技术科学化的历史回顾、内容框架与经验启示

来源：创新科技

作者：李春成

摘 要：按照古代、近代、现代三大科学史分期，回顾了人类历史上科学技术发展及技术科学化的历程。技术科学化的内涵包括科学知识的技术转化在内，是科学与技术双向互动的过程。技术科学化的内容框架包括技术发展路径的科学理论化、发展手段的科学方法化、与科学发展相似的建制化、思想观念与思维方式的科学化、技术发展内在机制的科学化等多方面。到今天，技术发展的规律和趋势与科学发展的规律和趋势不断趋同，表现为科学与技术的融合互动和体系化程度不断加深。对美国、德国、日本的技术科学化的独到经验进行简要分析，并对我国如何处理好技术科学化过程中的科学、技术与生产的关系以及如何发展技术科学等方面，提出了一些启示性的观点。

基础科学、技术科学、工程科学（技术）的类型划分，是从学科所针对的对象的性质进行的分类。基础科学研究的对象是天文、地理、数理化、生物等基础学科，其研究成果的检验标准在于可验证、可重复、理论解释力强，其目的在于认识世界；技术科学研究的对象是技术类学科，其研究成果的检验标准在于理论的应用性；工程科学研究的对象是工程类学科。技术科学和工程科学的目的则在于改造世界。

基础研究、应用研究、开发研究的类型划分，是从科学研究本身的性质进行的分类，反映的是科学技术生产链的前中后端的知识发展过程。基础研究可以是应用导向的，也可以是不带应用目的的纯科学研究，但是这种纯科学研究越来越少了；应用研究则是面向应用的实用性科学研究；开发研究则更进一步，是具有产品导向、服务导向的生产性科学研究。

一般意义上说，技术科学化指的是技术发展摆脱了传统依赖于主体之实践经验、技巧的方式，走上依靠科学的发展道路，并且程度不断加深，经验所占的比重越来越小，科学方法、科学原理、科学实验在技术发展中所占的成分越来越大。

显然，技术科学化涉及的主要内容是技术与科学的关系问题，技术科学则是技术科学化的产物。伴随着近代科学的产生与加速发展，技术科学化的步伐也越来越快。大力推动技术科学发展，有必要总结回顾技术科学化的发展过程，以启迪现在与未来。在新一轮科技革命与产业变革加速演进的大变革时代，技术科学化将走向何方，呈现什么样的发展趋势，不仅具有深远的理论意义，也具有重要的实践价值，值得引起更多关注与讨论。

纵观科学技术史，技术历史比近现代意义上的科学历史要长得多，但是近现代科学一诞生，技术与科学就逐步变得如影随形，日益紧密地结合在一起，技术科学化也日益成为技术发展的主要动力。牛津版八卷本的《技术史》从第二卷到第四卷，每卷的带有小结性质的最后一章，都会讨论技术与科学的关系，其中第五卷更是在最后三章论述了技术与教育、行业组织、社会的关系。

换言之，技术科学化及其影响几乎与从中世纪后期到文艺复兴，再到工业革命，再到整个19世纪的四五百年的技术发展历史都有或多或少的关联；在古希腊、古罗马时期，虽然已经有发达的几何学、天文学和类似的纯科学，但知识界很少会对技术的科学基础感兴趣。到20世纪虽然技术与科学几乎完全融合在一起，但即便如此，科学与技术的联系不仅没有消失，反而变得更为复杂重要了。

然而长期以来，在国内科学学与科技政策、科学技术史、科技哲学史、科学社会学、自然辩证法的知识体系中，很少有学者将科学发展与技术的科学化对应起来进行考察，因而技术科学化与科学发展的联系被长期忽略了，这大概也是技术科学的有关研究被长期忽视的一个原因。

01、技术学化发展回顾

       

根据我国较为通行的科学史分期，科学发展被分为3个时期：①古代科学时期（16世纪以前）；②近代科学时期（16至19世纪），具体又可分为创建、消化和鼎盛3个不同的阶段；③现代科学时期（20世纪以来）。以下按照三大时期，分别回顾科学发展的大致情形及对应的技术科学化的特征。

1.1、古代科学的发展及技术科学化

1.1.1 古代科学与技术。一般认为，古代并没有出现近现代意义上的科学，所以这里的古代科学与现代科学所指的科学的内涵具有很大不同。古代对自然的认识只是经验，并没有上升为理性知识，更没有系统的知识体系。从人类古代，乃至到中世纪，世界还没有形成独立的认识形式和知识形态。从古代科学，特别是古希腊科学的特征来看，其在内容上主要表现为现象的描述、经验的总结、猜测性的思辨等；在形式上主要表现为直觉性、零散化的特征，彼此缺少必然的联系。但是，与古代科学不同，古代技术发展则有着与人类社会进化史一样漫长的历史。技术哲学家米切姆认为“古代技术是基于人的直觉知识用天然材料制作而成的……古代或传统技术的理想形式是手工制作和使用日常器具”，显然，古代技术与所对应的现代技术“涉及客体的大规模生产，旨在根据科学理论对抽象的能量和人造材料加以利用……其理想形式是电子器件的装配线生产”是完全不同的。

1.1.2 古代技术科学化：处于萌芽期。漫长的古代时期，逻辑上不可能出现技术科学化。古代意义上的科学发展与哲人们的思考分不开，古代科学是古代哲学的一个部分，但却与技术没有实质性的关系。可见，与古代没有近现代意义上的科学的逻辑相一致，古代也没有近现代意义上的技术科学化。此外，即使古代有某些现代意义上的科学元素，如描述自然的语言、探索或研究自然的方法（包括做实验）、由这些研究做出的事实断言和理论断言（尽可能作数学表述）以及用什么标准来判别这些断言正确或有效等，但是这一时期的科学与技术处于各自独立发展的轨道，并未走到一起。

当然，先于近代科学的古代技术的长期积累为近现代科学的诞生提供了坚实的基础。查尔斯·辛格对公元前700年至16世纪近2000年由东方向西方输送技术，到中世纪结束后西方一直向东方输送技术的文化趋势的逆转，提出了两点结论性的思考：

其一，在没有任何称得上科学的因素指导下，能够取得如此造诣高深的技术着实值得惊叹，虽然技术的进步极其缓慢，但累积下来的进步幅度出人意料；

其二，技术在其早期阶段依托经验，这与技术在后来的阶段依赖科学形成鲜明对比，对此我们不可能视而不见。查尔斯·辛格还将1500年晚些时候的技术发展称为“科学之父”，与当今时代将科学称为技术之源、技术之父一样。

换言之，虽然人类的技术发展史源远流长，比近现代意义上的科学的历史要长得多，但是其基本处于经验性的发展阶段。理所当然，技术科学化应当是建立在近现代意义上的科学诞生并得到初步发展且人们开始广泛认识到并接受科学的力量之后。

1.2、近代科学的发展及技术科学化

1.2.1 近代科学的发展及其特征。近代科学分为3个阶段：

①创建阶段。外部从文艺复兴开始，内部从1543年哥白尼发表《天体运行论》、维萨留斯发表《人体构造》开始，到1687年牛顿发表《自然哲学的数学原理》结束。

②消化阶段。科学自身的发展相对较为平淡，重大成果相对较少，但是在牛顿力学的影响下，科学作为生产力和解放思想的精神力量，在18世纪的工业革命中，开始显示出巨大的社会影响。

③鼎盛阶段。19世纪各门学科均得到全面发展，科学形成一个统一整体，这一时期也成为科学文化鼎盛期、各学科全面繁荣期。近代科学表现出一些具有真正科学意义的特质，例如：强调系统的、有目的的实验；以实验（包括观察）事实为根据进行缜密的分析和推理；从经验定律上升为系统的理论，在各个领域中逐步建立起严密的科学理论体系；广泛应用数学方法，使科学知识日益精密化等。

在以上3个小阶段中，近代科学在19世纪之前基本还处于小科学时代，之后则进入了大科学时代。小科学时代的主要特点是：科学发展局限在少数人范围内，还没有发展成为普遍性的社会事业；研究经费、仪器设备、实验场地主要依靠科学家自己解决，科学家之间缺少正规的协作与交流，科学始终处于一种松散的非系统组织状态。在工业革命的带动下，19世纪前后人类进入大科学时代，科学日益成为一种社会事业。大科学时代的主要特点是：科学人员的数量、科学活动的规模及范围、科研机构与大学建制规模、科学成果的数量等显著扩大；国家在科学经费投资与使用上作用明显增强，发生了质的变化；科学研究活动的分工愈来愈细；基础科学、技术科学、自然科学与社会科学的各门学科之间相互渗透、相互配合，共同形成了一个相互联系、相互作用的大科学网络体系。

1.2.2 近代技术科学化：由起步到全面化、系统化实现。综合来看，技术科学化以小科学时代和大科学时代为分界，分别处于零散的科学化阶段与建制化、大规模的科学化阶段。按照技术史家的观点，近代科学一诞生，技术就开始受到科学的影响，但技术科学化的规模、范围到19世纪在科学发展的推力、经济产业的拉力、人们意识的更新等多种因素共同作用下才开始加速扩大，到19世纪中叶科学化工业开始的事实为史界公认，这时几乎所有的工业行业或技术领域都开始受到科学发现的影响。19世纪中叶，随着休厄尔发明“科学家”一词和现代意义上“技术”一词的出现，技术进入对实用工艺及其改良的科学研究和系统追求的阶段。

在第二次科学革命的助力下，科学与技术，乃至生产的关系发生了转折性的变化，改变了过去科学与经验技术相脱节的现象，使它们之间发生紧密的连锁反应。科学起到了指导和推动生产和技术发展的作用，如麦克斯韦电磁理论对电磁波的预言，导致了50年后无线电报和无线电话的发明；反过来，生产和技术也向科学提出问题，从而进一步推动科学的发展。科学本身向知识体系系统化、科学理论化、学科专业化、社会建制化发展后，又发生了以电气技术为中心的一次新的技术革命，并带动了近代工业的进一步繁荣，技术科学化也就顺理成章地全面化、系统化了。正如《剑桥科学史》第三卷主编凯瑟琳·帕克、洛兰·达斯顿在导论中所引述的：“1730年前后的自然知识可能不是现代科学，后者名义上和事实上的出现是在19世纪中叶，其作为一个统一的学术研究、技术发明和工业应用的事业，受到制度性的资助。”

1.3、现代科学的发展及技术科学化

1.3.1 现代科学技术的发展及其特征。相对论及量子力学的诞生标志着新一次的科学革命开始，加之近代科学大繁荣累积的巨大力量，使现代科学进入全面、加速发展的新时期。整个20世纪成为科学知识大爆炸发展与科学技术创新的世纪，成为高科技及其产业大发展的世纪。现代科学技术具有加速化、融合化、规模化、体系化四大特征：

一是总量增长、更新加快的科学加速化趋势，呈现出普利斯所发现的科学知识指数增长规律；

二是高度分化、高度综合的科学整体化趋势，呈现出学科相互深度融合或交叉的特征；

三是规模扩大、组织复杂的科学社会化趋势，呈现出“超大科学”的特征；

四是变革社会、引领发展的社会科学化趋势，呈现出科学、技术、工程、生产紧密结合互动以及不断深化的体系化、生态化特征。

1.3.2 现代技术科学化：科学与技术、工程、生产的加速循环和深度融合。进入20世纪，现代技术基本走向程度不断加深的科学化之路，技术科学化、以科学为基础的技术成果产业化双向加速推进，科学与技术、工程、生产越来越紧密地融合在一起。现代技术的科学化呈现出六大特征：

一是科学研究成果转化的技术发展越来越多；

二是现代科学理论对技术发展的影响越来越深；

三是技术科学发展对技术发展的作用越来越大；

四是技术发展更新换代的速度越来越快；

五是技术发展出现的形态越来越多样（如高技术、颠覆性技术、带头技术、通用技术、使能技术等多种技术发展形态）；

六是现代科学方法对现代技术发展的作用越来越突出，涌现出“老三论”（信息论、控制论、系统论）、“新三论”（协同论、突变论及耗散结构论）等方法，都说明了方法先行性的价值与作用。

总之，以哥白尼完成《天体运行论》到牛顿《自然哲学的数学原理》出版为标志，即近代第一次科学革命发生以来，人类已经经历了三次科学革命、技术革命、产业革命大循环，目前正在发生第四次大循环。从历史发展来看，科学革命和技术革命最初是分离的，到量子科学革命开始，两者才开始互相渗透，使科学、技术、工程、管理成为互相联系的整体。可以说，每次的大循环以及无时无刻不在发生的科学、技术、生产的小循环，越往后相互之间的融合越深，间隔越短。技术科学化中以应用为目的而开展的研究，只有当不仅在科学上有所发现、有所创造，而且在应用上有所创新、有了成效时，才算完成了一次循环。

02、技术科学化的内涵与内容框架

       

从词义来说，技术科学化是指用科学的理念和手段来促进技术的发展，也就是技术发展从依靠来自工匠的经验转向依赖科学。那么，技术科学化的内涵是什么，在内容上是如何实现的？概括地说，技术科学化在内涵上体现为双向过程，内容包括技术发展在理论、方法、思维、社会建制、文化观念、运行机制等方面从科学中移植、借用或科学与技术融合，也包括科学知识的直接转化，展现了技术发展规律与科学发展规律的趋同化。

2.1、技术科学化的定义与内涵

关于技术科学化或科学化的技术的文献，不论是学术专著、教科书还是学术论文均不多。而且，有一个奇怪的现象，教科书似乎比论文涉及得更广泛一些。例如：张之沧等所著的《科学技术哲学》对技术科学化就有将近1万字的论述，包括定义、特点、案例等；许为民主编的《当代自然辩证法》则称之为科学化的技术，并分析了技术科学化的若干发展趋势。

但学术界对于技术科学化的定义和内涵极少涉及，少数学者给技术科学化下了简单的定义。例如，张之沧等认为，技术的科学化是指在形成技术原理以及进行研发试验等诸多环节都需要最新、最前沿的科学理论指导，是技术与科学之间联系日趋紧密的表现。其还认为，进入21世纪后，技术的科学化发展愈加深入，并表现出4个方面的新特点：

一是技术的研发依赖于多学科、多专业科学理论的指导；

二是实验发现或理论成果向技术的转化保持高度的衔接性；

三是从事基础研究的科学家参与技术研发的广度和深度大大增加；

四是实验技术转化为专业技术的现象越来越多。

《科学技术哲学》一书还对由基础研究发展而来的技术创新的6种类型进行了案例列举。

如果从更广义的层面来理解技术科学化，就需要从更多视角理解科学化的“化”之范围与程度，这意味着近现代科学发展的规律对技术发展的全面影响与渗透，直至相互不断加深的融合发展。如果给技术科学化做一个简单的界定，可表述为技术发展受到近现代科学的影响，走上与科学发展的方式越来越相同的道路的过程。其主要含义包括4个方面：

第一，技术科学化不是技术本身的科学化，而是技术发展路径、方式方法、相关思想观念的科学化。

第二，在技术科学化中，科学与技术虽然联系越来越紧密，互动越来越频繁，但仍然是两个不同的范畴。换言之，通过技术科学化发展形成的新技术，仍然具有技术的规定性，属于技术的范畴，例如具有实用性、可专利性的技术方案等。

第三，技术科学化是双向的，既包括技术发展对科学的需要甚至是方向的指引，也包括科学原创成果向技术的转化。按照萨顿的说法，工业需求常常对科学提出新的问题，因而我们说工业指引了科学的进步，另外，科学进步不断促使新工业的诞生或者给老工业带来新的生命。也可以说，技术科学化包括了部分科学知识的技术转化过程（不应包括科学研究的技术手段发展）。

第四，技术科学是技术科学化在现代科学技术学科体系中的外在表现，但是技术科学不等于技术科学化，前者是科学技术体系的内容，后者是技术发展的科学化过程。同时，技术科学化也与应用研究或应用基础研究有所不同，应用研究或应用基础研究是科学研究活动的一种类型，只是技术科学化在科研活动中的一个方面或几个方面的反映，而不是全部。

2.2、技术科学化的内容框架

显然，近现代科学的兴起对技术的影响是多层面的、多角度的，技术科学化的内容至少包括以下6个方面。

2.2.1 发展路径的科学理论化。以实验观察和感性经验为基础，深入进行理论思维创新，由感性认识上升到知性认识乃至理性认识，是更为重要的近现代科学发展之途。不能形成新的理论，就难有科学认识的重大突破，也难有重大原创性技术的诞生。在这一点上，技术发展是需要向科学学习的。因此，与科学一样，技术发展需要具有刨根问底的精神，追求现象、经验背后的理论、原理和发展规律。因此，把技术发展作为科学研究的对象，彻底改变技术发展完全依靠经验积累的传统路径，走主要依靠科学理论和追求技术背后的系统知识的新发展路径，是技术科学化的核心要义与主体内容之一。

科学史和工业史都证明，只有系统地应用科学原理，不仅应用到技术发明过程中，还要应用到工业企业的技术创新过程中，才能保证工业稳定发展；在大工业竞争中，也只有通过有组织的技术科学研究，才能保持领先地位。事实上，不论技术科学发展在历史上呈现出什么形态，其本质是不变的，即指有应用导向的基础研究和有基础理论背景的应用研究相结合而形成的系统性知识。技术科学研究的问题一般源于工程实践活动，其探索和挖掘的依据是基础科学理论，最终形成的是对于工程技术的原理性认识，它能为解决一类工程实践问题提供理论支撑。

从起源上看，科学天生就具有寻求现象背后的真理、探索自然背后的奥秘的本性，所以当科学遇到技术问题时，这种本性的威力就显现出来了。当探索技术背后的发展规律、解释技术背后的原理时，技术就进入了科学化的发展新轨道。无论是具体的技术发展还是整体的技术发展，都是可以认识的，都是有规律的，而且许多科学发展的规律是可以被直接移植过来发展技术的。从这个视角看，技术与科学是可以更加紧密结合乃至一体化的，特别是诸如医学内科、外科发展的成就，都证明了理论与实践相互促进的道理。纵观人类科学史和技术史，乃至人类文化史，从近代科学诞生之日起，科学的理论功能与技术的实践功能就开始了紧密的互动，现代科学在本质上更是一种技术化的科学。

2.2.2 发展手段的科学方法化。科学方法是近现代科学的本质属性之一。萨顿说：“在科学领域内，方法至为重要。一部科学史，在很大程度上就是一部工具史，这些工具，无论有形或无形，由一系列人物创造出来，以解决他们遇到的某些问题。”普莱斯更是把实验方法、逻辑与数学方法看作科学突飞猛进的两条腿。怀特海则视“关于发明方法的发明”为19世纪最大的发明。科学作为人类认识的高级形态，其理论的、实验的、逻辑推理的、抽象思维的等方法得到了高度重视和深入发展，以此为基础，包括想象、猜测、类比、直觉、顿悟等非理性的方法（也是理性的产物）也被认可。

可见，科学方法的引入，对近代科学技术发展的意义是极其深刻的。无疑，技术发展在方法上的科学化极为重要，是技术科学化的关键内容。技术科学化的过程在方法层面就是技术发展摆脱长期的、单一的依靠匠人经验积累、师徒相传的原始方式，转变为依靠理论的、实验的、逻辑的、数学的、专业教育的等多元科学方法的过程，也就是依靠培根强调的科学的理性、实验基础、综合归纳等近现代科学所具有的方法的过程。恩格斯就指出：“当自然科学走进理论领域的时候，经验的方法就不中用了，在这里只有理论思维才能有所帮助。”特别是近现代科学实验仪器、科学测量方法的发展，使得科学技术化和技术科学化双向拓展，相互依赖，相互促进，良性循环，共同繁荣。

从科学对社会学、经济学、心理学、人类学等其他非自然科学领域的渗透来看，无疑从自然科学发展起来的科学定量方法的影响是极大的，甚至在一定程度上代表着某门学科科学化的成熟度，所以科学定量方法的应用是技术科学化程度的重要衡量指标。也可以说，一部近现代技术史就是一部多元科学方法的广泛普及应用和技术科学化的手段不断变革的历史。

2.2.3 与科学发展相似的建制化。与科学发展的社会建制化相似甚至一样，技术发展的社会建制化是技术科学化的制度性内容，为技术的持续科学化提供了社会建制支撑。

从科学社会学的视角来看，学科专业化、组织机构化、从业职业化、知识传播专业化、大科学化等制度化内容，被认为是近现代科学进步和加速发展的关键社会因素。科学作为一项社会实践活动，其社会建制化构成必要的发展条件。而技术其实比科学更早成为社会实践活动，甚至可以说与人类自身社会化进程一样悠久，但却只是在科学的社会建制化显示出巨大威力之后，随着技术的科学化才不断加深自身的社会建制化。技术的建制化主要表现在：

一是技术学科化不断发展。目前，技术类学科已经远远多于纯科学类学科，技术学科化、专业化成为技术科学的外在表现，并逐步形成庞大的技术科学体系。

二是技术组织的机构化。机构化的发展，既包括逐步形成了多种类型的技术研究开发机构（既有技术研究型的，也有科学与技术混合型的，其实企业及企业研究院也是近现代一种很重要的技术科学化机构），也包括技术教育培训机构的发展，如建立培训学校、技术学院被纳入研究型大学。早期法国的职业学校、医院、博物馆和德国改革后的大学与英国的工业革命一样被认为是最重要的制度创新，并带来了大量科学与技术的发现与创建。

无论是自然科学建制化，还是技术科学建制化，其实质都是社会分工不断深化的过程，也是随着分工深化，知识生产效率不断提高的过程。毛泽东将科学实验、生产斗争与阶级斗争并列为3项伟大的革命运动，既继承了马克思主义思想，肯定了科学技术的作用，也体现了科学实验的社会分工所呈现的意义。同时，随着技术学科分工细化、组织机构化规模化的不断扩展，一些延伸的技术发展的社会建制化，如从业职业化、技术传播专业化、大科学化、技术交互网络化等也不断加深。

2.2.4 思想观念、思维方式的科学化。科学思维与科学观念的引入是技术科学化的深层次内容，也是技术科学化的内在要求。换言之，科学精神、科学观念、科学思维方式被引入或植入技术发展中，带来的是新的理念和思想，是文化价值观的深刻变化，使得技术发展从思想上改变了传统的依靠经验和诀窍的模式，进入全新的技术发展轨道。历史上，在最初的技术科学化过程中，科学观点和科学程式可能需要依靠社会地位较高的人的积极领导，新的科学观念、思维方式也需要开风气的人先行一步。科学知识本身的力量与科学作为观念的力量相互增强，体现的是理性的力量，从而为科学发展及技术科学化注入更加强大的推动力。因此，大力发展科学哲学对我国科技强国建设的文化意义、思维和观念更新具有重要作用。科学文化的理性价值、观念或精神的力量是内在的根本力量。按照杜威的实用主义观念，科学上的所有概念、学说、理论系统，和一切工具一样，其价值在于它们所能造就的结果中显现出来的功效。

从科学技术内部体系来看，技术走上与科学结合的道路，就需要打破科学与技术之间相分离的局面，首先需要思想观念的重大改变。以文艺复兴运动为转折点，经验与理论思维开始真正结合。人们的思想被变革的洪流激发出来，敢想过去不敢想的问题……观念的这种巨大变革，使经验和理论、工艺和哲学、物质和精神、劳力者和劳心者之间的长期对立开始逐渐汇合。可见，古代经验性工匠技术与理论思维的结合使得人们的观念发生了重大改变，不仅加速了近代科学的孕育发展，而且使技术的科学化不再有观念的障碍，说科学革命是世界观的革命也并不为过。

2.2.5 技术发展内在机制的科学化。从科学发展内部运行机制来看，科学共同体和学术期刊论文审稿发表两大机制最能体现科学独特的运行方式。普莱斯阐述的科学期刊及论文的指数增长规律体现了科学、技术内在运行机制的强大力量。

技术科学化在完全承袭技术科学共同体、技术学术期刊论文审稿发表两大机制的同时，还创造了专利审查制度与技术权利说明书公开制度，形成了技术知识积累与传播的新机制。因此，技术发展除了与科学发展一样，创办了很多学术期刊外，其知识积累和信息传播还有专利制度、标准制度等的强大助力。专利制度除了给创新者带来专有权的垄断利益从而激励创新外，还附加了必须公开相关技术信息的公共利益平衡条件，即通过专利说明书等公开技术发明的细节，从而促进技术知识的积累与交流传播。尽管关于专利制度的垄断权设置受到了部分经济学者的质疑，但是专利制度几百年来积累的专利技术信息在技术发展中的作用和价值从来没有被人质疑过。现在，专利数据库成为技术研发乃至创新政策研究中不可或缺的大数据信息宝藏。

2.2.6 基础科学知识的直接转化应用。技术科学化的另一路径是基础科学知识的直接转化应用。至少从19世纪中期开始，许多新兴领域的技术，既不是依靠经验性的方法，通过反复试错而获得的，也不全是依靠对已有技术领域的科学研究而获得的，而是依靠基础科学，甚至是纯科学的研究突破直接转化应用而来的，依靠的是大学而不是企业，依靠的是科学家而不是发明家，而且前者越来越成为“从0到1”新技术的主要来源。例如，发明发电机的是法拉第而不是西门子。更关键的是，发明家开始更多依靠基础科学提供的理论、方法、知识等素材进行创造活动；反过来，科学家有了新的科学理论或科学发现，则无不为之寻找新的用途，以增进社会福祉。

科学知识直接转化应用的最大动力来自需求，而且工业革命带来需求的持续扩张，反过来又刺激了技术的新需求、科学的新需求，从而建立起科学、技术、生产的循环机制。总之，技术的外在工具性（外部需求）与内在自主性，共同为技术科学化提供内外双重动力。技术科学化的动力至少包括以下增强机制：

一是根据技术效率标准，技术选择与技术竞争为技术系统优化提供了内在机制。

二是科学、技术、生产的循环累积增强机制。已经取得的科学和技术成就为新的科学技术组合提供了越来越多的可能性，因而成为未来技术发展所依靠的技术知识和能力的一个重要部分。

三是近代技术的整体性机制。不同领域相互补充、相互依赖、相互促进。

四是外部需求的增长性机制。人口的增长、收入水平的提高、国家间的竞争加剧等，促使形成新的技术能力，新的技术能力创造新的需求；反过来，新的需求又产生新的技术能力。

03、技术科学化发展的国际经验

       

以技术科学化的内涵与内容框架来分析，德国、美国、日本的做法各有特点，其经验值得借鉴。德国的特点在于建制化、专业化、规范化的率先拓展；美国的特点在于率先重视在双向发展过程中平衡方面的把握；日本的特点在于注重产业技术科学体系建设，实现从技术移植到技术立国的转变。

3.1、德国：通过发展技术学校和大学，率先使技术科学化走上建制化、规范化、专业化发展之路

德鲁克认为，欧洲从18世纪中期开始建制化发展技术，技术知识化、系统化、科学化走上了快车道，也为工业革命奠定了技术科学化的基础。同时，专利制度的转变与发展也为技术知识的系统化积累提供了制度基础。一般认为，19世纪中期以后，随着工业研究与发展实验室的出现，始于德国的科学与技术的交合现象大规模产生了。前文已经阐明，工业的竞争与发展离不开科学原理的应用，离不开有组织的技术科学的研究与技术教育制度。

在这个过程中，德国通过发展技术教育在技术科学化方面走在欧洲最前面。现代的研究型大学就起源于德国，在研究型大学，教授不仅需要自己做好学术，还要把自己的研究生训练成可以独立搞科研的专业人才。博士学位成了学生有能力独立进行科学研究的标志。19世纪20年代，尤斯图斯·冯·李比希在吉森大学的化学系首创了上述体系，随后，这套系统被其他学科和其他大学复制。到了19世纪中叶，德国取代法国成为欧洲科学的领军者，同时随着科学研究不断打开全新的研究领域，德国的工业得到了长足的发展。相关科学史著作也佐证了上述观点：1830年，德国的大学生就已接近1.6万人，到1885年，德国的大学生占其人口的比例仍然是英国的2.5倍。历史学家兰克、科学家亥姆霍兹和李比希把研究精神带进了大学，结果使大学的研究实验室成为培养化工专家的苗圃。

德国不仅国民理性思维发达，哲学家众多，而且将工程师文化深入融合到技术与产业发展之中。因此德国技术以创新和精细著称，并得以长期占据高端。“在科学理念与实际的技术发明之间，还存在一个构思设计的阶段，需要在两者之间架设一个沟通的桥梁”，正如著名思想家怀特海所观察到的，“虽然工业革命从英国起步，但是德国人明显找到了寻找科学矿藏更深矿脉的方法。他们抛弃了杂乱无序的治学方法，他们的技术学校和大学并不依靠天才的偶然闪光或幸运思想的偶然迸发来取得进步，而是率先建立研究型大学，其19世纪的治学成绩受到全世界的羡慕，充分显示出知识对技术进步的重要性以及知识的专业化力量”。

怀特海在这里所指的科学理念和最终产品之间的桥梁显然是技术的科学化及其建制化的机制。这种桥梁如技术学校、研究型大学等，通过知识训练而不是个人的经验摸索，不仅能超越技术应用到纯科学中去，还能超越科学应用到一般的治学中去，而且它代表着从业余爱好者到专业工作者的转变，代表着社会建制化的力量。这种桥梁使得德国能够把经历转化为知识，把学徒期的言传身教转化为培训课本，把秘密转化为方法论，把实干转化为实用知识。这些都是我们开始称之为“工业革命”的要素，工业革命就是依靠技术在世界范围内转变社会和文明的。

3.2、美国：从重视技术科学到重视基础科学再到两者的平衡发展

19世纪80年代美国的工业就已经超过英国，居于世界首位，完成了对世界经济强国的赶超。以此为基础，美国在成为科技强国的过程中，走的是优先注重发展应用科学的路径，所以整个19世纪，美国是技术上创造发明最多的国家。相比之下，美国对理论科学重视不够。

但随着美国在20世纪30年代成为世界科学中心，成为世界科技强国，其技术创新的源头面临枯竭等问题，特别是1945年万尼瓦尔・布什的著名报告《科学：无止境的边疆》阐述了战后美国科学技术发展的进程。这份报告对美国科技创新产生了持久影响，重视基础研究成为基本导向，美国基础研究工作总体上是逐步强化的。例如，20世纪70年代中期以后的10年间，基础研究经费年均增长率达10%。在里根政府及布什政府执政期间，基础研究的投入都在增加，到克林顿政府时期，美国继续执行加强国家基础研究的科技政策。

此后，美国调整与关键技术相关的国家政策，逐步转变为重视科学与技术的平衡发展。技术作为国家竞争力的主要手段之一，逐步为世界各国所认识并受到高度重视。美国科学基金会开始时主要是支持基础研究即基本科学的研究，但是到20世纪60年代中期，在各方面的压力下，美国建立了工程科学院。《小奇迹：美国国家科学基金会史话》一书前言中写道：1968年修改章程后，美国国家科学基金会才确定要加强对技术科学和工程应用研究的支持，这些都是着眼使技术科学与基础科学平衡发展。美国科学界对技术科学和工程应用从不够重视转为逐步重视，而且这种趋势一直在延续。

1990年10月，白宫科技政策办公室发布了《美国技术政策》报告，指出政府有责任“同私营部门一起参与对通用启动技术的竞争前研究，这种科技有可能对范围广泛的政府和商业方面的应用做出贡献”，这表明政府改变了不干预工业技术的政策。到21世纪，随着中国科学技术的进步与崛起，美国为保持自身科学技术的全面领先地位，开始打压中国的科技发展，特朗普上台以来，表现得越来越明显，并明确地将中国作为战略竞争对手，而拜登执政下的美国政府对中国科学技术的限制、打压有过之而无不及。2021年6月9日，在与其他相关议案整合后，《美国创新与竞争法案》在美国国会参议院获得通过。显而易见，与75年前的报告《科学：无止境的边疆》相比，技术竞争成为美国希冀战胜中国的主要手段，技术科学在美国科学技术体系中的地位更加突出了。

3.3、日本：注重产业技术科学体系，实现从技术移植到技术立国

近年来，日本获得诺贝尔奖的科学家数量持续增加，引起许多思考，其中重视技术科学领域的研究是重要原因。由于日本在技术引进、技术自立实践中的成功，日本学者对技术的本质、技术与科学的关系等技术科学化相关问题的研究成果较多。日本学者林武在考察日本技术发展的历史时，对技术与科学原理的关系等问题有不少独到的分析。他直接将技术定义为科学原理的应用，与一般将技术定义为生产手段或工具，有很大区别。现代意义上的技术是为了商品、服务、信息的生产、分配、利用消费，而有意识、有目的地加以利用的科学知识，特别是与设备和结构有关的一切知识。所以技术的科学原理与不随时代而变、不依国别而异的普遍性科学原理又有所差别。

技术存在于空间和地理的诸条件以及社会和文化的诸条件的约束之中，科学原理要根据如此众多的条件，加以“中间化”，才能成为技术。另外，林武还强调了建立在技术自立基础上的技术联系的重要性，强调了工程师与技术科学家分工与合作关系的重要性。换言之，一方面强调技术体系化、生态化的意义，另一方面强调技术科学家角色的重要性以及重视其与工程师相互合作的关系，特别是技术科学家对工程（技术）教育和技工教育做出了更多贡献，并通过师徒联系，在科学和技术之间架起了桥梁。

不论在理论界还是产业界，日本反复强调几个实现技术立国的观点：

一是“技术无飞跃”。这至少在工业化时代是具有普遍意义的一个规律性认识。他们认为技术具有连锁性和积累性，所以难以飞跃。

二是技术具有地方性知识特征。技术转移（移植）能否在承接地扎下根来，很大程度上取决于地区性知识、区域性物理条件（包括气候）、文化与市场等社会条件。日本学者从比较技术史的角度，把技术转移与植物迁移以及中国、日本与欧洲之间的技术转移进行比较研究，得出了“技术有国界”和技术转移需要特别注意自然及社会因素的影响等观点。

三是人际关系、隐性知识在技术与科学互动中的作用十分重要。国际知名知识管理学家野中郁次郎的SECI模型（即社会化—外化—组合化—内化）强调，知识创造中隐性知识的重要性大于显性知识，艺术性大于科学性，所以技术创造要以人为本，注重人与人的互动、交流，注重同学关系、师徒关系等。

04、若干启示

       

4.1、重视新时代科学、技术与生产三者深度融合、循环互动的趋势

综上所述，作为技术与科学互动关系的另一面，技术科学化走过了漫长的历史进程，技术科学化使得技术与科学之间相互依赖、相互促进的关系不断强化，目前技术与科学已经深度融合。同时，技术科学化促进了科学、技术与生产的循环增强机制的建立，促使科学技术与生产加速循环发展。工业让人类产生新需求，同时又给予人们满足新需求的手段，于是成千的发明同时诞生了，这又催生了其他发现，这些发现反过来又变成新的进步的起点。

在科学、技术、生产各自及其相互之间的体系化、生态化不断强化的大背景下，随着新兴的技术科学学科不断增多，基础科学、技术科学、工程科学3类科学以及基础研究、应用研究、开发研究3类研究的衔接紧密程度越来越深，迫切需要进一步加强包括技术科学在内的现代科学技术体系及其相关问题的研究，以适应新的科技创新范式、新的科技竞争趋势的要求。

4.2、重视技术科学在我国科技强国建设中的关键作用

映射了现代科学技术体系形成过程的技术科学化历史，充分说明现代技术发展的路径发生了重大改变，对于任何重大新技术的出现，其更可靠的来源是系统的、综合的原创性科学研究。这就要求我们在科技强国建设的过程中，遵循现代科学技术体系化、融合化、交叉化发展的规律，大力发展技术科学，完善现代科学技术体系。当前迫切需要加强的技术科学领域主要涉及三大方面：

一是亟待突破的“卡脖子”技术领域的科学原理，如面向新一代信息技术的科学原理，包括三代半芯片技术的相关科学原理的突破等；

二是面向未来产业的技术领域的科学原理，如合成生物技术的科学原理突破、量子技术的科学原理突破等；

三是中国具有传统资源优势或文化优势的技术领域的科学原理，如面向中医药现代化的科学原理突破，从其哲学基础、科学原理、科学方法等基础的层次上解决传统中医药发展的科学化问题（中医药现代化是全面的科学化问题）。

4.3、重视技术发展特别是技术与科学关系问题的综合性研究

相较于把科学作为整体对象进行的研究，以科学技术与创新为研究对象的学科，特别是科技政策研究中，把技术作为整体对象进行的研究是明显不够的。无论中外，对科学的研究如科学史、科学哲学、科学社会学、科学方法学、科学计量学等，相比于对技术的研究如技术史、技术哲学、技术社会学、技术方法论、技术计量学等要多得多，将两者作为一个整体进行体系化研究的则更是缺乏。

换言之，人类似乎对习以为常的技术缺乏兴趣，而对高大上、形而上的科学则不仅关注得更早，也关注得更多。所以，无论是自然科学家还是社会科学家，无论是理论创造者还是知识传播者，其对技术的研究都是不够的。技术科学化在很大程度上反映了人类先认识到科学发展的规律，并将这些规律反映出来的思维、观念、方法移植运用到技术的过程，所以也是对技术研究滞后的必然结果。中国目前在技术、工程领域突飞猛进，迫切需要加大对技术史、技术哲学、技术伦理学、技术社会学等领域的研究，由科学学到科学技术学已经迫在眉睫。

将技术作为整体的主题进行研究，不是科学技术体系学的专利，应当是一个交叉学科的研究过程，需要包括科学哲学、科学社会学、科学技术文化等，科技管理如科技评价以及科技政策、经济学、地理学等也可做出贡献。对科学与技术关系的研究也是一个跨学科的问题学研究。技术科学化本质是科学与技术关系的一个方面，在其历史发展过程中展现出科学与技术越来越密切和越来越复杂的关系，并不仅仅是科学影响技术的单向渗透关系。法国的技术哲学研究融合了历史、哲学、社会学、人类学等不同视角，表现为明显的问题学。

4.4、不能忽视科学技术发展与创新中的隐性知识、直觉等多元方法的作用

技术科学化发展路径的强化并不能否认人的经验积累与技艺的作用。在技术的发展过程中，越是接近于生产实践，技能经验与技艺的作用越是显得重要，乃至不可或缺，默会知识（隐性知识）与显性知识至少同样重要。由于隐性知识内化于个体的行为之中，难以在实践中通过编码传播，人作为主体的价值意义凸显。

一方面，科学研究摆脱了纯粹依靠个人经验积累的原始方法，走上了依靠实验方法、数学方法、模型方法、系统分析方法、计算方法等现代研究方法的道路；

另一方面，无论是科学研究方法还是技术发明方法，依靠直觉等非语言活动中的意会认知技艺，在科学技术研究中的巨大作用不可低估。

波兰尼的“意会认知理论”，系统阐述了知识生成和运转中不可言传明示的隐形缄默整合功能，提出了以人为基点的科学信念、科学直觉、科学猜想和内在创造作为科学研究之基础的观点。波兰尼还鲜明地指出，科学从来就是由具有人性的个人知识构成的，科学是人的创造性活动。同时，我们也不能神化科学理论的作用，事实是，历史上许多重大技术成果，如内燃机的发明更多来源于创造性的经验和坚持不懈的“试错法”，而不是来源于已有的科学理论。