技术科学的学科体系、学术体系与话语体系_杨中楷.pdf

614 2023 年.第 38 卷.第 4 期*通信作者资助项目：国家社会科学基金重大项目（20&ZD074）修改稿收到日期：2023年 3月29日学科发展Disciplinary Development引用格式：杨中楷,林德明,梁永霞.技术科学的学科体系、学术体系与话语体系.中国科学院院刊,2023,38(4):614-621,doi:10.16418/j.issn.1000-3045.20230202003.Yang Z K,Lin D M,Liang Y X.Disciplinary system,academic system and discourse system of technological sciences.Bulletin of Chinese Academy of Sciences,2023,38(4):614-621,doi:10.16418/j.issn.1000-3045.20230202003.(in Chinese)技术科学的学科体系、学术体系与话语体系杨中楷1 林德明1 梁永霞2*1 大连理工大学 科学学与科技管理研究所 大连 1160242 中国科学院文献情报中心 北京 100190摘要 1957 年，钱学森在科学通报发表了论技术科学一文，从此奠定了中国技术科学研究的基点。但此后的 60 余年中，技术科学思想几番浮沉，未能得到稳定的重视和支持。及至 2021 年，习近平总书记在中国科学院第二十次院士大会、中国工程院第十五次院士大会、中国科协第十次全国代表大会上对技术科学做出了重要论述，技术科学迎来了新的历史机遇期。在习近平总书记重要论述的指导下，文章从学科体系、学术体系和话语体系 3 个维度对技术科学进行学术化阐释，为我国科技创新事业的发展提供决策参考和知识体系支撑。关键词 技术科学，学科体系，学术体系，话语体系，自主知识体系DOI 10.16418/j.issn.1000-3045.20230202003“技术科学”一词在我国的出现，源自 1957 年钱学森在科学通报发表的论文论技术科学 1，在该文中明确提出了一个新的知识部门：技术科学。郑哲敏2认为：“技术科学的兴起、发展和繁荣是 20 世纪世界科学技术史的大事。”从世界范围来看，虽然“技术科学”的提法在欧美并不流行，但事实上美国之所以能成为全球科技强国，却是与该国技术科学的发展和强盛密不可分3。那么，为什么 60 年前已经提出的先进思想未能很好地实现呢?“总的来讲，是科学界、政府和民众对技术科学的性质、作用没有充分的认识。”22021 年 5 月 28 日，习近平总书记在中国科学院第二十次院士大会、中国工程院第十五次院士大会、中国科协第十次全国代表大会上指出：“现代工程和技 院刊 615技术科学的学科体系、学术体系与话语体系术科学是科学原理和产业发展、工程研制之间不可缺少的桥梁，在现代科学技术体系中发挥着关键作用。要大力加强多学科融合的现代工程和技术科学研究，带动基础科学和工程技术发展，形成完整的现代科学技术体系”，“努力构建中国特色、中国风格、中国气派的学科体系、学术体系、话语体系”。习近平总书记重要论述提出了新时期如何更好地发挥技术科学的桥梁作用、形成完整的现代科学技术体系的时代命题，需要学界来解答。基于此，本文将按照技术科学的学科体系、学术体系、话语体系 3 个维度进行重新阐释。阐释的目的一方面是廓清对技术科学的模糊认识，正确认识基础科学、技术科学和工程技术的关系，以更好地发挥技术科学在我国科技创新实践中的重要作用；另一方面则是希望建构基于技术科学的中国科技创新自主知识体系，为我国科技创新实践提供理论指导，也为科技创新的全球话语体系做出中国贡献。1 技术科学的思想来源1936 年，钱学森到加州理工学院攻读博士，其导师是世界力学大师冯 卡门教授。冯 卡门是美国近代应用力学奠基人，也是德国技术科学的先驱者普朗特的学生。冯 卡门的科研和教学实践充分体现了技术科学的思想。钱学森在冯 卡门的指导下，创造性地提出要把科研成果和工程经验结合在一起，在科学和工程之间架起一座“桥梁”。这是他技术科学思想的实践源泉4。1957 年，钱学森在全国首届力学学术会议作了主题报告论技术科学1，后将此报告改写为论文发表在科学通报上，引发了强烈的反响。在这篇文章中钱学森首先提出“基础科学技术科学工程科学（工程技术）”3 个层次理论。作为钱学森的学术通信伙伴，刘则渊4对钱学森的技术科学思想进行了非常深入的研究，对基础科学（自然科学）、技术科学和工程科学的概念，以及区别与联系做出了精辟的论述（表 1）4。技术科学思想的形成在早期是缺乏哲学理论基础的，属于经验层次的实践总结。钱学森认真学习了实践论矛盾论等马克思主义哲学思想论著之后，对于技术科学的认识和理解上升到哲学高度。钱学森5认为，技术科学连同与之密切关联的自然科学和工程技术活动一起，都以马克思主义哲学为其指导思想。在马克思主义哲学和基础科学之间有一个中介哲学原理，那就是自然辩证法。自然辩证法广义上虽属于马克思主义哲学范畴，但其在认识世界、改造世界以及推动科学技术发展等方面的作用使其可以被作为独立的范畴而列入科学技术知识体系之中。按认识世界和改造世界的介入程度不同，可以将科学技术体系划分为若干纵向层次：马克思主义哲学自然辩证法基础科学技术科学工程科学（工程技术的知识形态）工程技术活动（图 1）。从各层次的属性和功能来看，从上到下改造世界的实践性、特殊性逐渐增强，愈加面向具体的工程技术实践；相邻的两层之间，上层都是下层的理论基础，下层都是上层的具体应用。2 技术科学的学科体系作为一个普遍概念，技术科学一词有着较为丰富的外延。就像自然科学包括物理学、化学、生物学等学科一样，技术科学同样可以列出一长串学科名单。在论技术科学1一文中，钱学森以力学、流体力学和固体力学为例对技术科学的内涵进行了阐释，并且列出了一系列技术科学的学科名单。参照钱学森举出的范例，结合技术科学的内涵、外延及其在科学技术体系中的地位，绘制技术科学的学科体系图（图 2）。如图 2 所示，技术科学的学科体系大致分为 3 个方面。616 2023 年.第 38 卷.第 4 期学科发展2.1 基于自然科学理论、作为工程科学共性基础的普通技术科学这一类中主要包括技术科学核心的学科，是介于基础科学和工程科学（技术）中间的相关学科。此类学科源于自然科学的研究成果，或在自然科学转化为工程技术的过程中产生，或由工程技术实践反哺自然科学所激发，为工程技术实践提供理论支持和知识支撑。当然，不同的工程技术领域中个性技术和共性技术难以区分得非常清楚，技术科学各个学科之间也存在着交叉、重叠等现象，其边界也不是非常明显的。2.2 横跨自然科学、技术科学和社会科学的方法性的横向技术科学在将技术科学的基本原理运用到工程技术实践的过程中，还需要辅之以相关的技术性学科。工程技术实践需要考虑可靠性、稳定性等多方面的指标约束，也需要开展技术预见、技术决策等必要的工程技术管理活动。像技术预见、决策（有社会科学方法的应用），以及工程可靠性、稳定性等学问具备普遍性，也已形成较为成熟和正规的知识体系，可将其称为横向技术科学，归入广义技术科学的学科范畴。表 1 基础科学、技术科学、工程科学的区别4Table 1 Differences among basic science,technological sciences,and engineering science4基础科学技术科学工程科学定义关于自然界物质运动形式的普遍规律和理论的学问关于人工自然过程的一般机制和原理的学问关于设计和建造特定人工自然过程的专门技术学问对象自然界人工自然、技术活动人工自然、工程建设活动性质知识形态生产力，知识的高度普遍性，整个自然科学的基石基础科学知识向现实生产力转化的中介，工程技术的基础解决直接现实生产力，知识的高度实用性与专业性目的认识自然，揭示自然规律改造自然，认识人工自然规律，揭示同类技术的原理改造自然，建造人工自然学科数学、物理学、化学、生物学、地质学、天文学等应用力学、工程物理、电子学、机械原理、化工原理等机械工程学、化学工程学、电子工程学、水利工程学等方法科学实验、科学假说、公理系统、直觉、数学科学实验、技术试验、数学 工程试验、工程设计与建造 逻辑个别到一般唯象理论、一般到个别、特殊到普遍依据标准、规范、规程，一般到个别，普遍到特殊成果论文、发现自然现象、发现科学定律、假说论文、技术原理、发明专利、实验报告、试验装置、模型论文、专利、工程设计、工程建设方案、标准、工艺、技术产品评价实验标准：检验真理性、论文水平与被引次数、社会效果实验标准：检验原理正确性、论文学术水平与被引次数、广泛实用性、潜在经济价值试验标准：工程可行性、专利转让、多元价值标准图1 科学技术知识体系的纵向结构Figure 1 Vertical structure of scientific and technological knowledge system马克思主义哲学自然辩证法基础科学技术科学工程科学工程技术活动改造世界 实践性 特殊性 认识世界 抽象性 普遍性 院刊 617技术科学的学科体系、学术体系与话语体系2.3 由自然科学、技术科学与社会科学相互交叉渗透形成的社会技术科学钱学森指出：“其实技术科学对其他科学的贡献还不仅限于自然科学，部分的还踏入了社会科学的领域中去了。”随着工程技术实践中社会问题的不断出现，社会科学正在且已经融入了工程技术活动之中。比如，工程技术活动的经济学管理学研究、工程技术对自然界的影响研究等，既超越了原有的社会科学研究范畴，又有力地保障了工程技术活动与人、社会和自然界的和谐，也被归入广义的技术科学范畴。3 技术科学的学术体系目前，学术界一般认为学术体系应包括理论知识体系和研究方法体系两大部分。理论知识体系包括概念、思想、观点、学说、知识、原理等方面，研究方法体系强调解题思路、策略、技术、程序、工具等。具体到技术科学的学术体系，应该包括技术科学的知识表现形态和技术科学的科学研究方法两部分内容。3.1 技术科学的知识形态技术科学把自然科学基础理论变为一般技术原理的概念体系，包括一系列技术术语与技术规律，用以描述某一类人工自然过程与人工物质实体，从而为创建具体的人工过程或技术装置提供了理论根据。其知识一般表现为 3 个形态6。（1）一般技术概念与原理。关于某一类人工自然过程的技术概念与原理。例如，把流体力学普遍规律变为较为普遍的各类叶轮机械的三元流动规律；把固体物理学关于固体结构与相变的普遍规律应用于金属中所建立的金属结构、组织及相变的一般技术原理。（2）技术实验的一般理论。例如，建立一般叶轮机械的实验装置及模拟叶轮机械运行中的流体运动的相似理论及其他相关理论。（3）应用数学及模型方法。例如，对一般技术原理(如叶轮机械三元流动规律)定量表述的有关应用数学方法，以及对一般技术装置或实验装置中人工过程描述的数学模型工具。图2 技术科学的学科体系图Figure 2 Disciplinary system diagram of technological sciences科学技术方法论科学-技术-工程系统自然科学实用部分部门技术科学专业工程科学工程技术实践横向技术科学普通技术科学社会技术科学自然科学社会科学技术科学其 他模 型系统分析可靠性分析技术决策技术预见热 工 学电 工 学电 子 学工程物理工程力学计算机学技术美学技术伦理学技术生态学人类工程学技术管理学工程经济学a.机械工程学b.化工工程学c.水利工程学A.机械原理B.化工原理C.水工原理618 2023 年.第 38 卷.第 4 期学科发展3.2 技术科学的科学研究方法从历史经验来看，19 世纪下半叶20 世纪上半叶，热机技术使热力学理论建立起来，工程热力学又使热机效率大大提高。20 世纪下半叶，在光的受激辐射理论指导下，产生了激光技术原理，推动了激光技术发展，而激光技术的突飞猛进，又促进了激光科学不断丰富和完善。从宏观上来看，技术科学知