中國網/中國發展門戶網訊  “技術科學”一詞在我國的出現，源自1957年錢學森在《科學通報》發表的論文《論技術科學》，在該文中明確提出了一個新的知識部門：技術科學。鄭哲敏認為：“技術科學的興起、發展和繁榮是20世紀世界科學技術史的大事。”從世界范圍來看，雖然“技術科學”的提法在歐美并不流行，但事實上美國之所以能成為全球科技強國，卻是與該國技術科學的發展和強盛密不可分。那么，為什么60年前已經提出的先進思想未能很好地實現呢？“總的來講，是科學界、政府和民眾對技術科學的性質、作用沒有充分的認識。”

2021年5月28日，習近平總書記在中國科學院第二十次院士大會、中國工程院第十五次院士大會、中國科協第十次全國代表大會上指出：“現代工程和技術科學是科學原理和產業發展、工程研制之間不可缺少的橋梁，在現代科學技術體系中發揮著關鍵作用。要大力加強多學科融合的現代工程和技術科學研究，帶動基礎科學和工程技術發展，形成完整的現代科學技術體系”，“努力構建中國特色、中國風格、中國氣派的學科體系、學術體系、話語體系”。習近平總書記重要論述提出了新時期如何更好地發揮技術科學的橋梁作用、形成完整的現代科學技術體系的時代命題，需要學界來解答。

基于此，本文將按照技術科學的學科體系、學術體系、話語體系3個維度進行重新闡釋。闡釋的目的一方面是廓清對技術科學的模糊認識，正確認識基礎科學、技術科學和工程技術的關系，以更好地發揮技術科學在我國科技創新實踐中的重要作用；另一方面則是希望建構基于技術科學的中國科技創新自主知識體系，為我國科技創新實踐提供理論指導，也為科技創新的全球話語體系做出中國貢獻。

技術科學的思想來源

1936年，錢學森到加州理工學院攻讀博士，其導師是世界力學大師馮·卡門教授。馮·卡門是美國近代應用力學奠基人，也是德國技術科學的先驅者普朗特的學生。馮·卡門的科研和教學實踐充分體現了技術科學的思想。錢學森在馮·?卡門的指導下，創造性地提出要把科研成果和工程經驗結合在一起，在科學和工程之間架起一座“橋梁”。這是他技術科學思想的實踐源泉。1957年，錢學森在全國首屆力學學術會議作了主題報告《論技術科學》，后將此報告改寫為論文發表在《科學通報》上，引發了強烈的反響。在這篇文章中錢學森首先提出“基礎科學—技術科學—工程科學（工程技術）”3個層次理論。

作為錢學森的學術通信伙伴，劉則淵對錢學森的技術科學思想進行了非常深入的研究，對基礎科學（自然科學）、技術科學和工程科學的概念，以及區別與聯系做出了精辟的論述（表1）。

技術科學思想的形成在早期是缺乏哲學理論基礎的，屬于經驗層次的實踐總結。錢學森認真學習了《實踐論》《矛盾論》等馬克思主義哲學思想論著之后，對于技術科學的認識和理解上升到哲學高度。錢學森認為，技術科學連同與之密切關聯的自然科學和工程技術活動一起，都以馬克思主義哲學為其指導思想。在馬克思主義哲學和基礎科學之間有一個中介哲學原理，那就是自然辯證法。自然辯證法廣義上雖屬于馬克思主義哲學范疇，但其在認識世界、改造世界以及推動科學技術發展等方面的作用使其可以被作為獨立的范疇而列入科學技術知識體系之中。

按認識世界和改造世界的介入程度不同，可以將科學技術體系劃分為若干縱向層次：馬克思主義哲學—自然辯證法—基礎科學—技術科學—工程科學（工程技術的知識形態）—工程技術活動（圖1）。從各層次的屬性和功能來看，從上到下改造世界的實踐性、特殊性逐漸增強，愈加面向具體的工程技術實踐；相鄰的兩層之間，上層都是下層的理論基礎，下層都是上層的具體應用。

技術科學的學科體系

作為一個普遍概念，技術科學一詞有著較為豐富的外延。就像自然科學包括物理學、化學、生物學等學科一樣，技術科學同樣可以列出一長串學科名單。在《論技術科學》一文中，錢學森以力學、流體力學和固體力學為例對技術科學的內涵進行了闡釋，并且列出了一系列技術科學的學科名單。

參照錢學森舉出的范例，結合技術科學的內涵、外延及其在科學技術體系中的地位，繪制技術科學的學科體系圖（圖2）。如圖2所示，技術科學的學科體系大致分為3個方面。

基于自然科學理論、作為工程科學共性基礎的普通技術科學

這一類中主要包括技術科學核心的學科，是介于基礎科學和工程科學（技術）中間的相關學科。此類學科源于自然科學的研究成果，或在自然科學轉化為工程技術的過程中產生，或由工程技術實踐反哺自然科學所激發，為工程技術實踐提供理論支持和知識支撐。當然，不同的工程技術領域中個性技術和共性技術難以區分得非常清楚，技術科學各個學科之間也存在著交叉、重疊等現象，其邊界也不是非常明顯的。

橫跨自然科學、技術科學和社會科學的方法性的橫向技術科學

在將技術科學的基本原理運用到工程技術實踐的過程中，還需要輔之以相關的技術性學科。工程技術實踐需要考慮可靠性、穩定性等多方面的指標約束，也需要開展技術預見、技術決策等必要的工程技術管理活動。像技術預見、決策（有社會科學方法的應用），以及工程可靠性、穩定性等學問具備普遍性，也已形成較為成熟和正規的知識體系，可將其稱為橫向技術科學，歸入廣義技術科學的學科范疇。

由自然科學、技術科學與社會科學相互交叉滲透形成的社會技術科學

錢學森指出：“其實技術科學對其他科學的貢獻還不僅限于自然科學……，部分的還踏入了社會科學的領域中去了。”隨著工程技術實踐中社會問題的不斷出現，社會科學正在且已經融入了工程技術活動之中。比如，工程技術活動的經濟學管理學研究、工程技術對自然界的影響研究等，既超越了原有的社會科學研究范疇，又有力地保障了工程技術活動與人、社會和自然界的和諧，也被歸入廣義的技術科學范疇。

技術科學的學術體系

目前，學術界一般認為學術體系應包括理論知識體系和研究方法體系兩大部分。理論知識體系包括概念、思想、觀點、學說、知識、原理等方面，研究方法體系強調解題思路、策略、技術、程序、工具等。具體到技術科學的學術體系，應該包括技術科學的知識表現形態和技術科學的科學研究方法兩部分內容。

技術科學的知識形態

技術科學把自然科學基礎理論變為一般技術原理的概念體系，包括一系列技術術語與技術規律，用以描述某一類人工自然過程與人工物質實體，從而為創建具體的人工過程或技術裝置提供了理論根據。其知識一般表現為3個形態。

一般技術概念與原理。關于某一類人工自然過程的技術概念與原理。例如，把流體力學普遍規律變為較為普遍的各類葉輪機械的三元流動規律；把固體物理學關于固體結構與相變的普遍規律應用于金屬中所建立的金屬結構、組織及相變的一般技術原理。

技術實驗的一般理論。例如，建立一般葉輪機械的實驗裝置及模擬葉輪機械運行中的流體運動的相似理論及其他相關理論。

應用數學及模型方法。例如，對一般技術原理（如葉輪機械三元流動規律）定量表述的有關應用數學方法，以及對一般技術裝置或實驗裝置中人工過程描述的數學模型工具。

技術科學的科學研究方法

從歷史經驗來看，19世紀下半葉—20世紀上半葉，熱機技術使熱力學理論建立起來，工程熱力學又使熱機效率大大提高。20世紀下半葉，在光的受激輻射理論指導下，產生了激光技術原理，推動了激光技術發展，而激光技術的突飛猛進，又促進了激光科學不斷豐富和完善。

從宏觀上來看，技術科學知識的形成有兩條路徑：①將工程技術實踐中的經驗技術知識上升到理論形態，反過來促進工程技術實踐；②將自然科學的基本理論向工程技術活動延伸，指導工程技術實踐（圖3）。

從微觀上看，錢學森在《論技術科學》一文中給出了技術科學科學研究的方法和步驟。第一步：對所研究問題的認識。即什么是問題中現象的主要因素，什么是次要因素。運用自然科學的規律，在復雜的資料中找到一條路徑。這條路徑代表了對現象機理的充分了解，對問題的深刻認識。第二步：建立模型。基于機理抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，構造出模型。在構造模型的過程中，要徹底掌握自然科學的規律，知道原則上什么是可行的，什么是不可行的。第三步：分析和計算。基于自然科學規律和數學方法進行推演，將模型和演算得出的具體數據與事實比較，對理論進行考驗。錢學森強調：技術科學是從實踐的經驗出發，創造出工程設計的理論。在這個過程中存在的很多經驗問題和實踐問題，必須和工程師多聯系。

技術科學的話語體系

話語體系一般是指思想理論體系和知識體系的外在表達形式。從這個角度看，技術科學概念的提出，豐富了科學技術體系的話語體系，在基礎科學和工程技術之間增加了一個新的話語概念——技術科學。圍繞技術科學衍生出科學學、社會技術科學、綜合技術科學、橫向技術科學、技術科學家、新巴斯德象限等一系列新概念范疇，共同組成了技術科學的話語體系。與學科體系和學術體系不同，前兩者主要以客觀的學術研究為主，而話語體系不單純是一個客觀的概念范疇，還具備著較強的價值屬性，需要放在全球和本土的發展視野中進行審視和判斷。

“技術科學”是具備超越性和先進性的本土化話語概念

“技術科學”超越了萬尼瓦爾·布什對于基礎科學研究的論述。1945年7月，時任美國科學研究發展局局長的萬尼瓦爾·布什（Vannevar Bush），完成著名的報告《科學：永無止境的前沿》；該報告論述了如何在和平時間開展科學研究，提升美國的科學研究水平。該報告中有兩句重要的話語：“基礎研究的實施不考慮實際結果”；“基礎研究是技術進步的先驅”。錢學森的技術科學思想則指出：僅靠基礎研究無法直接推動工程技術創新，必須發揮技術科學的橋梁作用才能做到。

“技術科學”彌補了司托克斯的巴斯德象限理論的不足。冷戰時期，蘇聯衛星上天，引起美國朝野震動；20世紀70年代前后日本經濟起飛與工業高速增長，使得美國感受到了競爭威脅。美國人開始認識到基礎研究固然重要，但許多技術的重大突破并不直接源于純基礎研究。在此背景下，1999年司托克斯出版《基礎科學與技術創新：巴斯德象限》，指出了布什的線性研發模型的缺陷，提出了巴斯德象限的概念（應用引發的基礎研究）。與巴斯德象限概念相比，技術科學象限不但包含了應用引發的基礎研究，還包括基礎導向的應用研究，這個比巴斯德象限更豐富的科技象限被劉則淵和陳悅稱之為新巴斯德象限，也就是技術科學象限。

“技術科學”是我國具有代表性的本土化科技創新理論和話語。習近平總書記指出，“要加快構建中國話語和中國敘事體系，用中國理論闡釋中國實踐，用中國實踐升華中國理論”。“技術科學”雖發源于國外，但經過錢學森的重新闡釋，以及鄭哲敏等科學家和劉則淵等哲學社會科學學者的繼承和創新，已然成為中國科技創新實踐的重要理論指導。它與“原始創新”“集成創新”“消化吸收再創新”“科技創新”“科技自立自強”“科技創新雙循環”等中國本土的科技創新實踐活動有著較好的邏輯自洽性。

我國科技創新實踐中的技術科學話語表達的缺失

技術科學在我國的科技創新實踐中大致有3個階段的表達場景。第一個階段，20世紀50年代初，中國科學院在成立不久后設立了技術科學部，此舉是受到蘇聯時期國外技術科學發展的影響；第二個階段，1957年錢學森系統地論述了技術科學思想，推動了“兩彈一星”工程的成功，“技術科學”在我國的科技規劃中也多次得到體現；第三個階段，21世紀至今，尤其是2009年錢學森逝世前后，直至2021年習近平總書記對“工程和技術科學”進行了重要論述。

李春成用我國科技規劃中“技術科學”一詞的出現頻次（表2）研判認為：在20世紀中期左右，技術科學相關話語多次出現在我國各類科技規劃當中；但是，20世紀90年代初是一個轉折點，其出現頻次變低。這種局面應該是隨著我國科學技術發展不斷對外開放的過程中，逐漸開始使用《弗拉斯卡蒂手冊》中的3類研究（基礎研究、應用研究、開發研究）分類。而正如前文所述，基礎研究與應用研究的邊界已然模糊，此分類固然對于統計科學研究數據較為方便，但是卻難以適應科技創新的快速發展和科技自立自強的戰略要求。2018年，時任中共中央政治局委員、國務院副總理劉鶴出席機器人大會時專門提到了“巴斯德象限”，前瞻性地強調了在人工智能、大數據時代發展技術科學的重要性。

話語的缺失能夠折射現實的無奈，發動機、芯片、工業軟件——當前我國國際科技競爭中的眾多“卡脖子”問題，大都可以歸于：技術科學長期缺位，導致基礎研究和工程技術創新之間缺乏橋梁型人才，科學和技術出現斷裂。一個值得注意的改革措施是，國家自然科學基金委員會將其原有9個學部整合為“基礎科學、技術科學、生命與醫學、交叉融合”4個板塊，希望此舉能夠引起連鎖反應，推動我國科學技術事業的快速發展。

展望：一階和二階技術科學的未來

科學計量學之父普賴斯在《科學的科學》中指出：科學的科學，如同歷史的歷史一樣，是一項具有頭等重要性的二階主題（second－order subject），也可稱為二階科學。顯然，技術科學家從事的具體技術科學某門學科，是一階主題（first－order subject），也可稱為一階技術科學。例如，錢學森參與發展的空氣動力學，創立的工程控制論、物理力學、系統科學等，均屬于技術科學的一階主題。而錢學森的《工程與工程科學》《論技術科學》2篇文章，通過對技術科學一階主題各種形態的研究，揭示了技術科學的共性特征、科學技術體系的“基礎科學—技術科學—工程技術”層次結構、技術科學在科學技術體系中的中介橋梁作用，可稱之為二階技術科學。二階技術科學從學科屬性來看，可歸于科學學的學科領域，主要針對科學技術發展規律及其對經濟社會發展的作用等問題展開研究。

無論是一階的技術科學和二階的技術科學，都關乎著我國科技創新事業的發展，也關乎著技術科學的未來。鑒于此，提出2點建議。

將一階技術科學作為科技創新重要組成部分。按照錢學森的技術科學思想，技術科學是基礎科學和工程技術的“橋梁”；單純依靠純基礎科學（如玻爾的工作）不能直接產生創新成果，單純依靠工程技術（如愛迪生的工作）也很難實現原始創新，只有依靠技術科學連通基礎科學和工程技術才具有真正的自主創新功能。要在充分認識當今科技發展大勢的層面上，發揮技術科學的橋梁、中介作用，釋放基礎科學的源頭作用，以實現工程技術層面的創新，真正把創新驅動發展戰略落到實處。因此，社會各界要做到高度重視技術科學的發展，把實現科技自立自強、建設現代化科技強國落腳在技術科學的基點上。

將二階技術科學作為科技創新自主知識體系重要范疇。2022年4月25日，習近平總書記在考察中國人民大學時指出：“加快構建中國特色哲學社會科學，歸根結底是建構中國自主的知識體系”。“創新”的概念由西方學者提出，在西方工程技術實踐中得到發展，其學科體系、學術體系和話語體系主要由西方人掌握。我國自提出實施科技創新戰略以來，已取得了較為豐碩的實踐成果，但始終未能建立起本土科技創新理論體系和指導體系。技術科學思想既具備自主性和本土特色，在中國科技創新實踐中也已經得到成功驗證，對打破西方基礎研究、應用研究的話語體系也具備較強的戰略價值，理應在我國科技創新自主知識體系中得到應用，作為一個重要的概念范疇納入其中。

（作者：楊中楷、林德明，大連理工大學科學學與科技管理研究所；梁永霞，中國科學院文獻情報中心；編審：楊柳春，《中國科學院院刊》供稿）