科學、技術與工程

2021-01-16 學力學

    「科技」是人們對「科學和技術」的簡稱,又經常和「工程」聯繫在一起,因此需要對它們之間區別和聯繫有一個正確的認識。


    「科學」這個詞最早來源於拉丁語,其含義一般是指「學問」或「知識」。可是到目前為止,對於「科學」尚無一個公認的統一定義。不同的國家,不同的學者,對「科學」有著不同的理解和解釋,但本質是一樣的。

    「科學是人類智慧的最高貴的成果。」(英國科學史家貝爾納);

    「科學是關於外部世界和人的精神活動的現象與規律的概念體系……它總是歷史地形成的人類活動『精神勞動』的形式。」(前蘇聯學者凱德洛夫);

    「對於科學,就我們的目的而論,不妨把它定義為『尋求我們感覺經驗之間規律性關係的有條理的思想』。」(愛因斯坦);

    「科學是關於自然、社會和思維的知識體系。」(中國《辭海》);

    「科學首先不同於常識,科學通過分類,以尋求事物之中的條理。此外,科學通過揭示支配事物的規律,以求說明事物。」(法國《百科全書》);

    「科學是在社會實踐基礎上歷史地形成的和不斷發展的關於自然、社會和思維及其發展規律的知識體系。」,「科學是對現實世界規律的不斷深入的認識過程。」(前蘇聯《大百科全書》);

    「科學是認識的一種形態……是指人們在漫長的人類社會生活中所獲得的和積累起來的、現在還在繼續積累的認識成果……知識的總體和持續不斷的認識活動本身。所謂科學,是具備客觀性和真理性的既具體又普遍的有體系的學術上的認識,即科學是學問達到最高程度的部類」(日本《世界大百科辭典》)。

    ……

    由此可見,關於對科學的理解和認識,眾說紛紜,莫衷一是,見仁見智。不過,從各種對於「科學」概念的不同表述中,我們還是大體上可以從中找出某些基本的、共同的東西:

    科學是一種理論知識體系,它是人類對於客觀世界的正確反映,是人類認識世界和改造世界的社會實踐經驗的概括和總結,同時,科學又是為社會實踐服務的。

    在不同的學者中間也存在不同的觀點。有不少學者,把現代科學概括成自然科學、社會科學、思維科學、哲學和數學,總共五大門類。

    著名科學家錢學森教授把現代科學分為自然科學、社會科學、數學科學、系統科學、思維科學、人體科學、軍事科學、文藝理論及行為科學,共計九個門類。

    「科學」一定是指發現、積累並公認的普遍真理或定理,已系統化和公式化了的知識。    科學本質上是自由的、無禁區的,各門類互相關聯、觸類旁通。    科學的內涵:對事實真相的探求,對真理的追求和探索。

    世界智慧財產權組織在1977年版的《供發展中國家使用的許可證貿易手冊》中,給技術下的定義:「技術是製造一種產品的系統知識,所採用的一種工藝或提供的一項服務,不論這種知識是否反映在一項發明、一項外形設計、一項實用新型或者一種植物新品種,或者反映在技術情報或技能中,或者反映在專家為設計、安裝、開辦或維修一個工廠或為管理一個工商業企業或其活動而提供的服務或協助等方面。」這是至今為止國際上給技術所下的最為全面和完整的定義。智慧財產權組織把世界上所有能帶來經濟效益的科學知識都定義為技術。    我們可以簡單表述為:「技術」是通過總結實踐經驗而得到的,在生產過程和其他實踐過程中廣泛應用的,從設計、裝備、方法、規範到管理等各方面的系統知識。

    根據生產行業的不同,技術可分為:農業技術、工業技術、通訊技術、交通運輸技術等。

    根據生產內容的不同,技術可分為:電子信息技術、生物技術、三藥技術、材料技術、先進位造與自動化技術、能源與節能技術、環境保護技術、農業技術。

    技術的存在取決於人們的需要,並滿足其需要。早期人類創造及使用技術是為了解決其基本需求。而現在的技術則是為了滿足人們更廣泛的需求和欲望,並需要一巨大的社會結構來支撐它。技術的複雜性創造了一個技術與社會間的相互影響。

    各種技術的使用在現代社會無所不在,但都具備一套共同的特性:

    複雜度,指技術的複雜程度。有簡單技術,也有複雜技術。如簡單的餐刀、棒球等,相對複雜的汽車、電視、電腦等。

    依賴性,指各種不同技術之間的相互依賴程度。例如,汽車有一巨大且複雜的製造及維護工業支撐著。而使用也需要有一複雜的公路、街道、高速公路、加油站、保養廠和廢棄物收集等設備。

    多樣性,指同一類技術的不同類型和變異。如具有不同形狀、樣式和我型號的汽車、建築起重機、挖掘機等。

    普及性與規模,指現代技術的普及程度。不同技術的普及程度和使用範圍和規模是不一樣的。有些技術遍布人們生活的每一個角落,它支配了現代的生活,而有些技術只能在特點領域或場合使用。如手機、網絡、飛機、衛星、飛彈等。

    現代生活和工程離不開先進的技術,但技術是一把雙刃劍。

    要慎用(正確謹慎使用),而不誤用(錯誤的使用);

    節用(有限度有節制的使用),而不濫用(不分場合不按要求胡亂使用);

    善用(利於人類服務社會),而不惡用(危害社會)。

    這樣的例子很容易列舉:通訊網絡技術和工具用於正常通訊和用於詐騙、核技術用於發電和戰爭等等。

    科學產生技術,技術推動科學,二者相互促進,密切相關。

 

 

定義

本質

以自然(以及社會乃至人本身)為研究對象,通過實證、理性、臻美等方法獲得的規律性的知識體系。人類為控制客觀環境與滿足生產和生活需要,運用知識尤其是科學知識而創造的一切手段、程序、規範、物質等的總和及其實踐過程。

歷史

短(2000多年)

長(人類進化)

對象

自在的自然物

人為或擬想的人造物

目的

求真致知

探索和認識自然

應用原生

利用和改造自然

取向

好奇、

與社會現實關係疏遠

任務、

與社會現實關係密切

過程

目標不明朗

探索性強

偶然性多

目標明確

有的放矢

偶然性少

問題

是什麼

為什麼

做什麼

如何做

方法

實驗、推理

歸納、演繹等

調查、設計

試驗、修正等

結果

某種理論

或知識體系

某種程序、工藝

或人工器物等

評價

是非、正誤

以真理為準繩

利弊、得失

以功利為尺度

價值

中立的或只含少量價值

處處滲透

時時體現價值

規範

普遍性、公有性、無私性、有條理的懷疑主義

事前保密

事後專利

   那麼我們大學中常說的「理科」與「工科」可以簡單、近似對應於這裡的「科學」與「技術」。

  「工程」一詞有廣義和狹義之分。

   就狹義而言,工程定義為「以某組設想的目標為依據,應用有關的科學知識和技術手段,通過有組織的一群人將某個(或某些)現有實體(自然的或人造的)轉化為具有預期使用價值的人造產品過程」。

   就廣義而言,工程則定義為由一群(個)人為達到某種目的,在一個較長時間周期內進行協作(單獨)活動的過程。

   我們可以綜合地定義為:「工程」是人類運用科學技術進行的大規模改造世界的活動。它除了要考慮技術的先進性和可行性,還要考慮成本和質量,做到經濟、實用、美觀、保護環境等。它的成功有賴於多種科學技術的綜合集成和科學的管理。

  依照工程與科學的關係,工程的所有各分支領域都有如下主要職能:

  (1)研究:應用數學和自然科學概念、原理、實驗技術等,探求新的工作原理和方法。

  (2)開發:解決把研究成果應用於實際過程中所遇到的各種問題。

  (3)設計:選擇不同的方法、特定的材料並確定符合技術要求和性能規格的設計方案,以滿足結構或產品的要求。

  (4)施工:包括準備場地、材料存放、選定既經濟又安全並能達到質量要求的工作步驟,以及人員的組織和設備利用。

  (5)生產:在考慮人和經濟因素的情況下,選擇工廠布局、生產設備、工具、材料、元件和工藝流程,進行產品的試驗和檢查。

  (6)操作:管理機器、設備以及動力供應、運輸和通信,使各類設備經濟可靠地運行。

  (7)管理及其他職能。 

  「工程」分類有不同的方式:

  (1)指將自然科學的理論應用到具體工農業生產部門中形成的各學科的總稱。如:水利工程、化學工程、土木建築工程、遺傳工程、系統工程、生物工程、海洋工程、環境微生物工程。

  (2)指需較多的人力、物力來進行較大而複雜的工作,要一個較長時間周期內來完成。如:城市改建工程、京九鐵路工程、菜籃子工程。

  (3)關於工程的研究——稱為「工程學」。

  (4)關於工程的立項——稱為「工程項目」。

  (5)一個全面的、大型的、複雜的包含各子項目的工程——稱為「系統工程」。 

      這裡以「2019年度中國科學、技術與工程十大進展」作為本文的結束。通過這些項目的對比,可以家屬理解科學、技術與工程的不同與相互關係。

    「2019年科學十大進展」候選條目,從科學技術部基礎研究管理中心主辦,《中國基礎科學》《科技導報》《中國科學院院刊》《中國科學基金》《科學通報》協辦的2019年度「中國科學十大進展」候選條目中產生的。

    「中國科學十大進展」遴選活動至今已舉辦15屆,旨在宣傳我國重大基礎研究科學進展,激勵廣大科技工作者的科學熱情和奉獻精神,開展基礎研究科學普及,促進公眾理解、關心和支持基礎研究,在全社會營造良好的科學氛圍。

(3)發現基於cGAS調控的自身免疫疾病潛在治療方案(7)基於「嫦娥四號」探測數據發現月球背面幔源物質初步證據(3)銪離子對可大幅提升鉛碘鈣鈦礦太陽能電池工作壽命(7)自主研發臨床全數字PET/CT裝備獲準進入市場(9)開創基於自噬選擇性降解亨廷頓病致病蛋白的藥物研發新路徑(1)高能同步輻射光源驗證裝置(HEPS-TF)通過驗收

主要參考文獻

[1] 苗同臣.《力學與工程概論》課程,2015-2000

[2] 其它百度、維基等網絡資料

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