信息科学与信息科学与 技术导论技术导论信息科学与技术导论1. 大科学观2. 基础概念3. 信息获取4. 信息传递5. 信息处理信息科学技术与导论6. 信息执行7. 学科关系8. 学习导引9. 未来趋势10. 放眼社会第一章 大科学观1. 科学技术的本质使命2. 科学技术的发展规律1.1科学技术的本质使命1.1.1 1.1.1 什么是科学？什么是技术？什么是科学？什么是技术？ 科学，是人类创建的关于自然和社会（因而也包括人类自身）的本质以及它们的运动规律的开放性理论知识体系，它经过长期的社会实践而被人们逐渐发现、提炼和抽象出来，又经过长期的社会实践检验而得到确立和更新按照目前的认识和分类方法，科学的研究对象虽然千姿百态，大致可以分为两大门类：自然科学门类，社会科学门类前者是关于自然本质和自然运动规律的知识；后者是关于社会本质及其运动规律的知识研究领域还可以细分例如，自然科学知识又可以细分为数学、物理学、化学、天文学、地理学、生物学等基础科学知识，社会科学知识又可以细分为文学、史学、哲学、政治学、经济学、法学的知识 无论科学研究的内容如何丰富多彩，按照它们的性质，归根结底可以分为两大类型，这就是：对象的本质及其运动规律；本质及运动规律的应用方法。
前者称为基础科学；后者称为应用科学 1.1科学技术的本质使命科学知识体系是一个不断动态更新的开放体系所谓开放体系，是指这个知识体系的内容和结构不是终极的和封闭的，而是随着时间推移而不断增长和发展； 科学的定义科学的定义知识的形成是一个复杂的过程，至少需要经历两个基本的阶段，首先是在实践过程中有所发现和创新，然后是在实践过程中经历严格的检验和确证 v1.1.1 什么是科学？什么是技术？什么是科学？什么是技术？ 1.1科学技术的本质使命1.1.1 1.1.1 什么是科学？什么是技术？什么是科学？什么是技术？ 科学不是一种不受任何约束的“自由意志的创造”科学的发展必然受到社会需求和社会知识状况的双重约束 一方面科学能够研究什么问题，受到当时人们所拥有的知识的约束，科学是规律的发现，不是异想天开胡思乱想没有必要的知识积累，不可能侥幸成功 另一方面，即使人们获得了某种科学成果，如果社会没有产生这种需求，社会就不会加以关注，成果就会被埋没被遗忘科学”应当包括自然科学和社会科学两个基本门类但是由于历史形成的习惯，人们往往只把自然科学称为“科学”这当然丝毫也不意味着社会科学不是科学毫无疑问，社会科学也是科学的一个重要的门类。
虽然由于研究的对象领域不同，社会科学在长期的发展中逐渐形成了一套与自然科学不尽相同的研究方法为了避免历史造成的误解，应当将把自然科学称为“狭义的科学”，或者就直截了当地称之为自然科学；而把自然科学和社会科学都包含于其中的科学称为完整意义上的科学不过，为了表述上的简洁，在不引起误解的情况下，按照历史上的习惯，把自然科学简称为科学也应当是允许的1.1科学技术的本质使命1.1.1 1.1.1 什么是科学？什么是技术？什么是科学？什么是技术？ 技术，也叫工艺学，是人类创造的关于如何认识自然和如何改造自然的工艺方法体系，它从实践过程中被人们逐渐总结出来，或在科学理论指导下被人们发明出来，经过实践的检验而逐渐得到确认和应用 对照科学的定义可以看出，科学是关于事物本身的本质及其运动规律，是关于事物本身的知识体系；技术是人类创造出来用以解决问题的方法，是关于如何认识自然和如何改造自然的方法体系技术通常有两种不同的存在形态：一是抽象的方法，一是具体的方法抽象的方法只告诉人们应当怎么做，是一套操作的程序，称为技术方法；具体的方法则把一套操作程序固化成为一种可以实际操作的工具，称为技术工具科学作为一种理论知识体系可以告诉人们“事物的本质和运动规律是什么”，技术则可以告诉人们“怎么做才能更好地认识事物和改变事物达到某种预期的目的”。
因此，科学与技术结合在一起就可以为人们提供相对完整的知识科学与技术之间还存在一种相互作用相互促进的关系：科学理论可以指导人们发明创造新的更好的技术方法和技术工具，而技术方法和技术工具又可以反过来帮助人们更好地认识对象的本质和运动规律1.1科学技术的本质使命1.1.2 1.1.2 科学技术的发生学科学技术的发生学 人类的进化分为两个基本阶段：首先是生物学进化阶段（初级进化阶段），这是一个漫长的进化阶段；然后才是文明进化阶段（高级进化阶段），这一阶段至今仍在继续，而且演进得越来越快速，越来越高级在生物学进化的阶段，人类主要通过自身各种器官功能的分化和强化来增强自身的能力直立行走，手脚分工，是人类生物学进化阶段的主要成果由四脚行走进化到直立行走，人类的视野大大开阔了，认识环境认识世界的能力大大增强了，也使人类身体的灵活性大大增强，适应环境的能力大大提高通过手脚分工，人类的双手从行走功能中获得解放，手的功能大大增多，变得更加灵巧，使人类适应环境和改造环境的能力空前增强不难理解，由于人类生理器官功能分化和强化的有限性，人类生物学意义上的进化过程不可能无限制地展开，因而不可能无限制地取得显著成效当人类自身器官功能的分化和强化达到或接近饱和程度之后，由生物学进化所带来的新的能力增强必然逐渐进入相对稳定的状态。
然而，人类争取更好的生存和发展条件的需求却永无止歇地增长1.1科学技术的本质使命1.1.2 1.1.2 科学技术的发生学科学技术的发生学 与通过人类自身内部器官功能的分化和强化来增强人类能力的“生物学进化”完全不同，“文明进化”是通过利用外部世界的力量来增强人类自身的能力的生物学进化是“着眼于人体内部”，文明进化是“着眼于外部世界”它们是两种不同的、然而又是相辅相成的进化机制：生物学的进化是初级的进化；文明进化则是高级的进化一般地说，生物学进化阶段不可能有文明进化的机制，但是文明进化阶段并不排斥生物学的进化机制，如果后者还有潜力的话人类由生物学进化阶段向文明进化阶段的转化，由“内部器官功能的分化和强化”机制向“利用身外之物强化自身功能”机制的转化，是科学技术发生的前提条件如果没有这个转化条件，如果没有“利用身外之物，扩展自身能力”这种需求，那么，科学技术是永远也不会发生的总之，“人类不断改善生存发展条件（因而不断增强自身能力）的需求”造就了“科学技术发生的前提”；而人类的“生物学进化”向“文明进化”的转变则是“科学技术发生的机制”这两者在一起，就构成了科学技术的“发生学”原理科学技术之所以会发生，根本原因在于要“利用身外之物强化自身能力”。
这里的“身外之物”就是科学技术利用外部的资源所创造的各种工具，正是通过使用各种各样的工具，才可以使人类的能力得到加强1.1科学技术的本质使命1.1.2 1.1.2 科学技术的发生学科学技术的发生学 文明进化的机制是怎样出现和建立的？其实，这个过程很自然，但是却可能经历了相当长的摸索时间科学技术之所以会发生，根本原因在于要“利用身外之物强化自身能力”这里的“身外之物”就是科学技术利用外部的资源所创造的各种工具，正是通过使用各种各样的工具，才可以使人类的能力得到加强因此，科学技术从它诞生的那个时刻起，就是为了辅助人类扩展认识世界、适应世界和改造世界的能力，为了使人类能够不断改善自己生存和发展的条件如果不是因为存在“辅助人类扩展能力”这种内在固有的需要，科学技术本来是没有发生的理由和发生的机缘的辅人”（利用外部的资源制造工具，辅助人类扩展自身的能力）是科学技术所以能诞生的唯一原因反之，如果人类没有“利用身外之物制造工具来强化自身能力”这样一种需求，科学技术再好，也没有发生的根据，因此没有发生的可能这就是科学技术的本质特征，是科学技术固有的天职和本性这也就是“科学技术辅人律”的真正意义和全部内涵。
1.1科学技术的本质使命1.1.2 1.1.2 科学技术的发生学科学技术的发生学 “科学技术辅人律”原理可以归结为图所示的模型图中表明，古代人类赤手空拳地与劳动对象打交道（虚线所示），生产力十分低下，生存发展的条件非常艰难人类为了生存与发展，就必须不断增强自身的能力于是，一方面由于“扩展能力以改善生存发展条件”需求的推动，同时也由于在实践中对劳动对象的性质逐渐有所了解，慢慢地、自觉不自觉地出现了朦胧的科学技术萌芽（如上面所描述的“原始杠杆”）后者利用外在的资源制造简陋的工具，实现了对于人类生存（认识世界和改造世界）能力的扩展1.1科学技术的本质使命1.1.3 1.1.3 科学技术的使命科学技术的使命 科学技术发生学的原理深刻地揭示了科学技术的本质使命是“利用外部资源，创制先进工具，扩展人类能力”科学技术数千年（甚至数万年）发展的整个历程也同样证明，科学技术始终在忠实地履行着“利用外部资源，创制先进工具，扩展人类能力”这一天赋的本质使命表1.1就是科学技术发展历程及其本质使命的简要总结1.1科学技术的本质使命1.1.3 1.1.3 科学技术的使命科学技术的使命 u表中载明，古代科学技术的代表是材料科学技术，它的本质使命是：利用物质资源创制质料工具（只利用各种不同的物质资源制成的工具，比如锄头镰刀弓箭棍棒等等），扩展人类的体质能力；近代的材料科学技术继续得到日新月异的发展，但是表征性的科学技术却是能量科学技术，它的本质使命是：利用动力资源（与物质资源结合在一起）创制动力工具（同时利用物质和能量两种资源制成的工具，如各种机车机床飞机轮船等等），扩展人类的体力能力；现代社会的材料和能量科学技术都继续得到突飞猛进的发展，但是表征性的科学技术却是信息科学技术，它的本质使命是：利用信息资源（与物质和能量资源有机结合）创制智能工具（综合利用物质、能量和信息三种资源制成的工具，如人工智能专家系统和智能机器人等等），扩展人类的智力能力。
u可见，自古至今，科学技术始终不渝地贯彻着自己的使命，从扩展人类的体质能力发展到扩展人类的体力能力再进一步发展到扩展人类的智力能力，由简单到复杂，循序渐进由于人类智力能力的扩展空间无穷无尽，因此，它既是现代科学技术的本质使命，也是未来科学技术要继续履行的本质使命1.2 科学技术的发展规律1.2.1 1.2.1 人类能力的进化人类能力的进化既然科学技术是为增强人类的能力服务的，那么，人类具有哪些能力？科学技术是怎样增强这些能力的？本小节首先讨论能力的概念和人类能力的分类，给出本书的分类方法，在此基础上，结合人类社会的发展考察人类能力的进化什么是能力？人类拥有哪些能力？ 能力一词人人皆知，可要给能力下定义，却远非易事心理学家们从心理学研究的角度给出了很多观点，如：前苏联心理学家斯米尔诺夫认为：能力是作为成功地完成某种活动的条件的那些个性心理特征鲁宾斯坦提出：能力是在个体中固定下来的、概括化了的心理活动的系统目前较为综合的观点认为，能力是人们顺利完成某种活动所必须具备的，并直接影响活动效率的那些个性心理特征1.2 科学技术的发展规律1.2.1 1.2.1 人类能力的进化人类能力的进化心理学还认为，人的能力种类很多，可以根据不同的标准进行分类，如：按照倾向性可以划分为一般能力和特殊能力；按照功能可以划分为认知能力、操作能力和社交能力等。
在心理学领域以外，人们也有不同的见解，如： 能力总是同人的某种活动相联系并表现在活动之中一方面能力是在活动中形成、发展并表现出来的；另一方面，从事某种活动又必须以一定的能力为前提 能力是人的综合素质在现实行动中表现出来的，正确驾驭某种活动的实际本领、能量和熟练水平 能力是实现人的价值的一种有效方式，也是左右与支配人生命运的一种主导性的积极力量从生存与适应角度来看，人类有嗅觉、听觉、视觉等能力；从活动角度来看，人类有创造力、思维力、决断力、应变力、执行力、组织力、交际力、表达力、自制力等1.2 科学技术的发展规律1.2.1 1.2.1 人类能力的进化人类能力的进化人类能力的进化历程人类能力伴随着人类的出现而产生，也跟随着人类的进化和人类社会的前进而发展体质、体力和智力能力三者互相支。