科学技术概述.doc

第一章 科学技术概述 第一节 科 学 一、科学的含义 汉语的“科学”，译自英语的“science”，science源于拉丁文的 Scio ，其本意是学问、知识。Science初到中国时被译做“格致”。格致“格物致知”的缩写。此后受日本影响将science译为“科学”。日本明治维新时期，著名科学启蒙大师、教育学家福泽瑜吉把science译为科学，并在日本得到广泛传播。1893 年， 康有为翻译日文著作首先使用“科学”一词，严复在翻译天演论等著作时，也用了科学一词。此后，科学一词便在中国得到广泛应用。由于科学及其活动的多样性，至今尚无公认的定义。英国学者贝尔纳指出：“科学在全部人类历史中确已如此地改变了它的性质，以致无法下一个适合的定义”，“科学不是个能用定义一劳永逸地固定下来的单一体”。尽管科学难以定义，但仍然可以从不同维度考量科学及其特性。历史上曾出现过多种关于科学的定义，主要是两种倾向：一个倾向是从知识维度定义，另一个倾向是从活动维度定义。概括起来可以把科学定义为：科学是一种反映客观事物本质和运动规律的知识与知识体系及其相关的活动事业。对科学内涵的把握主要应包括： （1）科学是反映客观事物本质和运动规律的知识和知识体系从静态角度，就结果而言 （2）科学是探索客观事物及其规律的认识活动从动态角度，就过程而言 （3）科学是一项复杂的社会事业 ，是一种社会建制 从规模角度，就结构而言从认识的过程看，科学是一种特殊形式的社会活动；科学认识活动的目的是生产知识。 古代、近代科学表现为个体或小团体的形式，凭着个人的志趣和爱好，少量资助和小规模实验室，自发研究的活动；现代科学表现为一种社会集团活动和一项社会事业，成为一种国家甚至国际性的事业，科学是一种专门的社会职业，是具有一定的社会组织形式的社会建制。 现代科学发展为大科学。一般认为，小科学是指历史上那种传统的以增长人类知识为主要目的、以个人的自由研究为主要特征的科学。大科学是指依照现代工业的形式组织起来并加以管理的科学。曼哈顿工程被认为是大科学时代到来的标志。 曼哈顿工程是美国陆军部于1942年6月开始实施的利用核裂变反应研制原子弹的计划，亦称曼哈顿计划。为了先于纳粹德国制造出原子弹，该工程集中了当时西方国家(除纳粹德国外)最优秀的核科学家（包括被称为东方居里夫人的美籍华人核物理学家吴健雄女士等），动员了15万多人参加这一工程，历时3年，耗资20多亿美元，于1945年7月16日成功地进行了世界上第一次核爆炸，并按计划制造出两颗实用的原子弹。整个工程取得圆满成功。在工程执行过程中，负责人L.R.格罗夫斯和R.奥本海默应用了系统工程的思路和方法，大大缩短了工程所耗时间。这一工程的成功促进了第二次世界大战后系统工程的发展。 广义的科学是关于自然界、社会和思维的知识体系。 自然科学 科学 社会科学 思维科学 我们所说的科学是狭义的科学，专指自然科学。一般认为，现代自然科学包括基础科学、技术科学、工程科学。基础科学研究自然界物质的结构、各种基本运动形态、运动规律。技术科学研究生产技术和工艺过程中的共同性规律。工程科学研究把基础科学和技术科学转化为生产技术、工程技术和工艺流程的原则和方法。自然科学中每一个大的门类中又包括若干小的门类，其中又包括不同的学科。现代自然科学已经形成一个立体的、网络状的复杂结构。二、科学的特征1. 科学作为社会意识形式的性质（作为知识体系的科学的性质）（1）科学是知识形态的生产力（2）科学是特殊的社会意识形式 自然科学本身无阶级性继承性 科学无国界 不同阶级的世界观和社会政治制度对科学的发展会有不同影响 科学家有祖国 自然科学不同于法律思想、道德、宗教等社会意识形式，自然科学在阶级社会中不具有阶级性。2. 科学的属性科学作为一种认识活动，有其特殊的认识手段（科学仪器、实验室设备）和认识方法（观察方法、实验方法、假设演绎方法）；科学作为认识成果，其特殊表现形式既由基本概念、基本定律以及通过演绎推理得到的结论这三部分构成对理论体系。从认识论和方法论方面看，科学具有如下属性：（1）客观真理性科学知识的客观真理性，在于它具有不以人的意志为转移的客观内容。（2）可检验性科学知识是在观察与实验的基础上形成的对客观世界的正确反映，它的内容与客观存在的过程或现象相联系，它的具体命题在可控条件下可以重复接受实验的检验，具有可检验性。在科学知识中不承认任何超自然的、神秘的东西。科学与伪科学有着本质区别。实验检验是科学划界的标准，可检验性是科学区别于伪科学的根本标准。伪科学是伪装成科学形式的非科学，是一种社会现象，其内容不具有客观真理性。不可检验性和伪装是伪科学的基本特征。它伪造或篡改试验数据，回避或拒绝规范的科学试验和同行专家的科学鉴定，或者用违背科学实验准则和程序的“实验”去取代规范的科学实验，其结果经不起真正科学实验的检验。典型的伪科学的表现： 以弘扬传统文化和现代科学名义宣传非科学内容，如封建迷信活动； 利用科学知识，把非科学问题、非科学内容装扮成科学； 以科学研究为幌子，违反科学规范和科学精神，目标或功夫在科学之外，如学术不端行为； 利用科学声誉、影响，打着科学旗号，从事与科学无关的其他社会活动，如打着科学旗号的商品促销。等等。我们应自觉抵制伪科学，弘扬科学精神。科学精神是人们在长期的科学实践活动中形成的共同信念、价值标准和行为规范的总称。它一方面约束科学家的行为，是科学家在科学领域内取得成功的保证；另一方面，又逐渐地渗入到大众的意识深层。科学精神的主要涵义： 第一，求真务实精神第二，有条理的怀疑精神第三，开拓创新精神科学精神的实质就是实事求是、不断创新、与时俱进。关于什么是科学精神各媒体发表了不少学者的文章，众说纷纭，智仁互见，大致包括：献身、探索、求实、怀疑、进取、独立、包容、团队、民主等精神。有人把科学精神归纳为八个字：“求真、务实、无畏、创新”。求真就是勇于探索、追求真理；务实就是崇尚事实、实事求是；无畏就是不畏权威、不避艰险：创新就是继往开来，推陈出新。这四个词组是互为因果的：求真科学精神的核心，务实科学精神的基础，无畏科学精神的前提，创新科学精神的目的。 （3）系统性科学知识是有结构的体系。科学作为认识成果，是由基本概念、基本定律以及通过演绎推理得到的结论这三部分构成的理论体系。零散的知识堆集在一起不能成为科学。等等。第二节 技术 一、技术的含义“技术”一词源于古希腊语（techne），意指“技能”、“技艺”等。技术也是一个历史性范畴。从技术与人的关系、技术与生产、经济的关系、技术与社会的关系、认识论的立场等不同方面出发，对技术有不同定义。一般认为，可以把技术定义为人类为满足自身的需要，在实践活动中根据实践经验或科学原理所创造或发明的各种劳动手段、工艺方法和技能体系的总和，它体现在两个方面：一是技术活动；二是技术成果，包括技术理论、技术工艺与技术产品（物质设备）。一般认为，技术就是规范的技巧和技能，也就是方法；此外，技术还包括实现技巧和技能时的各种工具和设备，也就是手段。前者是技术中的软件，后者是技术中的硬件。其他定义：技术就是人类在利用自然、改造自然的劳动过程中所掌握的各种活动方式、手段和方法的总和。技术是人类在为自身生存和社会发展所进行的实践活动中，为了达到预期目的而根据客观规律对自然、社会进行调节、控制、改造的知识、技能、手段、规则和方法的集合。可从以下方面理解技术内涵：技术具有目的性。任何一种技术的发现和使用，都是为实现某一目的的。技术具有实践性。任何一种技术都只能在实践中发现和使用，技术的实现只能通过广泛的社会协作来完成。技术具有实体性。任何一种技术，首先表现为生产工具、设备等。技术具有知识性。任何一种技术的发现和使用，都需要建立在一定知识的基础上。同时任何一种技术又都表现为一定的规则，即生产使用的工艺、方法、制度等知识形态。技术具有系统性。任何一种技术都不是孤立的，而是与其他技术一起构成一个技术体系，从而使技术表现为成套的知识体系。 依据不同的标准，可以把当代技术为不同的种类。一般认为，可以将整个现代科学技术体系划分为基础科学、技术科学、工程技术三大门类。工程技术是工程活动中所运用的技术或者为工程活动服务的技术，是具体地研究基础科学和技术科学如何转化为生产力的原则和方法，是工程和技术的统一体。它实际上包括两个不可分割的反面；一方面是工程技术的理论，即工程技术；另一方面是工程技术的时间，即通常所说的工程。对现代科学技术体系结构的划分还有其他不同看法。二、技术的特征 1.技术既具有自然属性又具有社会属性 技术的自然属性是指人们在创造技术、运用技术来变革和控制自然的过程中，必须遵从自然规律。任何时代的技术都是对某种自然规律的自觉或不自觉的运用。技术根本的内在要素是科学的知识，违反自然规律的技术是不可能实现的。技术的社会属性是指技术发展的方向、速度和水平要受到各种社会因素和社会规律的影响和制约。技术作为变革自然的手段，必须服务于人类目的，满足社会的需要，否则难以成为现实的生产力。由于人们在运用技术变天然自然为人工自然的过程中，技术严格地受到各种社会条件的制约，因此从事任何技术开发、技术引进，在其社会属性和社会后果方面都不能是无分析的、无选择的。2. 技术既有物质性又具有精神性，是物质因素和精神因素相互作用的产物 技术在物质生产过程中不仅是改造自然的资料和手段，包含着物质因素，而且还是实践的知识体系。作为活动方式的技术手段，除了物质因素外，还有精神因素，是知识、经验和一定的物质手段在生产劳动过程中的统一。换言之，技术既有实体性，又有知识性。 3. 技术是现实的生产力，渗透于生产力的各个要素之中。等等。第三节 科学与技术的关系 一、科学与技术存在区别 对于科学与技术的主要区别，可进行如下分析：1. 二者的目的不同科学认识自然，属于认识范畴。科学以创造知识为研究目的，主要考虑研究成果的精确性和规律性，为创造物化的财富提供可能性； 技术改造自然，属于实践范畴 技术以综合利用知识于需要为目的，主要考虑技术发明的可行性和实用性，为创造物化的财富提供现实性。2. 二者的任务（要解决的问题）不同科学反映自然界、认识自然界，发现和掌握自然界的规律，即回答“是什么”和“为什么”的问题，建立起相应的知识体系；技术通过发明与创新控制自然界、利用自然界，以实现人与自然协调发展，即回答“做什么”和“如何做”的问题，建立起相应的操作体系。3. 二者的研究过程不同科学观察、实验假说验证理论 个别一般 技术（社会需要）技术理论试验构想的客体合乎需求的产品 一般个别科学研究的一般程序（以基础研究为例）： 选题阶段 观察实验阶段 思维加工阶段 验证阶段 技术开发的基本过程： 课题规划 方案的构思与设计 试验与实施。 技术开发的基本程序是从社会提出技术需要开始，经过规划、研究、设计等阶段，使技术原理具体化最后通过研制、实施创造出合乎需要的产品。4. 二者的创新方式不同科学是发现，技术是发明。对于科学与技术的区别，有关归纳略有不同。下表为科学（主要指基础自然科学）与技术（主要指工程技术和生产技术）的大致区别。项 目科 学技 术目 的认识客观世界变革客观世界任 务 回答“是什么”“为什么”的问题 建立起相应的知识体系回答“做什么”“如何做”的问题 建立起相应的操作体系形 态（成果表现形式）表现为概念、原理、学说、理论的知识形态。 知识形态、理论形态，具体表现为学术论文、学术专著等，往往公开发表可操作的知识及知识的物化形态。实物形态、物质形态，表现为工艺流程、技术方案、技术产品、技术装置等，往往有专利可预见性程度一般来说不可预见 总体而言可预见与自然的关系不同人对自然能动关系的知识形态，理论关系；间接生产力或一般生产力人对自然能动关系的现实形态，实践关系；直接生产力与生产的关系间接的、潜在的直接的、现实的对经济和生活需求的作用不确定的、长远的确定的、近期的与政治、法律等的相关性较弱更强研究特征选题自由探索自由度大，选择余地宽；目标明确具有相对确定的目标和较为明确的方向步骤，计划性强，方法实验、归纳、分析、推理等试验、综合、想象、试错等研究过程观察、实验假说验证理论个别一般 （社会需要）技术理论试验构想的客体合乎需求的产品 一般个别。完成课题期限较长或很长，难以严格约束较短、有明确规定评价标准能否完善科学理论，扩大科学知识的储备正确与否能否生产出新的和更好的产品 有效与否二、科学和技术的联系1. 二者根本目标一致技术和科学在本质上都反映了人对自然的能动关系，都属于生产力范畴科学和技术认识世界和改造世界的根本目的是一致的，都是更好地为人类服务。 2. 二者互为前提一方面，技术的发展为科学研究提出课题并提供必要的物质手段。现代科学的发展在越来越大的程度上依赖于先进、复杂的技术手段；另一方面，科学是技术发展的理论基础，科学研究和科学成果可以指导技术的发展，科学可以成为技术的先导并转化为技术。现代技术的发展也在越来越大的程度上依赖于科学的进步。3. 二者互相渗透在当代，绝大多数领域中科学和技术是密切相关、相互渗透的，甚至很多学科既是理论又