科学技术发展的特点和规律(文稿)

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1、科学技术发展的特点和规律科学技术发展的特点和规律 （文本根据教师授课录音整理）（文本根据教师授课录音整理） 鲍健强鲍健强 教授教授 第一章第一章 科学与技术的关系科学与技术的关系 第一节第一节 什么是科学什么是科学 什么是科学？既简单，又复杂。简单的是它在人们生活中出现频率最高，复杂的是真 正让你说明科学是什么，好像谁也说不清楚，包括专家学者。就像哲人讲的最简单的往往 是最复杂的，最复杂的常常是最简单的。 中国古代的科学叫什么？中国古代没有这“科学”两个字，术语它是用来翻译西方的 词的，早期不叫科学，早期我们中国人把它翻译成格致学（叫格物致知） ，中国早期的词语 中没有“科学”(SCIENCE

2、)，叫什么呢？科学叫“格物致知”这一点也许很多人不知道。格 物接触事物的意思；致知获得真知的意思。我国春秋战国时代的古籍礼记大学 曰:“致知在格物，格物而后知玉” 。明代有一本格致丛书 ，清代有一本格致原镜 ， 这些书相当于我们现在的百科全书。 科学术语翻译来自日本，后来是日本人把它翻译成科学的，日本有一位著名的科 学启蒙大师，教育家福泽瑜吉把(SCIENCE)译成了“科学” ，取代了“格致学” 。十九世纪末， 中国近代改良派领袖康有为先生从日本把“科学”一词介绍到中国，(当时包括孙中山在内 的众多革命家都留学日本，向日本学习)。从此， “科学”一词才开始流行。著名的“五四” 运动提出了“德先

3、生”(民主)和“赛先生”(科学)，使科学一词在民众中流传和普及。 有一个日本学者认为西方的学问跟中国的学问很不一样，中国古代的学问是文史哲不 分的，是通才之学，国同之学，西方的学问是一科一科的，所以他就把西方的学问翻译叫 科学，取分科之学的意思，这样的翻译从日本带回来了，早期的留学生带回来了，大家觉 得科学更能表明西方学问的特别，所以中国人用科学这个词也就是一百年左右，甚至广泛 传播开来不到一百年，但是在一百年之内，科学已成为现代生活中的最显眼的词语，五四 运动引进的德先生和赛先生，德先生就是民主，赛先生就是科学。科学一旦成为一个生活 中日常术语之后，人们再想说什么是科学就搞不清楚了，你问我什

4、么是科学我反而搞不清 楚，一问我反而不知道了。 西方的科学(SCIENCE)是从拉丁文中衍生出来，是指“学问” 、 “知识” 、 “智慧”的意思。 虽然科学由来已久，但是，科学家(SCIENIST)一词直到上个世纪才出现。1833 年，在剑桥 召开了英国科学促进会的一次会议上，著名的科学史和科学哲学家威廉。休厄尔建议仿照 “艺术家”(ARTIST)一词创造了一个新词“科学家” ，用来称呼像法拉第那样一些在实验室 中探索自然奥秘，增进人类自然知识的人们。 科学家是对从事科学研究工作的统称，在人类历史上，有四位杰出的科学家代表四个不 同时代的科学发展水平。 1、亚里斯多德-古希腊自然哲学集大成者，

5、工具论-三段论。 2、牛顿-近代经典物理学创立者，F=MA 主要研究宏观低速的物质运动， （三维空间） 惯性定律：动者恒动，静者恒静-第一推动力。 3、爱因斯坦-现代物理学革命的代表人物，E=MC2提出著名的广义相对论和狭义相对 论， （四维空间）增加了时间维，时间是不可逆的。 4、霍金-当代科学的杰出代表，提出了“宇宙 大爆炸理论” ， （一种科学，一种被科学界所接受的科 学假说） 。2002 年来到杭州，浙大演讲“膜的新世界” ， 我前面有一位浙大的女同学在记笔记“11 维空间” ， 我想这个“11 维空间”的概念对这个女同学有什么用？ 这时我才明白什么叫科学，科学不是功利的和实用的， 它

6、是问的是“为什么？”而不是“怎么办” ，怎么做是 技术问题，这个自然现象背后是什么规律？如何来说 明和解释这个规律是科学的任务。 1、从逻辑上看 第一，科学理论必须是自恰的，即本身能做到逻辑上的一致性，至少要能自圆其说， 不能前后自相矛盾。 第二，科学理论必须是简明的，不能包含不必要的假设和条件，为以后的失败留好了 退路，也就是说，要符合下面要谈到的“奥卡姆剃刀”的原则。 第三，科学理论必须是能够被证伪的，不能在任何条件下都永远正确、不能有任何的 修正。 第四，科学理论必须是有清楚界定的应用范畴的，只在一定的条件下、在一定的领域 中能够适用，而不是无所不能，无所不包。 2、从经验上看 第一，科

7、学理论必须有可以用实验或观察加以检验的预测，而不是只是空想。 第二，在实际上已有了被证实的预测，也就是说，一个科学理论不能只被证伪，却从 未被证实过，否则这样的理论是无效的。 第三，检验的结果必须是可以被别人独立重复出来的，而不是一锤子买卖，或者是只 此一家别无分店，只有你一个人做得出那个结果，别的研究者重复不出来，还要怪别人功 夫不如你。 第四，对于辨别数据的真实与否要有一定的标准，什么是正常现象，什么是异常现象， 什么是系统误差，什么是偶然误差，都要划分得清清楚楚，而不是根据自己的需要对结果 随意解释。 科学是一多维度、多层面的概念： 1、科学是一种知识体系 2、科学是一个历史过程 3、科

8、学有自己的范式、方法、价值和标准 4、科学是一种社会建制和组织体系 5、科学是一种文化现象 第二节第二节 什么叫技术什么叫技术 技术是什么？很直观，很具体。很实用。举个例子，90 年前（1919 年）的“五四运动” 的起因是巴黎和会在帝国主义列强操纵下，不但拒绝中国的要求，而且在对德和约上，明 文规定把德国在山东的特权，全部转让给日本。竟准备在“和约”上签字，从而 激起了中国人民的强烈反对。这个消息从欧洲到中国整整走了一个多月，而今天从中国到 欧洲只要十几个小时，消息是即时的，同步的，因为网络技术改变了世界，变成了一个地 球村，现在消息比一个自然村要快得多。这就是技术。看得见，模得着的。 另外

9、大家都知道欧洲“空客 308”是目前世界上最先进的飞机，已经实用化到中国试 飞。光一个起落架就有很多很复杂的技术，着落的一瞬间有很大的冲击力，都要做过计算， 材料强度，控制系统的实验和测试，是一种系统的技术。 现在大多数科技人员是从事技术和工程工作，有美国科学社会学家统计，2000 年来， 从事科技工作的人群中，从事科学研究的人比例从 90-95%下降到 5-10%，而从事技术和工 程的比例从 5-10%，而从事既有科学成份，又有技术成份工作的比例在 20%左右。 从科学原理和规律的揭示到制造成技术产品的周期越来越短，说明科学和技术的一体 化趋势。 NuVinci 无级变速自 行车之所以叫做

10、NuVinci，据说是因 为这部自行车是根 据达芬奇于十五世 纪九十年代绘制的 自行车手稿（如下 图所示）改良制作 而成。它通过特殊 的球形齿轮来改变 旋转圆周从而实现 所谓的“无级变速” （达芬奇曾经设计 过） 。 iPhoneiPone 毫无疑问是 2007 年最热的数码产品。虽然还未 进入国内，不过其功能特性早已为国人所熟知。它的入选绝 对是意料之中。 列表： 日光灯： 1859-1938年 用了79年成为用技术产品 采棉机： 1889- 1942= 53年 拉链： 1891-1918 =27年 电视： 1919-1941 =22年 喷气发动机 1929-1943 =14年 雷达： 19

11、22-1935 =13年 复印机： 1937-1950 =13年 蒸汽机： 1764-1775 =11年 尼龙： 1928- 1939 =11年 无线电报： 1889-1897 =8 年 三极真空管 1907-1914 =7 年 圆珠笔： 1938-1944 =6 年 激光： 1962-1962=1 年 技术常常不会是这也不可能，那也不可能，而是一切皆有可能。只要符合科学规律， 甚至无所不能。 （美国宇航局的飞行器可以像鸟一样，无人侦查机可以像蜻蜓一样。 ） 第三节第三节 科学与技术的关系科学与技术的关系 现在我们已经习惯把科学与技术统称为科学技术或科技，说明科学与技术呈现一体化 趋势，科学的

12、技术化和技术的科学化成为时代的特征。但是严格地说科学与技术是还有差 别，但界线比较模糊了。 现在大多数科技人员是从事技术和工程工作，但有美国科学社会学家统计，2000 年来， 从事科技工作的人群中，从事科学研究的人比例从 90-95%下降到 5-10%，而从事技术和工 程的比例从 5-10%，而从事既有科学成份，又有技术成份工作的比例在 20%左右。一般我们 把科学技术分为三个层面：基础研究、应用研究和开发研究。从事基础研究的人员叫科学 研究人员， 第四节第四节 科学精神和科学方法科学精神和科学方法 科学不仅是一种知识体系，一个历史过程，科学的核心是一种精神和方法。而中国的 文化传统中始终缺少

13、科学精神，缺少科学方法。尤其是科学的精神。 什么叫科学精神？ （1）怀疑一切的批判态度； （2）追求真理的献身精神； （3）尊重人格的宽容思想。 科学是追求真理的一个过程，任何科学的理论都是特定时代的产物，随着科技的发展， 认识水平和生产力水平的提高，科学理论都进一步发展，如从欧几里德几何学到非欧几何 学（在曲面上讨论几何学问题） ；从牛顿力学到量子力学（从认识宏观低速的物质运动到认 识微观高速的物质运动）科学是在怀疑中进步，在批判中成熟。 所以，科学精神是对原有的科学理论总是持怀疑和批判，西方对历史总是摇头的- 这不是终极真理，真理是发展的，科学理论也会发展，科学界没有权威，只有真理。 例如

14、，亚里斯多德关于“运动理论”-认为“重的物体比轻的物体下得快” ，1000 多年没有人怀疑，因为他是学术权威，人们非常崇拜，当两个人在讨论一个问题时，当时 只要有人站出来说，亚里斯多德说，双方都会停止辩论，听听亚里斯多德怎么说的。 但是，近代科学家伽利略不相信学术权威，他相信真理，他就进行了逻辑推理，发现 了“悖论” ，并在意大利比萨斜塔上做“自由落体实验”和斜面小球滚动实验，从而进行了 证明。 我认为，最关键的是在中国的文化传统中始终缺少科学与理性，缺少科学的思维和科 学的方法，尤其是科学的精神即怀疑一切的批判态度，追求真理的献身精神和尊重人格的 宽容思想。 其实，也许有人要问：在出现“科学

15、家”一词之前，像牛顿那样的大科学家叫什么？ 叫“自然哲学家” 。牛顿创立牛顿力学体系的原著是自然哲学的数学原理(1687 年)， 近代原子论的创立者道尔顿的著作化学哲学新系统(1808 年)，这以前的科学教科书都 叫自然哲学讲义 ，今天，凡在美国获得的博士都叫“PHD” (哲学博士)，因为在历史 上，那些只知道一点知识的，从事体力劳动人是工匠，所谓博士是知识渊博，是通古今之 变，明天地之理的人。当然，今天的博士也许只是某一个学科领域，某一个研究方向上的 一个专家，因为当代科学的领域的确是太大，范围太广。 科学从本质上讲是产生于西方，确切的讲是产生于欧洲。那么，东方什么时候接受科 学的呢？在日本

16、，19 世纪中叶以前的一个较长的历史时期，日本文化深受中国文化的影响， 尤其是儒家学说的影响，当时，日本的科学叫“格致学” 。当明治维新运动以后，日本人才 从荷兰引进近代自然科学，还包括社会科学，被称为“兰学” 。 当时，有人说，中国古代有过辉煌的科学成就，青铜、陶瓷、丝绸等等，这些都是技 术型、经验型、实用型的科学技术，(一个有趣的科学史实，中国的科学技术史是一个外国 人写的，是英国科学史专家李约瑟，写了十几卷)，有人说中国的科学技术犹如一条流入沙 漠里的大河，只有源，没有流。 关键是科学没有形成理论体系和思想体系，缺乏科学的思维方法有一个例子是非常典 型的：十六世纪近代科学革命最主要是方法上的进步，这个方法就是实验的方法，如伽利 略在研究力学时，就专门设计了小球的一个光