现代科技的分类和发展趋势

现代科技知识体系的庞大，首先在于其学科门类繁多，其次在于它还在不断快速地发展中。因此，对现代科技的概括性了解，应该从其分类和发展趋势入手。

一、现代科技的分类

科学技术是人类通过认识和改变客观世界的实践活动取得的成果，是对客观世界系统的反映。因此，科学技术的分类实际上是缘于客观世界的系统层次性和人类实践活动的类型差别。基于此，一般将科学与技术分别进行分类。

1.现代科学分类

现代的科研活动一般可分为基础研究、应用研究和开发研究三阶段。与之相对应，现代自然科学分为基础科学、技术科学和工程科学三类。

基础科学是以自然界各种物质形态及其运动形式作为研究对象的，它的目的在于不断地探索和揭示自然界的新现象、新规律，建立科学理论。基础科学主要包括物理学、化学、生物学、天文学、地学、数学等。每一基础学科又由若干分支学科组成，如天文学中有天体力学、天体测量学、天体演化学等诸分支。基础科学的一般表现形式是由概念、定理、定律等组成的理论体系，它们与生产实践的关系比较间接。基础科学研究的一些成果必须通过应用研究和开发研究的一系列中间环节，才可能转化为物质生产力。

技术科学是在基础科学理论的指导下研究其应用，并解决工程技术中带有普遍性问题的科学。像农业科学、计算机科学、原子能科学、激光科学等，都属于技术科学，它们是在基础科学的理论基础上产生的。例如激光科学就是在爱因斯坦提出的有关受激辐射的理论基础上产生出来的。技术科学既区别于最基础的理论，又不同于有确定应用对象的专业知识，是基础科学与工程科学的中介。

工程科学是研究特定对象生产技术和工艺流程的原则和方法的应用性科学，它研究科学理论如何转化为技术，以供改造自然、进行生产之用。像矿山工程学、桥梁建筑学、电机制造学等，均属工程科学。

2.现代技术分类

对应于现代科学的基础科学、技术科学和工程科学，现代技术大体上可分为实验技术、专业技术和工程技术三类。

实验技术，是根据现有科学理论和一定的目的，通过实验设计，利用科学仪器和设备，在人为的条件下控制或模拟自然现象或过程的技能和方法。与基础科学中的各门学科相对应，实验技术一般分为物理实验技术、化学实验技术、生物实验技术、天文观测实验技术和地学实验技术等。实验技术是基础科学赖以产生和发展的基础，同时又是检验基础科学理论真理性的重要手段。

专业技术是指运用一定的物质手段，将技术科学的理论应用于某类对象的创造、开发的技能和方法。像计算机技术、生物工程技术、能源技术、空间技术等，均属专业技术。

工程技术是与工程科学相对应的、关于各种产业部门具体技术的总称。工程技术的功能在于把工程科学的原理和方法与一定的物质手段相结合，以达到使天然资源或其加工品变为预设的人工产品的目的。工程技术的构成方式是规划、设计、工艺、制造和施工等。矿产开采技术、交通技术、建筑技术等均属工程技术。

需要特别指出的是，上述的分类，无论纵向还是横向维度上，都不是完全清晰、泾渭分明的，特别是技术范畴与工程范畴之间，存在着许多的交叉和重叠，在当代高新技术中更有融合之趋势。这事实上也正是现代科学技术的一大特点。不过，总体上，从科学到技术再到工程，倾向性越来越接近生产。而就科学与技术所对应的实践活动而言，科学属于认识自然范畴，技术属于改变自然范畴。以上这两点在现代科学技术的分类中是大致清晰的。这也就是有时把整个现代科技知识体系分为 “科学”和 “技术”两大部分、并称为 “科学技术”的理由。

二、现代科技知识体系的发展趋势

20世纪以来，现代科学技术在社会各种因素的作用下发生了巨大的变化。在这些变化的过程中，现代科技知识体系也表现出了综合化和数学化的发展趋势。

1.综合化

在近代科学技术的发展中，从17世纪到19世纪中期，科技知识体系经历了一个学科和门类不断分化、产生许多分支的过程。从19世纪后期起，科技知识体系在继续分化的同时，逐渐出现了综合化趋势。第二次世界大战后，这种综合化趋势越来越显著，并占据了主导地位。

所谓科技知识的综合，指的是科技知识体系内部各种学科、各种理论相互贯通、相互渗透和相互结合。具体说来，有以下几种表现形式：

第一，在一门学科内部，原来属于不同分支领域的理论，现在统一起来了。例如，物理学中的电学、磁学、光学，原来分别研究电、磁、光现象，彼此没有联系，是相互独立的；但19世纪下半叶，麦克斯韦的电磁学理论把它们统一起来了。

第二，不同学科之间相互影响和渗透，产生了许多新的边缘学科。例如在物理和化学之间产生了物理化学，甚至还出现了在多门基础学科之间产生的边缘学科，如地球物理化学等。

第三，基础学科和技术学科结合，形成新的边缘学科。例如，无线电技术和天文学结合，产生了射电天文学；此外还有激光生物学等。

第四，应用多学科的理论研究某一对象，形成综合性学科。例如环境科学，就是以生态学和地球化学为主要基础理论，并利用化学、生物学、物理学、地学、医学等多种学科的知识，来研究人类生存环境的综合性学科。

第五，横断学科的出现，如系统论、控制论、信息论等即是如此。它们不是研究自然界某一具体的对象和事物的学科，而是研究自然界、社会、思维领域中普遍存在的某一方面的共同特性，故称为 “横断学科”。

科技知识能不断地高度综合，是有其客观基础的。因为科学技术中的各门分支学科是人们在研究自然现象的过程中逐步分化的，而自然界中的各种物质和运动，本身是一个相互联系、相互作用的有机整体，这就决定了在科学技术的发展过程中，必然会出现各门学科相互贯通、相互渗透、相互融合的趋势。

2.数学化

数学向科技知识体系的渗透，从近代就开始，并逐渐扩大。现代科学技术的发展使数学方法在各学科、各门类中的应用范围迅速拓展和深化，各种科技知识普遍以数学语言的形式存在并交流，从而形成了数学化的趋势。

第一，科学技术数学化，表现在数学向其他学科的渗透。就基础科学而言，物理学、化学、生物学都相继实现了数学化。天文学、地学也都大量采用数学的研究成果。技术科学、工程科学也有很多学科实现了数学化。特别是一些新兴的横断学科，与数学的关系尤为密切。

第二，科学技术的数学化，还表现在科学技术研究中数学方法的普遍引入。数学通过为科研提供简捷精确的形式化语言、计算方法和数学模型等，成为现代科学技术各学科研究中必不可少的一种方法。

第三，电子计算机的广泛使用，也是科学技术数学化的一项重要标志。电子计算机已经成为科学技术各学科研究和应用的必需工具。以计算数学为基础的软件编程技术在科学技术各领域的广泛使用，使科学技术的数学化水平更加提高。有关数学方法的详细论述，我们放在第二篇再谈，这里不赘述了。