科学技术研究论文范文

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第1篇

我国自解放以来一直用“科技”一词来涵盖科学与技术两个方面，包括在国务院下属部门中专管科学与技术的“科技部”以及许多单位中的“科技处”等等。毫无疑问，自然科学与技术有非常密切的关系；但是，也必须指出科学与技术虽然关系密切却又区别明显，在许多问题上还真不能混为一谈。几乎在所有情况下使用“科技”一词把科学和技术合二为一，也许是我国的创造。邹承鲁在1999年应《Science》编辑部邀请而写的“ScienceinChina”一文中，谈到了我国当前有把科学与技术混为一谈的倾向，而“科技”一词就是混同科学与技术所创造的专用术语。李醒民同志在“科学无”一文中（见《科学时报》2002年7月19日B3版）提到，这个词是有“中国特色”的。我们同意李醒民同志的意见，在我们多年国际科学活动中，也许除前苏联外，还很少见过别的国家有类似的提法。

科学与技术密切相关

科学仅指自然科学。科学和技术同样以自然界为对象，但严格的说，自然科学研究的目的是为了认识自然，包括认识自然界发生的各种现象，剖析自然界存在的所有物质，揭示主宰自然现象的内在规律和相互联系。大至宇宙中的日月星辰，小至组成一切物质的基本粒子，都是科学认识的对象。不仅要认识其宏观和外观，还要认识其内部各个层次上的精细结构，运动特点及运动规律。而技术侧重将我们对自然界的认识去利用自然，向自然索取，改造自然以适应人类越来越复杂、越来越高标准的生活的需要。李醒民同志指出：技术的发明和使用比科学的历史久远得多，某些技术即使在今天也完全可以脱离科学自主发展。但是时至今日，技术上的进步，总体来说基于科学的发展，科学上的每一个重大突破，不仅都将在一定时间内导致影响人类生活的新技术的出现，还必定极大地丰富我们进一步认识自然的技术手段；新技术的发展又促使我们认识自然的实验手段不断增加、不断提高，从而推动科学的进一步发展。

在20世纪最伟大的科学发现中，原子核结构和DNA结构的阐明无疑都是名列前茅的。19世纪末放射性元素的发现，表明元素是可变的。20世纪初，用重粒子轰击破碎原子核弄清了原子核是由质子和中子构成的。这些方面的突破，影响了整个物理科学的发展。生命科学领域也同样如此。生物学不仅研究自然界里所有的生物体，还要研究生命活动的各种表现形式，构成生物体的所有物质，以及这些物质在生命活动中所起的作用，揭示出生命活动的本质和规律。构成生物体的物质，最重要的是蛋白质和核酸。生命活动主要由蛋白质承担，而生物体的遗传则以核酸为基础，或者说遗传信息的世代相传是依靠DNA分子的自我复制。1953年DNA分子双股螺旋结构的发现和阐明从根本上说明了这个问题。由于构成DNA分子的四种核苷酸之间有严格的两两配对关系，根据双股螺旋DNA分子的一个单股为模板合成另一个单股必然形成另一个和原来的DNA分子完全相同的双股DNA分子，生物体的遗传就是这样实现的。这一发现改变了整个生物学的面貌，使生物学进入了崭新的分子生物学时代。

无论是原子核结构还是DNA分子的双股螺旋结构的阐明，都是科学家研究自然所得到的重大认识，属于科学研究的范畴。而且在一段历史时间内，并没有与技术有直接的关系。但是这两件在科学发展史上产生了划时代突破作用的发现，很快激发技术上的突飞猛进。正因为对于原子内部结构有了深入的科学认识，才有可能利用原子核分裂所释放的巨大能量为人类活动服务，发展成为今天的核能工业。而根据对DNA作为遗传物质基础的认识，在农牧业上培育和改良物种，在医学上有效地预防和治疗大量疑难疾病，在工业上建立全新的基因工程产业。以上这些在技术上的发展，已经对人类生活产生了巨大的影响。实际上我们今天所享用的改变了人类生活方式的所有重要技术成果，几乎无一例外，全部都来源于科学发展史上的重大突破。

如果把技术分为实验技术和生产技术两个方面，上面说的是科学发展对生产技术产生的巨大影响。在另一方面我们也不能不看到实验技术对科学发展的巨大推动作用。没有加速器的技术，就不能进行许多重要核物理研究的实验。没有X－射线衍射技术，就无法测得DNA的双股螺旋结构。这两项属于20世纪最伟大的科学突破，就无法实现。如果我们纵观一个世纪以来的诺贝尔奖的历史就可以看到，以实验技术上的成果而得奖的，特别是在物理奖和化学奖方面，占有相当大的比例。包括2002年得奖的在质谱和核磁共振方面的贡献。科学与技术的本质差异

虽然科学和技术如此密切相关，但二者毕竟有所不同，而且有本质的差异。科学以认识自然、探索未知为目的。虽然自然科学的发展有其内在的规律，但是却有它的不可预见性。具体的发展途径，哪一项突破在什么时间在哪个实验室出现，一般来说是不可预见的。科学发展史上的许多重大突破，以百年来的诺贝尔奖获得者为例，相当大的一部分是获奖者从本人的兴趣出发而进行工作的，有的甚至是工作中偶然的发现，是原先完全没有预料的事情。而按照预定的计划，组织安排而最终获得突破的反而只是极少数。好像还没有哪一位诺贝尔奖获得者是通过有目的的预先组织，精心安排、刻意培养而产生的。而技术是以对自然界的认识为根据，利用得到的认识来改造自然为人类服务。由于它有了科学的根据，就可以树立目标，因此总体来说是可预见的，也是可以根据人们的需要和现实的可能，包括人力、资金和技术条件进行规划的。

建国初期所进行的“科学规划”（实际上是否应该说是“技术规划”）得到了巨大的成功。原子弹爆炸了，火箭上天了，半导体工业建立起来了。但是这些技术成就，毕竟都是国际上已经实现了的，因此也是可以规划的，可以指日实现的。然而当时在科学方面的学科规划呢，由于不像技术方面那样有硬指标可供检查，就有些说不清楚了。当然我国的科学在解放以后取得了巨大的进展，但是国际上的科学家也不是在原地踏步，与建国初期相比，我们现在和国际上科学先进国家的差距是缩小了，还是扩大了，这可能是一个见仁见智的问题了。

这一事实至少从一个方面说明了科学是难以进行规划的。20世纪50年代的学科规划只不过是规划了应该在哪些方面进行工作。回想半个世纪以来科学发展的现实，有许多重要发展是当时没有预见到的，例如这几十年来出现了许多新兴的分支学科。如果我们不注意这些新发展而完全按照当时的学科规划进行工作，我们就会蒙受很大的损失，就不会有今天的局面。1978年DNA双螺旋结构建立25周年之际，英国《自然》杂志记者采访克里克教授，要他预测到20世纪末生物学可能取得的成就。克里克回答说科学发展是不可预测的，过去的预言家大多是以失败而告终。他只是说，“我们现在见到的生物学问题，到20世纪末都可以解决，但是那时又会有新的问题出现。”现在看来他的预言也没有完全实现，例如癌症问题，当时在美国还是属于有一定程度组织安排并限期解决的问题，到现在仍然没有解决。克里克教授也是一位失败的预言家。

技术上的发展在一定程度上是可以预见的，也完全是可以规划的。特别是国际上已经实现的技术，我们做一个具体的规划，安排一定的力量，经过努力在一定时间内完成是可以做到的。我国在20世纪50年代所制定的科学规划中有关技术部分，都属于这种情况。80年代在四位院士倡议下制定的发展高技术规划，也属于同样性质，在总体上也同样顺利实现了。但是要实现国际上还从未实现过的技术，特别是那些包含科学上尚未解决的问题的技术，就很难预见何时可以实现了，例如核聚变能量利用问题。虽然时见全世界媒体的炒作，迄今也无法断言何时可以实现。

在这个意义上说，科学发展难以预见，因此也难以规划。我们可以做的也无非是和半个世纪以前一样，勾划出各个学科中的主攻方向而已。但是如前所说，科学发展有一定的不可预见性，我们现在看见的主攻方向是根据当前的科学发展态势所认定的重要方向，若干年后整个科学发生变化，重要方向也会随之变化。如果我们硬性规定什么可以做什么不可以做，就必然失去机会。我们认定的主攻方向也必须随时修正以适应形势的变化。试想20世纪90年代初，人类基因组全序列的测定还没有提上日程时，我们如果在当时制定规划，在生物学领域内我们能够预见到蛋白质组学，能够预见到生物信息学吗？

以认识自然为目标的科学研究特别是基础研究由于探索性强，结果一般难以事先预见，原创性强的技术研究也是如此。因此除可以明确总体研究方向外，常常难以事先设定具体的研究目标，难以事先规定进度，或强求完成的日期。毋庸置疑，自然科学史中众多重大突破都是自由探索的结果。从物理学上牛顿力学的建立，电的发现和电学基本定律的建立；化学上门捷列夫周期律的建立；生物学上细胞的发现，孟得尔遗传定律的建立等，都是自由探索的结果，这些都已经在实际应用中产生了众所周知的巨大影响。类似的例子实在是举不胜举。在20世纪内所有诺贝尔奖获奖人中绝大部分都是由于在基础研究领域中的自由探索而获奖的。20世纪一百项重大事件中名列前茅的，像青霉素、半导体和DNA双螺旋结构的发现，曾分别获1945年、1956年和1962年诺贝尔奖，这些也都是少数科学家自由探索的结果。而它们在实际应用上的巨大影响已经深入到我们每个人的生活中。近年来获诺贝尔奖的基础研究成果，如超导现象和新高温超导体的发现，胆固醇代谢调节，癌基因的发现等，仍然是少数科学家自由探索的结果，这些发现必将对21世纪人类文明产生巨大影响。

科学与技术的不可预见性

我们不是完全否定规划的重要性，而只是指出科学和部分含有原始性创新的技术都有相当程度的不可预见性。我们在制定规划时务必充分认识这一特征，规划可以一方面指出方向，而在另一方面也必须同时鼓励自由探索，不要在科学上设立，并且在规划中留有充分的余地，以便在形势发展时可以随时修订。

当前在我国科学界流行的追赶国际科学发展热点，体现在对设定项目的高强度支持，这对我国科学努力追踪和赶上世界发展潮流是重要的。但同时也必须看到，设定热点项目的多数已经是全世界科学家辛勤工作了多年，有的项目年数已在万篇以上，超过我国全年发表全部SCI论文总数，要在这些国际上已经充分开放的领域中有所突破的可能性就微乎其微了。当然这决不是说我们不应该进入热点领域，热点领域的研究往往对科学发展有重要作用，进入热点领域，在热点领域内进行工作以积蓄力量，对发展我国科学还是有重要作用的，我只是想强调在热点领域内取得突破的艰巨性可能更大一些。我还想强调的是我们必须看到自然科学的发展有一定的不可预见性，因此既要重视热点领域，又要鼓励在那些目前虽还不是热点却有广阔发展前景的基础研究领域中去进行自由探索，对自由探索中已经取得有意义进展的项目，不仅不能予以限制，还要给以鼓励和支持。二者的关键都在于有自己创新的学术思想，这样才能在根本上有所创新和取得重大突破。没有自己原创性的学术思想，不仅进行自由探索寸步难行，进入热点领域也只能永远模仿或重复前人的工作，最多也不过为前人成果锦上添花而已。

科学和原创性技术的发展需要长期积累。自然科学的发展经常是波浪式前进的。在一段平稳发展的时期之后，会出现一件重大突破性贡献而给有关领域带来一个飞速发展的时期，引起大量在有关领域工作者的密切关注，并涌入这一领域工作，造成一哄而起的局面，形成科学中的热点，这在国际上也是常有的事。当然我们应该看到，一些热点领域对于科学长远发展有其内在的重要性。因此，对于一个国家的科学发展而言，从全面布局考虑，安排适当力量去追踪热点是必要的。但是我们又必须认识到，在一件突破性贡献发表之后，一些较为重要的后继性工作，往往已经在同一研究集体，或有密切关系的研究集体中酝酿已久或者已经在积极进行，并且在一个不太长的时期内就会陆续发表。外来者，即使急起紧跟，也已经落后了一个位相，在多数情况下，只能拾取一些残羹剩饭而已。

在另一方面，我们也必须看到，突破性进展常常不是一个偶然事件，而是经过长期艰苦努力，大量工作积累的结果。不用说佩鲁兹和肯特鲁关于蛋白质晶体结构分析的工作是经过长期努力才开花结果的，就是沃森和克里克关于DNA双螺旋结构的重大突破，看似突然，实际上如果没有剑桥关于X－射线衍射研究几十年的积累和威尔金森等人长期关于DNA衍射数据的收集，这一突破也不可能从天而降。

第2篇

我国自解放以来一直用“科技”一词来涵盖科学与技术两个方面，包括在国务院下属部门中专管科学与技术的“科技部”以及许多单位中的“科技处”等等。毫无疑问，自然科学与技术有非常密切的关系；但是，也必须指出科学与技术虽然关系密切却又区别明显，在许多问题上还真不能混为一谈。几乎在所有情况下使用“科技”一词把科学和技术合二为一，也许是我国的创造。邹承鲁在1999年应《Science》编辑部邀请而写的“ScienceinChina”一文中，谈到了我国当前有把科学与技术混为一谈的倾向，而“科技”一词就是混同科学与技术所创造的专用术语。李醒民同志在“科学无”一文中（见《科学时报》2002年7月19日B3版）提到，这个词是有“中国特色”的。我们同意李醒民同志的意见，在我们多年国际科学活动中，也许除前苏联外，还很少见过别的国家有类似的提法。

科学与技术密切相关

科学仅指自然科学。科学和技术同样以自然界为对象，但严格的说，自然科学研究的目的是为了认识自然，包括认识自然界发生的各种现象，剖析自然界存在的所有物质，揭示主宰自然现象的内在规律和相互联系。大至宇宙中的日月星辰，小至组成一切物质的基本粒子，都是科学认识的对象。不仅要认识其宏观和外观，还要认识其内部各个层次上的精细结构，运动特点及运动规律。而技术侧重将我们对自然界的认识去利用自然，向自然索取，改造自然以适应人类越来越复杂、越来越高标准的生活的需要。李醒民同志指出：技术的发明和使用比科学的历史久远得多，某些技术即使在今天也完全可以脱离科学自主发展。但是时至今日，技术上的进步，总体来说基于科学的发展，科学上的每一个重大突破，不仅都将在一定时间内导致影响人类生活的新技术的出现，还必定极大地丰富我们进一步认识自然的技术手段；新技术的发展又促使我们认识自然的实验手段不断增加、不断提高，从而推动科学的进一步发展。

在20世纪最伟大的科学发现中，原子核结构和DNA结构的阐明无疑都是名列前茅的。19世纪末放射性元素的发现，表明元素是可变的。20世纪初，用重粒子轰击破碎原子核弄清了原子核是由质子和中子构成的。这些方面的突破，影响了整个物理科学的发展。生命科学领域也同样如此。生物学不仅研究自然界里所有的生物体，还要研究生命活动的各种表现形式，构成生物体的所有物质，以及这些物质在生命活动中所起的作用，揭示出生命活动的本质和规律。构成生物体的物质，最重要的是蛋白质和核酸。生命活动主要由蛋白质承担，而生物体的遗传则以核酸为基础，或者说遗传信息的世代相传是依靠DNA分子的自我复制。1953年DNA分子双股螺旋结构的发现和阐明从根本上说明了这个问题。由于构成DNA分子的四种核苷酸之间有严格的两两配对关系，根据双股螺旋DNA分子的一个单股为模板合成另一个单股必然形成另一个和原来的DNA分子完全相同的双股DNA分子，生物体的遗传就是这样实现的。这一发现改变了整个生物学的面貌，使生物学进入了崭新的分子生物学时代。

无论是原子核结构还是DNA分子的双股螺旋结构的阐明，都是科学家研究自然所得到的重大认识，属于科学研究的范畴。而且在一段历史时间内，并没有与技术有直接的关系。但是这两件在科学发展史上产生了划时代突破作用的发现，很快激发技术上的突飞猛进。正因为对于原子内部结构有了深入的科学认识，才有可能利用原子核分裂所释放的巨大能量为人类活动服务，发展成为今天的核能工业。而根据对DNA作为遗传物质基础的认识，在农牧业上培育和改良物种，在医学上有效地预防和治疗大量疑难疾病，在工业上建立全新的基因工程产业。以上这些在技术上的发展，已经对人类生活产生了巨大的影响。实际上我们今天所享用的改变了人类生活方式的所有重要技术成果，几乎无一例外，全部都来源于科学发展史上的重大突破。

如果把技术分为实验技术和生产技术两个方面，上面说的是科学发展对生产技术产生的巨大影响。在另一方面我们也不能不看到实验技术对科学发展的巨大推动作用。没有加速器的技术，就不能进行许多重要核物理研究的实验。没有X－射线衍射技术，就无法测得DNA的双股螺旋结构。这两项属于20世纪最伟大的科学突破，就无法实现。如果我们纵观一个世纪以来的诺贝尔奖的历史就可以看到，以实验技术上的成果而得奖的，特别是在物理奖和化学奖方面，占有相当大的比例。包括2002年得奖的在质谱和核磁共振方面的贡献。科学与技术的本质差异

虽然科学和技术如此密切相关，但二者毕竟有所不同，而且有本质的差异。科学以认识自然、探索未知为目的。虽然自然科学的发展有其内在的规律，但是却有它的不可预见性。具体的发展途径，哪一项突破在什么时间在哪个实验室出现，一般来说是不可预见的。科学发展史上的许多重大突破，以百年来的诺贝尔奖获得者为例，相当大的一部分是获奖者从本人的兴趣出发而进行工作的，有的甚至是工作中偶然的发现，是原先完全没有预料的事情。而按照预定的计划，组织安排而最终获得突破的反而只是极少数。好像还没有哪一位诺贝尔奖获得者是通过有目的的预先组织，精心安排、刻意培养而产生的。而技术是以对自然界的认识为根据，利用得到的认识来改造自然为人类服务。由于它有了科学的根据，就可以树立目标，因此总体来说是可预见的，也是可以根据人们的需要和现实的可能，包括人力、资金和技术条件进行规划的。

建国初期所进行的“科学规划”（实际上是否应该说是“技术规划”）得到了巨大的成功。原子弹爆炸了，火箭上天了，半导体工业建立起来了。但是这些技术成就，毕竟都是国际上已经实现了的，因此也是可以规划的，可以指日实现的。然而当时在科学方面的学科规划呢，由于不像技术方面那样有硬指标可供检查，就有些说不清楚了。当然我国的科学在解放以后取得了巨大的进展，但是国际上的科学家也不是在原地踏步，与建国初期相比，我们现在和国际上科学先进国家的差距是缩小了，还是扩大了，这可能是一个见仁见智的问题了。

这一事实至少从一个方面说明了科学是难以进行规划的。20世纪50年代的学科规划只不过是规划了应该在哪些方面进行工作。回想半个世纪以来科学发展的现实，有许多重要发展是当时没有预见到的，例如这几十年来出现了许多新兴的分支学科。如果我们不注意这些新发展而完全按照当时的学科规划进行工作，我们就会蒙受很大的损失，就不会有今天的局面。1978年DNA双螺旋结构建立25周年之际，英国《自然》杂志记者采访克里克教授，要他预测到20世纪末生物学可能取得的成就。克里克回答说科学发展是不可预测的，过去的预言家大多是以失败而告终。他只是说，“我们现在见到的生物学问题，到20世纪末都可以解决，但是那时又会有新的问题出现。”现在看来他的预言也没有完全实现，例如癌症问题，当时在美国还是属于有一定程度组织安排并限期解决的问题，到现在仍然没有解决。克里克教授也是一位失败的预言家。

技术上的发展在一定程度上是可以预见的，也完全是可以规划的。特别是国际上已经实现的技术，我们做一个具体的规划，安排一定的力量，经过努力在一定时间内完成是可以做到的。我国在20世纪50年代所制定的科学规划中有关技术部分，都属于这种情况。80年代在四位院士倡议下制定的发展高技术规划，也属于同样性质，在总体上也同样顺利实现了。但是要实现国际上还从未实现过的技术，特别是那些包含科学上尚未解决的问题的技术，就很难预见何时可以实现了，例如核聚变能量利用问题。虽然时见全世界媒体的炒作，迄今也无法断言何时可以实现。

在这个意义上说，科学发展难以预见，因此也难以规划。我们可以做的也无非是和半个世纪以前一样，勾划出各个学科中的主攻方向而已。但是如前所说，科学发展有一定的不可预见性，我们现在看见的主攻方向是根据当前的科学发展态势所认定的重要方向，若干年后整个科学发生变化，重要方向也会随之变化。如果我们硬性规定什么可以做什么不可以做，就必然失去机会。我们认定的主攻方向也必须随时修正以适应形势的变化。试想20世纪90年代初，人类基因组全序列的测定还没有提上日程时，我们如果在当时制定规划，在生物学领域内我们能够预见到蛋白质组学，能够预见到生物信息学吗？

以认识自然为目标的科学研究特别是基础研究由于探索性强，结果一般难以事先预见，原创性强的技术研究也是如此。因此除可以明确总体研究方向外，常常难以事先设定具体的研究目标，难以事先规定进度，或强求完成的日期。毋庸置疑，自然科学史中众多重大突破都是自由探索的结果。从物理学上牛顿力学的建立，电的发现和电学基本定律的建立；化学上门捷列夫周期律的建立；生物学上细胞的发现，孟得尔遗传定律的建立等，都是自由探索的结果，这些都已经在实际应用中产生了众所周知的巨大影响。类似的例子实在是举不胜举。在20世纪内所有诺贝尔奖获奖人中绝大部分都是由于在基础研究领域中的自由探索而获奖的。20世纪一百项重大事件中名列前茅的，像青霉素、半导体和DNA双螺旋结构的发现，曾分别获1945年、1956年和1962年诺贝尔奖，这些也都是少数科学家自由探索的结果。而它们在实际应用上的巨大影响已经深入到我们每个人的生活中。近年来获诺贝尔奖的基础研究成果，如超导现象和新高温超导体的发现，胆固醇代谢调节，癌基因的发现等，仍然是少数科学家自由探索的结果，这些发现必将对21世纪人类文明产生巨大影响。

科学与技术的不可预见性

我们不是完全否定规划的重要性，而只是指出科学和部分含有原始性创新的技术都有相当程度的不可预见性。我们在制定规划时务必充分认识这一特征，规划可以一方面指出方向，而在另一方面也必须同时鼓励自由探索，不要在科学上设立，并且在规划中留有充分的余地，以便在形势发展时可以随时修订。

当前在我国科学界流行的追赶国际科学发展热点，体现在对设定项目的高强度支持，这对我国科学努力追踪和赶上世界发展潮流是重要的。但同时也必须看到，设定热点项目的多数已经是全世界科学家辛勤工作了多年，有的项目年数已在万篇以上，超过我国全年发表全部SCI论文总数，要在这些国际上已经充分开放的领域中有所突破的可能性就微乎其微了。当然这决不是说我们不应该进入热点领域，热点领域的研究往往对科学发展有重要作用，进入热点领域，在热点领域内进行工作以积蓄力量，对发展我国科学还是有重要作用的，我只是想强调在热点领域内取得突破的艰巨性可能更大一些。我还想强调的是我们必须看到自然科学的发展有一定的不可预见性，因此既要重视热点领域，又要鼓励在那些目前虽还不是热点却有广阔发展前景的基础研究领域中去进行自由探索，对自由探索中已经取得有意义进展的项目，不仅不能予以限制，还要给以鼓励和支持。二者的关键都在于有自己创新的学术思想，这样才能在根本上有所创新和取得重大突破。没有自己原创性的学术思想，不仅进行自由探索寸步难行，进入热点领域也只能永远模仿或重复前人的工作，最多也不过为前人成果锦上添花而已。

科学和原创性技术的发展需要长期积累。自然科学的发展经常是波浪式前进的。在一段平稳发展的时期之后，会出现一件重大突破性贡献而给有关领域带来一个飞速发展的时期，引起大量在有关领域工作者的密切关注，并涌入这一领域工作，造成一哄而起的局面，形成科学中的热点，这在国际上也是常有的事。当然我们应该看到，一些热点领域对于科学长远发展有其内在的重要性。因此，对于一个国家的科学发展而言，从全面布局考虑，安排适当力量去追踪热点是必要的。但是我们又必须认识到，在一件突破性贡献发表之后，一些较为重要的后继性工作，往往已经在同一研究集体，或有密切关系的研究集体中酝酿已久或者已经在积极进行，并且在一个不太长的时期内就会陆续发表。外来者，即使急起紧跟，也已经落后了一个位相，在多数情况下，只能拾取一些残羹剩饭而已。

在另一方面，我们也必须看到，突破性进展常常不是一个偶然事件，而是经过长期艰苦努力，大量工作积累的结果。不用说佩鲁兹和肯特鲁关于蛋白质晶体结构分析的工作是经过长期努力才开花结果的，就是沃森和克里克关于DNA双螺旋结构的重大突破，看似突然，实际上如果没有剑桥关于X－射线衍射研究几十年的积累和威尔金森等人长期关于DNA衍射数据的收集，这一突破也不可能从天而降。

第3篇

主题词科学技术创新复杂性系统整体思维

科学技术创新是复杂的非线性系统，而复杂性来自混沌与秩序的边缘。在圣塔菲研究所成立的时候，原来“混沌理论”一词已被宏大的“复杂性理论”所取代了。混沌理论对其范围有严格限制，仅限于对自然界系统的非线性动态行为的数学研究。相反，复杂性理论则被认为可以用于复杂自然系统和社会系统中随时间变化的行为层面。社会系统并不仅仅是由它们的组成部分之间相互作用的固定规律所限定的“复杂适应性系统”（complexadaptivesystems）。相反，它们是可能随时间演化而改变其自身发展规律的“复杂演化系统”（complexevolvingsystems）。

科学技术系统创新运动是一个貌似无规则运动的有序性演化过程，具有典型的复杂系统特征。第一，多因素性。技术本身是各因素非线性相互作用的结果，技术不等于各因素简单相加。各技术要素在技术系统中也不再是原来的因素，因素自身在技术系统动力下也发生了相变，或者说，技术性因素、实体性因素与知识性因素都具有了技术所拥有的整体性。技术因素的作用方式要受技术系统运行模式和运行状态的制约。第二，多层次性。尽管技术的各因素受技术系统动力的作用发生了相变，但技术本身却生成了一种稳定模式。技术的稳定模式是由技术本身决定的，是由科学的技术应用与技术理论的层次性决定的。科学技术系统内有稳定的周期解，周期解内还有混沌区，这种结构无穷次重复着，具有各态历程和层次分明的特征，即存在有界性。第三，多变性。复杂非线性科学技术的创新过程本质就是经历混沌走向有序，因此具有混沌伸长和折叠的特性，这是形成敏感依赖于初始条件的主要机制。伸长是指系统内部局部不稳定所引起的点之间距离的扩大；折叠是指系统整体稳定所形成的点之间距离的限制。经过多次的伸长和折叠，轨道被搅乱了，形成了新对称结构或混沌。

由于科学技术创新系统具有典型的复杂非线性系统特征，因此，可对其运用复杂性理论进行管理。

1转变思考方式

牛顿力学是近代科学的典范，是近代科学建立的基础，牛顿力学是典型的决定性理论，是可测量和可预测的。20世纪初物理学的两次重大变革所创立的相对论和量子力学，分别排除了牛顿的绝对时空观和测量过程的完全可控性。混沌理论的诞生打破了拉普拉斯决定论，被视为20世纪继相对论和量子力学的第三次革命。混沌理论认为，非线性系统运动具有无穷大周期且始终限于有限区域、轨道永不重复的、性态复杂的运动，不可能无限精确和无限长时间地测量和计算连续变量。混沌理论解决了困扰牛顿（Newton）力学的三体问题，创立了研究n维相空间的不确定解的理论，混沌理论使人们认识到非线性系统演化既是决定论的又是随机论的。决定论的可预测性，只适用于那些宏观的缓慢的周期或准周期的稳定运动，然而，这样的运动实在是太少了。

科学技术创新复杂系统倡导最重要的事情是改变固有的思考方式，放弃机械论和宿命论，学会欣赏并应付联系、物力论（Dynamism）和不可预测性。因为科学技术创新过程是多因素复杂非线性相互作用的结果，所以对确实存在的运行模式（即现实存在）进行领会，即正视多元化存在，并对不可预测的事件进行反应。为了使科学技术创新过程自我发展为“复杂演化系统”，有必要对学习、多样性和影子系统（Shadowsystem）观点的多元化进行鼓励。

2并不是对每件事都需要进行控制

科学技术对客观事物既进行决定论描述又进行概率统计论描述，这两种描述方法已经共存了几百年。决定论认为，任何一个力学系统只要知道现在的行为就可预测系统的未来行为。概率统计论认为，受许多偶然因素的影响，系统的未来状态并不完全确定，需要用概率统计方法来描述。

KAM定理很好地解决了决定论和概率论这对貌似矛盾的问题。KAM定理指出，保守系统有可积和不可积之分，可积系统的运动是规则的，遵循决定性规律，不可积系统表现出随机性，成为统计物理学的基础。对不可积系统，KAM环面包围着随机层，当不可积系统的自由度少和扰动不大时，KAM环面包围的随机层测度极小而可忽略不计，统计物理学就不适用了，而应该应用牛顿定律。当不可积系统的自由度和扰动很大时，根据“阿诺德扩散”，KAM环面逐渐减少而随机层迅速扩大，系统只具有极少数的规则运动，规则运动变为次要的，系统出现了大量的混沌运动，这时才能用统计物理学来研究该系统。

科学技术创新过程是一个近可积哈密顿系统，随机成分有限，导致不可积性的扰动项很小。在科学技术创新知识系统处于混沌性态时，确定论和概率论随机交替作用，但确定论占据主流位置，基本能朝向希望的途径发展。随机成分确实存在但有限，因此，在复杂的非线性技术创新过程中，不可能对每件事都进行控制。应该相信混沌性态是貌似不规则的有序，科学技术复杂演化系统不仅反作用于环境，还会反作用于自身，随着时间的发展，科学技术总会不断出现新的有序状态。

3与环境共同演化

复杂性理论借鉴湍流研究思路和方法，认为科学技术创新系统同时存在混沌子空间和对称子空间，两种性态此消彼长，不断和外界环境互动而发生转换。在湍流中规则运动包含有小尺度的混沌运动，在混沌运动中又包含着更小尺度的规则运动。这说明，科学技术创新系统是与外界环境紧密联系，并不断互动发展的耗散系统。

科学技术创新系统与环境相互影响、共同演化，这就需要时刻准备好对环境进行反应，凭直觉领会那些驱动科学技术创新变迁的环境模式，根据需要进行适应，而且随时准备抓住各种出现的机遇。科学技术创新系统的三种性态，稳定区域（墨守陈规）、不稳定区域（瓦解崩溃）和混沌边缘（变革栖息地）中，混沌边缘最适宜与环境共同演化。

在混沌边缘，在一种“有限不稳定状态”下，正统系统（主流文化、结构权力等级体制）和影子系统（蕴藏矛盾、变化潜力的非正式组织）能维持一种具有创造性的张力。正统系统可以提供清楚的指导，对适当的结构和程序进行授权，以及抑制人员中的不安情绪。同时，影子系统可以激发观点的多样性，并且削弱正统系统的力量迫使它进行不断变革。这样，组织行为表征为耗散结构，组织在不断变化的现实面前能以新的方式执行基本任务或者追求崭新的基本任务，组织的创造性和创新方面的潜能都展现了出来。

4整体思考

技术创新系统的复杂非线性要求寻找整体模式来思考问题，并用整体的方式来控制创新过程，而不是试图控制每一个细节。整体思考是探索那些在不利的模式下能够产生最大影响的微小变化，并施加微扰改变系统运行轨道，避免蝴蝶效应。

4.1建立连接

在经典物理学中，时间是可逆的，事物的发展不存在演化；空间是平滑的、线性的；时间和空间不相关联，各自独立存在。复杂性理论认为，由于非线性的作用，时间的变化是单向的、不可逆的，既可以实现从有序到无序的变化，也可以通过自组织实现从无序到有序的演化；空间也不是平滑的，不仅存在整数维也存在分数维，整数维是分数维的近似和抽象。此外，通过考察系统中某一物理量随时间的变化序列，可以重构相空间，得出奇怪吸引子的维数。这表明复杂性空间的形成也反映了事物发展在时间上的积累。因此，在复杂非线性系统运动中，时间和空间是相互关联的，应该将时间和空间看成一个统一体，系统地把握事物发展过程中时间和空间的关系。

科学技术创新过程从本质上来说是一个时空整体性的，任何因素在时间维度或者空间维度的变异都可能影响到其他因素的正常功能，进而影响整个进程。而整个系统的各个组成部分在复杂系统的动力机制下，似乎只能通过彼此之间以及与整体的关联来得到了解。因此，科学技术创新过程关注的焦点应该是各种因素的时空关联，正是时空关联的模式决定了一个系统的表现。整个系统处于密切关联之中，并与他们的环境不断进行交换，与之共同演化。

4.2适应复杂性

混沌理论是关于非线性的科学，它认为世界的本质是非线性的，线性只是非线性的特例。经典物理学的线性观，导致了事物发展的简单性、确定性和还原性。复杂理论的非线性观，是线性与非线性、简单性与复杂性、确定性与随机性、局部与整体的辩证统一，它们之间是可以互相转化、对立而统一的，前者是事物发展的暂态，后者是事物发展的更基本的更普遍的本质特征。因此，研究问题时应把握事物发展的本质特点，具体问题具体分析。在研究复杂性现象时，用复杂性方法来处理将会显得简洁而有效，反之，采用简单性的方法来研究将会显得繁杂而无效并且得不到事物发展的本质特点。例如，奇怪吸引子是很复杂的，它可以采用自相似和分数维来简单表示，但如果采用探究轨道的简单方法来研究将是得不到一条确定轨迹的。同样，在研究简单性事物时，如果采用复杂性的方法来研究也将是无效的。

将多元高阶方程化简以便求解，即将复杂现象简单化是我们的思维定势。然而在科学技术创新过程中，过于关注细节往往不能产生创新成果，在创造性思考时，复杂性思维是必要的。虽然复杂性思维可能不符合常规，甚至会引来混乱和困惑，那是不可避免的，甚至是受欢迎的。很多创新团队刻意追求工作环境、工作方式的不可思议，目的是激发人的创造性，而不是被惯常的生活习惯所泯灭。最好的想法不总是来自高层，而且组织内的人都想事业有成，控制只是一种幻想，如果给予适当的扶持，每个人都有可能做作出一番自己的事业。

4.3让过程成为进行时

物理学中的经典力学、相对论和量子力学，它们所揭示的是关于简单性事物的基本规律，事物的发展是线性的、可逆的，必然也是前因后果的。而关于非线性现象的复杂理论，由于存在奇怪吸引子，事物的发展结果必然会导入吸引子，呈现出目的性。由于生物学、社会学等是关于复杂性现象的科学，因而也就是目的性的科学。事物发展的因果性是基本的、暂态的，而事物发展的目的性是事物的最终结果，两者是不可分离的。事物发展的目的性要通过事物发展的因果性来保证，而事物的因果发展必将会导致一定的目的性。

物理系统，如天气预报是由有限的确定性定律来支配的，有可能观察到奇怪吸引子是怎样产生的。然而，科学技术创新是人类一项复杂的创造过程，受到无穷多个因素及大量随机因素的影响，奇怪吸引子似乎说明不了什么。由于人类表现出来的自我意识和自由意志，科学技术创新的行为不可能用相同的方式进行解释。人类可以思考和学习，根据自身目的进行行动，而且能够反对及驳斥假定适用于他们行为的任何规则。因此，在方法论上要求我们做每一件事情时必须要制定所要达到的目的，而对于实际工作中的每一步则要实事求是地遵循事物发展的基本规律，只有这样才能最终取得成功。

4.4复杂演化管理

逻辑思维是从事科学研究的强大思维武器，科学研究中所揭示的规律性是通过严密的逻辑推理来保证其正确性的。当然，知觉、灵感等非逻辑思维也是很重要的，它往往能导致科学研究的重大突破。在研究科学问题的过程中，往往会陷入混沌迷蒙的境地。根据混沌现象的长期不可预测性和遍历性，我们将无法通过逻辑思维一步步地走出混沌。因此，这时就应该不拘泥于传统理论，而要大胆地猜测、冒险和创新，进行直接的下意识思维，然后再把中间过程联系起来进行逻辑思维来判断这种猜测的正确与否。所以说，逻辑思维是很重要的，知觉、灵感等非逻辑思维也是不可缺少的。

复杂性理论不是系统的，而是整体观的方法，它所强调的不是稳定性而是重视创造性与变革，追求的是“成为学习型组织”。当创新思维被非逻辑思维推向远离平衡态的时候，自组织过程会自然而然发生，它们可以产生更多的变异体并且对周围环境进行更加灵活反应。

参考文献

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