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12个科技热门概念简析

战略前沿技术  · 公众号  · 科技媒体  · 2017-07-28 08:48

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来源:聚恩君公众号,作者:张聚恩

本篇共汇集12个概念,分别是:科学,自然科学,基础科学及其研究,应用科学及其研究,科学精神,技术,专利,工程,前沿科技,颠覆性技术,研究与开发,预先研究。


1. 科学(Science)



科学是指将各种知识通过细化分类的研究而形成的知识体系;就其本质,科学乃是一种体系化、结构化的知识。科学也可指人类按照学科分类,开展研究,以获取知识和创造知识的活动。

科学包括自然科学(Natural Science)、社会科学(Social Science)和形式科学(Formal Science)三类。自然科学研究物质世界。社会科学研究人与社会。形式科学研究逻辑与数学等,通过提供用于描述世界的结构的信息以及可能对其进行推论的方式,来帮助自然科学和社会科学。

随着“科学”越来越多地与科学方法本身相联系,“科学”的内涵在悄然缩小范围,成为研究自然与物质世界的专指。而形式科学,作为一种既作用于自然科学、又作用于社会科学的普适工具,因其不依赖于经验观察,反而独立于近现代科学之外。社会科学也因同样原因,特别是因常常缺乏普遍的真理性,以及难以公式化,也同近现代科学渐行渐远。

当今,提及“科学”,多为狭义,特指自然科学。


2. 自然科学(Natural Science)




“自然科学”指人类研究物质世界的全部理论与方法。自然科学研究的任务是探究和解释自然现象,寻找事物间的关系。《中国大百科全书》对自然科学的定义为:研究无机自然界和包括人的生物属性在内的有机自然界的各门科学的总称。

自然科学由基础科学(Basic Science)和应用科学(Applied Sciences)两大类组成。


3. 基础科学和基础研究(Basic Science and Fundamental Research)



基础科学也被视为纯科学,是以自然现象和物质运动形式为研究对象,探索自然界发展规律的科学;主要包括物理学、化学、生物学、天文学、地球科学等基础学科,以及由基础学科发展出的交叉、边缘学科。其研究成果是整个科学技术的理论基础,对应用科学研究和技术的创建起指导作用。

基础科学是由概念、定理、定律组成的严密的理论体系,具有很强的抽象性和概括性。

基础研究,就是对基础科学的研究。基础科学的研究具有长期性、艰苦性和连续性,其研究成果具有非保密性,一经公开发表即可为全人类共享同用。

基础科学中既包括基础学科,也包括分支学科和边缘学科。后者的不断出现,使基础研究日益丰富和活跃,也使培育和促进创新的土壤日渐丰厚。如作为物理学分支与边缘的粒子物理学、凝聚态物理学、广义相对论、场论、量子力学等;生物学里的细胞生物学、生物化学、分子生物学、生态学、遗传学等。

现代科学不把以数学和逻辑学为主要内容的形式科学作为题中之义,丝毫不说明数学不重要。恰恰相反,数学也是一门基础学科,且十分重要。在我们经常提及的“基础研究”中,可以突破狭义科学的定义,而将数学以及数学的分支和边缘学科,视为基础研究的内容。


4. 应用科学和应用研究(Applied Science and Applied research)



把基础理论转化为实际运用的科学,称为应用科学。

对应用科学的研究,称为应用研究。其研究的方向性强,目的性明确,与实践活动的关系密切。应用研究直接体现需求,但仍保留科学的属性,不与特定的应用相捆绑。

应用科学的主要内容是工程科学(包括力学,运动学,电磁学,工程物理学、设计学、制造学、材料学等)和医学科学(如医学微生物学、临床病毒学、生物医学等)及其他门类。

随着科学技术的发展,应用科学和技术的界限在模糊,相互融合和渗透的趋势日益强烈。


5. 科学精神(Scientific Spirit)




科学精神是人们在长期的科学实践活动中形成的共同信念、价值标准和行为规范的总称。科学精神既是科技工作者的思想财富,又是社会文化形态的基本构成。

科学精神在本质上是怀疑与批判之精神,自由与创造之精神。面对当前基础研究薄弱、原始创新乏力的现状,需要大力弘扬科学精神;从深入思考科学的本性、科学的本源、科学的特质出发,使我们的政策制定和管理活动符合科学自身的内在规律。

同时,科学精神是建立在作为常识的真理和规范的基础上的;它具有精确性和逻辑连贯性,拥有实证特征。全民科学素养不断提高,科学精神与民主自由融为一体、蔚为成风之日,是科学的春天真正到来之时。


6. 技术(Technology)



技术指技能、手的技巧,所谓熟能生巧,巧就是技术。技术也被称作“技艺的科学或“工艺科学”。技术远比科学古老。技术史与人类史一样源远流长。

广义的技术是指,人类为实现社会需要(生产产品、提供服务或完成特定的目标)而创造和发展起来的手段、方法和技能的集合。法国科学家狄德罗主编的《百科全书》给技术的定义是:“技术是为某一目的共同协作组成的各种工具和规则体系”。

狭义的定义是,技术是人类劳动工具的延伸与扩展,或技术是特殊的劳动工具。

技术的主要特点是目的性、社会性、多元性和可传授性。而关于技术的最新争论围绕技术伦理和技术负面作用而展开。

技术的分类法很多,常用的有按功能分类、按形态分类、按领域分类和按法律地位分类等。

技术与科学具有明显不同的性质。科学的任务是认识世界,有所发现,从而增加人类的知识财富;技术的任务是发现世界,有所发明,以创造物质财富,丰富人类社会的精神文化生活。科学要回答“是什么”和“为什么”的问题;技术则回答“做什么”和“怎么做”的问题。一般说来,科学是技术的先导和基础,但技术不是科学的自然产物。技术的发展可以借鉴多项知识领域的成果,但必须通过具有明确目标的创造性劳动,才能获得可实际应用的技术。


7. 专利(Patent)



专利是知识产权的一种,专利技术是指被处于有效期内的专利所保护的技术。专利是人类保护和促进技术进步的一项重要措施。

我国将专利法保护对象统称为发明创造,在《专利法》中规定:“本法所称的发明创造是指发明、实用新型和外观设计”。

其中,发明是指对产品、方法或者其改进所提出的新的技术方案,可分为产品发明、方法发明和二者结合的改进发明。实用新型是指对产品的形状、构造或者其结合所提出的适于实用的新的技术方案。外观设计是指对产品的图案、色彩、形状或这些元素综合后做出的富有美感并可以工业生产的设计。


8. 工程(Engineering)



古汉语中的“工程”多指土木构筑。在现代语汇里,“工程”的概念扩展至生产制造大而复杂的产品(如设备、建筑等),或为实现某一目标所进行的各项劳作。

“工程”的概念有狭义和广义之分。

狭义的定义是,通过一群人的有组织活动,将某个(或某些)现有实体(自然的或人造的)转化为具有预期使用价值的人造产品的过程。

广义的定义是,由一群人为达到某种目的,在一个较长时间内进行协作活动的过程。

综合广义和狭义的工程概念,“工程”是指面向目标的设计制作产品或建立特定系统的过程,即在一个目标下所有这些活动的总称。工程的组织者与参与者,通过使用科学理论和技术成果,完成既定任务,实现预定目标。

“工程”有两个基本要素,一是目标,二是复杂性。随着人类文明的发展,人们在社会和生产活动中,需要建造结构与功能更大、更复杂的系统产品,面向产品的工程概念应运而生。关于工程的研究,称为“工程学”或“工程科学”(Engineering Science),是“自然科学”里“应用科学”的一部分;管理工程的最重要工具,被称为“系统工程”(Systems Engineering)。

工业领域的科技工作者主要从事工程科技的研究与应用。工程科技可以认为是应用科学里的工程科学与用于工程的技术的总称。其基本任务是解决工程问题,但需顺应学科融合之趋势,注重科学知识的学习积累,使工程技术具有更坚实的科学基础,并揭示与提升工程技术的科学本质,使其理论化和体系化。


9. 前沿科技(Frontier Science and Technology)



前沿科技是前沿科学与技术的泛指。前沿科技是一个相对的概念,是指在特定范围或领域,处于最前端地位的科学与技术。

前沿科技可定义为:在特定范围或领域,被公认具有先导性和引领作用,但尚未达到实质性突破的科学或高成熟度的技术。

“前沿科技”的内容可以是基础科学研究或应用科学研究,也可以是重大技术开发。鉴于处于前沿、且具引领作用的科学与技术常常难以分割,使用“前沿科技”要比“前沿技术”更合理,使用范围也更宽泛。


10. 颠覆性技术(Disruptive Technology)



颠覆性技术是指能改变某一行业主流产品和市场格局,或改变某领域“游戏规则”/操作方式的技术。

颠覆性技术具有创新性、实用性和扩张性等基本特点。

颠覆性技术引发颠覆作用的模式,主要有以下四种:

(1)彻底改变产品的原有形态;

(2)以关键性能的显著提升区别于原有产品;

(3)改变游戏规则,达成新的使用方式;如若军用,可称改变作战样式。例如,网络在军、民领域的不同应用。于军,产生网络战;于民,产生新社交方式,产生物联网与务联网等;

(4)产生新的市场,一举改变市场格局或力量平衡。

颠覆性技术拥有多种来源与多元构成;并非一定来自前沿科技的突破,并非一定是基于新原理的原创性技术。颠覆性技术也可以是既有技术、成熟技术的新集成、嫁接、转移或扩展应用。

为实施创新驱动国家战略,需要对颠覆性技术进行更多的学习和思考,并结合各自的工作,进行卓有远见的部署。在推进实践中,需要冲破社会和企业在组织与流程中的桎梏,特别是投资机制里的惰性与粘性,方能在发展颠覆性技术中科学决策、快速推进、及时获取、占得先机。


11. 研究与开发(Research & Development)



研究与开发是指:为研制新产品或新系统,或保持特定的竞争优势,所进行的系统性的科学研究与技术开发活动。或曰,研发是企业谋求发展和政府推动创新的一种长期的科学技术活动。

广义的“研发”是对基础研究、应用研究和实验开发(Experimental Developmen)三类科技活动的统称。这是站在组织全社会资源的角度、开展持续科技活动的一种概念界定。

根据多国、包括我国的具体实践,狭义的“研发”更显确切;可表述为:

(1)研发在整体上归入科学技术研究活动的范畴,但不同于普遍的科学与研究,其主要任务是为某个社会目标、企业发展或工程项目提供科技支撑。

(2)研发需要政府与企业协同推进。企业,包括从事产品与技术开发的研究机构,是研发活动的主体。一般说来,越是靠前端的研究,政府越需承担更多的责任。

(3)面向工程的“研发”同后续的工程研制(有时称为“型号”)的任务与特点,以及相应的管理方式明显不同。

(4)研发的主要特点,一是鲜明的目的性,二是管理的复杂性;三是不确定性。

(5)研发活动分为应用基础研究、应用研究和先期技术开发三个阶段,或称之为三种不同的类别。

大到一个国家,小到一个微企业,在战略指导下的“研发”活动必不可少。不管何种形式,都要有自己的研发战略与策略。

研发战略的要义是:做好科技发展的战略布局,解决未来发展中的重大科技问题;重视与关注新兴与交叉学科,聚焦若干前沿科技,寻求新的突破;企业需将研发活动适当向前端延伸,以提高自主创新能力。

研发策略应包括:实行开放式研发,在军民融合国家战略的指引下,实施产学研用联合与合作;在开展自主研发的同时,学会从外部识别与获取适用技术;改革科研管理程序,变革资源配置方式,引入技术成熟度概念与工具等。


12. 预先研究(Advanced Research)




英语词汇advanced research含有“领先于“之义。“预先研究”是工程项目立项之前预先开展的研究,也可定义为针对特定领域的先进、前瞻性科技的持续研究。

我国国防科技工业与装备研制工作中广泛使用“预先研究”这一概念,并有专门的管理机构。国防科学技术预先研究是为装备发展而先期进行的研究与开发活动,最终要为新系统的产生和发展提供理论基础和技术基础,完成现有系统重大改进的技术准备,为装备的型号研制提供配套的关键技术;包括,新工艺、新流程、新材料,可靠的设计参数,通过测试的系统部件、分系统部件或分系统原始模型,计算机计算或仿真的结果,经济技术可行性报告等。

国防科技预先研究按阶段分为应用基础研究、应用研究、先期技术开发。

应用基础研究是以应用为目的而进行的新思想、新概念或新原理的探索研究活动;旨在深入了解和理解特定领域或方向的相关概念或现象的基本内容,为解决技术问题提供新的基本知识。

应用研究是运用应用基础研究或其他科学研究的成果,探索新思想、新概念或新原理应用的可行性与实用性,或确定其主要参数的科学研究活动;旨在系统研究和了解特定应用领域的科技知识,为确定和开发产品或操作流程提供技术基础。

先期技术开发是运用前两阶段的研究成果和实际经验,通过部件或分系统原型研制、试验、测试或计算机仿真,验证其可行性和实用性的技术开发活动,以及为推广新材料、新设计、新流程、新方法等所开展的创造性劳动。

按项目属性,预先研究又分为背景项目、演示验证、专用技术、共用技术、国家安全重大基础研究、预研基金(含联合基金)等,各自具有不同使命任务和属性特点。

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