现代科学技术的体系结构

第二节　现代科学技术的体系结构

正确的结果，是从大量错误中得出来的，没有大量错误做台阶，也就登不上最后正确结构的高座。

——钱学森（中国）

现代科学技术已发展成为门类众多、结构完整的庞大体系，其内在的逻辑联系越来越决定着它的整体发展，而这种逻辑联系来自客观事物本身的逻辑运动以及人类探索这种运动规律的活动特性。

现代科学和技术虽然是两种不同的创造活动，各有其特点和相对独立性，但作为一个整体又有内在的必然联系和统一的分类依据，这就是作为共同基础的研究活动的基本方式和类型。

（一）研究的概念及类型

科学研究是指创造知识和整理、修改知识，以及知识新用途的探索工作。创造知识是指对未知事物进行探索，以求发现新知识、新规律、新原理，发明新方法、新手段等。整理和修改知识是对已产生的知识进行分析整理、综合归纳、鉴别运用，是使知识规范化、系统化。

按照研究过程的不同可将研究分为基础研究、应用研究和开发研究三种。

①基础研究指以探索知识为目标的研究，是比较纯粹的科学研究，其基本目标是推动科学认识发展。按照其目的性的差异又分为两类：一是纯基础研究，这种研究没有特定的商业目的，仅以探索创新为目标的研究。例如最近美国科学家为探测火星上是否有人类而发射的“勇气号”卫星就属于纯基础研究；另一类是有特定目标，但所运用的方法是基础研究的方法，我们称之为定向基础研究。这种类型多发生在企业。但现实中大量存在的是这两种类型的混合物。基础研究的周期性较长，其成功率也较低，是国家科技潜力的重要标志。

②应用研究是运用基研究成果和有关知识创造新产品、新方法、新技术和新材料的技术基础所进行的定向研究。应用研究较基础研究而言具有广泛的综合性，成果周期性短，成功率较高，它直接为本国、本企业生产和经济服务，但花费较大，它是一个国家综合实力的重要标志。

③开发研究是利用基础研究、应用研究的成果和现有知识，为创造新产品、新方法、新技术、新材料以及生产产品或工程任务所进行的技术活动。这种研究具有明确的目标、计划性和保密性，成功率也较高。它是产品设计的基础，标志着一个国家或企业创造和开发新产品的能力。

目前，世界各国对基础研究、应用研究的概念和范畴的认识较为一致，但对开发研究近年来的解释又有新变化，比较有代表性的是日本，把开发研究看作是对开发、设计、生产、流通、销售、使用和回收七个环节的分门别类的研究，成为一个全过程的总称。

（二）现代科学的体系

现代科学日益形成了一个纵横交错的、多层次的、庞大的科学体系结构。从横向上分，多数学者认为可以分为自然科学、社会科学和思维科学三大门类。现代科学由于不断地分化和综合，在各个门类先后形成了各自的层次结构，一般分为三到四层：第一层是门类结构，第二层为学科结构，第三层为分支学科结构，有些学科还有若干次级分支学科。不同学者对科学的分类方法有很大不同，西方有的学者提出了“五种理域”的分类方法，即：物理——一切非生命之理；生理——一切有生命世界之理；心理——人脑活动之理；伦理——人际关系之理；哲理——统帅诸理之理。我国著名科学家钱学森将现代科学体系分为自然科学、社会科学、数学科学、思维科学、人体科学、系统科学、军事科学、文艺科学和行为科学九大门类。

（三）现代科学的分类

对应于科学研究的三种类型，习惯上把科学分为基础科学、技术科学、工程科学大类。

（1）基础科学

自然科学的基础科学以探索自然界的各种物质运动形态及其变化规律为职能，是人类新观念、新理论产生的源头，是潜在的巨大生产力。它的突破性的研究成果，不仅标志着人类对自然和人类自身的认识有了新的飞跃，而且会推动技术的重大进步，促进生产和经济的迅速发展。根据自然界物质的层次、结构和运动形态，一般将基础科学分为天文学、地质学、力学、物理学、化学、生物学、数学。

（2）技术科学

技术科学是介于基础科学和生产技术之间的一大学科门类，它产生于19世纪中叶以后。由于在生产实践中抽象出的理论不能直接解决具体问题，如牛顿力学不能单独解决工程中所使用材料的负荷问题，麦克斯韦电磁理论不能说明炼钢过程中应使用何种熔剂和燃料等等。因此，包括材料力学、电工学、冶金学等学科应运而生。

技术科学是一个独立的领域，着重研究应用性的基础理论，其研究成果对生产技术起直接作用。因此，它的特点上一是中介性，二是应用性。目前，技术科学包括有材料技术、能源技术、生物技术、信息技术、计算机技术、环境技术、空间技术、海洋技术、激光与光电子技术等等。

（3）应用科学

应用科学也称工程科学或工程技术。它是基础科学和技术科学的理论成果在生产过程中的具体运用。应用科学担负着新产品研制和新工艺开发的任务，它的研究成果直接为生产服务，能使科学技术并入生产过程，充分发挥科学技术在生产中的作用。

由于应用科学的研究对象是具体的技术，学科分支非常多，对其分类十分困难。日本学者将应用科学分为11个方面：动力技术、采煤技术、材料技术、机械技术、建筑技术、交通技术、控制技术、栽培技术、饲养技术、捕获技术和保健技术，这对人们研究和发展应用科学有着一定的参考价值。近10年来，信息技术和生物技术的超高速发展，已使它成为应用科学发展的领头羊，信息产业和生物技术产业已成为发达国家主要的新的经济增长点。

（四）现代技术的分类

与基础科学、技术科学和工程科学相对应，我们把现代技术分为实验技术、基本技术和产业技术三大类。

（1）实验技术

实验技术是为了科学认识而探索自然客体的技术手段。按自然界的主要运动形式及实验者的介入方式，可把实验技术分为：①力学实验技术，用来改变自然界的机械运动状态；②物理实验技术，用来探测自然界物质的物理性质；③化学实验技术，用来确定自然界物质的组成、结构、化学变化和自然物合成人工物质；④生物实验技术，用来作用于生命运动的状态和性质。实验技术往往通过运用和操作科学仪器如压力计、天平、加速器、显微镜等来体现。

（2）基本技术

基本技术是实验技术的泛化，是广义的走出狭小实验室而在生产和生活领域广泛发挥作用的实验技术，对应于实验技术的四种类型，可以分为广义机械技术、广义物理技术、广义化工技术和广义生物技术。

（3）产业技术

产业技术是由不同劳动过程中的不同技术组成的服从特定产业生产目的的更为复杂的技术系统。或者说，以某类技术为主，便形成了对应的产业，如植物栽培育种技术→农业、林业；采掘技术→采油工业、采煤工业、矿业；动力技术→电气行业；通讯技术→电讯行业等等。

从技术与产业的关系特别是技术与经济的关系考虑，还可以将产业技术分为：①劳动密集型技术，即生产劳动耗费较多、物化劳动较少的劳动密集型产品所应用的技术；②资本密集型技术，即生产耗费物化或需要资金投入较多的资本密集型产品所应用的技术；③知识密集型技术，即生产知识密集型产品所应用的技术。

（五）科学技术的整体结构

现代科学技术内部相互交织而又层位分明的相对很稳定的联系方式，构成一个秩序谨严的整体。基于前面对科学技术的分类，可以把现代科学技术整体结构形象地归结为下图：

现代科学技术整体结构图^[5]

从图中我们不难看出，现代科学技术的整体结构具有三个明显的特点：一是整发育性，二是内对应性，三是自相关性。

由于科学技术是不断向前发展的，因此，现代科技的结构也必然是一个发展着的动态结构。这个结构必须不断反映科技发展的新特点和新成果，才会不断充实和完善，使其有助于揭示科学技术发展的规律，才能在促进现代科技飞速发展中发挥作用。

【思考题】

简述现代科学技术是怎样分类的？

【注释】

[1]转引自徐辉主编《科学·技术·社会》，北京：北京师范大学出版社，1999年版，第4页。

[2]《辞海》，上海：上海辞书出版社，1999年版，第2107页。

[3]转引自徐丕玉主编《现代科学技术概论》，北京：首都经济贸易大学出版社，2001年版，第3页。

[4]《辞海》，上海：上海辞书出版社，1999年版，第810页。

[5]转引自刘啸霆《现代科学技术概论》，北京：高等教育出版社，1999年版，第10页。