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第1章 緒 論

1.1 自然科學(xué)的概念、研究對象和特征

自然科學(xué)是人類科學(xué)知識的主要組成部分之一。對于什么是自然科學(xué)(或者說狹義的科學(xué))， 雖然目前學(xué)術(shù)界沒有一個(gè)固定的說法，但人們一般都認(rèn)為自然科學(xué)是人類研究自然界各種物質(zhì)和現(xiàn)象的科學(xué)，是人類在認(rèn)識自然和改造自然的過程中所獲得的關(guān)于自然界各種事物的現(xiàn)象和規(guī)律的知識體系，同時(shí)也是人類追求知識的一項(xiàng)社會活動事業(yè)。它包括數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、天文學(xué)、地學(xué)和生物學(xué)等基礎(chǔ)性科學(xué)，以及材料科學(xué)、能源科學(xué)、空間科學(xué)和醫(yī)學(xué)等應(yīng)用性技術(shù)科學(xué)。一般而言，屬于人類對自然的認(rèn)識部分稱為科學(xué)(科學(xué)知識)； 屬于人類對自然的利用和改造部分稱為技術(shù)(技術(shù)知識)， 自然科學(xué)一般也被人們稱為科學(xué)技術(shù)。

1.1.1 科學(xué)的概念和特征

廣義的科學(xué)是人類反映自然、社會和人類自身客觀規(guī)律的知識體系，它主要包括自然科學(xué)、社會科學(xué)和人文科學(xué)三大部分(后兩種人們一般通稱為人文社會科學(xué))。狹義的科學(xué)一般指自然科學(xué)。社會科學(xué)研究的對象是政治、經(jīng)濟(jì)、法律和文學(xué)藝術(shù)等社會現(xiàn)象，它們是人類自身活動的產(chǎn)物。自然科學(xué)的研究對象是天體、地球和各種動植物等不依賴于人類而存在的客觀事物，它們早在人類出現(xiàn)以前就已經(jīng)存在。

自然科學(xué)是研究自然界中不同領(lǐng)域的運(yùn)動、變化和發(fā)展規(guī)律的理論和知識體系。它概括了人類對大自然的理性認(rèn)識，是關(guān)于自然界的本質(zhì)和發(fā)展規(guī)律的正確反映，是人類利用、改造和保護(hù)大自然的有力武器。

自然科學(xué)的各個(gè)學(xué)科反映的只是自然界的不同側(cè)面，而把大自然作為一個(gè)整體，研究這個(gè)整體的本質(zhì)和規(guī)律的學(xué)科則不屬于自然科學(xué)，而是哲學(xué)的一個(gè)二級學(xué)科―――" 自然辯證法"， 或者說"科學(xué)技術(shù)哲學(xué)"。"自然辯證法"或者"科學(xué)技術(shù)哲學(xué)"屬于人文社會科學(xué)。

人文社會科學(xué)是研究"人文"與"社會"中不同領(lǐng)域運(yùn)動、變化和發(fā)展規(guī)律的理論和知識體系。它概括了人類對自身的理性認(rèn)識。人文社會科學(xué)又分為人文科學(xué)和社會科學(xué)兩大部分，前者以人類自身為研究對象，主要包括文學(xué)、歷史、哲學(xué)等學(xué)科；后者以人類社會為研究對象，主要包括經(jīng)濟(jì)、政治、管理和法學(xué)等學(xué)科。人文科學(xué)和社會科學(xué)的研究對象和內(nèi)容通常是纏繞在一起的，很難把二者分離開來。

無論是自然科學(xué)還是社會科學(xué)，它們都是對研究對象的本質(zhì)及其規(guī)律的揭示，是反映事物真相的客觀真理。因此，科學(xué)的主要特征是：及時(shí)，具有重復(fù)性、再現(xiàn)性和可比性。科學(xué)是一種知識形態(tài)的理論、概念、原理和學(xué)說，它存在于人們的大腦、書刊和光盤

等多種載體之中，是人類的精神財(cái)富，是可以傳播、教授、繼承和發(fā)展的。對于同一個(gè)或同一類研究對象來說，不同的人在相同的條件下，通過實(shí)驗(yàn)和觀察可以得到相同的結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)共同的科學(xué)現(xiàn)象和規(guī)律。第二，既具有連續(xù)性，又具有創(chuàng)造性。特定的歷史條件下的科學(xué)及其活動，首先要繼承歷史和傳統(tǒng)，學(xué)習(xí)前人積累下來的知識并將其貫穿于自己的科學(xué)研究中，這就是科學(xué)研究的連續(xù)性；同時(shí)又必須努力解決不同時(shí)代所提出的不同問題，并在這些問題上有所發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造，這就是科學(xué)研究的創(chuàng)造性。在科學(xué)研究中必須處理好繼承和創(chuàng)新的關(guān)系。第三，具有開放性。科學(xué)知識的對象是客觀世界， 世界是不斷變化和發(fā)展的，人們對世界的科學(xué)認(rèn)識也是不斷發(fā)展的。科學(xué)的開放性就意味著科學(xué)具有廣闊的胸懷去包容、批判和創(chuàng)造一切揭示事物客觀規(guī)律的知識和理論。

1.1.2 技術(shù)的概念和特征

1.技術(shù)的概念

技術(shù)是一個(gè)非常復(fù)雜的概念，因?yàn)榧夹g(shù)涉及的對象非常廣泛；技術(shù)也是一個(gè)動態(tài)的概念，因?yàn)殡S著歷史的發(fā)展，技術(shù)的含義在不斷擴(kuò)充，不同時(shí)期人們對"技術(shù)"的看法是不一樣的。在古代，古希臘著名哲學(xué)家(也是科學(xué)家)亞里士多德最早提出：科學(xué)是知識，技術(shù)是制作的智慧。技術(shù)僅僅是指個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)、技巧和手藝。在近代，隨著工業(yè)革命的興起，機(jī)器在工業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)著越來越重要的地位，于是人們就認(rèn)為技術(shù)就是工具、機(jī)器和設(shè)備，是一個(gè)個(gè)沒有生命的裝置。20世紀(jì)以后，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展， 技術(shù)不僅成為人類改造自然、進(jìn)行勞動生產(chǎn)的手段，而且成為人類認(rèn)識自然、進(jìn)行科學(xué)探索的重要工具。現(xiàn)代技術(shù)已經(jīng)不僅是日常經(jīng)驗(yàn)的產(chǎn)物，而且是科學(xué)研究的結(jié)果。目前比較流行的"技術(shù)"的定義是：技術(shù)是根據(jù)科學(xué)原理和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)而發(fā)展起來的各種工藝操作方法和技能體系。

2.技術(shù)的特征

首先，技術(shù)具有明確的目的性。由于技術(shù)是為人類所擁有，也是為人類服務(wù)的，所以任何技術(shù)都有明確的目的，目的性是技術(shù)活動的起點(diǎn)，技術(shù)成果是技術(shù)的目的性的實(shí)現(xiàn)。其次，技術(shù)是人(使用者或者說勞動者)和物(使用對象或者說勞動對象)結(jié)合在一起的有機(jī)整體。所有技術(shù)都包括兩個(gè)方面：一是利用和改造自然的物質(zhì)要素，指生產(chǎn)工具、設(shè)備和機(jī)器等勞動資料，稱為技術(shù)的"硬件"； 二是利用和改造自然的人的要素，指生產(chǎn)工藝、加工方法和管理體系等，稱為技術(shù)的"軟件"。只有將物的因素和人的因素結(jié)合起來，技術(shù)才能有效地發(fā)揮作用。，技術(shù)既具有自然屬性，又具有社會屬性。技術(shù)的自然屬性是指人們在應(yīng)用技術(shù)的過程中必須遵循自然自身的發(fā)展規(guī)律，不能是"人有多大膽，地有多大產(chǎn)" 、"思想有多遠(yuǎn)，我們就能走多遠(yuǎn)"， 這是人類所有技術(shù)活動必須遵循的前提。所有技術(shù)本質(zhì)上都是對自然規(guī)律的應(yīng)用。技術(shù)的社會屬性是指人們在應(yīng)用技術(shù)改造自然的過程中，必須遵守社會發(fā)展的規(guī)律。技術(shù)在應(yīng)用于社會的過程中，必然會受到各種社會因素的影響和制約。例如，一項(xiàng)非常先進(jìn)的技術(shù)，如果它的功能和效用不符合當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟(jì)的要求，不能滿足經(jīng)濟(jì)性、性、安全性和社會心理因素等社會需求，那么這種技術(shù)就沒有生命力。任何技術(shù)都是社會的技術(shù)，只有通過廣泛的社會協(xié)作才能得以實(shí)現(xiàn)和推廣。

1.1.3 科學(xué)與技術(shù)的關(guān)系

科學(xué)與技術(shù)，一方面它們是兩個(gè)不同的學(xué)科，二者具有不同的研究對象和研究方法；另一方面，科學(xué)與技術(shù)又是兩個(gè)關(guān)系非常密切的學(xué)科，這既指人們很難把科學(xué)與技術(shù)，特別是現(xiàn)代科學(xué)與技術(shù)分離開來，也指科學(xué)和技術(shù)一體化的趨勢在當(dāng)今時(shí)代越來越明顯。

1.科學(xué)與技術(shù)的區(qū)別

科學(xué)與技術(shù)經(jīng)常被人們聯(lián)系在一起使用，簡稱為"科技"。但是也應(yīng)該注意到，科學(xué)與技術(shù)是兩種不同的現(xiàn)象，也是兩個(gè)不同的學(xué)科，二者是有區(qū)別的。忽視二者的區(qū)別會引起一系列的誤解和失誤。

科學(xué)屬于認(rèn)識范疇，它的主要任務(wù)是回答有關(guān)"是什么" 、"為什么"的問題，目的是建立相應(yīng)的知識體系；技術(shù)屬于實(shí)踐范疇，它的主要任務(wù)是解決有關(guān)客觀世界(研究對象)" 做什么" 、"怎么做"的問題，目的是建立相應(yīng)的操作體系。

科學(xué)，或科學(xué)研究活動，是對未知世界的探索，所用的方法主要包括觀察、實(shí)驗(yàn)、收集與整理感性資料、假說、邏輯推理和驗(yàn)證等；技術(shù)，或具體的技術(shù)活動，是在已有理論指導(dǎo)下的實(shí)踐性探索，所用的方法主要是設(shè)計(jì)、模擬、類比、試驗(yàn)、放大、制作、標(biāo)準(zhǔn)化、程序化和試用(驗(yàn)收)等。

對于科學(xué)或科學(xué)的成果，評價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)是其符合性(理論的最終結(jié)果與實(shí)驗(yàn)事實(shí)是否相符，以及符合的程度)、創(chuàng)新性(在理論上是否有突破、是否有創(chuàng)造)和邏輯性(理論體系的結(jié)構(gòu)是否嚴(yán)謹(jǐn)、自洽)； 對于技術(shù)或技術(shù)產(chǎn)品，評價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)是其效用性(是否有用，以及效用的大小)、可行性(可否實(shí)施、實(shí)施的條件是否苛刻)和經(jīng)濟(jì)性(投入產(chǎn)出比如何、市場前景如何)。

科學(xué)與經(jīng)濟(jì)只有間接的關(guān)系，雖然科學(xué)的成果對經(jīng)濟(jì)可能具有長遠(yuǎn)的影響，但是一般而言，科學(xué)在短期之內(nèi)并不會對經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生直接的影響。與此相反，技術(shù)與經(jīng)濟(jì)具有直接的關(guān)系，技術(shù)產(chǎn)品對經(jīng)濟(jì)可能會產(chǎn)生立竿見影的影響。當(dāng)然，技術(shù)對經(jīng)濟(jì)的影響也可能是長遠(yuǎn)的，因?yàn)榧夹g(shù)一般是保密的，特別是在技術(shù)發(fā)明的初期是受專利保護(hù)的。

表11 簡要說明了科學(xué)與技術(shù)的主要區(qū)別。

表1

1 科學(xué)與技術(shù)的主要區(qū)別

項(xiàng)目 科學(xué) 技術(shù)

所屬范疇 認(rèn)識范疇 實(shí)踐范疇

主要任務(wù) 建立"是什么" 、"為什么"的知識體系 建立"做什么" 、"怎么做" 的操作體系

項(xiàng)目 科學(xué) 技術(shù)

所用方法 觀察、實(shí)驗(yàn)、假說、推理、驗(yàn)證等 設(shè)計(jì)、模擬、試驗(yàn)、制作、試用(驗(yàn)收)等

評價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 符合性、創(chuàng)新性、邏輯性 效用性、可行性、經(jīng)濟(jì)性

與經(jīng)濟(jì)的關(guān)系 間接、長遠(yuǎn)相關(guān) 直接、短期相關(guān)

主體人員 科學(xué)家、學(xué)者 發(fā)明家、工程技術(shù)人員

續(xù)表

2.科學(xué)與技術(shù)的聯(lián)系

科學(xué)與技術(shù)的聯(lián)系表現(xiàn)或發(fā)生在多個(gè)方面及不同層次，主要包括以下方面：

(1) 科學(xué)是技術(shù)(主要指科學(xué)性技術(shù))產(chǎn)生與形成的基礎(chǔ)，并為科學(xué)性技術(shù)的發(fā)展不斷提供新的知識源泉。

(2) 技術(shù)的需要是科學(xué)發(fā)展最重要的動力之一。

(3) 技術(shù)為科學(xué)研究及其進(jìn)展提供必要的手段及條件。

(4) 經(jīng)驗(yàn)性技術(shù)包含一些科學(xué)的因素，它的提煉與升華是科學(xué)創(chuàng)造的一類源泉。

(5) 科學(xué)可以改進(jìn)或提升經(jīng)驗(yàn)性技術(shù)。

(6) 在技術(shù)中存在科學(xué)問題(" 是什么" 、"為什么") ， 對這些問題的研究將形成技術(shù)科學(xué)。

(7) 在科學(xué)中存在技術(shù)問題(" 做什么" 、"怎么做") ， 這些問題的解決將推動科學(xué)發(fā)展或產(chǎn)生新的技術(shù)。

(8) 出現(xiàn)了"科學(xué)技術(shù)化" 、"技術(shù)科學(xué)化"和"科學(xué)技術(shù)一體化"的趨勢。

3.科學(xué)與技術(shù)之間的相互轉(zhuǎn)化

科學(xué)與技術(shù)之間的轉(zhuǎn)化包括科學(xué)向技術(shù)的轉(zhuǎn)化和技術(shù)向科學(xué)的轉(zhuǎn)化兩個(gè)方面。歷史上，技術(shù)向科學(xué)的轉(zhuǎn)化曾經(jīng)是科學(xué)產(chǎn)生與發(fā)展的重要途徑。但是，20 世紀(jì)現(xiàn)代科學(xué)體系建立以后，科學(xué)向技術(shù)的轉(zhuǎn)化已成為科學(xué)與技術(shù)之間相互轉(zhuǎn)化的主流，雖然仍然存在技術(shù)向科學(xué)轉(zhuǎn)化的現(xiàn)象。

由于科學(xué)與技術(shù)分屬不同范疇(科學(xué)屬認(rèn)識和理論范疇，技術(shù)屬實(shí)踐與操作范疇)， 且科學(xué)存在著不同的層次(基礎(chǔ)科學(xué)、技術(shù)科學(xué)和生產(chǎn)科學(xué))， 技術(shù)也存在著不同的等級(實(shí)驗(yàn)技術(shù)、專業(yè)技術(shù)、生產(chǎn)或工程技術(shù)等)， 所以，科學(xué)向技術(shù)的轉(zhuǎn)化必然要經(jīng)過一系列的中間環(huán)節(jié)，并有著方方面面的聯(lián)系。下面以激光技術(shù)的發(fā)展來說明這種轉(zhuǎn)化的復(fù)雜性。

激光技術(shù)的及時(shí)階段是所謂"激光實(shí)驗(yàn)技術(shù)"。根據(jù)愛因斯坦提出的光的受激發(fā)射理論(1916 年)， 科學(xué)家致力于從實(shí)驗(yàn)上實(shí)現(xiàn)光的受激發(fā)射。經(jīng)過各種理論方案的探討及實(shí)驗(yàn)研究，終于在1960 年制成及時(shí)臺紅寶石激光器，在實(shí)驗(yàn)室觀察到了激光。這個(gè)階段運(yùn)用了原子物理學(xué)、光學(xué)與光譜學(xué)、波譜學(xué)和固體物理學(xué)等有關(guān)知識，使光的受激發(fā)射理論(基礎(chǔ)科學(xué))轉(zhuǎn)化成激光實(shí)驗(yàn)技術(shù)(光的受激發(fā)射)。

激光技術(shù)的第二階段是所謂"激光專業(yè)技術(shù)"。從1960 年至1966 年，研制成許多不同類型的激光器，并研究出激光特性參數(shù)(功率、頻寬、發(fā)射角和脈沖時(shí)間等)的測量方法以及激光頻率轉(zhuǎn)換和調(diào)諧方法，從而形成了激光專業(yè)技術(shù)。在此過程中，運(yùn)用了激光理論、非線性光學(xué)、晶體學(xué)、電子學(xué)和計(jì)量學(xué)等多種知識，使激光原理(技術(shù)科學(xué))等轉(zhuǎn)化成激光專業(yè)技術(shù)(激光器的制作及參數(shù)測量)。

激光技術(shù)的第三階段是所謂"激光生產(chǎn)技術(shù)"。從20 世紀(jì)60 年代后期，特別是70 年代起，激光技術(shù)廣泛地應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、軍事、通信和科學(xué)研究等方面。各種以激光器為核心的激光機(jī)(如激光打孔機(jī)、激光測長儀、激光育種機(jī)和激光手術(shù)器等)投入批量生產(chǎn)、規(guī)模生產(chǎn)，形成激光生產(chǎn)技術(shù)，與此相應(yīng)的則是激光工業(yè)的出現(xiàn)。在這個(gè)過程中，運(yùn)用了激光原理、機(jī)械制造學(xué)和材料學(xué)等知識，使激光工藝學(xué)(生產(chǎn)科學(xué))轉(zhuǎn)化成激光生產(chǎn)技術(shù)(各種激光機(jī)的制造及應(yīng)用)。

1.2 自然科學(xué)的功能與作用

100 多年以前，馬克思和恩格斯就指出，科學(xué)是一種在歷史上起推動作用的、較高意義上的革命力量，揭示了科學(xué)技術(shù)在經(jīng)濟(jì)、社會、文化等多方面的價(jià)值和作用。現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步影響著人類社會的各個(gè)領(lǐng)域，顯示出對人類社會發(fā)展的巨大推動作用。

1.2.1 科學(xué)技術(shù)是社會發(fā)展中的一種歷史現(xiàn)象

科學(xué)與技術(shù)起源于人類認(rèn)識與改造自然的需要，它們都有著悠久的歷史。不過科學(xué)與技術(shù)成為一種引人注目的社會力量，則是從文藝復(fù)興運(yùn)動以來，隨著科學(xué)革命與技術(shù)革命，以及科學(xué)技術(shù)成為生產(chǎn)力而開始的。

1543 年，哥白尼的?天體運(yùn)行論?一書的出版，宣告科學(xué)"從神學(xué)中解放出來"， 走上獨(dú)立發(fā)展的道路。然而，16 ~ 19 世紀(jì)，科學(xué)研究大多局限在個(gè)體活動的范圍之內(nèi)，社會的支持與關(guān)注很少。例如，世界著名的格林尼治天文臺在17 世紀(jì)建立時(shí)，其儀器設(shè)備主要是天文學(xué)家弗拉姆斯蒂德個(gè)人出資購買的。

18 世紀(jì)發(fā)生在英國的技術(shù)革命(瓦特蒸汽機(jī)的發(fā)明，1768 年)及隨后的產(chǎn)業(yè)革命(蒸汽動力的大規(guī)模應(yīng)用，1784 年)引起整個(gè)社會對科學(xué)技術(shù)的力量刮目相看。大機(jī)器生產(chǎn)方式的確立，使物質(zhì)生產(chǎn)過程變?yōu)榭茖W(xué)在生產(chǎn)中的應(yīng)用，科學(xué)技術(shù)成為生產(chǎn)力，從此，科學(xué)技術(shù)開始成為一種社會事業(yè)。

20 世紀(jì)以來，科學(xué)技術(shù)從"小科技"發(fā)展成"大科技"， 形成國家規(guī)模及國際合作事業(yè)；科學(xué)技術(shù)已成為及時(shí)生產(chǎn)力；發(fā)展高科技、搶奪經(jīng)濟(jì)發(fā)展的制高點(diǎn)，成為各國政府戰(zhàn)略發(fā)展的重要組成部分。與此同時(shí)，也出現(xiàn)了對科學(xué)技術(shù)的人文批判、社會批判與生態(tài)批判的各種思潮，它提醒我們，在充分評價(jià)科學(xué)技術(shù)的正面效應(yīng)時(shí)，也不應(yīng)該忽視它的負(fù)面效應(yīng)。

1.2.2 科學(xué)技術(shù)既是一種物質(zhì)力量，又是一種精神力量

科學(xué)技術(shù)既具有物質(zhì)力量，又具有精神力量。正是這兩種力量的發(fā)揮，形成了科學(xué)技術(shù)的社會功能。

1.科學(xué)技術(shù)的生產(chǎn)力功能

生產(chǎn)力一般指物質(zhì)生產(chǎn)的能力。但是，社會生產(chǎn)除物質(zhì)生產(chǎn)外，還包括精神生產(chǎn)及人的生產(chǎn)。因此，從廣義角度來說，生產(chǎn)力可以分為物質(zhì)生產(chǎn)力、精神生產(chǎn)力及人的生產(chǎn)力(人自身生產(chǎn)的能力)三種類型。

科學(xué)技術(shù)是生產(chǎn)力包含兩方面的含義：科學(xué)技術(shù)作為一種知識形態(tài)，在未進(jìn)入生產(chǎn)過程之前，只是一種潛在的生產(chǎn)力或可能的生產(chǎn)力；而當(dāng)科學(xué)技術(shù)進(jìn)入生產(chǎn)過程之后， 就被"物化"而轉(zhuǎn)變成直接的生產(chǎn)力或現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)力。科學(xué)技術(shù)既是潛在的生產(chǎn)力(尚未"物化") ， 又是直接生產(chǎn)力(已被"物化") 。

"科學(xué)技術(shù)是生產(chǎn)力"是一個(gè)歷史命題。在大機(jī)器生產(chǎn)方式確立以前，人類的生產(chǎn)主要憑借經(jīng)驗(yàn)，因此，科學(xué)技術(shù)尚未成為生產(chǎn)力。大機(jī)器生產(chǎn)方式的確立(18 世紀(jì)80 年代) ，"及時(shí)次使自然科學(xué)為直接的生產(chǎn)過程服務(wù)" ，"及時(shí)次產(chǎn)生了只有用科學(xué)方法才能解決的實(shí)際問題" ，"及時(shí)次達(dá)到使科學(xué)的應(yīng)用成為可能和必要的那樣一種規(guī)模" ，"及時(shí)次把物質(zhì)生產(chǎn)過程變?yōu)榭茖W(xué)在生產(chǎn)中的應(yīng)用"( 馬克思，1978) ， 從而使科學(xué)技術(shù)成為生產(chǎn)力。

在當(dāng)代(20 世紀(jì)50 年代以來)， 科學(xué)技術(shù)與現(xiàn)代生產(chǎn)力系統(tǒng)已融為一體，它廣泛而深入地滲透到(" 物化") 生產(chǎn)力系統(tǒng)(由生產(chǎn)力各要素相互聯(lián)系構(gòu)成的一個(gè)整體)的從微觀到宏觀的各個(gè)層次，滲透到生產(chǎn)力系統(tǒng)的每一要素、整體結(jié)構(gòu)，以及生產(chǎn)力系統(tǒng)的外部環(huán)境之中。科學(xué)技術(shù)已成為現(xiàn)代社會生產(chǎn)力發(fā)展的主要源泉，具有開辟道路、決定水平及確定方向之作用，因而科學(xué)技術(shù)在當(dāng)今時(shí)代已成為及時(shí)生產(chǎn)力。

2.科學(xué)技術(shù)的文化功能

科學(xué)不僅是一種知識體系，而且是一種產(chǎn)生知識的社會活動；技術(shù)則是在科學(xué)指導(dǎo)下利用與改造對象世界的社會實(shí)踐活動。在這些活動中，科學(xué)技術(shù)除本身的物質(zhì)力量(主要體現(xiàn)在生產(chǎn)力功能方面)外，還有一種精神力量，那就是科學(xué)精神。科學(xué)精神主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：

(1) 實(shí)事求是。科學(xué)認(rèn)識源于經(jīng)驗(yàn)、迄于經(jīng)驗(yàn)，以實(shí)踐(理論與實(shí)驗(yàn)的一致性)作為檢驗(yàn)科學(xué)理論的標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)事求是是科學(xué)的基本精神，偏離實(shí)事求是，科學(xué)將寸步難行。

(2) 崇尚理性。科學(xué)重視經(jīng)驗(yàn)，但反對狹隘的經(jīng)驗(yàn)主義。科學(xué)強(qiáng)調(diào)理性思維(邏輯的與直覺的)在科學(xué)發(fā)展中的作用，把揭示事物固有的因果性、規(guī)律性和統(tǒng)一性作為自己的目標(biāo)，因此，科學(xué)是一種理性的事業(yè)。

(3) 不畏"權(quán)勢"。科學(xué)以實(shí)事求是作為自己的基本精神，以崇尚理性作為自己的基本風(fēng)格，科學(xué)中的較高是真理(由實(shí)踐來檢驗(yàn))， 而不是"金錢"或"權(quán)勢"。許多科學(xué)家為追求真理而獻(xiàn)身，這代表了科學(xué)的本性。

(4) 團(tuán)結(jié)協(xié)作。現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)已由科學(xué)家、發(fā)明家的個(gè)體活動變成了科學(xué)技術(shù)共同體的群體活動，科學(xué)技術(shù)已成為社會事業(yè)。20世紀(jì)80 年代以后，許多迫切的科學(xué)技術(shù)問題，如環(huán)境、信息網(wǎng)絡(luò)、人口、能源、氣象、生態(tài)和宇航等要求全球合作。

1.2.3 科學(xué)技術(shù)是推動歷史發(fā)展的革命力量

恩格斯在馬克思墓前的演說中曾經(jīng)指出："在馬克思看來，科學(xué)是一種在歷史上起推動作用的、革命的力量"( 中共中央馬克思恩格斯列寧斯大林著作編譯局，1963) 。正因?yàn)轳R克思把科學(xué)看做一種革命力量，所以，"任何一門理論科學(xué)中的每一個(gè)新發(fā)現(xiàn)，即使它的實(shí)際應(yīng)用甚至還無法預(yù)言，都使馬克思感到衷心喜悅"( 中共中央馬克思恩格斯列寧斯大林著作編譯局，1963) 。

為什么馬克思把科學(xué)技術(shù)看成一種革命力量？ 這是因?yàn)椋凑諝v史唯物主義，物質(zhì)資料的生產(chǎn)是人類社會的基礎(chǔ)。而人類要生產(chǎn)，就必須同自然界發(fā)生聯(lián)系，形成一定的生產(chǎn)力，同時(shí)，人與人之間又要結(jié)成一定的生產(chǎn)關(guān)系。生產(chǎn)力與生產(chǎn)關(guān)系的統(tǒng)一，就構(gòu)成一定的社會生產(chǎn)方式。而"物質(zhì)生活的生產(chǎn)方式制約著整個(gè)社會生活、政治生活和精神生活的過程.. 社會的物質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定的階段，便同它們一直在其中活動的現(xiàn)存生產(chǎn)關(guān)系或財(cái)產(chǎn)關(guān)系(這只是生產(chǎn)關(guān)系的法律用語)發(fā)生矛盾。于是這些關(guān)系便由生產(chǎn)力的發(fā)展形式變成生產(chǎn)力的桎梏。那時(shí)社會革命時(shí)代就到來了"( 中共中央馬克思恩格斯列寧斯大林著作編譯局，1972) 。也就是說，按照歷史唯物主義的觀點(diǎn)，生產(chǎn)力是歷史發(fā)展最終的決定力量。而科學(xué)技術(shù)是生產(chǎn)力，并在當(dāng)代已經(jīng)成為及時(shí)生產(chǎn)力。因此，科學(xué)技術(shù)必然成為一種推動歷史發(fā)展的革命力量。

科學(xué)技術(shù)成為一種革命力量，除了它的生產(chǎn)力功能，還由于它的文化功能。實(shí)事求是、崇尚理性、不畏"權(quán)勢"、團(tuán)結(jié)協(xié)作―――這些科學(xué)精神，代表著人類社會的光明與前景，它將作為一種有形或無形的力量批判著人類社會各種黑暗與反動的勢力，推動著人類社會的不斷進(jìn)步與發(fā)展。

1.3 自然科學(xué)的體系結(jié)構(gòu)與發(fā)展趨勢

1.3.1 科學(xué)和技術(shù)的形成與發(fā)展

科學(xué)技術(shù)發(fā)展的歷史源遠(yuǎn)流長。二三百萬年以前地球上開始有了人類，人從動物界分化出來的標(biāo)志是工具的制造。人類在制造工具、進(jìn)行生產(chǎn)勞動的過程中，做出了一系列有重大意義的技術(shù)創(chuàng)造，掌握了改造自然的技能，同樣取得了一些經(jīng)驗(yàn)知識。就是在這樣的過程中，萌發(fā)了科學(xué)技術(shù)的幼芽。它的發(fā)展經(jīng)歷了古代、近代、現(xiàn)代三大階段。古代的科學(xué)處于萌芽狀態(tài)，只有天文學(xué)、數(shù)學(xué)和力學(xué)等少數(shù)幾個(gè)學(xué)科，并且附屬在哲學(xué)之內(nèi)。到15 世紀(jì)下半葉，在近代資本主義生產(chǎn)的有力推動下，從哥白尼發(fā)表的?天體運(yùn)行論?一書開始，科學(xué)才真正發(fā)展起來，當(dāng)時(shí)除天文學(xué)、力學(xué)和數(shù)學(xué)有了很大的進(jìn)展外， 物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)和地質(zhì)學(xué)等主要學(xué)科也相繼建立起來。它們是在能量守恒和轉(zhuǎn)化

?8? 自然科學(xué)概論

定律、原子分子論、元素周期律、細(xì)胞學(xué)說和進(jìn)化論等一些重要學(xué)說誕生的基礎(chǔ)上建立的。19世紀(jì)末，科學(xué)進(jìn)入現(xiàn)代階段，上述學(xué)科又有了重大進(jìn)展，除每一門基礎(chǔ)學(xué)科分化出許多分支學(xué)科外，還分別產(chǎn)生了一些新的科學(xué)理論。例如，物理學(xué)中的量子力學(xué)、相對論，化學(xué)中的量子化學(xué)、結(jié)構(gòu)化學(xué)，生物學(xué)中的分子生物學(xué)，天文學(xué)中的宇宙學(xué)等，這標(biāo)志著純理論科學(xué)已進(jìn)入相當(dāng)成熟的階段。

所謂"技術(shù)"， 泛指根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和自然科學(xué)原理而發(fā)展起來的各種工藝操作方法和技能。技術(shù)發(fā)展的歷史比科學(xué)發(fā)展的歷史更為久遠(yuǎn)。最初的技術(shù)是包含在生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)之中的。在人類制造及時(shí)把石斧時(shí)，就產(chǎn)生了最早的技術(shù)。在古代，人們從生產(chǎn)活動中獲得了各種技術(shù)知識，如耕作、制陶、釀酒、金屬冶煉，以及修建水壩、宮殿和陵墓等。但是，這些來自生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)，在當(dāng)時(shí)只是一種技能，還沒有形成一種專門的學(xué)問，那時(shí)的人們還不知道有關(guān)這些技術(shù)的科學(xué)原理。到了近代，技術(shù)才從生產(chǎn)中分化出來，逐漸成為一種專門學(xué)問，并在推動社會發(fā)展的過程中起著重要的作用，受到人們的重視。例如，人們先后制造的紡織機(jī)、蒸汽機(jī)等大大推動了社會生產(chǎn)力的發(fā)展；19 世紀(jì)以后，一系列現(xiàn)代技術(shù)，如通信、電子、原子能、激光和電子計(jì)算機(jī)等相繼問世，對整個(gè)社會的經(jīng)濟(jì)生活產(chǎn)生了巨大的影響。現(xiàn)代技術(shù)和科學(xué)發(fā)展的趨勢與古代不同，古代的科學(xué)與技術(shù)處在分離狀態(tài)，而現(xiàn)代的科學(xué)與技術(shù)是密不可分的。技術(shù)發(fā)明要依靠于科學(xué)的發(fā)現(xiàn)；科學(xué)發(fā)現(xiàn)又要依賴于技術(shù)所提供的實(shí)驗(yàn)手段和科研課題。因此，現(xiàn)代科學(xué)與技術(shù)將逐步走向一體化，形成現(xiàn)代自然科學(xué)新的體系結(jié)構(gòu)。

1.3.2 現(xiàn)代自然科學(xué)的體系結(jié)構(gòu)

現(xiàn)代自然科學(xué)的體系結(jié)構(gòu)，一般認(rèn)為是由基礎(chǔ)科學(xué)、技術(shù)科學(xué)和工程技術(shù)科學(xué)(專業(yè)技術(shù)科學(xué))所構(gòu)成。它們各自都有自己的研究對象和特點(diǎn)，所起的作用也不相同。

基礎(chǔ)科學(xué)是以自然界各種物質(zhì)形態(tài)及其運(yùn)動形式作為研究對象的。基礎(chǔ)科學(xué)的目的在于不斷地探索和揭示自然界的新現(xiàn)象和新規(guī)律，建立科學(xué)體系。基礎(chǔ)科學(xué)主要包括力學(xué)、天文學(xué)、地學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)和數(shù)學(xué)等學(xué)科。力學(xué)是研究物體機(jī)械運(yùn)動規(guī)律的科學(xué)；天文學(xué)是研究天體及天體系統(tǒng)運(yùn)動的科學(xué)；地學(xué)是研究地球(包括海洋和大氣)的組成、結(jié)構(gòu)、演化和運(yùn)動規(guī)律的科學(xué)；物理學(xué)是研究物體的物理現(xiàn)象和物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)及運(yùn)動規(guī)律的科學(xué)；化學(xué)是研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)和化學(xué)變化規(guī)律的科學(xué)；生物學(xué)是研究生物的結(jié)構(gòu)、功能、發(fā)生和發(fā)展規(guī)律的科學(xué)；數(shù)學(xué)是研究客觀世界中一切物質(zhì)運(yùn)動空間形式和數(shù)量關(guān)系的科學(xué)。每一基礎(chǔ)學(xué)科又由若干分支學(xué)科組成，如天文學(xué)中有天體力學(xué)、天體測量學(xué)、天體物理學(xué)和天體演化學(xué)等分支學(xué)科。

技術(shù)科學(xué)是在基礎(chǔ)科學(xué)理論的指導(dǎo)下，研究其應(yīng)用，并解決工程技術(shù)中帶有普遍性問題的科學(xué)。例如，農(nóng)業(yè)科學(xué)、電子科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、原子科學(xué)、半導(dǎo)體科學(xué)和激光科學(xué)等都屬于技術(shù)科學(xué)。它們都是在基礎(chǔ)科學(xué)的理論上產(chǎn)生的，如激光科學(xué)就是根據(jù)愛因斯坦提出的光受激輻射的理論產(chǎn)生的。技術(shù)科學(xué)一方面以基礎(chǔ)科學(xué)作為自己的理論基礎(chǔ)，另一方面又是工程技術(shù)科學(xué)的理論基礎(chǔ)。

工程技術(shù)科學(xué)也稱為專業(yè)技術(shù)科學(xué)，是應(yīng)用技術(shù)科學(xué)來解決各種專業(yè)生產(chǎn)中的技術(shù)、工藝等問題，進(jìn)而推廣到生產(chǎn)中去的科學(xué)。例如，人們把激光科學(xué)應(yīng)用到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，于是出現(xiàn)了激光打孔、激光切割、激光焊接、激光印刷排版和激光育種等專業(yè)技術(shù)，它可以焊接許多傳統(tǒng)焊接難以焊接的金屬材料和特殊的微型零件，并能達(dá)到品質(zhì)水平，比普通焊接的效率高出27 倍以上。

如圖11 所示，自然科學(xué)由基礎(chǔ)科學(xué)、技術(shù)科學(xué)和工程技術(shù)科學(xué)三大門類學(xué)科組成，這三大門類的區(qū)別如上所述，其中基礎(chǔ)科學(xué)和技術(shù)科學(xué)、工程技術(shù)科學(xué)的區(qū)別較為明顯，前者是理論科學(xué)，后者屬應(yīng)用科學(xué)，但技術(shù)科學(xué)和工程技術(shù)科學(xué)的界限則不十分明顯，因此， 有的學(xué)科把它們二者統(tǒng)稱為"技術(shù)"。這也就是把自然科學(xué)看成是由"科學(xué)"和"技術(shù)"兩大部分組成，并稱為"科學(xué)技術(shù)"的原因。

隨著社會的發(fā)展，自然科學(xué)體系結(jié)構(gòu)中的三大門類學(xué)科是相互聯(lián)系、相互促進(jìn)的。基礎(chǔ)科學(xué)在科學(xué)理論研究上的突破必然會引起技術(shù)上的革新。據(jù)統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)在70% 的技術(shù)突破來源于純探索性的基礎(chǔ)科學(xué)研究。另外，在技術(shù)的應(yīng)用中，又會產(chǎn)生許多新的課題，要求基礎(chǔ)科學(xué)作出回答，從而推動基礎(chǔ)科學(xué)的研究。例如，蒸汽機(jī)技術(shù)誕生后，為了解決熱機(jī)效率的問題，人們對熱力學(xué)進(jìn)行研究。

現(xiàn)代自然科學(xué)體系結(jié)構(gòu)中的三大門類學(xué)科的聯(lián)系還體現(xiàn)在一些新的橫斷學(xué)科(控制論、信息論、系統(tǒng)論)和綜合學(xué)科(空間科學(xué)、海洋科學(xué)、環(huán)境科學(xué))的形成上。這些新興學(xué)科都是在綜合基礎(chǔ)科學(xué)和技術(shù)有關(guān)的知識基礎(chǔ)上誕生的。

通過對自然科學(xué)體系結(jié)構(gòu)的研究，我們可以更好地研究自然科學(xué)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的機(jī)制和途徑。由于基礎(chǔ)科學(xué)、技術(shù)科學(xué)和工程技術(shù)科學(xué)的職能不同，決定了它們與生產(chǎn)實(shí)踐結(jié)合的程度也不同。從基礎(chǔ)理論研究的成果過渡到實(shí)際應(yīng)用，需要經(jīng)過技術(shù)科學(xué)和工程技術(shù)科學(xué)這兩個(gè)中間環(huán)節(jié)，這就要求我們對理論成果進(jìn)行應(yīng)用性研究，解決與其有關(guān)的一些技術(shù)、工藝等問題，并迅速應(yīng)用、推廣到生產(chǎn)中去，這對于經(jīng)濟(jì)落后的國家尤為重要。同時(shí)，也要求我們在選擇基礎(chǔ)理論研