙是一个统一的整体，在这个统一体中，各子系与子系、子系与系统，系统与宇宙之间在空间、时间和时空上存在着泛对应性。在这些泛对应关系中，凡对应部位较之非对应部位在物质组成、重演程度、感应程度、对称程度、脉动频率、经络振荡等物质特性上相似程度较大。这样，在潜在信息上，子系包含了系统的全部信息，系统包含了宇宙的全部信息。在显化信息上，子系是系统的缩影，系统是宇宙的缩影。这很象一幅全息照片，这一图景展示了宇宙整体的大统一性，因此，这一定律被称为宇宙大统一律。
宇宙大统一律包含宇宙全息律、宇宙全息重演律、宇宙经络律、宇宙感应律、宇宙脉动律、宇宙对称律、宇宙同源律等。这些定律揭示出许多令人惊奇的全息相关性，如地球上垂直自然带与陆地水平自然带之间具有相关性，南、北两半球上的山头与南、北两极全息相关，火星的两极与地球两极全息对应。这些定律还能解释其它学科难以解释的各种社会、自然现象，为什么“珍珠粒”型地磁场的变动率（0.2～6s）正好与最重要的生物节奏──脑生物频率、心脏收缩频率相吻合？等等。
宇宙大统一律根源于宇宙整体的内在同一性、同源性和相互作用。宇宙统一于全息统一场。从“奇点”开始，宇宙也有一个个体发育周期，同源“分枝”异化，是宇宙万物全息不全的根本原因，相互作用使宇宙万物在动态信息上相互包含，从而形成动态的宇宙全息网络体系。
在宇宙大统一律的支配下，有目的地施 用特定的技术和方法来认识、调整和改造宇宙万物，从而形成一种新的宇宙工程即宇宙全息统一工程。
宇宙全息统一论提出了一种新的宇宙整体观，使人们从一个新的角度来观察自身和世界，从而看到了新的宇宙图景。它打破一切学科之间的界限，将哲学、社会科学、自然科学和思维科学融为一体，成为一门新的整体性横断学科。宇宙全息统一论不仅具有重要的理论意义，更具有重大的实践意义。
３ 宇宙全息统一论对水文科学研究的若干启示
3.1 把握水文科学研究的整体观
宇宙全息论所强调的是宇宙万物的整体性。不过这种整体性与传统的整体观有所不同，其整体性的根本含义在于：整体是不可分割的，即使暂时分割了其中的某些部分，那么这些被分割下来的部分依然是一个整体──当然，它是潜地的或信息的整体。这种整体世界观对水文科学研究是极具意义的。过去的一些水文研究大多存在“只见树木，不见森林”的倾向，往往把水文过程的整体割裂开来，加以孤立的考察；或者把某一种水文学方法与另一种方法对立起来，从而忽视了水文规律的整体观。不同的人们把他们在不同实验条件得到的认识和结果当作必然规律，各执一辞，以致公说公有理，婆说婆有理。在我国六十年代产流方式的“超渗型”与“蓄满型”之争，曾哄动一时，波及全国。然而，在今天看来不过是一场“稚童闹剧”。因为在几乎同时，以Ｍ.Ｊ柯克比为代表的一批地理学家用考察、实验和水动力学模型等方法和手段对流域产流方式得出了更加全面的认识，所谓“超渗”与“蓄满”仅是众多产流方式中的两个特例[10]。无怪乎我国的一名资深水文学家在这场争论二十余年后发出了“作为水文工作者，毕竟还留有一种内心的悲哀”的感叹。那么流域产流规律是否真正已为Ｍ.Ｊ柯克比等揭示无遗呢？时至今日几乎还很少有人这样发问，根源恐怕还是在于人们并没有从传统的、单一的、片面的思维方式中摆脱出来，Ｖ.Klemes就曾坦率地指出：水文这门科学还处于非常不成熟的发展阶段。这种状况使人怀疑：水文作为一门科学是否已真正建立起来。这就要求我们在整体世界观的指导下，运用科学思维和科学方法，少玩一些室内的数字化“游戏”，多研究一些自然规律。只有真正从整体上把握、研究、认识和理解水文规律，才有可能揭开水文神秘的面纱，建立牢不可破学科基石[11]。
3.2 水文科学研究的全息统一方法论
全息统一论论述的主要是整体与部分的关系问题，它对这个问题的回答是：部分与整体是全息统一的，即部分已包含着（确切说，是潜在着）整体的全部信息，因而部分与整体在信息上是相互对应的，这便是事物具有统一性的真正含义，只有“全息”才可能“统一”。我们在考察部分与整体关系时，不能简单地说部分决定整体或整体决定部分，而是相互作用中的相互决定，互为映射，因而人们在一定程度上既可从部分获知整体的信息，也可从整体获取部分的信息。例如，在古洪水研究中，就是利用古代历史上遗留下来的极少部分的洪水平流沉积物，通过科学的检测方法来获知当时整体洪水信息的。从而在一定程度上重演历史洪水“实况”，达到延长水文系列资料长度之目的[12]。事实上，人类的一切认识都运用了这种由部分求整体的全息方法，因为整体我们是“看”不到的，我们认识到的永远只有部分。所谓“一粒砂子见世界”就形象地说明了宇宙中万事万物部分与整体的全息统一观和自然界普遍存在的混沌及其自相似特性[13]。任何一个复杂的事物，都存在其自相似体系[14]。地面水系是一种分枝图象，大流域与小流域的水系存在自相似性。水文计算中的研究对象和探讨的课题通常涉及水文现象的时空统计结构特性及其相似问题，例如用水文特性的相似选择参证流域，在分析气象条件相似的基础上移置暴雨，在水文条件相似的原则下划分水文区域等等。但宇宙全息统一论中的相似和自似性并不局限于几何形态的相似，而具有更广泛、更深刻的含义。它是指局部与整体在形态、功能、信息和结构特性等方面具有统计意义的相似性。通过观察动物（如泥鳅、老鼠）异常反应作出地震预报已成为地震专家的共识，并已为人们广泛接受。那么在洪灾发生之前是否也会在某些动物身上出现“征兆”呢？因此，如果有人设想利用人体的血流、血压或其它生理指标的异常变化预测洪水的发生或许不会认为是“天方夜谭”。因为谁以能说清楚河流与血流之间不具有某些特性的相似呢，只是现代的科技发展水平暂时还没有让我们认识到两者之间这种相似性的结合点或者这种相似性没有为我们所重视而已。以研究人体、保护人体正常功能并开发人体潜在新功能为己任的现代人体科学学术体系的提出，为我们展示了人体超前预测研究的美好前景[4]。
3.3 在宇宙的大背景下探索水文的规律
过去的水文科学研究多局限于水文自身的范畴内，就水文论水文。这种研究是极其狭隘的，这也许正是水文研究工作陷入各自为政局面的一个重要原因。因为，用自身去研究自身，就如同一把尺子量自己的长度一样，最终无法确定自己的长度是多少。研究水文规律不仅要钻进去，最终应能跳出来──尽管我们不可能彻底做到这一点。宇宙全息统一论着眼于宇宙间万事万物的联系，因而使我们能够把水文循环圈放在波澜壮阔的宇宙的大背景下来考察，从而得出惊人的结论。联合国教科文组织国际水文计划（ＩＶ）“在变化环境中的水文学和可持续开发的水资源”中，提出的“加强大气──土壤水──植被之间各联系环节的研究”、“气候变化变迁、生态地貌变化与水文情势的关系”、“建立不同尺度的水文循环各环节间的水通量模型”等子课题为改变单一地研究地球水圈和某些单一水文事件的传统做法提供了范例。了解、模拟、预测水文过程需要大的尺度变化范围从几米到万公里，时间尺度从几分钟到多年。因此有关定量的大气、地面、地下过程相互尺度间的关系是水文学的核心，并且在了解大尺度的水文变化过程中起关键作用[15]。因此，加强水文尺度之间相互转换的研究已刻不容缓。人们以前通过局部现象获得的水文微观机理认识、理论及模型都存在向中、宏观尺度扩展的问题，在现行的微观、中观、宏观尺度总是分离研究状况下，更应着力寻求它们之间联系的桥梁。而且国际化趋势已成为水文科学发展的主导趋势之一，在向全球水文循环领域的探索中孤立地依靠一国、一地区的研究，试图解决一些带本质性的全球性的重大问题是不可能的[16]，如果不积极参与国际合作与交流，将导致本国的水文科学研究及其活动与国际脱节和隔离，并且因找不到结合点而失去共同的兴趣和语言。同时，对于本国产生的重大水文事件也难以找到变化的大背景和变化的真实的原因。
3.4 多学科交叉，发展“杂交”水文
宇宙是全息的宇宙，科学也是全息的科学。科学全息律指出：每一种科学都包含着其它所有科学的信息，同时也为其它科学所包含，每门科学都具有全科学性、全技术性、全社会性、全人才性、全知识性等。一切科学都处于全向性的联系之中，即是全息相关的。正是通过这种全息相关性，每门学科都积淀了其它所有学科的信息，造成不同学科间内在的全息性。科学的这种全息性致使所有学科的发展相互制约、相互作用，每门学科的发展取决于其它学科的发展，其它学科的发展在不同程度上取决于该学科的发展。换言之，每门学科的发展都是整体性的。既然不同学科处于一个紧密联系，不可分割的全息网络之中，那么在水文科学中，其它一切学科都应“拿来”为我所用。实际上现代水文科学正是大量吸收了相关学科的最新成果而壮大发展并形成以经典水文学为主干的庞大边缘分支学科群（如气象水文学、农业水文学、森林水文学、城市水文学、环境水文学、系统水文学、模糊水文学等）的，而且这些边缘的分支也在不断地向其它学科渗透，反过来促进相关学科的进步。着眼于未来水文科技的可持续发展，一方面应广泛地邀请相关学科的科学家参与到水文科学研究的行列中来，开展联合攻关，增强基础水文研究的活力；另一方面应该无可怀疑地引进和运用新理论、新方法。水文科学发展最终的必然趋势是：非水文学方法与经典水文学方法的互相补充和有机结合。可以预见：随着非水文学专家的广泛参与和大量新技术的合理运用，将为水文信息采集、处理、传输，水文模型的识别、率定，水资源情势的预测以及不同时空尺度水文问题的研究提供更强有力的技术保证和科学手段，而且必将形成无可替代的“杂交”优势，产生新的边缘学科的生长点。
前程无忧－我有论文
