什么是科学技术

什么是科学技术（推荐8篇）

什么是科学技术 篇1

技术1：区块+链

关于如何建立一个严谨数据库的问题，区块链的办法是：将数据库的结构进行创新，把数据分成不同的区块，每个区块通过特定的信息链接到上一区块的后面，前后顺连来呈现一套完整的数据，这也是“区块链”这三个字的来源。

区块（block）：在区块链技术中，数据以电子记录的形式被永久储存下来，存放这些电子记录的文件我们就称之为“区块（block）”。区块是按时间顺序一个一个先后生成的，每一个区块记录下它在被创建期间发生的所有价值交换活动，所有区块汇总起来形成一个记录合集。

区块结构（BlockStructure）：区块中会记录下区块生成时间段内的交易数据，区块主体实际上就是交易信息的合集。每一种区块链的结构设计可能不完全相同，但大结构上分为块头（header）和块身（body）两部分。块头用于链接到前面的块并且为区块链数据库提供完整性的保证，块身则包含了经过验证的、块创建过程中发生的价值交换的所有记录。

区块结构有两个非常重要的特点：第一，每一个区块上记录的交易是上一个区块形成之后、该区块被创建前发生的所有价值交换活动，这个特点保证了数据库的完整性。第二，在绝大多数情况下，一旦新区块完成后被加入到区块链的最后，则此区块的数据记录就再也不能改变或删除。这个特点保证了数据库的严谨性，即无法被篡改。

顾名思义，区块链就是区块以链的方式组合在一起，以这种方式形成的数据库我们称之为区块链数据库。区块链是系统内所有节点共享的交易数据库，这些节点基于价值交换协议参与到区块链的网络中来。

区块链是如何做到的呢？由于每一个区块的块头都包含了前一个区块的交易信息压缩值，这就使得从创世块（第一个区块）到当前区块连接在一起形成了一条长链。由于如果不知道前一区块的“交易缩影”值，就没有办法生成当前区块，因此每个区块必定按时间顺序跟随在前一个区块之后。这种所有区块包含前一个区块引用的结构让现存的区块集合形成了一条数据长链。

总结区块链的基本结构：“人们把一段时间内生成的信息（包括数据或代码）打包成一个区块，盖上时间 戳，与上一个区块衔接在一起，每下一个区块的页首都包含了上一个区块的索引数据，然后再在本页中写入新的信息，从而形成新的区块，首尾相连，最终形成了区块链。”这个结构的神奇之处：区块（完整历史）+ 链（完全验证）= 时间戳

“区块+链”的结构为我们提供了一个数据库的完整历史。从第一个区块开始，到最新产生的区块为止，区块链上存储了系统全部的历史数据。

区块链为我们提供了数据库内每一笔数据的查找功能。区块链上的每一条交易数据，都可以通过“区块链”的结构追本溯源，一笔一笔进行验证。区块+链=时间戳，这是区块链数据库的最大创新点。区块链数据库让全网的记录者在每一个区块中都盖上一个时间戳来记账，表示这个信息是这个时间写入的，形成了一个不可篡改、不可伪造的数据库。我们认为，时间戳是区块链中一项伟大的技术创新，它可以证明什么呢？

技术2：分布式结构——开源的、去中心化的协议

我们有了区块+链的数据之后，接下来就要考虑记录和存储的问题了。我们应该让谁来参与数据的记录，又应该把这些盖了时间戳的数据存储在哪里呢？在现如今中心化的体系中，数据都是集中记录并存储于中央电脑上。但是区块链结构设计精妙的地方就在这里，它并不赞同把数据记录并存储在中心化的一台或几台电脑上，而是让每一个参与数据交易的节点都记录并存储下所有的数据。

1.关于如何让所有节点都能参与记录的问题，区块链的办法是：构建一整套协议机制，让全网每一个节点在参与记录的同时也来验证其他节点记录结果的正确性。只有当全网大部分节点（或甚至所有节点）都同时认为这个记录正确时，或者所有参与记录的节点都比对结果一致通过后，记录的真实性才能得到全网认可，记录数据才允许被写入区块中。

2.关于如何存储下“区块链”这套严谨数据库的问题，区块链的办法是：构建一个分布式结构的网络系统，让数据库中的所有数据都实时更新并存放于所有参与记录的网络节点中。这样即使部分节点损坏或被黑客攻击，也不会影响整个数据库的数据记录与信息更新。

区块链根据系统确定的开源的、去中心化的协议，构建了一个分布式的结构体系，让价值交换的信息通过分布式传播发送给全网，通过分布式记账确定信息数据内容，盖上时间戳后生成区块数据，再通过分布式传播发送给各个节点，实现分布式存储。

分布式记账——会计责任的分散化（Distributedaccountability）

从硬件的角度讲，区块链的背后是大量的信息记录储存器（如电脑等）组成的网络，这一网络如何记录发生在网络中的所有价值交换活动呢？区块链设计者没有为专业的会计记录者预留一个特定的位置，而是希望通过自愿原则来建立一套人人都可以参与记录信息的分布式记账体系，从而将会计责任分散化，由整个网络的所有参与者来共同记录。

区块链中每一笔新交易的传播都采用分布式的结构，根据P2P网络层协议，消息由单个节点被直接发送给全网其他所有的节点。

区块链技术让数据库中的所有数据均存储于系统所有的电脑节点中，并实时更新。完全去中心化的结构设置使数据能实时记录，并在每一个参与数据存储的网络节点中更新，这就极大的提高了数据库的安全性。

通过分布式记账、分布式传播、分布式存储这三大“分布”我们可以发现，没有人、没有组织、甚至没有哪个国家能够控制这个系统，系统内的数据存储、交易验证、信息传输过程全部都是去中心化的。在没有中心的情况下，大规模的参与者达成共识，共同构建了区块链数据库。可以说，这是人类历史上第一次构建了一个真正意义上的去中心化体系。甚至可以说，区块链技术构建了一套永生不灭的系统——只要不是网络中的所有参与节点在同一时间集体崩溃，数据库系统就可以一直运转下去。

我们现在已经有了一套严谨的数据库，也有了记录并存储这套数据库的可用协议，那么当我们将这套数据库运用于实际社会时，我们要解决最核心的一个问题（问题三）是：如何使这个严谨且完整存储下来的数据库变得可信赖，使得我们可以在互联网无实名背景下成功防止诈骗？

技术3：非对称加密算法

什么是非对称加密？简单来说，它让我们在“加密”和“解密”的过程中分别使用两个密码，两个密码具有非对称的特点：（1）加密时的密码（在区块链中被称为“公钥”）是公开全网可见的，所有人都可以用自己的公钥来加密一段信息（信息的真实性）；（2）解密时的密码（在区块链中被称为“私钥”）是只有信息拥有者才知道的，被加密过的信息只有拥有相应私钥的人才能够解密（信息的安全性）。

简单的总结：区块链系统内，所有权验证机制的基础是非对称加密算法。常见的非对称加密算法包括RSA、Elgamal、D-H、ECC（椭圆曲线加密算法）等。在非对称加密算法中，如果一个“密钥对”中的两个密钥满足以下两个条件：

1、对信息用其中一个密钥加密后，只有用另一个密钥才能解开；

2、其中一个密钥公开后，根据公开的密钥别人也无法算出另一个，那么我们就称这个密钥对为非对称密钥对，公开的密钥称为公钥，不公开的密钥称为私钥。在区块链系统的交易中，非对称密钥的基本使用场景有两种：

1、公钥对交易信息加密，私钥对交易信息解密。私钥持有人解密后，可以使用收到的价值。

2、私钥对信息签名，公钥验证签名。通过公钥签名验证的信息确认为私钥持有人发出。

我们可以看出，从信任的角度来看，区块链实际上是数学方法解决信任问题的产物。过去，人们解决信任问题可能依靠熟人社会的“老乡”，政党社会的“同志”，传统互联网中的交易平台“支付宝”。而区块链技术中，所有的规则事先都以算法程序的形式表述出来，人们完全不需要知道交易的对手方是“君子”还是“小人”，更不需要求助中心化的第三方机构来进行交易背书，而只需要信任数学算法就可以建立互信。区块链技术的背后，实质上是算法在为人们创造信用，达成共识背书。

技术4：脚本

脚本可以理解为一种可编程的智能合约。如果区块链技术只是为了适应某种特定的交易，那脚本的嵌入就没有必要了，系统可以直接定义完成价值交换活动需要满足的条件。然而，在一个去中心化的环境下，所有的协议都需要提前取得共识，那脚本的引入就显得不可或缺了。有了脚本之后，区块链技术就会使系统有机会去处理一些无法预见到的交易模式，保证了这一技术在未来的应用中不会过时，增加了技术的实用性。

一个脚本本质上是众多指令的列表，这些指令记录在每一次的价值交换活动中，价值交换活动的接收者（价值的持有人）如何获得这些价值，以及花费掉自己曾收到的留存价值需要满足哪些附加条件。通常，发送价值到目标地址的脚本，要求价值的持有人提供以下两个条件，才能使用自己之前收到的价值：一个公钥，以及一个签名（证明价值的持有者拥有与上述公钥相对应的私钥）。脚本的神奇之处在于，它具有可编程性：（1）它可以灵活改变花费掉留存价值的条件，例如脚本系统可能会同时要求两个私钥、或几个私钥、或无需任何私钥等；（2）它可以灵活的在发送价值时附加一些价值再转移的条件，例如脚本系统可以约定这一笔发送出去的价 值以后只能用于支付中信证券的手续费。

什么是科学技术 篇2

造成这一问题的根源离不开两个瓶颈——人和资源。首先, 技术创新主体之间无法有效衔接。现实中, 如企业、大学与科研机构的联系常常以孤立的项目为主, 缺乏长期、动态的合作, 使得技术的创新过程被线性分割, 其商业化过程独立于研发过程, 限制了研发人员与市场人员之间的合作。在此影响下, 资源尤其是核心资源之间的整合开发、系统配置与共享, 更是无法做到有效利用。从这点看, 打破技术创新主体之间的壁垒, 提升关键技术的产出能力, 为技术选择、研发和管理提供一套全面的工具和方法已成当务之急。

20世纪90年代后期, 技术路线图由此而生。无论是在企业、产业和国家发展中, 技术路线图为组织目标、技术资源和变化环境之间建立动态的关联, 对技术创新主体之间的需求进行战略性研究, 有效加强技术与市场、产品、业务流程之间的群体性沟通过程, 有利于集中有限的优势资源为产学研的结合构建平台, 为技术管理者指明应前进的方向。在此背景下, 技术预见也迎来了又一轮发展高潮。

料来源:P Groenveld 1998华盛顿技术路线图workshop

然而, 我们不能陷入技术路线图的热潮中缺乏理性的思考。有必要对技术路线图的内涵进行梳理, 探究技术主体在管理和创新中的思维逻辑, 从而正确指导技术路线图的应用。为此, 本文以技术路线图“是什么、做什么、怎么做”为主线, 解释技术路线图发展背后的逻辑。

技术路线图是什么——关于概念与内涵

技术路线图 (technology roadmap) 也称作技术地图、技术路径或技术标识等, 它是用来阐述技术和时间联系的图形方式。从技术自身发展看, 技术路线图表明了技术伴随时间而不断变化的趋势, 是一种纵向联系;从技术与市场、研发间的关系看, 技术路线图反映了不同技术创新主体间的合作模式, 是一种横向关联路径。技术路线图就是在纵横交错间形成的 (图1) 。

依托对基础科学的研究和预测, 罗伯特·高尔文1998年在美国《科学》杂志上发表了“科学路线图”一文。他首次提出, “技术路线图是对某一特定领域的未来发展的看法, 该看法集中了该领域中集体的智慧和最优秀的技术驾驭者的想象。一般是采用绘图的形式表达出来, 可成为这一领域可能发展方向的指南”。具有类似观点的, 如哈佛大学教授LM Branscomb (2000) 也把技术路线图定义为“以科学知识和洞见为基础的、关于技术前景的共识”。

从人员合作的过程看, David probert (2002) 把技术路线图定义为“利益相关者如何才能达到他们想达到的愿望目标的一些见解, 它是集群体之研究成果和该领域最权威专家对在那个领域变化需求的想象构成, 就像地图一样, 描述的是从一个地方到另一个地方的路径”。这与前者的理解有相似之处, 认为技术路线图的制作离不开合作团体, 这是团体创作的结果。

在此基础上, Kostoff和Rinne (2006) 进一步从技术路线图工具性的结果来阐释, 认为“路线图把研究计划、发展计划、能力目标和需求明确联系起来, 是一种很形象的工具”。他们分析了技术路线图对于产品发展的延伸作用, 强调通过该工具来推动技术有效执行。

不难看出, 国外学者对技术路线图的定义分为两类:过程型定义和结果型定义。过程型学者主张技术路线图是相关利益者达成一致的过程, 代表国家如英国和加拿大。结果型学者则强调路线图是某一领域可能发展方向的一个详细目录。它包含了技术发展的方向, 是技术发展的愿景图。这类学者以美国学者居多。

根据这两类定义, 结合我国技术预见现状, 我国学者也纷纷予以概述。如李雪凤和仝允桓、谈毅 (2004) 提出技术路线图反映了对某一领域前景的看法, 以及实现该前景的方法。长城企业战略研究所 (2006) 指出, 技术路线图是用简介的图形、表格、文字等表述技术变化的步骤或技术相关环节之间的逻辑关系, 帮助使用者明确该领域的发展方向和实现目标所需关键技术, 理清产品和技术的关系, 包括最终的结果和制定过程。它是一种结构化的规划方法。

分析国内外学者的定义, 我们发现国内学者更强调对过程和结果的综合分析, 认为技术路线图是把产品的内容和技术的发展相联系的。它既为主体间的合作, 提供了最终可评估的结果性技术方案, 也作为过程管理工具, 帮助各主体识别未来的关键技术。

因此, 本文认为技术路线图是为了实现产品、科学和市场之间的需求, 准确预测某类领域前景并帮助实现的可视化技术工具。进一步说, 技术路线图应具有以下属性:一是作为过程, 它应是各种利益相关者观点的汇聚;二是作为产品, 它应将目标、资源及市场有机结合起来;三是作为方法, 它应用于企业、产业和国家不同层次的技术管理中。

技术路线图做什么——关于功能与类型

在技术演变的过程中, 功能差异决定了某种技术工具的应用领域和地位。

约翰·齐曼 (J.Ziman) 指出“不同规模、不同层次的各种技术形成相互共生、寄生与竞争的生态关系, 使得任何技术的生存与发展不是孤立的事件”。正因为每种技术在组合、共生、寄生与竞争上的关联制约性, 使得每一代特定的技术范式都有其限制。表1综合概述了20世纪以来技术管理工具的演变历程, 并指出了不同技术工具的优点与不足, 以及它们所解决的核心问题, 如表1所示。

技术路线图并不是技术管理中唯一的工具, 但它的出现弥补了以往工具中的不足。

比如在20世纪40-60年代, 技术预测、情景分析等方法已开始发展, 主要是解决“技术”问题。但多数属于探索性预测, 对已有技术发展轨迹的外推而不考虑未来可能的发展方向和突破, 多采用统计预测法和计量经济学方法, 其预测结果往往与实际情况偏离较大。20世纪60年代后, “需求”和“市场”因素越加受重视, 出现了高标准定位法等。虽然技术预见的手段更加科学, 但定量方法的应用也越加局限。人们意识到, 只有将战略性的预测与决策联系在一起, 引入定性研究方式, 才能有效识别未来技术发展的目标。

于是, 技术路线图作为一种技术预见的方法, 在20世纪中后期得到了各国学者的肯定。它帮助专家从客户需求的角度出发, 将市场、技术和产品有机结合, 为不同创新主体提供了合适的技术关联“着力点”。进一步说, 这些关联点体现了技术主体整合与系统发展的思维, 体现了战略性、协作性与广泛性, 弥补了以往技术工具的不足。

正是依据这些特征, 技术路线图也被分为不同类型。 (1) 从战略性角度划分, 如英国剑桥大学教授R.Phaal按照战略性目的, 把技术路线图分为以下:服务 (能力) 规划技术路线图、产品规划技术路线图、长期规划技术路线图、项目规划技术路线图、过程规划技术路线图、知识产权规划技术路线图、综合规划技术路线图。 (2) 从协作性角度划分, 如美国学者卡佩尔认为应根据路线图规划, 考虑不同主体间的协调, 并在此基础上探讨不同技术路线的内在规律、方法、特征及其用途。他主张从市场、产品、技术和行动主体的角度来构建路线图, 并探讨了产品路线图、技术路线图、风险路线图等, 来探讨行动主体的协作关系。 (3) 从广泛性角度划分, 如R.Albright和R.Schaller根据使用对象的广泛性, 把技术路线图分为:企业或者产品技术路线图、科学技术路线图、产业技术路线图和产品路线图。长城战略研究所也按此标准, 将其划分为国家技术路线图、产业技术路线图、产品技术路线图, 这也是我国普遍采用的划分方式。

无论是哪种类型, 技术路线图都为政府、科研单位和企业带来了明显改变。对于政府而言, 它改变了以往技术预见工具的片面性, 将社会、经济和文化等外部因素也考虑进来, 最大程度上避免了不确定性, 便于政府在宏观性布局中选择优先发展的重点。对于科研单位讲, 它为学者们提供了更广阔的研究视野, 便于识别限制知识和资源等创新的壁垒, 构建更广阔的合作共同体。对于企业来说, 它明确了技术研发和市场实现之间的关系, 有利于在最佳时间进入研发和及时推出新产品。

技术路线图如何做——关于绘制过程

技术路线图的地位日益重要, 那么应如何绘制不同类型的路线图?什么样的绘制过程才能造就一份好的路线图?这也本文要回答的第三个问题。

技术路线图过程有时也称为技术路线图法, 是指绘制技术路线图的过程, 也就是技术管理主体之间建立对未来看法的一致性, 并通过特定的程序和步骤来完成的过程。目前, 典型的绘制过程主要有以下:

第一, 针对企业产品的绘制过程。英国剑桥大学技术管理中心在《T-plan:the Fast Start to Technology Roadmapping——planning your Route to Success》中, 设计了针对企业制定的规划图, 即“T-plan”制图方法。这种方式已经被众多企业选用, 它分为标准化过程与专用化过程两类。

标准化过程包含4个连续的工作组 (workshops) , 前三个工作组分别对应技术路线图中市场、产品以及技术三个层面。通过判定主要的市场驱动因素, 明确市场与产品之间的关系, 进而总结产品特征与技术之间的关系, 最后将市场资源与技术资源绘制在一起, 描绘出不同层级之间的关联。专业化过程是根据不同企业的发展情境来制定的, 包括时间、层次和信息数量等, 如根据具体时间、特定的人力或物力资源、数据信息量来描绘反映特定目的的技术路线图。

第二, 针对技术管理和规划的绘制过程。美国圣蒂亚国家实验室商业战略发展部总结了一套一般性技术路线图的制作方法, 其步骤包括三个阶段:前期准备、路线图的开发、随后的行动。在第一阶段, 决策者应意识到路线图帮助他们解决的问题来源、类型等, 定义路线图的边界和范围, 从而保证相关利益者的持续参与。在第二阶段, 要经历7个步骤, 分别是确定对象-确定关键目标-表明主要的技术领域-提出技术解决的候选方案-建议应选择的方案-撰写描述性报告。最后在后继的第三阶段, 技术要达到不断更新、反馈的目的。

第三, 针对行业规划的绘制过程。澳大利亚的工业部曾给出一个国际上普遍认可的流程图: (1) 确定技术路线图的需求和收益, 判定行业是否需要技术路线图。 (2) 确定路线图制定过程中的参与主体, 明晰应由谁来负责的问题。 (3) 确定路线图绘制和执行中所需的各种资源, 包括人力和物力。 (4) 确定路线图的绘制过程, 在相关群体达成一致意愿后, 筛选专家和顾问来设计战略愿景, 制定短期、中期和长期的路线图。 (5) 确定反馈和更新系统, 解决路线图在执行中的监督与评价问题。

第四, 针对科学技术研究的绘制过程。根据上述三种类型路线图的研究, 美国Idaho国家工程和环境实验室总结了路线图绘制的一般程序, 并将其成功应用于科学技术研究中。他们指出技术路线图的绘制大体有4个阶段:路线图的启动、技术需求评估、技术对策制定以及技术路线图的执行 (图2) 。

综合来看, 制定一张好的技术路线图要注意以下要素:合理的人员构成、明确的角色划分、参与者的综合能力、路线图的标准化与情景化、完善的执行与评价系统、判定关键技术以及适当的投入。

结语

什么是科学 篇3

英文的science，法文的science，德文的Wissenschaft含义并不完全一样，它们都来自拉丁文的scientia，但或多或少有所转义。拉丁文的scientia继承了希腊文episteme的含义，其意思是“知识”、“学问”。出自它的各个欧洲语种的相应单词，都禀承了这个义项，但又或多或少有所偏离。英文偏离最多，science通常并不指一般意义上的“知识”(英文里有另外一个专门的词knowledge)，而是指像物理、化学这样一些“自然科学”(nature science)；法文和德文偏离得少一些，其中德文基本上保存着与scientia一样的意思(从构词形式上与英文的knowledge完全一样)，并不特指自然科学，也包括文史哲等人文学科。因此，我们可以说德文的Wissenschaft比较好地保存了希腊文episteme和拉丁文sci-entia的原始意含。

至此，我们便提出了西文语境下的两种“科学”概念：广义的科学指“知识”、“学问”，可以用德文Wissenschaft来标志，狭义的科学指“自然科学”，可以用英文的science来标志。在今天人文学科与自然科学长期隔绝、互不理解的背景下，人们很容易以为这是两种“自古以来”就并列发展的完全不同的东西。其实，自然科学与人文学科的分野只是近代以来的事情，也是在这种分野的过程中，“科学”狭义化成为“自然科学”。狭义的科学与广义的科学虽然有区别，自然科学与人文学科虽然有区别，但它们有着共同的历史来源，即都出自希腊的知识传统也就是广义的科学传统。正是这个共同的知识传统，将西方广义的“科学”，与非西方的，比如中国的知识、学术、学问区别开来。因此，在西方语境下来谈“什么是科学”，至少要涉及两个问题：第一，近代以来分化开来的自然科学与人文学科之间的根本区别，以及近代的自然科学与古代的希腊科学的根本区别是什么?第二，它们共有的希腊知识传统与非西方比如中国的学问传统之间的根本区别是什么?我们回答了第二个问题，便大体搞清楚了广义“科学”的基本含义；回答了第一个问题，便能大体明白狭义“科学”的基本含义。

先来考虑第二个问题：在西方世界影响深远的希腊知识传统与中国学术传统的根本区别是什么?我们用“科学”指称希腊知识传统，是因为这个传统不是一般意义上的全人类共有的知识传统，而是相当特别的学术类型。把它放在与中国学术相比较的位置上来看，就能够更清楚地看出它的特别之处来。我愿意指出两个主要的区别。从学问的目标上讲，希腊学术追求变动不居的世界“背后”的确定性知识，而中国学术追求生生不息的动态生活“之中”的实践智慧。希腊学术有很强的知识论传统，而中国学问是知情意合一的。希腊科学对于确定性知识的追求是通过发掘“观念”的“内在性”来实现的，这种观念的内在性也就是我们经常所说的“理性”。所以，希腊科学也被称为理性科学。“理性”是西方广义科学传统的关键词。这是第一个区别。第二个区别，可以从做学问的方法上考虑，希腊学术强调学者独自展开真理的历程，并且在这种展开之中相互批判、相互质疑，而中国学术则强调面向经典、“述而不作”，强调不同经典诠释者之间的“和而不同”。

从这两个主要的区别中间，我们可以看出西方(广义)科学的品格：对严格的确定性知识的追求，对内在固有的理路即理性世界的开掘，对批判、质疑、论证的推崇。这些品格也为西方狭义科学所继承，勿宁说，西方狭义的科学最突出的展示了这些品格。由此我们可以看出西方科学传统的统一形象和总的规定性：推理、论证、证明、演绎，是西方科学(学术)突出的方法特征。无论是中世纪的经院神学，还是现代的文艺批评、政治学说、法学理论，都禀有这些特征。近世哲学大家康德说：“任何一种学说，如果它可以成为一个系统，即成为一个按照原则而整理好的知识整体的话，就叫做科学……只有那些其确定性是无可置辩的科学才能成为本义上的科学；仅仅只是具有经验的确定性的知识只能在非本义上称之为学问(wissen)”(参见本书康德选文)，所表达的就是这种广义的科学概念。许多德国哲学家正是从这种意义上，反而认为自然科学不够“科学”，而他们自己所倡导的哲学比如康德的先验哲学、胡塞尔的现象学，才是真正严格意义上的“科学”。

再来考虑第一个问题：近代以来日益分化开来的自然科学与人文学科(人文科学)之间的根本区别，以及近代自然科学与古代希腊科学的根本区别是什么?作为近代以来从广义科学母体中分化开来的自然科学与人文科学，它们与希腊科学既有联系，又有不同程度的区别。联系的方面表现在，它们都继承了上述广义科学的一般品格：挖掘研究对象的内在理路，研究者之间相互质疑相互批判。它们与古典科学基本的分野则在于：它们不再是博通之学，而是专题化的“研究”。它们的研究对象不同：人文科学面对人的精神世界，自然科学面对物质世界。它们的研究方法也有所不同：人文科学主要面对经典进行“文本诠释”，而自然科学走上了“数学+实验”的实证道路；前者追求历史性解释，后者探索因果性说明。

近代自然科学继续希腊科学“探索内在性”的伟大事业。近代科学先驱们发现，自然界是一个“不以人们意志为转移的客观存在”，是一个按照自身固有的规律运动的世界，因此，探索自然的“规律”是人类理性能够做的最合适的事情。在这个意义上讲，近代的自然科学是对希腊理性科学的发扬光大，是把理性的“内在性逻辑”推向了一个极致。但是着眼于因果性规律的近代科学，也把理性片面发展成为一种“工具理性”，因而受到广泛的质疑，认为背离了希腊理性的完整性，而导致了片面的理性。这是近代自然科学与希腊科学的重大区别。

近代自然科学不是希腊意义上纯粹的科学，而是功利性、求力型科学。它以征服自然、利用自然，提高人类对于周围环境的掌控能力、按照人类自身的意志制造一个人工的生活环境为目标，因而它重视外在经验，重视有系统设计的、可重复的实验方法。它对数学的运用并不只是推究“道理”，而是将世界纳入可计算的网络之中，因而本质上受制于“控制”和“征服”的意志。正是由于征服和控制的意志要求“效率”的原则，使得近代西方的学术走上了分科化的道路，不仅自然科学脱颖而出，人文科学和社会科学也陆续按照分科化的原则建立起来。自然科学通过技术，最醒目地实现了近代求力意志，因而成为近代的显学，人文科学则相对受到冷落。

西方的广义的科学为何会有与中国的学术如此不同的特征，为何西方近

代的科学会显现出与古典希腊科学如此不同的特征，我在“科学与人文”(《中国社会科学》2001年第4期)一文中有过初步的解释。我认为，西方的学术与中国的学术走上不同的发展道路，与它们各自的基本人文理念和人文构架有关。所谓“人文理念”是由人性理想(人)和教化形式(文)共同组成。西方人文理念是“自由”，而教化形式是“科学”，而中国以儒家为代表的人性理想是“仁”，教化形式是“礼”。正是“自由－科学”和“仁－礼”的不同，导致了学术传统的不同。近代科学之所以与古典希腊科学不同，也是因为“自由”的理念本身发生了变化。

中国人系统引进西学是1840年鸦片战争之后的事情，动机是师夷之长技以制夷，而夷之长技不外乎“坚船利炮”，所以第一代出国留学者学造船学兵器者居多，但后来发现，夷之长技不仅是“坚船利炮”，更有支撑坚船利炮的一整套知识体系。这套知识体系初被译成“格致学”，在十九、二十世纪之交被正式定名为“科学”。这个译法来自日本，取“分科之学”的意思，以区别于中国传统的文史学不分的博通之学。

我们很容易看出，在这个背景下诞生的中文“科学”概念，特指在近代西方发展起来的作为“坚船利炮”之基础的近代自然科学，既不包含西方的人文科学，也不必然指涉希腊的纯粹理性科学。由于强调其“求力”特征(当时的中国人对西方的蛮力印象最深)，强调其功利性特征，所以在汉语使用中“科学”与“技术”往往放在一起合称“科学技术”或“科技”。我们甚至可以说，近代中国人讲“科学”的时候通常想到的是“科技”。也正因为如此，有些中国人也想当然的认为中国古代也有“科学”，只是不够发达而已。中国古代确实有非常丰富和发达的实用型知识，以解决和安排中国人民的衣食住行，但这些知识与西方的“科学”有根本的区别，不是一个知识类型。

这个情况当时就被有见识的中国人注意到。梁启超指出，中国人过分把科学工具化、功利化，是“把科学看得太低了，太粗了”，他还说，“就是相对的尊重科学的人，还是十个有九个不了解科学的性质。他们只知道科学研究所产生结果的价值，而不知道科学本身的价值，他们只有数学、几何学、物理学、化学……等等概念，而没有科学的概念”(“科学精神与东西文化”，《学灯》1922.8.23)近一百年之前的这种局面，今天并没有很大的改变。这本“科学读本”就是想正本清源，让西方思想家来讲述何谓“科学”，以纠正中国人心目中的“科学”形象。

前几年我为广西师范大学出版社编过一本《大学科学读本》。在那本书里，我基本上使用的是现代自然科学家的文章，用以说明自然科学的内在统一性，给读者提供科学的总体面貌；让科学家现身说法，见证科学的人文本性。现在编的这个读本，目标是正本清源，突现西方思想史背景下的“科学”观念，所以选取的都是哲学家的文章。这些哲学家，或者是西方广义或狭义科学传统的缔造者，或者是科学传统的批判者和反思者。他们都从某一个侧面揭示了西方科学的真相，合起来就构成了一幅比较完整的西方科学观念的图像。

科学是什么-教案 篇4

主讲 童康玲 课型：新授课 课时：1

一、教学目标：

知识与技能：

1、认识到科学需要的精神-不断探索和勤于思考

2、科学处处有科学，科学不仅仅是科学家的事。过程与方法：

1、通过了解科学家们的故事，了解科学需要的精神。

2、通过观察实验与游戏，培养科学概念。

情感与态度：认识到生活处处有科学，只要善于观察，我们也是一名小小科学家。

二、教学重难点：

学会观察生活中的现象，认识到我们身边处处有科学，我们生活离不开科学。

三、教学过程

上课前检查用具排放整齐情况。

上节课老师让同学们思考:科学是什么？谁来回答一下。【同学们回答】„„

【玩游戏】玩中学 游戏中的科学

【讲解】那么关于科学是什么，大家都有着不同的理解。那么大家的理解是否都正确呢，带着这个疑问我们进入今天的学习。

首先，我们大家一起来先来玩一个游戏，名字叫做《谁是大力士》

【游戏过程】

1、排除一对吸盘的空气，请同学们过来拉开。体验拉开吸盘需要的力。顺便选出力气较大和较小的同学进行下面的实验。

2、“站立”体验──谁是大力士。（１）实验指导。

听老师的口令：起立、坐下、起立、坐下。（学生反复做几次，感到起立坐下非常容易。）

经过刚刚的实验，我们请力气较大的同学，可以为力气较小的同学来做一下较量。让力气最大的学生端坐在讲台前的椅子上，双脚往前放。让力气最小的同学用手指抵住他的额头，不让他的身子向前倾。猜一猜，这位同学能站起来吗？（２）学生体验。

【思考分析】在这两个游戏中，第一轮力气大的同学居然被一个力气小的同学用一个手指就可以压在凳子上起不来。【同学们猜想】„„

那么这两个游戏里面看似简单，但是却蕴含着一定的科学道理。至于究竟怎么回事，大家猜想得对不对，在以后的学习中我们会解决这个问题。那么做这两个游戏的目的是想告诉同学们：生活处处有科学，我们的生活离不开科学。

【名人故事】聆听科学家故事，感受科学的力量

电视上许多科学节目，许多小朋友在搞一些小发明！那么发明是不是一种科学活动呢？“你们知道灯泡是谁发明的吗？”我会边指边说着教室里面的灯泡问。“是爱迪生吧！”有同学回答。“对，是美国科学家爱迪生发明的。他发明的灯泡对我们有什么好处呢？” 【学生思考回答】“灯泡给我们带来了光明！”

“有了电灯我们才能在阴天的时候看清黑板，才能看书写字。“有了台灯我们才能够在夜晚自由的活动。”。。。。

【讲解】赞扬。要知道，如果不是爱迪生发明了电灯，我们也许现在是还靠着煤油灯或者柴油灯生活着。那么当时我们我们的科学家爱迪生发明我们的电灯泡可不是一帆风顺的，他可是经历了整整几十年的时间，使用了一千多种材料，经历了1001次的实验才获取成功的。那么爱迪生的这个发明过程告诉了我们什么？ 【学生思考回答】

【讲解】发明是需要持之以恒，不断探索的精神的。所以同学们啊，不能够一遇到困难就想着放弃，我们要迎难而上，这样才能取得成功。为了同学们更好的理解科学，我再来问同学们一个问题：“当你看到飘落的树叶，果子你会想到什么？”“你知道世界上最出名的一个苹果是哪个苹果吗？” 【牛顿的故事】400多年前，英国有位科学家叫牛顿。一天，他正在苹果树下看书，忽然树上有个苹果掉在地上，这种司空见惯的现象引起了牛顿的思考。牛顿想，为什么苹果会落到地上，而不是向天上落呢？” “不仅如此，牛顿还做出了更大胆的想象，如果这棵苹果树长到月亮那样高，那么这个苹果还回落向地面吗？后来牛顿继续思考，终于发现了著名的万有引力定律。„„”讲完故事后，我问：“听了这个故事，你们受到了什么启示？” 【学生思考并做回答】。。【讲解】“说得好！当我们留心观察周围的事物并思考为什么时，科学探究活动就开始了。”

【科学探究】体验科学的探究过程，培养学生的探究意识

刚刚爱迪生的故事说明实验也是科学，那么我们为什么要实验呢？这个问题的回答前我们先一起来做个实验。

1、准备一个空杯，一个稍微硬点的纸片，水，大水杯。

2、空杯加上纸片，180度翻转。猜想：纸片会掉下来吗？

3、杯子装满水，180度翻转。猜想：水会倒出来吗？

4、装满水的杯子，盖上纸片。180度翻转。猜想：水会露出来吗？

【讲解】以上这些实验，同学们的猜想不一。只有通过我们的实验，才证明了我们的想法，是吧。所以说，实践是检验真理的唯一标准，而任何看起来多么有道理的猜测，都可能是错误的，都必须经过实践的检验！”

科学是什么 篇5

假如你想要到加拿大留学，那么最后的入学许可决定在于：你在高中最后一年或专科最后两年的平均成绩grade point average(GPA)。要进入加拿大的大学，最低可被接受之GPA为65%。

然而，加拿大留学读本科一些热门的课程或热门的大学，可能会要求学生有中等甚至较高的分数(85~89 分)。非常多人想申请但招收名额有限的课程，例如：工程或商科，比起文科或理科课程来说，一般都有较高的录取标准。

所以，你可能会发现，学校所列的大一最低入学要求是65分，但事实上商科的录取分数却是75分，而工程为80分这一类的。进入不同科系，所要求必须预先读过的课程各有不同。譬如，被许可进入工程学科系，但要求必须修过化学、物理或数学(微积分)、还有英文/ 中文。进入商学系，则要求必须修过至少十二年级(高三)的数学及英文/ 中文。文学院特别要求英文/ 中文。

安大略省的大学，会以你最好的六门主科平均成绩来计算你的GPA。卑诗省的大学则采用最好的四门主科，而其它省分将看你最好的五科成绩。在加拿大的每一所院校，都有它们自己的英语入学标准。

一般来说，加拿大留学读本科为了证明英语流利度，你必须提出一项标准化的测试结果，如：雅思(IELTS)、托福(TOEFL)、CanTEST 或CAEL。加拿大大学对托福的要求范围是550~600 分(59~60iBT /213CBT)。但大多数的大学是在550到560分左右。倘若你比较喜欢在加拿大大学校园内进行你的英语训练，而不想待在托福补习班，现在许多大学都提供条件式入学。条件式入学允许学生不必提出托福成绩，先以高中或专科的学业成绩来取得入学许可。不过，在注册进入学位课程之前，学生必须出示一项可被接受的托福分数或者是必须完成大学要求的的英语要求标准课程。

假如你未达最低的入学要求(GPA 或预先必修的课程)，或者假如你高职毕，你仍然可以获得大学录取，但是，在你被授予大学的完全准许入学之前，你有可能必须先完成学业的升级课程。有许多方法可以来完成这个升级课程，最简单的办法之一，就是进入卑诗省或亚伯达省的大学学院(university college)或专科学院(college)来同时完成你的学业升级和ESL 课程。

什么是RFID技术 篇6

RFID技术应用的核心是使每件商品都有特定的一段信息，以便与别的商品进行区分，另外一个重要环节就是在仓库的进出口都安装RFID读写器，会读取通过读写器的货物的信息，在仓库里面可以使用RFID的手持终端，对物品进行扫描。下面是小编为大家整理的什么是RFID技术，仅供参考，欢迎阅读。

RFID是一种非接触式的自动射频识别技术。它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术也可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。最基本的RFID系统由三部分组成，即标签(射频卡)、阅读器和天线。标签由耦合元件及芯片组成，标签含有内置天线，用于和射频天线间进行通信；阅读器是读取(在读写卡中还可以写入)标签信息的设备；天线的作用是在标签和阅读器间传递射频信号。有些系统还通过阅读器的RS232或RS485接口与外部计算机连接，进行数据交换。

RFID系统的`基本工作流程是，阅读器通过发射天线发送一定频率的射频信号，当射频卡进入发射天线工作区域时产生感应电流，射频卡获得能量被激活；射频卡将自身编码等信息通过内置天线发送出；系统接收天线接收到从射频卡发送来的载波信号，经天线调节器传送到阅读器，阅读器对接收的信号进行解调和解码，然后送到后台主系统进行相关处理；主系统根据逻辑运算判断该卡的合法性，针对不同的设定做出相应的处理和控制，发出指令信号控制执行机构动作。

RFID具备下列优点:

(I)RFID标签无需像条码标签那样瞄准读取，只要被置于读取设备形成的电磁场内就可以准确读到，更加适合与各种自动化的处理设备配合使用，同时减少甚至排除因人工干预数据采集而带来的人力资源、效率降低和产生差错以及纠错的成本。

(2)RFID每秒钟可进行上千次的读取，能同时处理许多标签，高效且高度准确，从而使企业能够在既不降低(甚至提高)作业效率，又不增加(甚至减少)管理成本的前提下，大幅度提高管理精细度，让整个作业过程实时透明，创造了巨大的经济效益;RFID标签上的数据可反复修改，既可以用来传递一些关键数据，也使得盯D标签能够在企业内部进行循环重复使用，将一次性成本转化为长期摊销的成本，既节约了企业运行成本，也降低了企业采用RFID技术的风险成本。

(3)RFID标签的识读，不需要以目视可见为前提，因为它不依赖于可见光，因而可以在那些条码技术无法适应的恶劣环境下使用，如高粉尘污染、野外等场合，进一步扩大自动识别技术的应用范围。

什么是科学技术 篇7

关键词：科学革命观,科恩

1 引言

美国当代著名的科学史家科恩在《科学中的革命》一书中对科学革命进行了批判性、分析性的历史研究, 作者在书中阐述了科学革命的四个阶段和判断科学革命的四项标准, 并以当时的社会革命和政治革命作为背景知识, 对17世纪到20世纪这400年间的科学革命进行了具体而深入的研究。这本书是对科学的研究由规范研究走向历史研究与实践研究的桥接性著作, 对于科学史与科学哲学专业具有非常重要的参考价值。

科恩在书中谈到了这么一个问题:把自己的工作描述成革命的科学家似乎为数不多。那种科学家直言不讳地称自己的贡献富有革命性 (或者认为自己的贡献将会导致一场革命、自己的贡献是革命的一个组成部分) 的事例, 充其量不过十几个, 按年代顺序, 这些科学家分别是:罗伯特·西默, J.-P.马拉, A.-L.拉瓦锡, 贾斯特斯·冯·李比希, 威廉·罗恩·汉密尔顿, 查尔斯·达尔文, 鲁道夫·菲尔绍, 乔治·康托尔, 阿尔贝特·爱因斯坦, 赫尔曼·闵科夫斯基, 马克斯·冯·劳厄, 艾尔弗雷德·魏格纳, 阿瑟·H.康普顿, 欧内斯特·埃弗雷特·贾斯特, 詹姆斯D.沃森, 以及伯努瓦·曼德布罗特[1]。科恩对这个问题进行了大约15年的研究, 但对科学家“为什么认为自己的贡献是革命性的”问题并没有直接给予回答, 下文我们就将结合科恩的科学革命观提出对这一问题的看法。

2 科学思想的重大重新组合

科学家为什么会认为自己的贡献是革命性的呢?这个问题可以从科学家的认知心理学、价值论或者社会学等方向进行思考, 但我们说, 最最重要的还是立足于科学家的科学实践的思考。这正如科恩指出的:“无论一种给定的有关科学变革的观念是受社会政治理论或社会政治事件的影响, 还是受其他外部原因的影响, 我们都可以胸有成竹地说, 它总要受到科学发展本身的影响——总要受到使科学家们对其领域的认识、或者使其专业中的实践一天天发生戏剧性变化的那些理论、发明或系统阐述的影响。”[1]所以, 通过对这些科学家的科学实践与思想方法的研究, 可以看到科学家们对科学革命都有一种一致的看法, “即所谓革命就是对科学思想进行一些重大的重新组合。”[1]也正因为认识到自己的工作引起了科学思想的重大重新合, 他们才把自己的贡献描述成革命性的。

科学思想的重大重新组合就是科学思想的整合、调节、转换、创新的过程, 创新是从现有科学母体中产生的, 而且革命常常是现行科学思想的一种根本性的转变, 是新的假设、公理, 是可接受性知识的新形式, 以及包括部分或全部这些性质同时还具有其他性质的新的理论的出现, 因此, 我们常看到许多富有创造性的科学革命的著作, 其书名中都使用了“新”这个字, 比如开普勒 (1609) 出版了一部以物学原理为基础的著作题为《新天文学》, 伽利略最后一部著作 (1638) 的题目是《两种新科学》, 等等。

让我们以拉瓦锡的化学革命为代表来分析这个问题。拉瓦锡燃烧本质“氧化说”的提出整合了当时对燃烧问题研究最前沿的四个人——波义尔、布莱克、普利斯特勒、卡文迪什的工作, 并对他们的工作进行了重大的调节与转换从而实现了创造。在1772年拉瓦锡重复了波义尔在燃烧方面所做过的一些实验, 证明非金属如磷以及金属如锡在空气中燃烧后增加重量。拉瓦锡用可能是由于吸收空气的缘故来解释重量的增加而不是用燃素的负重量或轻量来解释, 这是他的科学思想的最重要的转换与创造。当时拉瓦锡所知道的密度上与空气不同并为化合物所吸收的唯一气体是布莱克的“固定空气”或二氧化碳, 他设想大气中助燃的成分就是“固定空气”, 可是拉瓦锡发现磷不能在“固定空气”中燃烧, 而且这种气体一般不助燃, 因此他不得不放弃“固定空气”是导致燃烧和锻烧的大气成分的假说。1774年普利斯特列访问巴黎, 告诉拉瓦锡他发现他称之为“脱燃素的空气”的气体即现在所称氧气, 是将氧化汞加热后获得的。这就是拉瓦锡一直在寻找的那个大气中的活泼成分, 这样他的“氧化说”开始成形了。1781年普利斯特列把氢和氧混合在一起使之发生爆炸, 发现这些气体都用尽了, 只剩下一点露水;卡文迪许重复了这一实验, 发现一个体积的氧同2.02体积的氢结合就产生水。拉瓦锡从他的实验得出了现代的结论:水是氢和氧的化合物而不是一个元素。这是拉瓦锡实现对古老科学认识的又一次重大的转换, 现在拉瓦锡已经能够应付在他的新学说开始提出时所碰到的一个严重责难了。一种金属如锡或者铁在酸中溶解就放出氢而形成一种盐, 这种金属的灰碴溶解于酸而形成同一种盐, 但并不放出任何气体, 因此, 当时人们普遍认为氢就是燃素或者是水同燃素的结合。酸使燃素从金属中出来但不从灰碴中释放出来, 因为金属被设想是由灰碴和燃素所组成的。开始拉瓦锡不能根据他的新学说来说明这些现象, 但一旦弄明白水是由氢和氧所组成之后, 他就提供了另一种解释来代替燃素说:一个溶解于稀酸液中的金属摄取了存在于水里的氧, 形成它的灰碴或氧化物, 这种氧化物与酸结合而产生一种盐, 同时释放出水中的氢。这样, 拉瓦锡的学说在概括化学的已知事实上远比燃素说要满意得多, 因此燃素说很快就失去地位。最后, 拉瓦锡于1783年宣布了他在十年前所计划的化学理论的革新。

所以科学史家梅森写道:“他重复了赫尔蒙脱和波义耳的实验, 并比他的前辈从这些实验作了更多的推论, 但是一直到普利斯特告诉他关于氧的发现, 而且一直等到他获悉卡文迪许关于水的成分的研究之后才发表了他的理论。在重复英国同时代人的工作时, 拉瓦锡使用的实际方法都显然不及卡文迪许和普利斯特列所使用的方法, 但是他却在这些成果的基础上建立了一个崭新的理论体系。”[2]拉瓦锡实现创造的根本原因就是他对科学思想进行了整合、调节、转换、创新, 是科学思想的重大的重新组合, 也正是在这种意义上拉瓦锡认为自己的贡献是革命性。

再看达尔文的革命, 在1831年12月远征队乘“贝格尔”号在航海期间, 达尔文接受了赖尔的观点, 而且扩展了这些观点, 他在家信中说道:“我已成为赖尔先生在他的书中所发表的观点的一个热诚信徒了。在南美洲进行地质调查时, 我总尝试把书中的部分观点比赖尔推到更大的范围中去。”在“贝格尔”号的航程中所观察到的生物现象, 已经使进化的心思转到生物物种进化的可能性方面来了。达尔文就是这样把赖尔的方法和观点从地质学扩充到生物学上来, 并得出这样的结论:生物物种是逐渐进化而来的, 但是完成这个进化作用的过程他却是从另一个来源得到的。他写道:“1838年10月间, 也就是开始我的系统探索的十五个月之后, 我因为消遣偶然读到了马尔萨斯的人口论, 而我由于长期不断观察动植物的习惯, 对这种到处都在进行着的生存斗争, 思想上早就容易打官腔, 现在读了这本书立刻使我想起, 在这些情况下, 有利的变异往往易于保存, 而不利的变异则往往易于消灭, 其结果就会形成新的特种。这样我终于得到了一个能说明进化作用的学说了。”他还写道:“自然选择的概念的产生自我的可以称之为人工选择——那些为再生产而可能选择表现出理想特征的个体的动植物繁殖者的长期实践——的一个转化。”[2]

达尔文将赖尔的物种之间进行竞争的概念转变成为个体之间展开竞争的概念。在恩斯特·迈尔看来, 达尔文的自然选择进化论正是以这种“对每一个体的独一无二的特点的认识”为基础的, 这个认识对于达尔文思想的发展来说是“革命性的”。所以科恩指出:谁都知道, 达尔文并非信奉进化的第一人, 但达尔文的理论却是革命性的。换句话说, 达尔文并不只是重新阐述了关于进化发展的某些旧的一般思想, 而是为更进一步的讨论和科学的发展提出了新的富有挑战性的具体论点[1]。达尔文自己也正是从对科学思想的重大重新组织的意义上来理解自己的贡献的, 所以我们看到在1859年达尔文为赖尔的地质学革命而欢呼, 并且预言如果人们接受他本人的思想将引起一场“相当可观的自然史革命。”

3 科学观念和科学信仰的改变

革命总是与急剧的变化、根本性的转变以及广泛的影响性和震撼性联系在一起。称自身贡献是革命性的科学家们, 不仅认识到自己将引起科学思想的重大重新组合, 而且预期到自身的贡献将产生轰轰烈烈的科学观念和科学信仰的改变, 或者称为改宗运动, 也只有科学共同体的忠诚分布明显地实现了从旧观念到新观念的转换, 才标志着真正意义上的科学革命的完成。所以科恩在《科学中的革命》一书中多次谈到改宗:“科学革命的这一特征——赢得科学工作者——非常具有普遍性, 因此我把它的烈度作为从理论革命到科学革命转化的标志。”[1]“即使某位科学家的著作公诸于世了, 但在有足够数量的其他科学家开始相信论著中的理论与发现, 并且开始以新的革命的方式从事他们自己的科学事业前, 科学革命仍不会发生。在此时此刻, 能够导致科学革命的手段, 只不过就是把某位科学家或某一科学家小组成员思想上的成就进行公开的交流。这就是每一场革命的第四或者说最后一个阶段。”[1]“大部分失败的科学革命, 都是一些从未超出过我所说的论著中的革命阶段的革命。也就是说, 他们在科学共同体中未能引起人们足够的支持来重建能够构成一场革命的科学理论。”[1]

在认为自身的贡献是革命性的科学家中, 如拉瓦锡、达尔文有相当多关于“改宗”方面的叙述。1790年2月2日在拉瓦锡写给本杰明·富兰克林的信中, 他向富兰克林宣布, 法国科学家被划分为两个阵营:一个阵营的科学家墨守和坚持旧的常说和理论;一个阵营的科学家则站在他这一边。在报告了英国和德国的化学状况之后, 他断定:“因而, 在这里, 在人类知识的一个重要部分中发生了一场自您离开欧洲以来的一场革命”;同时又补充说:“如果您同意的话, 那我将把这次革命看作是充分发展了的甚至彻底完成了的革命。”1791年在写给夏普塔尔的信中, 拉瓦锡说:“所有年轻的科学家都接受了新的理论, 因此我断定, 这场革命是在化学中完成的。”[1]

达尔文在他的《物种起源》结尾处有一段极有洞察力的话:“虽然我完全相信此书观点的真理性……, 但是对于观点与我完全相反的博物学家, 我并没有期望能使他们信服, 他们的心目中充满从他们的观点去观察到的事实……但是我有信心面对未来, 面对那些年轻、正在成长的博物学家, 他们将能毫无偏见地看这个问题上的两种观点。”[3]而改宗思想在达尔文的通信中突出体现出来, 下面是他在1858年至1859年间几封信的片断:在1859年9月20日, 达尔文致C.赖尔的信中说:“你以前对物种不变性的怀疑, 也许比我的著作对你的改宗 (如果你已经改变了的话) 影响更大……无论我怎样表达对你的学说的信服都不过分, 上帝知道我从不逃避困难。我愚蠢地渴望着你的判决, 这并不是说你不改宗会令我失望, 因为我记得我花费了很长时间才转变过来, 但是如果你能转变过来的话, 我将是极为高兴的, 尤其是我对这种转变有一份功劳的话。”在1859年10月23日达尔文致W.D.福克斯的信中说:“我并没有傻到想使你改宗的程度。”在1859年10月15日达尔文致J.D.胡克的信中说:“赖尔准备重新阅读我的著作, 我仍然对他的改宗抱有希望, 或者按他的说法, 使他离经叛道了。”在1859年10月15日达尔文致T.H.赫胥黎的信中说:“我决不希望你转变到我的许多谬误上来。”在1859年11月11日达尔文致A.J.格雷的信中说:“赖尔……快转变到我的观点上来了。”在1859年11月13日达尔文致A.R.华莱士的信中说:“胡克认为 (赖尔) 完全转变了。”赖尔后来在给胡克的一封信中讨论了这个问题:“我发现, 我没有能够使过去反对达尔文甚至反对赫胥黎的人的态度有了多大程度的转变。他们必须放弃‘古老而长期为人们所珍爱的观点’”[1]。

科学家的观念和信仰的改变是非常不容易的, 人们常常引用普朗克的话来表明改宗之难:“新的科学真理不是由于说服它的反对派, 使他们接受而获得胜利, 而是由于这些反对派最终死去, 而熟悉它的新一代人成长起来, 使科学真理获得胜利。”[3]我们还可以以科学界改信爱因斯坦的革命性的光量子假说之难来说明这一点。作为证据, 佩斯引证了1922年爱因斯坦获得诺贝尔资金时的贺词:爱因斯不是因为他的相对论, 也不是他的光量子理论, 而是“因对理论物理学所作的贡献, 特别是因发现了光电效应定律而获奖。因此, 我们只能得出这样的结论, 爱因斯坦的革命性贡献当时只是停留在理论革命阶段, 并未得到实际的支持。1913年, 一份推荐爱因斯坦当选普鲁士科学院院士的正式文件中, 反映了当时物理学界的一般态度, 他们是M·普朗克、W·能斯特、H·鲁本斯、E·华伯。这份发表于1962年文件高度评价了爱因斯的杰出贡献, 但是, 他们感到应试着原谅爱因斯坦:“有时……也会在他的思索中失去目标”, 例如“他的光量子假说”[1]。

就连爱因斯坦本人也曾不顾量子论初期的伟大成就, 顽固地不愿信仰几率的基本性。杰拉尔德·霍耳顿用“基旨”作用来解释这一现象, 他认为爱因斯坦的工作研究表明, 在他的一生中, 指导他的理论建设的基旨有:形式 (而不是唯物主义) 解释的首要性;宇宙学尺度上的统一或统一化;简单性;完备性;连续区;当然还有守恒性与不变性。正是这样一些“基旨”解释了在一些特殊的案例中, 为什么一位科学家固执地在一既定方向继续他的工作, 即使难以用经验来检验, 或者不能提供经验的检验时也如此。这同样解释了为什么爱因斯坦拒绝接受那些理论, 它们虽然得到现象间的关联的充分支持, 但却基于与他自己相反的“基旨”假定 (例如玻尔学派的那些“基旨”假定) [4]。

对于科学观念和信仰改变之难, 科恩从科学社会学的角度来分析, “通常新的和具有革命性的科学系统所遇到的是抵触而不是热情欢迎。这是因为, 维持现状对每一位取得了成功的科学家来说, 在思想方面、社会方面甚至财务方面都有好处。”[1]库恩则认为:“参与范式争辩的各方, 由于各自出发点和价值观的相似之处十分有限, 因而无法在共同前提的基础上相互辩驳。在范式选择中就像在政治革命中一样, 不存在超越相关共同体成员间的共识的标准, 问题的解决依赖于大家意见的一致。这样, 为了知道科学革命是如何实现的, 我们不但要考察自然现象的推动和影响, 也要研究那些在各特殊的科学家共同体中有效的说服论辩技巧。”[3]“科学革命中出现的新的常规科学传统, 与以前的传统不仅在逻辑上不相容, 而且实际上是不可通约的。”[3]但是不管是改宗是如何的困难, 革命性的科学理论总是能通过一步步地赢得科学家的忠诚, 而最后成为新的学科范式, 许多科学家也正是对自己的理论存有这方面的信念才认为自己的贡献是革命性的。

4 科学思维范畴与思维方式的上升

认识活动立足于特定的思维方式, 这是主体能动性的根本表现。科学作为一种认识活动, 它同样要在特定思维方式的基础上进行, 科学中的思维方式渗透在科学研究活动的始终。思维方式中的观念或本体论成分假定了自然界存在什么样的实体, 这些实体间具有什么样的关系, 方法成分则指出可以用什么样的手段来研究实体性质和实体间的关系。思维方式不仅给研究者们提供一个领域研究的概念框架, 而且指示了研究的程序模式, 甚至是评价研究的标准。科学革命是科学家思维方式的转折, 科学革命不仅摧毁对于自然现象的解释和观点的本身, 而且摧毁科学家直到当时为止对所研究的自然现象提出解释的共同思维方式, 对这种思维方式摧毁得越深刻, 摧毁所涉及的科学问题的范围越广泛, 它所引起的自然科学革命就越深刻。因此, 凯德洛夫指出:“所谓自然科学革命, 应当首先理解为研究和说明自然现象的观点本身的根本转折, 用来认识 (反映) 所研究的对象的思维结构本身的转折。真正的自然科学革命的实质恰恰在于思维方式这种急剧的转折, 恰恰在于已经陈旧的科学认识方法向新的进步的科学认识方法的转变。”[5]

科学思维方式的进步或上升首要表现为新的概念和具有更普遍意义的范畴的形成。“范畴是人的思维对客观事物的普遍本质的概括和反映。”[6]“我们的思维的成长和演化是一个形成概念的过程, 是一个精心构制或多或少地系统化的结构 (在其中, 这些概述彼此联系起来) 的过程。”[7]这种概念和范畴的框架表征我们的思想构筑经验世界的方式, 表征我们理解和解释世界的方式, 并且因为我们的思想和认识与我们的信念和行动密切联系在一起, 所以也表现我们的行动方式。科学革命是新的科学概念的形成和科学思维范畴的流动与上升, 也正是在这种意义上, 科学家与哲学家把一些贡献称为革命性的。

诺贝尔奖金获得者伊·普里高津在他的著作《从存在到演化》一书的序言中写道:“当我谈到科学革命的时候, 并不仅仅意味着科学中的某些重大发现, 如夸克、脉冲星和分子生物学等。”在普里高津看来, 科学革命的意义在于抛弃长期以来坚持“相信微观粒子——分子, 原子, 基本粒子的简单性”。这样使他引出他的新的科学思维最重要的范畴:从简单到复杂, 从可逆到不可逆, 从存在到演化[1]。

爱因斯坦在评述牛顿的文章中指出:从量上看来, 他自己对牛顿学说只作了很小的修改, 但从质的方面说来, 他的改进则是深刻的。在牛顿物理学中, 时间是均匀流逝的, 空间是平直的、均匀的、各向同性的, 并且不受物质存在的影响。相对论则揭示了同时性的相对性, 物质、空间和运动之间的联系, 展示一个可用非欧几何来描述的弯曲空间。因此, 库恩在说明爱因斯坦的理论与牛顿理论之间革命的不可通约性时指出:“必须改变已经确立、且为大家所熟悉的概念的含义, 这正是爱因斯坦理论的革命性影响的核心。虽然较之地心说到日心说、燃素说到氧化说、光的微粒说到波动说等范式转换它要更为精微难辨, 但它所导致的概念转换对前已确立的范式的决定性摧毁却毫不逊色。我们甚至可把这个事件看作科学史上革命性重新整合的原型。正因为它并未涉及引入新的研究对象或概念, 牛顿力学到爱因斯坦力学的转变才特别清晰地显示出, 科学革命就是科学家据以观察世界的概念网络的变更”[3]。所以, 按照数学家A.玻莱尔的说法, 爱因斯坦“不仅带给我们新的物理学理论, 而且教给了我们认识世界的新方法”, 因此, “凡是学习过他的理论的人, 不可能再按他们过去的思维方式进行思考了”[1]。在科学的机械论传统中, 物理学定律是用严格决定论的方式表述的, 而量子力学则揭示了运动变量之间的概率联系。英国天文学家A.S.爱丁顿认为:“表示性质特征的形容词革命常常被用在两项伟大的现代发展上, 一是相对论, 一是量子论。”他解释说, 这两个理论是揭示世界奥秘的新发现, 而且使“我们关于世界的思维方式”发生了根本性的“变化”[1]。

在科学革命的过程中, 我们都可以找到这种概念和范畴的流动与上升。当然, 这其中“有影响到整个学科乃至其他学科的思维和解释方式的大规模剧变, 像在达尔文革命或相对论革命、量子力学中发生的革命那样, 也有小一点的革命, 只对一门科学的某一部分产生深远的作用, 而没有影响这门科学的全部思想或其他科学的思想。”[1]从哥白尼的革命我们可以看到:可见的东西为不可见的东西所取代, 直接的东西为间接的东西所取代, 感性的东西为抽象的东西所取代。拉瓦锡的化学革命则改变了整个化学研究的范式和概念系统。波兰、法国双国籍科学家和哲学家A.迈耶森认为:“伟大的变革者 (如拉瓦锡) 打碎了那些束缚研究方法和思维方法的枷锁。”[1]而达尔文革命的意义就是实现了思维范畴从不变到发展, 它的核心是抛弃关于自然界绝对不变的见解和目的的解释, 并过渡到承认自然界的发展和普遍联系的见解。丹皮尔认为19世纪知识界的真正兴趣, 从天文学转到了地质学, 从物理学转移到了生物学和生命现象, 在这个过程中, 达尔文的进化论“最有效地扩大了人们的心理视野, 促进思维方式上的另一次大革命……。”[8]而现代自然科学最新革命则一步步揭示了:从粒子绝对基本性到不可穷尽性, 从机械的直观性到数学的抽象性, 从构成性到生成性, 从简单性到复杂性, 从还原性到系统性, 从无序性到有序性, 从线性到非线性以及对称与非对称、偶然性与必然性、连续性与间断性等等思维范畴的流动与上升。每一次重大的科学革命都形成新的范畴与新的思维方式, 这些概念和范畴内化为科学家的新的研究传统和进一步创造的概念框架, 为下一次的科学革命做准备。

因此, 我们看到科学革命与思维范畴之间是辩证统一的。科学革命是科学思维方式变化的必要条件, 没有科学革命就不可能有科学思维方式的变化;反之, 没有科学思维方式的某些变化也就不可能发生真正意义上的科学革命。这就是为什么有些科学家认为自己的贡献是革命性的重要原因。

参考文献

[1]科恩.科学中的革命[M].上海:商务印书馆, 1998.

[2]斯蒂芬F梅森.自然科学史[M].上海:上海人民出版社, 1977.

[3]托马斯库恩.科学革命的结构[M].北京:北京大学出版社, 2003.

[4]杰拉耳德霍耳顿.科学思想史论集[M].石家庄:河北教育出版社, 1990.15-16.

[5]李醒民.科学的革命[M].北京:中国青年出版社, 1989:118.

[6]郭金彬.科学思想的升华——科技创新思维范畴上升论[M].北京:科学出版社, 2005:6.

[7]瓦托夫斯基.科学思想的概念基础——科学哲学引论[M].北京:求实出版社, 1982:9.

科学是什么？大白告诉你 篇8

科学是高智能机器人

大白（英文名字是Baymax）是超能陆战队的头号王牌，它是主人公小宏的哥哥泰迪制造出来的医疗机器人。大白可爱的外形能让人由衷地产生一种想抱抱的亲切感，而这对于给病人实施治疗非常有帮助。

最初，泰迪将大白设计成能为人类服务的私人医生。它能通过超光谱摄像头扫描来了解人体的状态，包括表面伤口、激素分泌甚至情绪反应，并提供有效的治疗方案。泰迪制造大白用到了智能芯片、碳纤维支架、动力马达、超光谱摄像头和乙烯树脂外皮等材料。其中，充当大白“大脑”的是一枚整合了各种医学信息的芯片。

后来泰迪不幸死于火灾，小宏为了找出真凶给哥哥复仇，又给大白安装了一枚充满格斗技巧的芯片。安装了格斗芯片的大白可是不得了，此时的它可以模拟人类的动作了，出拳，踢腿，招招到位，俨然成了空手道高手！不仅如此，小宏还给大白量身打造了飞行盔甲，这种盔甲可以利用推力来抵抗重力，实现高速飞行。

怎么样？电影中的大白科技范儿十足吧？你是不是觉得要是在自己家也有个大白是最好不过的事儿了？你的想法确实不错，但是以目前的科学技术来说，制造像大白这样科技含量极高的智能机器人还只是人类的美好想象。

受目前科技水平的限制，拟人态机器人在配备上适合的马达系统和编程后确实能实现模拟人类的动作行为，无论是行走、跑步或是翻跟斗、跳舞等，都能做得活灵活现。但是，要做到像电影中的大白那样通过对手的反应，自动制定对抗策略和反击招式的“智能格斗”，咱们的技术就达不到了。更不能忽略的是，影片中大白配备的高速度与高灵活性的个人飞行装置看起来炫酷无比，但从现有的飞行器研发技术来说，要打造出这种兼顾安全性与舒适度的飞行装置还真是个难题。了解了以上两点，不难看出大白暂时还不能被真正地制造出来，但科学家们可没有停下研究和钻研的脚步，相信再过不久，人类制造出高智能机器人将不再只是梦想。

科学是高科技装备

除了大白，超能陆战队其他四名队员的装备，也是科技感十足，而且有些已经在现实中被生产制造了！下面来为大家一一介绍。

首先，当你看到神行御姐的磁悬浮滑轮时，有没有觉得很像哪咤的风火轮？它的原理是利用磁悬浮技术，减少齿轮传动阻力，实现高速运动。磁悬浮想必大家都不陌生，这项技术已经被应用到轨道列车等公共交通领域，那么，像神行御姐那种用于个人交通的磁悬浮装备，离我们还会远吗？

其次，要介绍化学天才——哈妮柠檬的化学弹药。这种弹药利用了化学反应来实现诸如膨胀、快速降温等效果。目前，很多科学家都在研究类似膨胀反应的化学实验。不过，要想制造影片中那么迅速、准确的化学神器，还有很大难度。

接下来再说说芥末无疆的激光切割武器。我敢说，这种激光切割武器是每个男孩儿梦寐以求的装备。看到它还会让人联想起《星球大战》中的激光剑。两者的原理类似，遇到的难题也一样，就是如何将光凝固住。可以说，以目前的科技水平，咱们要打造这个装备，难度绝对是NO.1！

最后，不得不提的是弗雷德的喷火怪兽套装。我们可以把这套设备看成火焰喷射器、弹跳高跷、怪兽戏服三者的高级结合，而且制造起来在技术上也没有什么难题。唯一要注意的一点就是安全性，一个驾驭不好，可是会出危险的。如果你哪天有兴趣制造类似的装备，可要记住了——安全第一，起码要在专业人员的指导下来发挥你的科技头脑！

科学是想象力

没有做不到，只有想不到。从某些层面来讲，科学其实就是想象力，是人类把他们的想象变成现实的过程。一件新奇的科学产品，只有被想象出来了，才有机会去实现它。《超能陆战队》中，有两个非常有想象力的概念——微型机器人的聚集体、空间传输系统。

虽然以现在的科学技术，人类还很难去实现它们，但是这两个概念都是很有创意与实用价值的。

咱们先说说微型机器人的聚集体，它的原理是通过意念控制大数量的微型机器人，使其实现运输、攻击与建造等功能。微型机器人的制造难度比较大不说，而且更难的是如何实现这些微型机器人的行为控制以及意念控制。

如果你了解并且参与过“机器人足球赛”，就能体会出同时高效控制数量庞大的机器人个体是个什么感觉。“机器人足球赛”是研究者制造和训练机器人进行的足球比赛。这项活动的主要目的是为了提高人工智能领域、机器人领域的研究水平。与电影中的科技幻想不同，现实中的“机器人足球赛”在开始之前，通过预先编写程序，人们可以实现机器人的自主控制。但这只是一个极其简化的模型，要达到影片中的理想控制水平，还需要更多科学家的研究与努力。

另一个方面，电影中提出“空间传输系统”的科技幻想，这在现实中早已不是什么新鲜事儿了，人们很早就开始着手探寻并研究这一技术。在影片中，空间传输系统的原理被定位在构建一种特殊的“场”，这种“场”能使“空间传输系统”具有类似虫洞的效果，以此实现物质的瞬时传输（就像哆啦A梦的“随意门”）。由此可见，影片中的“空间传输系统”依赖于“虫洞”的出现。可我们都知道要想在现实中制造或者发现虫洞，简直是不可能实现的事情——至少现在还没有相关领域的科学家声称制造出“虫洞”。

科学是正义感与责任心

正义感与责任心是科学的基本原则。就算你能制造先进的科技产品，但没有用到正确的地方，这绝对不叫科学。

影片中，小宏与卡拉汉教授的经历就是对这段话最好的诠释。在利益面前，小宏能够分清是非，拒绝了黑心科技公司对他的微型机器人的收购。可当自己的哥哥死于一场阴谋，小宏却失去了理智，利用大白的先进性能，将之完全变成自己复仇的工具。卡拉汉教授的经历与小宏类似，当他的女儿进入另一个时空之后，他就完全变了，为了复仇，不择手段。

幸运的是，小宏在大白的引导之下，很快找回了自己的正义感与责任心，还帮助卡拉汉教授救回了女儿。小宏是幸运的，他的好哥哥制造出了大白，而大白帮助甚至挽救了小宏。