近代科学论文范文

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第1篇

1947年，他获得中华文化教育基金的资助赴美深造。在国际土壤学权威密苏里大学马歇尔（C.E.Marshall）教授指导下从事土壤矿物研究，1949年获硕士学位；后转到威斯康星大学，又在杰克逊（M.L.Jackson）教授指导下从事土壤胶体研究，1951年获博士学位。

1951年8月，熊毅从美国绕道日本回国。

他先后任中国科学院地质研究所研究员、中科院土壤研究所研究员、中科院土壤调查队队长、中科院土壤及水土保持研究社社长、中科院南京土壤研究社社长、中科院南京分院院长、中科阮农业现代化研究委员会委员、中科院环境科学委员会副主任委员、中国土壤学会常务理事、中国农业学会常务理事、江苏省土壤学会理事长等职。1981年当选为中科院生物学部委员。他长期担任我国土壤界最有权威的《土壤学报》杂志的主编，1958年又创办《土壤》专业刊物，并兼主编。晚年还担任《生态学杂志》副主编和《环境科学》主编。

熊毅从事土壤科学研究55年，是我国近代土壤科学的奠基人之一。他的研究领域深广，色括土壤物理化学、土壤矿物学、土壤生态学、土壤物理学、土壤发生分类及土壤肥力、盐碱良等方面，尤其是对土壤胶体、盐碱良利用和水稻土研究有很深的造诣，开创了我国土壤胶体化学、土壤矿物学和土壤生态学。是20世纪50年代最早开展黄淮海平原科学研究的科学家之一，对于黄淮海平原旱涝、盐碱综合开发治理作出了创造性的重大贡献。为此，他曾于1956年被国务院授予“全国先进生产者”称号；1988年被国务院追授“黄淮海平原农业开发优秀科技人员”荣誉奖。他先后在国内外发表科学论文、调查报告200余篇，

第2篇

目录

第一章 科学与科学研究(概论)??????????????(1)

第一节科学的概念及其性质?????????????(1)

第二节科学研究的概念及其能力培养?????????(9)

第二章 科学研灾的方法?????????????????(15)

第一节科学研究的思维方法?????????????(15)

第二节 科学研究的实践方法 ?????????????(26)

第三节 调查研究的方法 ???????????????(38)

第三章信息检索与利用????????????????(44)

第一节信息和信息检索 ??????????????(44)

第二节 信息检索工具及其利用????????????(48)

第四章学术论文概论?????????????????(64)

第一节学术论文的概念??????????????(64)

第二节学术论文的性质??????????????(68)

第三节 论文的特点 ????????????????(75)

第五章学术论文的选题????????????????(81)

第一节课题类型和选题原则????????????(81)

第二节 选题的途径、步骤?????????????(100)

第三节 选题的方法????????????????(105)

第六章学术论文的写作过程 ?????????????(109)

第一节 拟定提纲?????????????????(109)

第二节 写作初稿?????????????????(112)

第三节 实施论证?????????????????(114)

第四节 修改论文?????????????????(118)

第五节 论文定稿?????????????????(122)

第七章学术论文的写作方法??????????????(124)

第一节社会科学论文的写作方法??????????(124)

第二节 自然科学论文的写作方法??????????(133)

第八章学术论文的写作规范??????????????(151)

第一节学术论文写作规范的概念及常用标准的使用??(151)

第二节 学术论文写作规范的相关要求????????(152)

第九章毕业论文的答辩与评价?????????????(167)

第一节学术论文(毕业论文)的答辩?????????(167)

第二节 学术论文(毕业论文)评价??????????(175) 3/27/2013Page 1 of 5

第十章 部分专业论文示例???????????????(183)

范文一：少数民族研究论文?????????????(183)

范文二：教育学类论文???????????????(191)

范文三：文学类论文．???????????????(197)

范文四：英语类论文????????????????(204)

范文五：数学类论文????????????????(2l0)

范文六：物理学类论文???????????????(2l6)

范文七：化学类论文????????????????(224)

范文八：生物学类论文???????????????(230)

附录一学术论文的编排规范??????????????(240)

主要参考文献?????????????????????(250)

后记???????????????????????(250)

第一章科学与科学研究(概论)

本章从介绍科学与科学研究的概念及其特征开始，对科学的概念、科学研究的可能性、科学与技术的关系及建立基础等等问题做了探讨。并强调了要以更快的速度促进科研创新，必须对科研能力的养成教育的重要性进行再认识。

第一节 科学的概念及其性质

一、什么是科学

(一)科学的概念

“科学(science)”一词来源于拉丁文“scienta”，意为“知识”、“学问”。16世纪传人中国，当时将英语“science”译成“格致”，系“格物致知”的简称，以表述实践出真知的含义。在日本明治维新时期．日本教育学家福泽吉把“science”译成“科学”并在日本广泛应用。1893年．康有 为引进并使用“科学”二字，严复在翻译《天演论》时，也用了“科学”二字，此后“科学”替代了“格致”，并沿用至今。

早在古希腊时期．亚里士多德在使用和讨论“科学”这一范畴时把它与知识联系在一起，认为科学是关于事实的原因的知识。被誉为近代实验科学的真正始祖的培根，在提出“知识就是力量”这一口号时，进一步把知识与科学联系在了一起。这里我们所要明白的是．科学是知识，但是却不能说“知识是科学”，即有的知识可以被称之为科学．有的则不能。那么，哪些知识可以被称之为科学呢?罗素曾经把“科学”规定为诉诸人类理性的“确切的知识”，指关于有限领域、有实证根据、有明确适用范同的知识。达尔文说“科学就是整理事实，以便从中得出普遍性的规律或结论”，指出科学是反映客观事实和规律的知识。科学学的创始人之一J．D．贝尔纳说，“科学可作为一种建制．一种方法，一种积累的知识传统，一种维持或发展生产的主要因素，以及构成我们的诸信仰和对宇宙和人类的诸态度的最强大势力之一”，科学是反映客观事实和规律的知识体系相关活动的事业。

《韦伯斯特新世界大辞典》给“科学”下了这样一个定义：“科学是从确定研究对象的性质和规律这一目的出发，通过观察调查和实验而得到的系统的知识。”这一定义首先规定了科学的对象；确定研究对象的性质与规律。这个确定研究对象是不依赖于我们认识主体而存在的客观世界，这个世界有着自己的规定性和发展规律。这一点是一切科学的前提。我国的《辞海扒1979年版)认为：“科学是关于自然、社会和思维的知识体系”，科学应该按照内在迟辑关系把已知知识条理化、系统化、综合化，使之成为反映客观事实和规律的知识体系．而且这种知识体系仍旧在不断地补充和完善。

我们可以从以下三方面进行考察，以加深对科学概念的认识。

1．科学是知识体系

这是从理论方面对科学进行考察。

所谓知识体系，是说科学不是零星知识的简单堆砌，而是系统化的知识总和。科学作为一种知识体系，是一种意识形态；作为观念形态的科学从来就是人类精神文明的重要因素，科学发展受到哲学、宗教、艺术等社会意识形态的影响，但它又是促进整个人类精神文明进步的最强大的力量。

科学是经过实践验证的发展着的关于自然、社会和思维的知识体系。在漫长的原始社会里，科学的萌芽还没有从物质生产中分离出来，并且与原始乙术、原始宗教结合在一起；古代科学除少数学科取得理论形态外，绝大部分是实用科学，条理化了的经验知识；以科学实验为基础的近代科学是15世纪以后欧洲文艺复兴运动中开始形成和发展起来的，现代科学从19世纪末叶算起．其历史

才100多年。科学在其发展过程中不仅形成了特殊的认识方法——观察、实验、模拟、科学抽象、假说和理论等一般科学方法，各门学科还形成了各自的特有的方法；而科学方法一旦形成，反过来就成为促进科学发展的有利因素。科学不仅是对客观世界认识的结果．同时又是认识过程本身，是特殊的“精神生产”。

20世纪初，数学、物理学、化学、天文学、地理学、生物学等六大基础科学以及电力、机械、建筑、钢铁、医药、农学等工程科学都已比较成熟，科学不再只是事物或规律组成的知识单元，而是由许多知识单元组成学科，由学科组成学科群，形成了一个由很多门类交织组成的知识体系。爱因斯坦指出，科学并不就是一些定律的汇集，也不是许多不相关的事实的目录，它是人类用其头脑对自由发明出来的观念和概念所作的创造。

2．科学是社会活动

这是从社会分工方面对科学进行考察。

科学作为知识体系，其结构只能是各种知识成分之间的逻辑关系。科学作为一种活动，其结构则必然是各种要素之间的相互作用。科学活动的主体是科学家，科学认识的主体是集体，是一定的社会集团，而不是个人；科学只能是社会集团的活动，是社会事业，不是个人活动。科学活动的工具包括思想工具和物质工具．由世界观、信念、理论、方法和仪器等组成，科学活动的对象是自然界和人类社会，是客观世界。

科学家共同体、科学活动的工具和科学活动的对象这三者的相互作用，即所谓的科学的“三体运动”构成一定的科学活动方式，使科学成为整体性的统一事业。不同的科学活动方式，决定着各个历史发展阶段的科学形态，正如不同的生产方式决定着各种社会形态一样。科学之所以为科学，并不在于它拥省多少可靠的知识，而在于内这种特定的“三体运动”所构成的自觉的、能动的、有目的的研究活动e美国科学哲学家库思的科学观是：科学是科学家集团即共同体的活动。认为科学不是，至少不仅仅是现成知识的堆砌，而是人类探索知识的活动。

3．科学是实践力量

这是从作用方面对科学进行考察。

科学是人类进化过程中最重要的事情。人们对科学本质的认识，从科学结论的实际应用与社会作用方面的考察，提示了科学是一种社会发展的实践力量。人类信赖科学才得以建立起今天的物质文明，而到了现代．科学已成为社会具有决定意义的发展因素。

科学作为一种人类实践力量给社会带来了巨大进步，同时也带来了许多社会问题。科学的目的究竟是什么?科学最终将把我们引领何方?乐土抑或深渊?要把科学放置于整个价值观念体系中去思考，因为科学只有和其他社会因素相互作用，才能呈现出正面的价值。因此我们说，科学的发展，更增加了人类自身的责任，保护他人，发展自己，保护地球，发展未来。

最早把科学作为一种力量来认识的是英国哲学家培根，他认为知识不是一种纯思辨，而是一种力量，是认识自然和驾驭自然的力量、人性自我完善的力量、滋养信仰的力量、社会改革的力量。“知识就是力量”成为科学最概括、最切要的箴言。

总之，科学的概念应当是认识过程、认识结果和认识力量的统一体，即科学作为知识体系是事实，是人类文化积淀的结果；科学作为社会活动是过程．是人类文化的繁衍；科学作为实践力量是作用，是人类文化的动力组成。因此，科学有了一个较为综合的定义：科学是关于现实本质联系的客观真知的动态体系，这些客观真知是由于特殊的社会活动而获得与发展起来的，并且由于其应用而转化为社会的直接实践力量。

(二)科学与技术

1．技术的概念

“技术(technology)”一同来源于希腊语，是希腊语“techne”(技艺、手艺)、“logos”(文字、语词)的组合，本意是一种实用的技艺，包括艺术、技能、本领等。与科学一样，技术是一个动态概念，随着社会历史和人类认识的发展而变化，技术与人类的历史一样久远，当人类创造第一个生产工具时就产生了最初的生产技术。作为改造世界的手段，技术就是人类自然肢体的延长。古

希腊，亚里士多德把技术看做是制作的智慧；17世纪培根提出技术是操作性学问；到了18世纪，法国科学家狄德罗认为技术是人类借以改变或改造其环境的方法或活动，“技术是为某一目的共同协作组成的各种工具和规则体系”；20世纪以来，技术的含义更加宽广，除了技巧、技能以外，还包括加工方法、工艺流程和技术思想等。

根据不同的功能，技术可分为技术中最基本的生产技术与军事技术、科学实验技术、文化教育技术、卫生技术、日常生活技术等各类非生产技术；根据不同的性质，技术可分为满足社会需要的各种物质手段的硬技术与运用各种物质手段的软技术，如决策技术、预测技术、评价技术以及各种专业技巧手法，以达到一定社会目的的知识、技能、技巧的软技术。

技术的发展经历了漫长的历史过程，技术发展的每一历史阶段都有其中心技术和相应的辅助技术。能量转化是技术的主要功能之一，从人力、畜力到蒸汽力、电力、核力的能量转换方式的变革，每一次都引起了重大的技术革命。原始社会以石器技术为中心，以后是青铜技术、铁器技术，现代则以机器和自动化技术为中心。中心技术往往标志着人类历史发展的一个时代。过去的技术主要是在经验知识的基础上缓慢发展起来的，现代技术则几乎都是科学发展的结果。

综上所述，技术是人类为实现社会需要而创造的手段的总和，是把科学知识和实践经验应用于生产过程，以达到利用和改造世界目的的手段和方法的知识体系。它的基本要素是能源、材料、信息和工艺，是一种既包括生产工具、设备等硬件，又包括工艺、方法、制度等软件的技术系统，是如何将科学知识转化为认识和改造世界的手段。

2．科学与技术的关系

对于科学而言，技术是科学的延伸，对于技术而言，科学是技术的升华。二者足辩证统一的关系。

科学与技术既有差别性，又有统一性。

第3篇

【关键词】毕业论文；应用物理专业；论文质量

本科毕业论文是在大学四年级第二学期开设的一门必修课，是本科生在四年教学培养计划中的最后一个环节，也是培养大学生走向社会的一个重要环节。通过撰写毕业论文，培养学生综合运用大学期间所学的理论知识和实验技能解决实际问题的能力，初步达到让学生可以独立分析和解决实际问题的目的。近年来，由于各大高校进行大幅扩招学生，在校本科生人数逐年增加，结果导致学生整体素质参差不齐，尤其是在一些非985、211的普通二本学校，此现象尤为明显。此外，有些学校还存在师生比例严重失调、教学资源紧张的问题，这些因素导致本科毕业论文质量逐年下降[1]。对于本科毕业论文质量问题，已有部分报道[2-4]。本文根据作者所在学校的应用物理专业为例，结合作者指导本科毕业论文的体会，对如何提高本科毕业论文质量进行初探。

1应用物理专业毕业论文教学现状

1．1完成毕业论文时间不足

我校应用物理专业本科生毕业论文安排在大学四年级下学期3月至6月份进行，短短的3个月时间学生要完成查阅大量的文献资料、学习毕业学习实验设备的使用方法、实验、分析、撰写论文。其间部分学生还要去找工作、面试（工作、考研面试等），真正完全投入实验的有效时间约为1个多月。因此，要想取得较好的实验结果是比较困难的。

1．2对毕业论文课程了解不足

根据对2012级应用物理专业学生的调查结果显示，学生对毕业设计课程非常了解的为0，了解的为43.5%，不了解的为56.5%，占到一半以上。对毕业论文撰写格式非常熟悉的为0，基本熟悉的为39.1%，不知道的占61.9%。对毕业论文考核标准不了解的高达73.9%。学生对毕业论文课程的认识不足必然会影响撰写论文质量。此外，学生对毕业论文的重要性缺乏认识。学生普遍认为毕业论文与就业无关，没有必要在毕业论文中投入过多的时间和精力，而把大部分时间都投入在考研和就业的事情上。甚至有的学生会认为只要找到工作或考上研究生，学校在毕业论文上会为他们开绿灯，完全忽略毕业论文的质量问题。因此，学生在撰写毕业论文过程中，缺乏主动性和创新精神，导致毕业论文质量下降。

1．3学生撰写论文能力差

大学生在学习期间很少、甚至没有阅读科学论文，也没有系统的学习论文的撰写方法，因此在撰写毕业论文的时候必然会导致一些抄袭、语言表达不恰当、格式不规范等问题。

1.4学生对论文选题不感兴趣

我校的毕业论文题目一般都是由指导老师拟定，然后让学生选择。有些题目拟的过大，超出了本科生研究的范围；有的题目拟的过窄，无法开展实际研究；有的选题与专业结合不紧密，学生对选题不感兴趣。最终，学生为了毕业，随便选取一个论文题目，应付差事，结果导致毕业论文质量降低。

2提高应用物理专业毕业论文质量的实践与探索

我校是一所以工科为主的高等学校，致力于培养高级应用型人才，学校注重对学生实际动手能力的培养。针对我校应用物理专业的毕业论文存在的以上问题，我们主要开展了一些实践措施以期提高应用物理专业毕业论文质量。具体措施如下：

2．1鼓励学生提前开始毕业论文准备工作

目前，我校应用物理专业四年级上学期的必修课程只有《固体物理》和《近代物理实验（4）》两门课程和其它选修课程。因此，通过鼓励学生提前完成选修课程的学习，在四年级上学期有一定的空闲时间开展毕业论文的前期工作，从而延长毕业论文执行时间，提高毕业论文质量。

2．2提前开展与毕业论文相关的宣传工作

鼓励各代课老师以及班主任提前对学生讲解毕业论文课程的重要性，必要时可在三年级下学期末或四年级上学期初开设关于毕业论文课程讲解的课程或讲座，让学生提前认识毕业设计课程的重要性、了解毕业论文的考核标准。使学生在做毕业论文时能够有备而战、进而保证毕业论文的完成质量。

2．3培养学生查找和阅读论文的能力

学生在撰写毕业论文之前，阅读专业论文量少，仅限于课本教材。因此，学生对撰写毕业论文的方法、结构和格式等了解不足。针对这些问题，有必要提前告知学生获取文献的途径。例如，利用图书馆网络学术数据库（同方、知网、维普网、以及Elsevier等英文数据库）查找相关的学术文章。通过阅读文献既可拓宽学生的知识面、弥补课堂教学信息量的不足，又可让学生了解论文撰写的结构、格式等基本要求，为将来撰写合格的、高质量的毕业论文奠定基础。

2．4指导教师提出高质量毕业论文题目

指导教师应该从自己在研课题中提出与学生专业课内容相关或符合的题目作为毕业论文选题。只有指导教师提出高质量的、学术性的、科学性强的、有理论价值的、应用价值的题目，学生才会有完成其的兴趣，才有可能写出高质量的论文。这样不仅能把科研和教学相结合，而且还能提高毕业论文质量，同时还有可能为学生在将来的进一步深造或工作中提供有益帮助。

3结束语

通过向学生讲解毕业论文课程的重要性、鼓励学生提前开始毕业论文的准备工作、培养学生查找和阅读文献的能力、提出高质量的论文选题等措施，可以充分调动学生创新的积极性、提高本科生毕业论文质量。

【参考文献】

［1］朱华跃，广东化工[J]．41(2014)259．

［2］康红梅，职业时空[J]．10(2014)51．

［3］熊科云，科技广场[J]．8(2011)250．

第4篇

1科学知识教育:走向学生个性化的动态生成

关于科学知识的生成过程，近代哲学家与教育学者们争论不休.逻辑实证主义试图把一切经验科学还原为物理科学，实现科学的统一在逻辑实证主义者眼中，科学知识应当是独立统一的，一切经验科学都可以被证实和检验，即科学知识应当是永恒不变的.科学哲学企图摆脱历史主义而用逻辑分析方法达到像我们今天的科学结果那样精确、完备、可靠的结论。正是这种根深蒂固的观念对基础教育只重视知识教育产生了持久而深刻的影响.然而这种观点是不符合人类科学知识的发展历程，并且有悖于经验科学的发现规律.

相较于逻辑实证主义孤立、静态的科学发展思想，波普尔以动态的眼光和发展的思想提出了更为世人所接受的批判理性主义.他认为，一切定律和理论本质上都是试探性、猜测性或假说性的，都是一种对自然界的普遍性的猜测，而猜测总是从问题开始的.所以他明确指出，科学只能从问题开始，并且应当把科学设想为从问题到问题的不断进步从问题到愈来愈深刻的问题.一种科学理论只不过是解决一个科学问题的一种尝试，每当理论陷入了这些困难或矛盾之中便又产生了问题.正是由于问题才激励我们去学习，去发展我们的知识，去实验，去观察.从他的整个思想来看，波普尔所强调的是，要我们从错误中学习，不应当抱着对绝对真理的占有态度来看待科学，不要为我们的知识而沾沾自喜或自命不凡，而应当永远保持着对真理的渴求和探索.

英国著名的化学家和思想家波兰尼提出个体知识和缄默知识等概念，他指出人类有两种知识.通常所说的知识是用书面文字或地图数学公式来表述的，这只是知识的一种形式.还有一种知识是不能系统表述的，例如我们有关自己行为的某种知识.它强调的是主体在科学知识形成过程中的积极的、主动的、内在的、个性的因素.与波普尔一样，波兰尼认为科学活动的起点是问题，只有当一个问题是真正的问题时，科学研究才能取得成功.笔者认为科学知识教育应当是动态的发展过程，人们在不断地探索中完善科学知识体系.这个过程并不像逻辑实证主义提出的那样是静止的，而应当是波普尔和波兰尼倡导的那样，科学知识永远是前进的，我们应当用动态的、发展的眼光来对待.在发展的视域中我们才能够看到科学知识的未来.

2科学方法教育:超越逻辑方法的多维方法体验

一般来说逻辑思维包括，比较、分类，归纳、演绎以及分析与综合等.在基础教育科学教学中，较之形象思维能力、抽象思维能力以及创造性思维能力，逻辑思维能力我们强调得最多，因为学生的科学概念源自教师和编者，他们是按照逻辑上的安排，而很少是根据实际获得知识的方式来阐述的.这种方式的优点在于，让学生在较短时间内掌握比较系统的科学知识.然而这里出现了一个我们很容易忽视却非常严重的问题:逻辑推理不能导致新发现.因为逻辑推理在研究工作中的作用不是做出事实性或者理论性的发现，而是证实、解释并发展它们，并形成一个具有普遍性的理论体系.如此学生科学研究方法方面的训练就成了纸上谈兵.

培根曾说人类主要凭借机遇或其它，而不是逻辑，创造了艺术和科,现存的逻辑方法仅有助于证实并确立那些建立在庸俗观念基础上的谬误，而于探求真理无补，因而弊多利少.现代哲学家席勒对于逻辑在科学中的运用有过精辟的论述，对科学行动步骤进行逻辑分析，实在是科学发展的一大障碍逻辑分析没有去描述科学实际发展所凭借的方法，并且没有得出可用以调整科学发展的规则，而是任意按照自己的偏见，重新安排了实际的行动步骤，用求证的过程代替发现的过程.科学论文的写作以及教科书的编排所普遍采用的方法，助长了人们对逻辑学家观点的信赖.通常采用的那种逻辑上必然的提出结果的方法，既不是按照时间先后，又不是详尽地说明实际进行研究的经过.

笔者首先强调逻辑思维的弊端并不是表明逻辑不重要，相反逻辑思维能力对学生扎实的基础知识掌握来说，意义确实非同寻常的.这里我们是希冀教师们要知道对于科学发现、学生的创造性来说，仅仅只有逻辑思维能力是远远不够的.达尔文曾说他的经验告诉他:在科学研究中只是演绎推理是不能信赖的.我必须从大量事实出发，而不是从原理出发，我总怀疑原理中有谬误.

我们可以看出，除了逻辑思考之外，有很多非逻辑的因素在科学理论创建中起着至关重要的作用.首先是好奇心，好奇心不过是一种追求知识的欲求，因此应该给予鼓励.给予鼓励，不仅因为它是一种良好的现象，而且因为它是自然赋予他们的一种绝好的工具，可以祛除他们生来的无知.然而这种神圣的好奇心，往往被教育得销声匿迹了.其次是形象思维，形象思维是反映和认识世界的重要思维形式，钱学森就曾建议把形象思维研究作为思维科学的突破口.再次是基于逻辑和形象的创造性思维，如赖尔地质学理论及马尔萨斯人口学说为进化论的创造提供了灵感.正如费耶阿本德所说一切方法论，甚至最明显不过的方法论都有局限性.认为任何单一的方法论规则都是约束科学家创造性的紧箍咒和抑制科学发展的桎梏。科学的发展不是依靠某一种科学研究方法，在科学教学中为学生提供综合性的科学研究方法的训练是教育应有之义.如果教师采用多元的教学方法，培养学生对周边事物进行观察，大胆作出假设，并充分进行联想与分析，那么学生获得的才会是生动的，可以在生活中运用自如的知识

3科学思想、文化教育:由隐性走向显性

科学教育的最终目的是要让学生生成科学的思想和正确的观念，知识教育如果想上升到思想的高度，那么中间就不得不经历文化教育的过程.强调文化教育，并不意味着要排斥知识教育，相反在文化教育中知识依然是重点.只不过这里所说的知识教育己经不再是那种切断其文化命脉的机械、教条、刻板的知识教育，而是一种极富文化内涵、充满文化精神而生气勃勃的知识教育.

自然科学的进步就是人们不断地探秘世界的历程，具有丰富的文化性.它不仅取得了丰硕的实践成果，同时还为我们提供了丰富的思想、方法、思维范式等.以化学为例，化学是创造的科学，更是和谐的科学.化学的旨向不应只是创造人们需要的新物质，而更应该是为人类生命质量的提升做出贡献.相应地，化学教育不应仅仅局限于让学生学习和掌握己有的知识，而应致力于让学生受到包括知识在内的整个文化的全面熏陶，从而不仅成为旧知识的占有者，更成为新知识的创造者、学科文化的传播者.正如怀特海指出，我们需要造就既有文化又掌握专门知识的人才，专业知识为他们奠定起步的基础，而文化则像哲学和艺术一样将他们引向深奥高远之境一。

4科学教育的未来走向:生态化的教育教学观

科学知识是不断发展、完善、变化的，它随人们认识自然界的深入程度而不断完善，永无止境.因此，在教学活动中教师所拥有的知识，并不一定是绝对的、至高无上的.作为教师应当持有开放的知识观，清楚的认识到自己所能理解的只不过是有限科学知识的一小部分.对待学生的态度应虔敬真诚，能包容学生的不足，能将学生的错误转化为珍贵的教学资源.同时要理解真理的相对性和时代局限，诸如亚里士多德的部分错误理论统治了欧洲近千年，而哥白尼日心说的尼桑，经历了生命和鲜血的洗礼.

第5篇

【关键词】语言 文化差异 外语学习

【中图分类号】H0-0 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810（2014）26-0093-02

语言结构和语言的使用在一定程度上受制于文化，学习语言势必涉及文化，不了解某一语言所属的文化就很难真正掌握这一语言。了解语言和文化之间的密切关系对外语学习具有重要意义。

一 语言和文化的关系

文化作为人类在实践中创造的物质与精神财富，是通过人们长时间努力实践产生的，既包含精神文化，也包含物质文化，具有民族性和历史连续性的特点，分为正式文化和国俗文化两个方面。正式文化指的是政治、历史、文学、艺术、宗教、地理、音乐、建筑、科技成就、思维等；国俗文化则指风俗、习惯、行为模式、生活方式、规范等。除此之外，文化也包括语言和与语言相关的一些非语言的交际手段。英国著名人类学家泰勒认为文化或文明，是作为一个社会的成员所获得的知识、信仰、艺术、法律、道德习俗及其他能力与习惯的综合体。文化是知识的总和，是人们用以理解和叙述事物的模式。

语言是一种社会文化现象。语言学大师赵元任认为：语言是人跟人互通信息，用发音器官发出来的，成系统的行为的方式。（1）它是一种自主的、有意识的行为。（2）语言是一个人类社会的传统的机构。一种语言的产生，至少是由成千上万人的共同生活演变而成的大同小异的互通信息的方式。语言是文化的代码，也是一种社会文化现象。美国旧金山大学H.Donglas Brolwn在谈到外语教学原理时指出：语言是文化的一部分，文化是语言的一部分。两者彼此相关，错综复杂，如果把两者分开，语言和文化都将失去其本身意义。

二 文化差异

不同民族和国家有着不同的文化，关于中西方文化差异，严复曾经说：“中之人好古而忽今，西之人力今以胜古；中之人以一治一乱一盛一衰为天行人事之自然，西之人以日进无疆，既盛不可复衰，既治不可复乱，为学术政化之极则”，“中国最重三纲，而西人首明平等；中国亲亲，而西人尚贤；中国以孝治天下，而西人以公治天下；中国尊主，而西人隆民；中国贵一道而同风，而西人喜党居而州处；中国多忌讳，而西人众讥评。其于财用也，中国重节流，而西人重开源；中国追淳朴，而西人求欢虞。其接物也，中国美谦屈，而西人务发舒；中国尚节文，而西人乐简易。其于为学也，中国夸多识，而西人尊新知。其于祸灾也，中国委天数，而西人恃人力。”严复通过对比，看出中西两种社会结构和两种精神文化的巨大差异。近代学者如辜鸿铭、张东荪、梁漱溟等从中西语言的差异中也看到文化的差异。哲学家张东荪先生指出：从语言构造上看，西洋一句话必有主语、谓语，其语言中盖甚注重主体；中国则主谓语之分别不清，其语言不注重主体。西方语言是一种形态语言，句子的句法、语义信息都反映在形态变化上。每句必有主、谓、中心动词，句与句很好区别。句中所有的重要词项都必须出现。句子意思完全由句子形式表达出来。汉语的特征呢？王力指出，“偏重心理、略于形式”是汉语最重要的特征。句子的句法、语义信息都是隐藏的，句法结构同交际各方的心理默契密切联系。句式五花八门，如有大量独词句、流水句。可以没有主语，没有谓语，没有宾语。重要的词项往往省略，句子的界

限不清。汉语句子与印欧语句子不同，突出的一点就是汉语里句子的主语和谓语之间关系十分松散。而古代诗文则根本没有标点和分段，如何理解全靠读者自己。

了解目的语的文化、风土、人情和风俗习惯，熟悉外语国家中的不同文化、历史背景以及各种礼节对外语的学习都具有重大意义。语言对说话者有着很高要求，但仅仅只会说外语是远远不够的，只能完成思想交流的一半，而真正重要的是要学会恰当地使用语言。我国古代有“一日为师，终身为父”的说法，不但作为子女，不能对父母亲直呼其名，即使作为学生，对老师直呼其名也会被认为是极不恭敬的行为。而在英语语言国家，在这一点上有极大的不同，不但儿子可以直呼父亲的名字，并且学生和老师的关系也更亲密。这正是由于文化不同所产生的在语域上的差别。文化的差异也会引起联想上的差异。以动物为例，在中国文化中，带“狗”字的词多为贬义，如“狗头军师”等，而英国人往往在使用关于狗的习语中不含有贬义，反而经常用其形象比喻人的行为，如“to work like a dog”（拼命工作），“Sick as a dog”（病得很厉害）。中国老百姓最常用的问候方式是“您吃过了吗？”就让外国人不解。中国人请客吃饭常对客人说“今天没有什么菜”，外国人听了也会不解。即使都讲英语，文化相近的美国和英国，因为种族、地理、历史、文化、风俗习惯和科学技术发展等因素的不同，在使用语言过程中两国也存在着许多差异，如停止广播，英：Close down，美：Sign off；倒数第二，英：Last but one，美：Next to last；要单程票还是来回票？英：Single or return？ 美：One way or round trip？

三 跨文化交际所引起的失误与原因

普赖特（J.B.Pride）在《社会语言学》一书中这样说道，“任何一个社会中的成员，他所必然掌握的东西一定会比他语言的正规的或结构的特点多得多，他必须懂得所有与社会价值和文化价值有关的知识，也就是包括对语言行为制约在内的社会加在人们举止行为上的约束。”这一段话对跨文化交际具有重大的指导意义。交际涉及的内容极为广泛，包括会话、辩论、讨论和演说等。狭义上说，讲课是交际的一种，广义上讲，书信、便条、广告、新闻报道、科学论文也是一种交际。交际活动受限于语言环境，具体的情景相同，使用的语言也会不同，交际实际上就是人们通过使用语言，从而表达出特定社会目的的活动。什么是得体的交际？就是要做到有能力在不同的情景对不同的话语有一定理解，这就需要交际者在文化、社会、文学、科学方面有着大量的知识储备。语言交际功能具有普遍性，由于文化差异造成了各语言社团在语言使用上的巨大差异，为跨文化交际带来不少困难。“Thank you”的汉语对等词是“谢谢”，但是如何在社交场合用“Thank you”却颇有学问。在受到别人祝贺时，“Thank you”是英语中最常用的答话，但汉语则会说“过奖过奖”“惭愧惭愧”等一类的客套话来应答。如果我们不会用“Thank you”而按汉语直译，来一句“You Flatter me”或“I feel ashamed”作答，那就显得很不得体。当然中国人在受到外国人赞扬时，如果按照英美人习惯回答“谢谢”，心理总觉得不踏实，总认为这样回答显得不谦虚。如果中国人听到外国人讲“Thank you.”“Thanks a lot.”之类表示感谢的话时，应该回答“You are welcome”，有些人想表达“没关系”“不用谢”之类的话，但却使用了英语“Never mind”。“Never mind”常用于对方表示歉意，而自己不介意的场合，是安慰对方的客套话。造成这种失误的原因是不了解英语本族人的语言习惯，误用英语的表达方式，而用母语的语义和结构套英语表达。

忽视文化差异往往会造成语言的误用，甚至会闹出笑话。语言所表达出的意思，不只是主观愿望所反映的问题，它还与社会习俗有着密不可分的关系。要想使语言达到预期的效果，就必须既掌握应用语言技巧，又了解其蕴含的深层文化差异，这样才能知道在什么场合下该说什么话。如英美人就相当忌讳有人当面问他们买东西的价钱，如果对一个外国人开口就问“What a beautiful shirt you’ve bought！How much did it cost？”（你的裙子很漂亮，花了多少钱呢？）这句话中国人听来可能很自然，但如果到外国人耳朵里就会变得很不舒服。这就触犯了他们西方文化习俗中的禁忌。正如大家所熟知，谦虚是中华民族的传统美德，虚心使人进步。当我们听到别人赞扬时，虽然心里很高兴，嘴里也会说：“不行不行”“差得远了”诸如此类的话。但如果外籍老师夸奖学生，说“Your English is excellent.”（你的英文棒极了！），如果回答“No，my English is still far from perfect.”（我的英语还有很大的差距呢！）之类的话就不符合英美人的习惯，正确的回答应该是“Thank you.”（谢谢）这样的用语。东方人一般比西方人更看重谦虚的原则。与外国人交往时，如果总以自己国家的文化为中心，不仅容易造成交际失误，同时也很容易伤害到彼此之间的感情，从而容易造成心理上的距离。如果一个中国人问美国人“Where are you going？”（你要去哪啊？），美国人就会有一种被侮辱的感觉，似乎暗示着他是去一个不该去的地方。所以在跨文化交际中常有“礼貌错误要比语法错误更难使人宽容”这样的说法。另外，说英语的人都知道，询问别人的年龄、工资、体重和私人的事都是不礼貌的，尤其是初次见面。

四 文化差异与外语学习

在外语学习过程中要重视语言与文化的关系，B.W.Robinett在Teaching English to Speakers of Other Languages一书中这样说，“语言作为社会的工具，它的使用直接反映出了一个社会的文化。作为外语学习者，语言与文化的这一关系在语言的习得中有着不可替代的作用”。要提升外语能力，只着眼于听、说、领会是不够的，还要学习一些外语的应用原则，否则同操目的语的外国人进行交际时，就会频繁地出现语用失误，会产生误解。语言作为社会文化重要的组成部分，我们要想对其充分地理解，熟练地掌握，必须要熟悉与其有关的社会背景。学习过程中不仅要做到熟练掌握语言的形式，充分了解其使用规则，还需要做到在实际交流中准确、有效、恰当地运用这些知识。前者反映的是语言能力，后者反映的是交际能力，两者同等重要，缺一不可。没有了语言能力，交际能力就会变成无源之水。但是，有了语言能力，却不知道在什么场合下使用，那么自然也无法运用自如。同样，脱离社会情景的句子可能只会有语法意义和字母意义。

在外语学习和外语研究过程中，必须与使用该种语言的国家的近代历史和生活联系起来。其中包括研究该国的政治、经济和文化生活，这一原则适用于任何一种外语学习。

参考文献

[1]胡文仲.超越文化的屏障[M].北京：外语教学与研究出版社，2002：59

第6篇

【摘要】本文讨论了历史主义科学哲学的范式内涵特点以及整个发展过程，在对逻辑经验主义、批判理性主义的批判中，围绕历史主义以科学哲学与科学史的结合为理论出发点，对科学的发展过程作进一步的科学史分析，深入阐述历史主义的范式特点，以及历史主义范式对科学哲学的意义影响。

【关键词】历史主义；科学哲学；思想；范式

一、历史主义科学哲学范式的内涵

范式概念的首次提出者库恩在其著作《科学革命的结构》一书中作了初步的解释，“它们的成就空前地吸引一批坚定的拥护者，使他们脱离科学活动的其他竞争模式。同时，这些成就又足以无限制地为重新组成的一批实践者留下有待解决的种种问题”，[1]范式作为描述整体科学结构的概念，包含科学共同体的信念、哲学观点、公认的科学成就、方法论准则、共有的世界观，乃至于教科书或经典著作、实验仪器等等，具有极其复杂的内涵，范式在科学研究中有着重要的地位，贯穿科学发展的始终，至今也已成为人文社会科学中的一个基本范畴。范式是一个具有多层次结构的范畴，对于范式的运用，在此，我们应明确历史主义科学哲学范式研究，是科學哲学研究的一个新视角的体现，也是一种新的研究模式。通过库恩对“范式”的解释我们可以看出，“范式”的运用历史地重现了科学发展的规律，库恩用范式描述科学发展的模式，则体现出了科学发展模式的动态性特征。

二、对传统科学哲学的批判

历史主义不赞同逻辑经验主义认为科学研究的任务在于把作为研究对象的科学知识进行语言的逻辑分析，科学知识的直线式积累看作是科学进步的标志。历史主义认为知识的增长并不是一个累积的叠加过程，而是一个革命的渐进的过程，这一结论是基于科学知识的动态研究的结果，因为动态发展模式本身就是一个上下波动的过程，简单的累积叠加体现不出跨越式的进步，量变的渐变过程体现不出质变的大飞跃，难以与科学的大发展相匹配。

针对批判理性主义的观点，历史主义是这样批判的。波普尔曾指出：“科学应该被看成是从问题到问题而进步的。随着这种进步，问题的深度也不断地增加”。[2]从这个角度上看，证伪的科学知识增长模式确实也说得上是一种反归纳主义的模式，不断的试错，不断的证伪这个过程就是不断的否定的过程，从辩证的观点看来，就是仅仅只强调了质变的飞跃，“所谓‘不断推翻’的‘增长’，这本身就是一种悖论”，[3]这种发展观是片面的。历史的发展具有不间断性，在这个不间断的过程中，总会存在着类似于常规科学的累积时期，虽然累积时期同样蕴含着新范式的萌芽，但是也确实是范式的不断发展时期，波普尔却“把科学事业中非经常性的革命特点赋予了整个科学事业”。[4]

历史主义与批判理性主义在研究对象所采取的角度也是不一样的。批判理性主义从个人的理性的角度去研究科学的发展，其实蕴含着诸多的主观因素在内，波普尔的建立在“科学发现的逻辑”之上的“理性的重建”，其实也就是一种制定知识产生的程序法则，科学研究只要以此法则为基准，便会不断获得真理性知识，以个人的理性为基础的建构正是波普尔的理论出发点。但是，库恩认为：“科学尽管是由个人进行的，科学知识本质上却是集团的产物，如不考虑创造这种知识的集团的特殊性，那就既无法理解科学知识的特有效能，也无法理解它的发展方式。从这一点说，我的书本质上是属于社会学的，但也绝不容许这个问题离开认识论”。[5]由此可看出，科学知识本质上就属于社会的产物，脱离了社会因素将会不能很好解释科学的发展，科学研究的任务并不是像波普尔所说的那样理性的重建科学发展的历程，而是“要充分倾听历史的呼声”。[6]在对批判理性主义进行批判方面，库恩曾经指出：“我们都关心获得科学知识的动态过程，更甚于关心科学成品的逻辑结构”，[7]历史主义把社会历史因素渗透于研究过程之中，得出该流派独特的见解以及理论成果。

三、历史主义科学哲学范式的内部发展

随着科学哲学不断发展，历史主义登上了科学哲学历史的舞台，历史主义在自身的发展中形成了新、旧历史主义两个流派，他们都是在对逻辑经验主义、批判理性主义批判基础上将研究视角从科学理论逻辑分析转移到特定的社会历史领域，针对不同的范式建构起科学理论，阐释科学发展的动态模型发展机制，都给科学实践活动带来了深远的影响。

旧历史主义主要代表库恩的范式研究，表明在不同范式条件下，对科学理论的理解应采取不可通约性原则，要想达到对科学理论成果的清晰理解，就必须考虑当时的历史语境。库恩还认为，科学理论的产生脱离不了诸如顿悟与直觉等非理性因素的影响，非理性因素是科学所必需的重要因素，是科学产生的基础，非理性因素对范式的产生与选择起到了实质的推动作用。拉卡托斯的科学研究纲领的范式依然没有脱离科学哲学与科学史，还是处在历史主义的大框架下进行的科学研究，在理论思想发展的过程中还体现出了历史与逻辑的有机统一，是一种开创性的进展，他的科学研究纲领实质上指的是相互联系的理论系统，单个理论并不能称之为科学的单元，既然科学研究纲领实质上指的是相互联系的理论系统，那么其发展过程也是一个循序渐进的不间断过程，是一个历史再现的过程，随着经验事实的不断增长，那么相应地科学理论也会不断增长。费耶阿本德把库恩的非理性主义不断强化，认为非理性是科学之所以成为科学的重要因素，任何把非理性因素排除在科学之外的做法，其最终的结果是“必将消灭科学”。[8]费耶阿本德的范式研究方法我们可以把它说成“怎么都行”，法无定法是其思想的重要体现，是对一元论的传统挑战，有利于多元理论间的竞争与发展，使人们可以从更深一层视角研究科学发展模式，使科学发展不局限于单一方法原则，为思想进一步繁荣奠定理论基础。

新历史主义的重要代表人物之一夏佩尔，夏佩尔的理论研究依然是从科学史出发来考察科学发展的问题，他不认同库恩、费耶阿本德的范式的不可通约性观点，理由在于研究对象没有脱离客观世界范畴，同属一个范围的对象并不会有不可比的障碍，范式的不可通约将会带来科学的进步与合理性无法成立，这也是他们的相对主义与非理性主义产生的一个重要根源。而作为八十年代新历史主义另一主要代表人物劳丹，与夏佩尔的思想理论方向则有所不同。劳丹关于“科学问题”的范式认为，科学的发展，理论的进步主要在于问题能够得到不断地解决，科学的目标就是不断增强解决问题的能力，以问题为导向，以解决问题为突破的科学研究，问题是会不断发展变化的，解决方式也会随着问题发展与时俱进，劳丹还在科学发展动态模式理论的建构中，阐释科学发展的本质是在于渐进式的发展，科学内部的各要素是处在一个相互联系的有机系统之中，跨越式的革命进程是不应该存在于相互联系的要素之间。

综上，历史主义的发展一个显著的特点在于，把非理性因素的科学研究中的作用提到了一个高度，体现了历史主义的创新性。非理性主义观点出现之后，虽不可避免遭到攻击与驳斥，但是，毕竟非理性主义还是有着历史的因素包含其中，考虑到当时理性主义指导下的科学对人类社会带来的诸多负面效应，单纯理性原则似乎抵挡不了对科学的种种质疑，一时也得不到理性主义的合理解释，这样的局面正好给了非理性一个很好的契机，给了科学哲学的新发展方向一个很好的机会，这也就是后来我们看到的，以库恩为主要代表的旧历史主义强调的非理性因素对科学的重要作用，后经费耶阿本德的继承与发展，更留下了浓墨重彩的一笔。

四、历史主义科学哲学范式的特点

历史主义科学哲学范式的一大特点就是突出主体性，在西方科学哲学在从客观主义、绝对主义到主体主义、相对主义的根本性转变过程中，历史主义扮演了关键的角色。在历史主义之前，无论是逻辑经验主义还是批判理性主义，都主张把主体性排除在科学研究之外，认为主体性会造成科学知识认知的偏差，通过排除主体性的归纳与演绎的结果是得到绝对客观的科学知识理论的前提。历史主义充分肯定主体性因素在科学认识中的作用，科学知识的普遍必然性并不是直接来源于经验事实，也不是直接来源于对先验公理的演绎，人的主体性对科学知识的產生也占据着重要的影响，科学共同体发挥主体性的作用把科学与客观外部世界联系起来，科学知识最终还是由主体的能动性所做出的非逻辑、非理性所决定的，这种主体性是有着积极的意义，充满着创造性，并不局限在狭隘的观念和框架之中。

历史主义把科学哲学与科学史相结合，重视科学史的研究，与历史史实的联系，科学研究以科学史为指导，是区别于早期科学哲学将科学研究聚焦于逻辑方法的一大进步。历史主义在考察新事实与新理论在科学发现的关系中就很好地体现出了对历史事实的重视，在氧的发现的例子考察中，对C.W.舍勒、约瑟夫·普利斯特列以及拉瓦锡的研究成果都做了细致的分析，但是究竟谁是氧的最初发现者，由于没有确定权威的标准作为判断的依据，所以最终难以定断。氧被发现了的历史事实，给予我们这样的启示，科学发现不同于类似于看见这样一种瞬间性的行为，把科学发现单纯归属于某一时刻、某一人，科学发现是一个过程，脱离历史发展的过程性，是不符合历史与现实的，历史发展的过程性，不仅有类似于量变的积累，还有类似于质变的飞跃，蕴含着量质变的辩证关系，把科学的发展与历史紧密结合。由此可见，科学史对科学的发展起着至关重要的作用。

历史主义探究科学发展强调历史性思维。研究科学哲学的目的应该在于重现科学的历史，这一重现的过程不必遵循着正统派“逻辑重建”的原则。然而，历史重现与逻辑重建是背道而驰的，这倒不是说明历史主义在科学发展的历程中偏离了方向，而是恰恰说明了这是对正统派中的阐释科学合理性的片面说法进行的修正，指出纯粹的逻辑分析的缺陷。在对新旧理论的逻辑分析上，历史主义从历史学的角度出发，指出了新范式理论与旧范式理论在逻辑上存在着不一致的方面。

历史主义范式的特点还体现在以动态发展模型来研究科学发展的历程。在范式基础上把科学发展模式解释为前科学时期、常规科学时期、反常与危机、科学革命直至新的常规科学时期这样循环往复的过程，体现出了历史发展的过程性，符合科学发展史的实际情况，常规科学时期可以把科学的进步看成以累积的方式不断发展着，而科学革命时期，新范式的建立标志着新的科学共同体取代旧的科学共同体的过程，这是一个质变的跨越过程，因此，这一具有历史性、社会性动态发展模式开创了诠释科学发展的新视野。

历史主义范式还十分注重理论间的不可通约性来进行科学哲学的研究。“不可通约性”术语的由来在库恩的《结构之后的路》一书中有这样的说明，“等腰直角三角形的斜边与直角边不可通约，圆的周长与半径不可通约，这意味着不存在一个长度单位可以将一组数中的两个数都整除而没有余数。即不存在公约数”。[9]在后来的发展中，“不可通约性”便被用来说明科学理论间以及其词汇、概念间的不可比较性，不过，这里的不可通约性并不是绝对的，等腰直角三角形的斜边与直角边不可通约，但是斜边与直角边的长度还是可以比较的，这仅是一种局部的不可通约性。人们往往习惯于运用现实的理论原则审视过去的理论，简单地把过去的科学成分剔除出科学的范畴，然而，过去的理论并不是它们被取代就不科学了。

五、历史主义范式对科学哲学的意义

历史主义范式代表着一种典型历史观的历史方法论，历史主义科学哲学流派把研究对象聚焦于“过程”，历史主义中的代表人物之间的理论有批判与继承，一定程度上推动了辩证思维的发展，对历史主义范式的探索，无论是在理论的参考价值，还是在研究视角的启发，对未来的科学发展模式的研究都有其重要的借鉴意义，对后继发展的理论具有重要的参考价值，还提供给人们一种新的思维方式，让人们更好的理解科学哲学的发展史，对现代科学发展作深刻的哲学反思，体现出特定的社会历史背景并彰显时代特征。

继历史主义之后，范式理论得到了广泛的应用，历史性地融入了科学哲学的研究中，对科学共同体的科学观产生重大的影响，科学共同体科学观的形成以及思维方式的发展都是以范式的形成为基础的，现代科学家的任务在于对前范式进行整合，把不符合范式的发展要求的内容进行修正，不断扩大范式的作用范畴。虽然历史主义的时代使命在当时的历史背景下已经完成，但是它对后继发展的科学观有着深远的影响，我们现在应该思考的并不是实质的对与错的关系，应该是把范式理论的背景、经过及影响做深入分析，简单的做出对错划分最终对科学的长远发展并没有什么实质的意义，没有无懈可击的科学理论，只有随时展而不断涌现出更加符合历史发展客观现实的理论。理性主义占统治地位的时代背景下，后现代哲学虽然不能完全颠覆理性主义的位置，但是，历史主义奠基者还是充当了时代思想的先锋，对理性主义进行有力的批判，突破传统的理论创新以及时代创新精神，是值得无数后继者的学习的。

【参考文献】 

[1] 库恩.跛子和瞎子、哲学和科学史[J].自然科学哲学问题， 1981（2）. 

[2] 波普尔.猜测与反驳[M].上海译文出版社，1986. 

[3] 库恩.《必要的张力》纪树立等译[M].黑龙江科学技术出版社，1981. 

[4] 库恩.科学革命的结构，金吾伦胡新和译[M].北京大学出版社，2003. 

[5] 库恩.发现的逻辑还是研究的心理学必要的张力[M].福建人民出版社，1981. 

[6] 费耶阿本德.反对方法，周昌忠译[M].上海译文出版社，1992. 

第7篇

关键词：科学 技术 异同比较 概念厘清

Abstract: Although Science and Technology have close connection and similarities， but after all they are two different concepts. This paper discusses their differences from the pursuing aim，researchable object，activity's direction，process of questing，concerned problems，adoptive methods，thought modes，constitutive elements，language expressions，final results，evaluative standards，contains of values，norm of following，occupational constitution，social influences，historical origin and development，development and progress.

Key Words: science， technology， comparison of similarities and differences， clarifyving concepts.

在现代，科学和技术关系密切，之所以如此，除了二者相互依赖和相互促进——科学要借助技术更新设备、启示问题、激励灵感，技术要借助科学提高理论水准、扩展发明视野、开拓新奇领地——之外，也在于科学和技术确实有诸多相通或相近之处。正如考尔丁所说，科学和技术二者都处理物理世界，使用相同种类的物质世界的知识。二者在研究中使用经验方法，雇用在科学中受训练的人，使用类似的词汇表。技术因它所应用的知识依赖科学，有时也为科学进展提供未加工的材料，即新观察或其他的激励研究的东西。

考尔丁只是笼统论之。其实，条分缕析一下科学和技术的各个要素，问题就更清楚了。例如，在建制方面，科学与技术都是高度创造性的行当，它们都给予那些能够以有意思的方法合成完全不会在其他人那里发生的思想的人们以一种奖励。 在规范方面，科学和技术都具有非本地化和世界主义的特征。科学不是由于定义才是普适的，而是通过许多努力消解本地发现的与境的。技术不是自动地可用于其他境况的，它要求技术和境况两方面适应，以创造起作用的技术。这个消解与境过程的社会方面也是深入科学和技术之域消解与境，它在于在实践、流通和网络创造之间的交流。 在结构方面，一切科学都有理论、观察、实验这三个部分，技术同样如此。因此，把技术和科学对立起来的做法是毫无意义的。 科学和技术都进行观察和实验，提出理论，提出关于（通过实验）造成一定条件的方式的陈述。在基础研究问题上二者也有一定的重合。 在方法方面，技术研究与科学研究没有什么区别。其研究周期图式都是一样的：确定问题；用现行的理论知识和经验知识解决问题；倘若尝试失败，就找出某些可能的解决问题的假设以至整个假设-演绎系统；借助新概念系统寻求问题的解决；检验解决问题与结果；对假设或初始问题的表达方式做出必要的修正。 在评价方面，

任何特定技术的发展是否值得的裁决必须永远是暂定的，对借助新证据重新评价是开放的。以这种方式，对于科学使用的问题不能给出永恒的答案，正如科学理论本身的真理问题不能给出永恒的答案一样。

特别使我们感兴趣的是，在哲学底蕴方面，科学和技术都体现了操纵或摆布的思想。西方科学是作为实验科学发展起来的，而为了进行实验，它必须发展精确和可靠的操纵能力，也就是说进行检验的技术，人们操纵摆弄是为了检验。技术也操纵自然界的对象，同时也引起新的人操纵人的过程，或者说社会实体操纵人类个人的过程。随着技术的发展发明了新的和十分微妙的操纵方式，在这种方式中，对事物的操纵同时需要人类接受操纵技术的奴役。

也许正是由于这些相通或相近之处，不少人认为，科学和技术没有本质上的不同，或者没有原则性的区别，在二者之间是无法划界的。譬如，克罗斯和巴克坚持，在20世纪，科学和技术就形式而言似乎是一个有机的整体，在不把二者蛮横地弄得支离破碎的情况下，不可能把科学和技术作为分离的实体与整体分开。 雷斯蒂沃则一言以蔽之，纯粹科学的神话是近代科学作为礼拜堂的基石。近代科学的意识形态使我们之中的许多人相信，在科学和技术之间可以划界，并因我们社会和环境的疾病而责备技术。

诚然，在科学和技术之间“存在边界起初不可能十分尖锐地显示出来的领域，正如在遗传工程和基因治疗的情况中那样” 。诚然，“许多现代建制的探究形式把科学的知识进展的兴趣与特定技术的较大效率的目标融合在一起，一致在二者之间不存在建制上的划线。科学和技术在医学科学没有简单的可维持的区分，虽然在极端的对照中是清楚的。” 诚然，在科学和技术之间的任何区分实际上都可能强烈地受到意识形态因素的影响，如规划的制定和资金的提供就涉及区分问题。科学和技术的区分还缺乏明晰的和毫不含糊的划界标准，在一种与境中是所谓“科学”和“科学的”东西，在另一种与境中往往被称为“技术”和“技术的”东西，反之亦然。 然而，

不管怎样，从学理上讲，科学和技术毕竟不是一回事，二者的区别众多而明显。从实践上讲，把二者混同起来，也会在实际工作造成不应有的危害——我国科学政策和科研管理方面的诸多偏差，在很大程度上归因于混淆了科学和技术的概念和辖域 。为此，我们必须尽可能把科学和技术区分开来，以便于澄清概念上的混乱和纠正管理上的不当。

邦格曾经以表格的形式，列举了科学和技术之间的某些相似点和和相异点 。陈昌曙教授也从十个方面揭示了科学与技术之间原则上的、本质性的不同：基本的性质和功能，解决问题的结构和组成，研究的过程和方法，相邻领域和相关知识，实现的目标和结果，衡量的标准，研究过程和劳动特点，人才的素质和成长，发展的进展和水平，社会价值 、意义和影响。 在我的心目中，科学和技术一直是两个有别的概念和范畴。在混乱日盛且大有蔓延之势的情况下，我接连写了数篇强调科学和技术有别的文章 ，力图予以匡正。当时我没有研读多少资料，主要是凭直观和经验发议论的。在这里，我准备把原来简略的框架和十分有限的文字予以扩充，比较详尽地厘清一下科学和技术的差异。

（1）从追求目的上看，科学以致知求真为鹄的，其目标在于探索和认识自然；技术以应用厚生为归宿，其意图在于利用和改造自然。科学着眼于理论知识的不断进展，技术追求生产目标的有效实现。尽管技术也涉及知识——应用零散的经验知识和系统的科学知识，也创造一些实用性知识——但是它把知识工具化。也就是说，科学把知识始终视为目的，而技术仅仅把知识当作手段。

尽管在某些现实的研究课题或项目中，致知求真和应用厚生这两个目的是相伴出现的，即便研究者只涉及一个方面；尽管每一个正确的科学理论都可能潜在地导致技术应用，而每一项技术研究项目也可能促进科学知识的进展；但是，这并不能掩盖科学和技术在目的上的鸿沟之分。考尔丁对此洞若观火：科学和技术的基本区分还是在于目的。科学的目的是获取知识，技术的目的是应用知识控制物质。技术人员的问题是分派给他的，希望他提供答案；而科学中某种研究自由是基本的。于是，科学的发展遵从它自己固有的需要，即对真理的追求；而技术的发展遵循公众的物质需要。 桜井邦朋也一语中的：

科学和技术本来是有差别的东西，科学被认为是就隐藏在我们周围扩展的自然中所看到的各种现象的奥秘中的真理，换言之，是就各种事实和在它们之间存在的法则研究的学问；与之相对，技术是立足于把科学的成果作为在我们的生活中有用的东西熟练使用的目的而加以研究、而组成的东西，是实用性极强的东西。

不用说，纯粹科学，如果它是实验性的，也控制和改造世界，但只是为了认识实在在很小的规模上这样做，而不是以此为目的。科学是为了认识而去变革，而技术却是为了变革而去认识。 希尔也表达了类似的看法：“科学可以可以发明、改进和推广仪器工具，但是这不是它的首要关心。它的首要任务是认识，并通过认识扩大我们的知识。技术并不这么多地关心认识，它关心为最佳的利益而生产和使用。”

（2）从研究对象上看，科学以自在的自然实在为研究对象，不管这些对象是实体实在还是关系实在，不管它们是以物质形态存在还是以能量或信息形态存在，也不管它们是有生命的还是无生命的。总而言之，它们是自在的自然的。当然，为了获取自在的自然实在的知识，实验科学家也在受控实验中对其进行某些干预，但是这种干预是小规模的、不成气候的。更重要的是，如此干预只是作为获取自然奥秘的手段，而决不是为干预而干预，决不是把干预自然作为目的。相反地，技术的对象则是现实的或拟想的人造物，也就是说，它要设计或制造出某个自然界中没有的人工东西来。当然，技术也针对自在的自然对象做研究和试验，例如研究和利用天然石头作为建筑材料，但是无论从研究的出发点讲，还是从试验的结局上讲，都聚焦于实用和使用，其结果，已经使自在的自然存在变成为人的非纯粹的自然存在了，如砌墙基的方形花岗岩石料、抛光和切割的大理石平板。

（3）从活动取向上看，科学活动是好奇取向的（curiosity-oriented），与社会与境和社会需要关系疏远；技术是任务取向的（mission-oriented），与社会现实和社会需求关系密切。科学本来就是在有闲暇的条件下，由人的好奇天性触发的。科学爱好的激起，科学问题的提出，研究冲动的萌生，在很大程度上无一不是由好奇心驱使的。一个没有好奇心和惊奇感的人，是不会成为天才的科学家的。科学的好奇既表现在对自然现象的好奇（如爱因斯坦对指南针的好奇）上，又表现在对科学理论的好奇（如爱因斯坦对欧几里得几何学的好奇，对空间和时间问题的好奇，对经典力学和电动力学关于运动相对性解释的不协调的好奇）上，这些都可能成为新发现的导火线或助产士。爱因斯坦说得好：

重要的是不停地追问。好奇心有它自己存在的理由。一个人当他看到永恒之谜、生命之谜、实在的奇妙的结构之谜时，他不能不从心理感到敬畏。如果人们能够每天设法理解这个秘密的一点点，那就足够了。永远不要失去神圣的好奇心。

他还这样讲过：“如果要使科学服务于实用的目的，那么科学就会停滞不前。”

另外，技术像现代社会的许多建制一样，其取向往往是短视的，科学则不是如此、也不能如此。多尔比认为，短视的观点可能在技术的语境中被捍卫，但是却会使科学研究遭难。因为集中关于可预见的眼前利益，会使科学完全转向应用的和任务取向的科学，会减少产生未曾料到的新知识的能力，从而也会使未来技术的源泉枯竭。 因为技术常常是为了满足眼前的需求而研制、应对市场当下的急需而生产的，所以不得不采取急功近利的态度和做法。科学一般不会如此短视，因为科学与人的物质欲求和市场的急需没有多少联系。假若出现短视的科学，也只能欲速则不达，美国攻克癌症计划的失败就是一个鲜明的例子，因为科学的发现是无法预见和计划的，只有在科学内部的各种条件具备和时机成熟之时（如旧有理论的完备，相关学科的发展，实验资料的积累，天才科学家的关注等）才有可能取得理论突破。正是由于取向的不同，科学研究的自由度要大得多，而技术的进展则要受到社会与境多方面的约束和限制。

（4）从探索过程上看，科学发现的目标常常不甚明了，摸索性极强，偶然性很多，失败远多于成功。因此，科学家在探究过程中随时掉转方向、动辄改换门庭是常有的事。诚如俗语所说：你本来要进这一个房间，却步入另一个屋子。在这种情势下，你根本无法计划和组织科学研究；即使硬着头皮做出计划，也不过是镜花水月而已，你根本无法在实践中实施。大凡头脑机敏的科学家对这一点都心知肚明。一般来说，他们只有一个大致的研究范围，至多只有一个飘忽不定、若隐若现的靶子，但是他们却具有审时度势、随机应变的本领——这是他们成功的秘诀之一。

相比之下，技术发明对准的靶子往往事先就很明确，可以做出比较详细、比较周密的组织和规划，然后或按图索骥，或有的放矢，偶然性较少，成功率较高。美国的曼哈顿计划和登月计划，中国的两弹一星工程，就是技术项目计划周到、组织严密、完成出色的绝佳表演，而刚才提及的美国攻癌计划则是计划科学失败的典型例证。正如我先前所写的：学术科学或基础研究是不可计划和组织的！组织和计划的学术科学不利于科学发展！ 在这里，爱因斯坦的告诫值得我们认真汲取：“人们能够把已经做出的发现的应用组织起来，但是不能把发现本身组织起来。只有自由的个人才能做出发现。” 他还说：

科学史表明，伟大的科学成就并不是通过组织和计划取得的；新思想发源于某一个人的心中。因此，学者个人的研究自由是科学进步的首要条件。除了在某些有意识的领域，如天文学、气象学、地球物理学、植物地理学中，一个组织对于科学工作来说只是一种蹩脚的工具。

（5）从关注问题上看，科学需要了解“是什么”（what）和“为什么”（why），而技术面对的问题则是“做什么”（do what）和“如何做”（how do）。邦格用一句话点明：技术的中心问题是设计而非发现。正因为如此，技术虽然以应用科学为基础，但是并非机械地追随应用科学。 尽管实际情况远比想象的复杂——大量的、很好的甚至是很出色的科学工作，是在有着明确技术目的的研究过程中完成的，而且科学家自己在“科学”与“技术”职业之间来更而不改变自己实际从事的工作——然而“这些构成科学的问题是认识论意义上的问题，而技术研究的本质却是一件经济的和社会的工作。”

更为值得注意的是，科学发现的原创性和技术发明的原创性是不同的。“这两者的原创性都受人欣赏，但是在科学中，原创性在于比别人更深入地看到事物的本质的能力，而在技术中，原创性则在于发明家把已知的事实转化为惊人的利益的创造力。”因此，技师的启发性热情是以他自己迥异的焦点为中心的。他遵循的不是自然秩序的前兆，而是能使事物以一种新的方式运作以便达到某一可接受的目的，并能便宜地得到利润的可能性的前兆。在向新的问题摸索着前进时，技术专家所考虑的必定是科学家所忽视的利益与危害的整个全景图。他必定对人的需求特别敏感，并有能力评估他们准备满足这些需求时所付出的代价。科学家的眼光则全神贯注在大自然的内部法则上。

（6）从采用方法上看，科学主要运用实验推理、归纳演绎诸方法，而技术多用调查设计、试验修正等方法。考尔丁承认，技术研究的方法与科学方法有类似之处，如在实验中控制可变因素，使用矫正的参数，但是作为一个整体的方法根本不同于科学方法。科学的实验指向理解研究中的系统，本质上与科学方法的其他部分即说明的假设形成关联。没有导致新理解的实验是失败，实验通常借助一些假设设计，以便证实它或否证它。另一方面，技术的实验除了部分利用科学已经赢得的知识外，仅利用试错法，它不导致对自然的任何新的理解。技术通常满足于列举的观察资料，以方便的形式达到某种特定的目的，而不追求理解观察资料之间的关系。技术以科学的理解为先决条件，但它通常不为理解做贡献。广泛而精确的定量资料表并不构成知识，尽管它们可以是科学家的未加工的材料。

（7）从思维方式上看，科学思维除了在科学发现的突破时刻以形象思维为主外，在大多数场合下是以抽象思维和概念思维见长的，而技术思维是具象思维和形象思维统治着技术设计和工业设计。由于科学理论具有非自然的特征，科学思维必须摆脱与常识相联系的自然思维强加的模式，以理性批判和概念分析开路。技术思维在早期是直接与常识和经验密切相关，尔后出现的以科学理论为基础的技术，还带有常识思维和自然思维的胎记和烙印，它直接沿着现成的科学知识下行，化形而上的抽象为形而下的具体，注重可行性和成本效益分析。沃尔珀特径直指明，技术的许多方面是看和非词语的，这完全不同于科学思维。这并不是说，科学家不使他们建构的概念和机制形象化，不过对科学来说，说明是基本的，必须把图像翻译为语言和符号，尤其是数学。由于未受词语化的理论的牵累，技术设计者在他们的心智中把不同的要素会聚在新组合中。与科学相对照，从文艺复兴直到19世纪的技术知识刊载在图示占统治地位的书中——信息主要以绘图的形式刊载。

尤其值得指出的是，技术思维是由技术理性或曰主观理性、工具理性主导的，科学思维则在很大程度上体现的是科学理性或曰客观理性、纯粹理性。所谓客观理性，按照霍克海默等人的观点，是指客观结构是个体思想和行为的量尺，而非人和他的目标。在这里，关键是目的而不是手段。也就是说，客观理性关心的是事物之“自在”而不是事物之“为我”，它要说明的是那些无条件的、绝对的规则而不是假设性的规则。所谓技术理性，关心的是手段和目标，追求效率和行动方案的正确，而很少关心目的是否合理的问题。它是围绕技术实践形成的一套基本的文化价值。它预设了笛卡儿式的主体-客体、精神-自然的二元对立，也预示了一种人对自然的新的体验方式：人作为主体，雄居于所有客体之上，把世界看成是一个可以纵和统治的集合体。它包括这样一整套基本文化旨趣：人类征服自然，自然的定量化，有效性思维，社会组织生活的理性化，人类物质需求的先决性。

（8）从构成要素上看，科学的构成要素可以说是非物的——科学知识体系纯粹是非物的；研究过程虽然离不开实验设备的支撑和物资的消耗，但是这些物本身并不进入科学的结果即科学理论之中。尤其是，基础研究或学术科学对物的依赖是很少的，甚至可以忽略不计，一支笔加几张纸足矣——难怪有人把相对论和量子力学革命称为“纸上的革命” 。即便非要把科学与物扯在一起，科学也只是“抽象物”的科学或“物之共相”的科学。相反地，技术则是实实在在的物的技术，时时处处与具体物打交道，起码或多或少是离不开物的。尽管在学术层面，学人对技术构成要素的理解还有“技术非物”和“技术是物”的歧见，但是技术恐怕很难完全与物脱离干系。只是“对于不同的技术，物的因素所占的份额和所起的作用是有所区别的。或者说，在人工自然的创造或技术活动中，人们可以让物质实物扮演各种角色，如载体角色、对立体角色、匹配体角色和包容体角色（这当然是不确切的划分）。”

（9）从表达语言上看，科学语言也使用日常语言进行事实的描绘和实验的叙述，但是其中无论如何缺少不了科学概念或术语。在科学理论中，更偏重抽象的概念说明和的繁难的数学推演，这一点在科学的典型代表物理科学中表现得淋漓尽致。特别是要严密、精确地陈述科学理论，非数学语言和数学公式莫属。相形之下，技术语言多是具体的、平实的描述，缺乏复杂的概念分析和数学演绎。在技术中也运用数学工具，但大都是具体的数值罗列和一般的数字计算，技术结果也不要求绝对精确，只要满足实用需要，在某一误差范围内得出具体的数值即可。尤其是，表达科学知识和理论的科学语言的是可传达的、可交流的、可用文字和数学符号书写和记载的，科学共同体实际上是科学语言共同体，这个共同体使用相同的词汇表或词典。可是，在技术方面，情况就不同了：有些技术事项是无法用语言、文字或数学符号表达清楚的，因此得借助图示、模型、样品等来说明。更为歧异的是，不少属于技术的技艺、诀窍之类的东西根本无法用语言解释和传达，也无法从书本学到手，只能像师傅带徒弟那样，边干边学，边观察边体味，才能逐渐达到心领神会、游刃有余的境界。此类知识就是波兰尼所谓的“私人知识”（personal knowledge）或不可言传的知识（tacit knowledge）——后者也可译为“意会知识”或“默会知识”——技术知识的某些分野就归属这样的知识。

（10）从最终结果上看，科学研究所得到的最终结果是某种关于自然的理论或知识体系，技术活动所得到的最终结果是某种程序或人工器物。科学成果是人类精神的非物质成就，而不是设计和生产的物质成品。史蒂文森断定，科学不是技术，它不在于器械的发明。科学的中心关注和最终结果是knowing what即真理的知识，与knowing how即如何做的技术知识相对。当然，这两类知识是相互关联的，尤其是在现代。 沃尔珀特断言，科学的最终产物是观念和信息，也许是在科学论文中；技术的最终产物是人工制品，比如说钟表和电机。与科学不同，技术的产物不是针对自然实在衡量的，而是借助于新奇性和特定的文化加于其上的价值衡量的。 巴萨拉（Basalla）道同志合：“虽然科学和技术二者包含认知过程，但是它们的终极结果是不同的。创新的科学活动的最后产物最可能是写成的陈述、科学论文、公布的实验发现或新的理论见解。相对比，创新的技术活动的最后结果典型地是对人工制造的世界的添加物：石锤、钟表、电动机。”

（11）从评价标准上看，对科学的评价以是非正误为主，以优劣美丑为辅，真理和审美是其准绳；对技术的评价是利弊得失、好坏善恶，以功利和价值为尺度。沃尔珀特一言蔽之：“技术的成功与欲求和需要有关，而科学的成功依赖于与实在符合。” 对此，多尔比论述说，就作为知识形式的科学和技术而言，二者之间的关键区分是，技术借助于实用标准“它奏效吗？”评价，而科学知识则借助于“它为真吗？”评价。他继而指出：

对技术和科学而言，成功的标准依然是不同的。在技术中，成功与起作用的产品、尤其是与在目前市场条件下在商业上的产品俱来。相对照，在科学中，成功的标准不是它起作用，而是它被接受为真。

（12）从价值蕴涵上看，作为知识体系的科学大体上是价值中立（value-neutrality）的，或者说其本身仅蕴涵为数不多的价值成分；而技术处处渗透价值，时时体现价值，与价值有不解之缘。莫尔就是这样看问题的。他说，真正的科学知识在伦理的意义上是善的，而在技术中，情况就完全不同了。每一项技术成就，必然使人又爱又恨（有矛盾心理）：它能够或善或恶，技术必然是双刃工具。尽管把已知的技术成就分类为善或恶从来也不是确定的，但是任何一项给定的技术总是在伦理上能够分为善或恶，这取决于人心中的目的，取决于过去、现在和将来的边界条件。 邦格详细地陈述了他的观点：对科学家来说，所有具体对象都是同样值得研究的，而不涉及价值问题。技术专家却不是这样：他把实在分为原料、产品和其他部分（即一堆无用之物），他最珍视产品，其次是原料，最轻视其他部分。技术知识和技术活动的价值准则是与纯粹科学的价值中性相对立。技术专家凡事都要衡量其价值，而科学家只衡量自己的活动和成果的价值。科学家甚至以摆脱价值观念的方式去处理价值问题。 虽然基础研究作为心理过程的评价，它也做出价值判断，但是这完全是内在的：它们涉及科学研究的要素，诸如资料、假设和方法，而不涉及科学研究的对象。另一方面，工程技术专家不仅做出内在的价值判断，而且也做出外在的价值判断：他评价他能得手的每一事物。基础研究就其自身目的而言，是寻求新知识，是不涉及价值的，在道德上是中性的。当可以做某些有利于或不利于他人的幸福或生活的事情时，才涉及道德，工程技术专家恰恰在这里有份儿。他们应该遵守可以称之为技术命令（technological imperative）的东西：

转贴于 你应该只设计或帮助完成不会危害公众幸福的工程，应该警告公众反对任何不能满足这种条件的工程。

（13）从遵循规范上看，科学遵循的规范是美国科学社会学家默顿所谓的普遍性（universalism）、公有性（communism）、无功利性（disinterestedness）、有组织的怀疑主义（organized scepticism）；技术的规范与此大相径庭，它以获取经济效益和物质利益为旨归，其特质是事前多保密，事后有专利。波兰尼看到这种天壤之别：“科学知识与技术操作原则之间的不同被专利法认识到了。专利法对发现和发明做了鲜明的区分。发现增加我们关于大自然的知识，而发明则建立一个服务于某一得到承认的利益的新的操作原则。” 普赖斯也十分清楚：

存在着科学和技术之间最为重要和最有意思的一种对照。大家都明白，在科学上只要你第一个发表了，你就打败了其他人。通过发表来表明你对知识产权的私有要求。非常不可思议的是，你的发表越公开，你的产权要求就越安全地为你所独占。在技术上则是另一回事。当你做出发明时，你必须为其取得专利，你必须防止工业间谍的窃取，你必须看见它远在能够被竞争者复制或取代之前就被制造出来并销售出去。在技术上你得用通常的保护方法来确保你的私有权。

他进而揭橥，这种差异的原因在于，从哲学意义上看，即使科学是对规律的一种概括和发明过程，自然却非常强烈地表现出似乎只有一个世界可以被发现，如果波义耳没有发现波义耳定律，那么必然会有其他人去发现。但是，技术中的大部分竞争比在科学中有更多的回旋余地。技术是一种文明所获得的，而科学则让人感到更像是自然的规定而不是人的大脑所拥有的。

（14）从职业建制上看，科学和技术无疑是相互渗透的，并且经常看上去好戴着同一顶帽子或穿着同样的实验服装。但是将两者混淆起来的做法是把表面的东西——例如机构联合——当成了深层的东西 。在科学共同体中，其主要成员是以思想型、理论型、动脑能力见长的研究员和教授；而在技术共同体中，其主要成员则是以实践型、经验型、动手能力见长的发明家和工程师。前者的建制实体是国家科学院、科学各学科研究所、科学学会、综合大学的科学研究机构等，后者则是国家工程院、工科院校的研究机构、工程学会、工业部门的研究所、工业实验室、高技术开发区的企事业单位等。不同的职业建制也体现在人才培养模式的差异上。科学人才的培养主要在综合大学的理科院系和科学研究所进行，注重理论知识、概念辨析、数学基础、逻辑推理的训练；技术人才主要在工科院校、工业研究所和实验室培养，偏重专门技能知识、数值计算、实际操作的训练。尽管这两种角色可以转换，也有可能一身二任，但是转化总得有一个学习和适应过程，而且“双肩挑”的人毕竟是稀少的，即便兼而有之，此类人物也是有所侧重的。

（15）从社会影响上看，科学和技术对社会的影响都是巨大而深远的，而且各自作为子文化，都是文化进化的重要推动力，显示出很强的文化渗透性 。但是，二者的社会影响无论如何是有相当大的差别的。科学主要是观念形态的东西，它的社会影响基本上是思想上的和精神上的，尤其是科学思想、科学方法和科学精神直接作用于人的心灵，促使人更新观念、提升素质、完善人性，而它对政治、经济、军事、环境和生态基本上没有直接的影响。技术则不然：技术往往是以器物的形态出现的，它对人的思想和精神的影响是间接的，但是却直接作用于社会的其他各个方面，其影响是巨大的，而且具有两重性。反过来，由于科学自身的本性，社会对科学的影响较小、约束力弱，但是对技术影响很大、约束力也强烈得多。

（16）从历史沿革上看，技术的历史是古老而漫长的，可以说从原始人打制第一块石器时就开始了，而科学的历史沿革是相当短暂的，至今不过三百余年的历程，即使把科学的萌芽时期计算在内，也仅仅有两千多年。与技术的历史相比，科学的历史短得简直可以忽略不计。此外，技术依赖于科学的时间，就更为短暂了 。沃尔珀特对此印象深刻，他进而还洞察到科学和技术在历史上相互影响的不对等性，以及科学起源与技术起源在特点上的差异。他说，在确立科学的非自然本性（反常识的和反直觉的）时，必然要在科学和技术之间做出区分。区分的证据主要来自历史。技术比科学要古老得多，它的大多数成就——从原始农业、陶器的烧制、金属的冶炼制造、大教堂的建筑乃至蒸汽机的发明——无论如何是独立于科学的，直至19世纪科学才对技术产生影响（合成染料和电气工业）。这些技术基于常识和经验的实践手艺，而实践取向无助于纯粹知识。技术的历史大都是无名的历史，这再次不同于科学。就观念和器械而言，历史上的科学严重地依赖可以得到的技术，技术对科学有深刻的影响，反过来，科学对技术的影响是相当晚近的事情。一旦承认科学和技术之间的区别，科学在希腊的起源就呈现出特殊的意义。科学的特殊本性对科学仅仅一次出现负责。往往被认为是科学家的中国人实际上是熟练的工程师，对科学做出的贡献微不足道。他们的哲学是神秘主义的。容许科学在西方得以发展的，也许是理性和支配自然的定律的概念。 史蒂文森也明确地意识到，与科学不同，技术在某种程度上对一直存在的每一种人类文化是共同的。与技术不同，科学并不是在人类历史的每一个阶段都存在或在每一个文化传统中都存在。

（17）从发展进步上看，科学和技术都具有发展进步的性质，在这一点它们与文学、艺术、哲学不尽相同。但是，它们二者在发展进步的特点上判若黑白。列维特揭示，科学发展与技术进步，科学与作为在社会、经济、历史中展开的技术的逻辑，是很不相同的，尽管这两个建制看起来并肩前进。关键的差别在于，科学——仍然是指对惟一的物理世界的探索——的确是逻辑的，无论是作为一个过程还是作为已经完成的提炼过的理论结构。科学的发展结构基本上是树枝状的，即新的知识分支不断从老的枝干上生长出来，尽管在更深的层次上是一体的。与之相比，技术展开的机制完全不同。那些在生长点和结点工作的人是混合的集群，很难以一种简单的方式加以概括。关键人物可以是科学家或工程师，但也可能是行政领导、官僚、银行家、军官或政治家。技术的进步、后退、停滞或分叉看起来并不遵循任何可以概括的逻辑。 沃尔珀特指出驱使科学和技术发展的动力大相径庭：对技术来说，它是市场的需求或进展中的技术“造成”的需要。情况似乎是，发明活动是受发明的预期的价值支配的，在投入高峰时即是发明高峰——科学往往不是这样的。 斯科利莫夫斯基（H. Skolimowski）认为，二者进步在目标上各行其是：与科学进步的目标在于接近真理相对应，技术进步的内在目标在于提高有效性。这种有效性在具体的技术实践中表现为精确性、耐久性和低成本（或称效率性）。 还有一点必须提及：尽管科学知识单元在进化过程可能出现复杂和多样的局面，但这只是暂时的、过渡的现象，它最终必将趋向简单性和惟一性。可是，技术物品的单元在进化中趋向复杂性和多样性，各种用途的锤子，各种大小和型号的扳手、螺丝，各种面料和花色品种的纺织品，各种配方和商标的牙膏、香皂等等。

科学和技术在历史上的绝大多数时间是分离的，科学大规模地转化为技术的高峰时期也寥寥可数 ，可是在现代，科学趋于技术化和技术趋于科学化也是不争的事实。为此，斯平纳提出认知-技术合成体（cognitive-technical complex）和现实化的科学（realized science）的概念 ，拉图尔甚至和盘托出了“技科学”或“技术科学”（technoscience）的生硬概念 。这种科学技术一体化的思想是后现代主义的主题思想之一，诚如福曼（P. Forman）所言，技术取向的科学（technologically oriented science）以及科学取向的技术（scientifically oriented technology）其范围之广和力量之大是众所周知的。这是后现代性之结果。 为了说明科学和技术之间的密切关系，人们提出了诸多说明模型，例如“线性模型”、“舞伴模型”、“杂交模型”等。这些模型都有可取之处，也道出了部分真理。但是，线性模型似乎简单化了一些，把科学和技术复杂、多变的关系描绘得过于径直，而且易于引起技术神话。舞伴模型亦有把科学和技术互动过程简单化之嫌，同时它忽略了这样一个事实：科学和技术不仅可以跳双人舞，而且有时也独舞。杂交模型把科学和技术视为一个新的综合体，这实际上已经使二者一体化了——这是我们绝对不能同意的——尽管这种一体化是部分的一体化而非整体的一体化。我觉得，可以接受的比较周全的观点也许是：

科学和技术是有联系的，但并非一体化；科学和技术是有区别的，但并非决然对立；科学和技术有时是互动的，但互动的形式多种多样，互动的过程错综复杂，而不是线性的和一义的。

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H. Mohr， Structure & Significance of Science， New York: Springe-Verlay， 1977， Lecture 12.

邦格：技术的哲学输入和哲学输出。

邦格：科学技术的价值判断与道德判断。

波兰尼：《个人知识——迈向后批判哲学》第271页。

普赖斯：《巴比伦以来的科学》，第161~163页。

列维特：《被困的普罗米修斯》，第171页。

邦格厘清了一种误解：“经常有人认为，技术与文化是格格不入的，甚至是彼此对立的。这是一种错误的观点，是对技术过程尤其是对革新性技术过程的理论丰富性完全无知的表现。……事实上，技术并不是一个孤立的组成部分，它与整个文化的其他各个分支有很大的相互作用。而且在现代文化中，只有技术和人文学科（特别是哲学）与其他文化分支有很大的相互作用。具体地说，技术与系统的哲学的几个分支（逻辑、认识论、形而上学、价值论和伦理学）都有很强的相互作用。”参见邦格：技术的哲学输入和哲学输出。

海森伯对此有具体的说明：从18世纪和19世纪初起，形成了一门以发展机械操作过程为基础的技术，这起初只是旧手工工艺的发展和扩充，其基本原理人人都能掌握。甚至在蒸汽机得到应用以后，技术的这一特性并未得到根本改变。但是，19世纪后半叶出现的电工技术，使得技术与旧手工工艺的联系已经不复存在，电力这种自然力的开发不是来自人们的直接经验，而是基于科学理论。参见海森伯：《物理学家的自然观》，吴忠译，北京：商务印书馆，1990年第1版，第6~7页。

L. Wolpert， The Unnatural Nature of Science， pp. vii， 24~30.

L. Stevenson and H. Byerly， The Many Faces of Science， p. 5.

列维特：《被困的普罗米修斯》，第171~173页。

L. Wolpert， The Unnatural Nature of Science， p. 31.

刘文海：《技术的政治价值》，北京：人民出版社，1996年第1版，第19页。

普赖斯的说法有一定的道理：科学的正常成长更多地来自科学，而技术的正常成长更多地来自技术。技术专家用的科学大多数是他们在学校学习和大众知识中的科学，而科学家用的技术大多数是伴随他们成长起来的那些技术。两者之间的强有力的相互作用只出现在很少的时候，因而引人注目地形成历史山脉的高峰。在17世纪的科学革命中，有一种从工匠技艺状态向新型科学仪器的有力转换，它使科学从古代状态突破而获得爆炸性的增长，并带来现代的实验传统，带来望远镜、显微镜、气压计、温度计、抽气机和各种静电机械。在我们这一代，工业革命已经达到一个新水平，主要通过物理学——特别是爱迪生的电学——科学找到了它回报技术的方法。在大多数情况下，科学并没有给技术许多帮助，但偶尔你会遇到像晶体管和青霉素这样完全相反的反常事件。同样必须注意的是，这里存在的引人注目的例外而不是规律。高峰不是典型。不能以牛顿和爱因斯坦的标准去判断科学家。不能以晶体管的特例去判断科学对技术的影响。承认科学和技术大体上是只有松散联系的系统，人们的动机目的甚至训练都非常不同，属于完全不同的类型，这在理智上是没有什么困难的。普赖斯：《巴比伦以来的科学》，第170~171页。

H. F. Spinner， The Silent Revolution of Rationality in Contemporary Science and Its Consequences for the “Scientific Ethos”. Revolution in Science， U. S. A.: Science History Publications， 1988， pp. 192~204.

第8篇

关键词：科学技术异同比较概念厘清

Abstract:AlthoughScienceandTechnologyhavecloseconnectionandsimilarities,butafteralltheyaretwodifferentconcepts.Thispaperdiscussestheirdifferencesfromthepursuingaim，researchableobject，activity''''sdirection，processofquesting，concernedproblems，adoptivemethods，thoughtmodes，constitutiveelements，languageexpressions，finalresults，evaluativestandards，containsofvalues，normoffollowing，occupationalconstitution，socialinfluences，historicaloriginanddevelopment，developmentandprogress.

KeyWords:science,technology,comparisonofsimilaritiesanddifferences,clarifyvingconcepts.

在现代，科学和技术关系密切，之所以如此，除了二者相互依赖和相互促进——科学要借助技术更新设备、启示问题、激励灵感，技术要借助科学提高理论水准、扩展发明视野、开拓新奇领地——之外，也在于科学和技术确实有诸多相通或相近之处。正如考尔丁所说，科学和技术二者都处理物理世界，使用相同种类的物质世界的知识。二者在研究中使用经验方法，雇用在科学中受训练的人，使用类似的词汇表。技术因它所应用的知识依赖科学，有时也为科学进展提供未加工的材料，即新观察或其他的激励研究的东西。

考尔丁只是笼统论之。其实，条分缕析一下科学和技术的各个要素，问题就更清楚了。例如，在建制方面，科学与技术都是高度创造性的行当，它们都给予那些能够以有意思的方法合成完全不会在其他人那里发生的思想的人们以一种奖励。在规范方面，科学和技术都具有非本地化和世界主义的特征。科学不是由于定义才是普适的，而是通过许多努力消解本地发现的与境的。技术不是自动地可用于其他境况的，它要求技术和境况两方面适应，以创造起作用的技术。这个消解与境过程的社会方面也是深入科学和技术之域消解与境，它在于在实践、流通和网络创造之间的交流。在结构方面，一切科学都有理论、观察、实验这三个部分，技术同样如此。因此，把技术和科学对立起来的做法是毫无意义的。科学和技术都进行观察和实验，提出理论，提出关于（通过实验）造成一定条件的方式的陈述。在基础研究问题上二者也有一定的重合。在方法方面，技术研究与科学研究没有什么区别。其研究周期图式都是一样的：确定问题；用现行的理论知识和经验知识解决问题；倘若尝试失败，就找出某些可能的解决问题的假设以至整个假设-演绎系统；借助新概念系统寻求问题的解决；检验解决问题与结果；对假设或初始问题的表达方式做出必要的修正。在评价方面，

任何特定技术的发展是否值得的裁决必须永远是暂定的，对借助新证据重新评价是开放的。以这种方式，对于科学使用的问题不能给出永恒的答案，正如科学理论本身的真理问题不能给出永恒的答案一样。

特别使我们感兴趣的是，在哲学底蕴方面，科学和技术都体现了操纵或摆布的思想。西方科学是作为实验科学发展起来的，而为了进行实验，它必须发展精确和可靠的操纵能力，也就是说进行检验的技术，人们操纵摆弄是为了检验。技术也操纵自然界的对象，同时也引起新的人操纵人的过程，或者说社会实体操纵人类个人的过程。随着技术的发展发明了新的和十分微妙的操纵方式，在这种方式中，对事物的操纵同时需要人类接受操纵技术的奴役。

也许正是由于这些相通或相近之处，不少人认为，科学和技术没有本质上的不同，或者没有原则性的区别，在二者之间是无法划界的。譬如，克罗斯和巴克坚持，在20世纪，科学和技术就形式而言似乎是一个有机的整体，在不把二者蛮横地弄得支离破碎的情况下，不可能把科学和技术作为分离的实体与整体分开。雷斯蒂沃则一言以蔽之，纯粹科学的神话是近代科学作为礼拜堂的基石。近代科学的意识形态使我们之中的许多人相信，在科学和技术之间可以划界，并因我们社会和环境的疾病而责备技术。

诚然，在科学和技术之间“存在边界起初不可能十分尖锐地显示出来的领域，正如在遗传工程和基因治疗的情况中那样”。诚然，“许多现代建制的探究形式把科学的知识进展的兴趣与特定技术的较大效率的目标融合在一起，一致在二者之间不存在建制上的划线。科学和技术在医学科学没有简单的可维持的区分，虽然在极端的对照中是清楚的。”诚然，在科学和技术之间的任何区分实际上都可能强烈地受到意识形态因素的影响，如规划的制定和资金的提供就涉及区分问题。科学和技术的区分还缺乏明晰的和毫不含糊的划界标准，在一种与境中是所谓“科学”和“科学的”东西，在另一种与境中往往被称为“技术”和“技术的”东西，反之亦然。然而，

不管怎样，从学理上讲，科学和技术毕竟不是一回事，二者的区别众多而明显。从实践上讲，把二者混同起来，也会在实际工作造成不应有的危害——我国科学政策和科研管理方面的诸多偏差，在很大程度上归因于混淆了科学和技术的概念和辖域。为此，我们必须尽可能把科学和技术区分开来，以便于澄清概念上的混乱和纠正管理上的不当。

邦格曾经以表格的形式，列举了科学和技术之间的某些相似点和和相异点。陈昌曙教授也从十个方面揭示了科学与技术之间原则上的、本质性的不同：基本的性质和功能，解决问题的结构和组成，研究的过程和方法，相邻领域和相关知识，实现的目标和结果，衡量的标准，研究过程和劳动特点，人才的素质和成长，发展的进展和水平，社会价值、意义和影响。在我的心目中，科学和技术一直是两个有别的概念和范畴。在混乱日盛且大有蔓延之势的情况下，我接连写了数篇强调科学和技术有别的文章，力图予以匡正。当时我没有研读多少资料，主要是凭直观和经验发议论的。在这里，我准备把原来简略的框架和十分有限的文字予以扩充，比较详尽地厘清一下科学和技术的差异。

（1）从追求目的上看，科学以致知求真为鹄的，其目标在于探索和认识自然；技术以应用厚生为归宿，其意图在于利用和改造自然。科学着眼于理论知识的不断进展，技术追求生产目标的有效实现。尽管技术也涉及知识——应用零散的经验知识和系统的科学知识，也创造一些实用性知识——但是它把知识工具化。也就是说，科学把知识始终视为目的，而技术仅仅把知识当作手段。

尽管在某些现实的研究课题或项目中，致知求真和应用厚生这两个目的是相伴出现的，即便研究者只涉及一个方面；尽管每一个正确的科学理论都可能潜在地导致技术应用，而每一项技术研究项目也可能促进科学知识的进展；但是，这并不能掩盖科学和技术在目的上的鸿沟之分。考尔丁对此洞若观火：科学和技术的基本区分还是在于目的。科学的目的是获取知识，技术的目的是应用知识控制物质。技术人员的问题是分派给他的，希望他提供答案；而科学中某种研究自由是基本的。于是，科学的发展遵从它自己固有的需要，即对真理的追求；而技术的发展遵循公众的物质需要。桜井邦朋也一语中的：

科学和技术本来是有差别的东西，科学被认为是就隐藏在我们周围扩展的自然中所看到的各种现象的奥秘中的真理，换言之，是就各种事实和在它们之间存在的法则研究的学问；与之相对，技术是立足于把科学的成果作为在我们的生活中有用的东西熟练使用的目的而加以研究、而组成的东西，是实用性极强的东西。

不用说，纯粹科学，如果它是实验性的，也控制和改造世界，但只是为了认识实在在很小的规模上这样做，而不是以此为目的。科学是为了认识而去变革，而技术却是为了变革而去认识。希尔也表达了类似的看法：“科学可以可以发明、改进和推广仪器工具，但是这不是它的首要关心。它的首要任务是认识，并通过认识扩大我们的知识。技术并不这么多地关心认识，它关心为最佳的利益而生产和使用。”

（2）从研究对象上看，科学以自在的自然实在为研究对象，不管这些对象是实体实在还是关系实在，不管它们是以物质形态存在还是以能量或信息形态存在，也不管它们是有生命的还是无生命的。总而言之，它们是自在的自然的。当然，为了获取自在的自然实在的知识，实验科学家也在受控实验中对其进行某些干预，但是这种干预是小规模的、不成气候的。更重要的是，如此干预只是作为获取自然奥秘的手段，而决不是为干预而干预，决不是把干预自然作为目的。相反地，技术的对象则是现实的或拟想的人造物，也就是说，它要设计或制造出某个自然界中没有的人工东西来。当然，技术也针对自在的自然对象做研究和试验，例如研究和利用天然石头作为建筑材料，但是无论从研究的出发点讲，还是从试验的结局上讲，都聚焦于实用和使用，其结果，已经使自在的自然存在变成为人的非纯粹的自然存在了，如砌墙基的方形花岗岩石料、抛光和切割的大理石平板。

（3）从活动取向上看，科学活动是好奇取向的（curiosity-oriented），与社会与境和社会需要关系疏远；技术是任务取向的（mission-oriented），与社会现实和社会需求关系密切。科学本来就是在有闲暇的条件下，由人的好奇天性触发的。科学爱好的激起，科学问题的提出，研究冲动的萌生，在很大程度上无一不是由好奇心驱使的。一个没有好奇心和惊奇感的人，是不会成为天才的科学家的。科学的好奇既表现在对自然现象的好奇（如爱因斯坦对指南针的好奇）上，又表现在对科学理论的好奇（如爱因斯坦对欧几里得几何学的好奇，对空间和时间问题的好奇，对经典力学和电动力学关于运动相对性解释的不协调的好奇）上，这些都可能成为新发现的导火线或助产士。爱因斯坦说得好：

重要的是不停地追问。好奇心有它自己存在的理由。一个人当他看到永恒之谜、生命之谜、实在的奇妙的结构之谜时，他不能不从心理感到敬畏。如果人们能够每天设法理解这个秘密的一点点，那就足够了。永远不要失去神圣的好奇心。

他还这样讲过：“如果要使科学服务于实用的目的，那么科学就会停滞不前。”

另外，技术像现代社会的许多建制一样，其取向往往是短视的，科学则不是如此、也不能如此。多尔比认为，短视的观点可能在技术的语境中被捍卫，但是却会使科学研究遭难。因为集中关于可预见的眼前利益，会使科学完全转向应用的和任务取向的科学，会减少产生未曾料到的新知识的能力，从而也会使未来技术的源泉枯竭。因为技术常常是为了满足眼前的需求而研制、应对市场当下的急需而生产的，所以不得不采取急功近利的态度和做法。科学一般不会如此短视，因为科学与人的物质欲求和市场的急需没有多少联系。假若出现短视的科学，也只能欲速则不达，美国攻克癌症计划的失败就是一个鲜明的例子，因为科学的发现是无法预见和计划的，只有在科学内部的各种条件具备和时机成熟之时（如旧有理论的完备，相关学科的发展，实验资料的积累，天才科学家的关注等）才有可能取得理论突破。正是由于取向的不同，科学研究的自由度要大得多，而技术的进展则要受到社会与境多方面的约束和限制。

（4）从探索过程上看，科学发现的目标常常不甚明了，摸索性极强，偶然性很多，失败远多于成功。因此，科学家在探究过程中随时掉转方向、动辄改换门庭是常有的事。诚如俗语所说：你本来要进这一个房间，却步入另一个屋子。在这种情势下，你根本无法计划和组织科学研究；即使硬着头皮做出计划，也不过是镜花水月而已，你根本无法在实践中实施。大凡头脑机敏的科学家对这一点都心知肚明。一般来说，他们只有一个大致的研究范围，至多只有一个飘忽不定、若隐若现的靶子，但是他们却具有审时度势、随机应变的本领——这是他们成功的秘诀之一。

相比之下，技术发明对准的靶子往往事先就很明确，可以做出比较详细、比较周密的组织和规划，然后或按图索骥，或有的放矢，偶然性较少，成功率较高。美国的曼哈顿计划和登月计划，中国的两弹一星工程，就是技术项目计划周到、组织严密、完成出色的绝佳表演，而刚才提及的美国攻癌计划则是计划科学失败的典型例证。正如我先前所写的：学术科学或基础研究是不可计划和组织的！组织和计划的学术科学不利于科学发展！在这里，爱因斯坦的告诫值得我们认真汲取：“人们能够把已经做出的发现的应用组织起来，但是不能把发现本身组织起来。只有自由的个人才能做出发现。”他还说：

科学史表明，伟大的科学成就并不是通过组织和计划取得的；新思想发源于某一个人的心中。因此，学者个人的研究自由是科学进步的首要条件。除了在某些有意识的领域，如天文学、气象学、地球物理学、植物地理学中，一个组织对于科学工作来说只是一种蹩脚的工具。

（5）从关注问题上看，科学需要了解“是什么”（what）和“为什么”（why），而技术面对的问题则是“做什么”（dowhat）和“如何做”（howdo）。邦格用一句话点明：技术的中心问题是设计而非发现。正因为如此，技术虽然以应用科学为基础，但是并非机械地追随应用科学。尽管实际情况远比想象的复杂——大量的、很好的甚至是很出色的科学工作，是在有着明确技术目的的研究过程中完成的，而且科学家自己在“科学”与“技术”职业之间来更而不改变自己实际从事的工作——然而“这些构成科学的问题是认识论意义上的问题，而技术研究的本质却是一件经济的和社会的工作。”

更为值得注意的是，科学发现的原创性和技术发明的原创性是不同的。“这两者的原创性都受人欣赏，但是在科学中，原创性在于比别人更深入地看到事物的本质的能力，而在技术中，原创性则在于发明家把已知的事实转化为惊人的利益的创造力。”因此，技师的启发性热情是以他自己迥异的焦点为中心的。他遵循的不是自然秩序的前兆，而是能使事物以一种新的方式运作以便达到某一可接受的目的，并能便宜地得到利润的可能性的前兆。在向新的问题摸索着前进时，技术专家所考虑的必定是科学家所忽视的利益与危害的整个全景图。他必定对人的需求特别敏感，并有能力评估他们准备满足这些需求时所付出的代价。科学家的眼光则全神贯注在大自然的内部法则上。

（6）从采用方法上看，科学主要运用实验推理、归纳演绎诸方法，而技术多用调查设计、试验修正等方法。考尔丁承认，技术研究的方法与科学方法有类似之处，如在实验中控制可变因素，使用矫正的参数，但是作为一个整体的方法根本不同于科学方法。科学的实验指向理解研究中的系统，本质上与科学方法的其他部分即说明的假设形成关联。没有导致新理解的实验是失败，实验通常借助一些假设设计，以便证实它或否证它。另一方面，技术的实验除了部分利用科学已经赢得的知识外，仅利用试错法，它不导致对自然的任何新的理解。技术通常满足于列举的观察资料，以方便的形式达到某种特定的目的，而不追求理解观察资料之间的关系。技术以科学的理解为先决条件，但它通常不为理解做贡献。广泛而精确的定量资料表并不构成知识，尽管它们可以是科学家的未加工的材料。

（7）从思维方式上看，科学思维除了在科学发现的突破时刻以形象思维为主外，在大多数场合下是以抽象思维和概念思维见长的，而技术思维是具象思维和形象思维统治着技术设计和工业设计。由于科学理论具有非自然的特征，科学思维必须摆脱与常识相联系的自然思维强加的模式，以理性批判和概念分析开路。技术思维在早期是直接与常识和经验密切相关，尔后出现的以科学理论为基础的技术，还带有常识思维和自然思维的胎记和烙印，它直接沿着现成的科学知识下行，化形而上的抽象为形而下的具体，注重可行性和成本效益分析。沃尔珀特径直指明，技术的许多方面是看和非词语的，这完全不同于科学思维。这并不是说，科学家不使他们建构的概念和机制形象化，不过对科学来说，说明是基本的，必须把图像翻译为语言和符号，尤其是数学。由于未受词语化的理论的牵累，技术设计者在他们的心智中把不同的要素会聚在新组合中。与科学相对照，从文艺复兴直到19世纪的技术知识刊载在图示占统治地位的书中——信息主要以绘图的形式刊载。

尤其值得指出的是，技术思维是由技术理性或曰主观理性、工具理性主导的，科学思维则在很大程度上体现的是科学理性或曰客观理性、纯粹理性。所谓客观理性，按照霍克海默等人的观点，是指客观结构是个体思想和行为的量尺，而非人和他的目标。在这里，关键是目的而不是手段。也就是说，客观理性关心的是事物之“自在”而不是事物之“为我”，它要说明的是那些无条件的、绝对的规则而不是假设性的规则。所谓技术理性，关心的是手段和目标，追求效率和行动方案的正确，而很少关心目的是否合理的问题。它是围绕技术实践形成的一套基本的文化价值。它预设了笛卡儿式的主体-客体、精神-自然的二元对立，也预示了一种人对自然的新的体验方式：人作为主体，雄居于所有客体之上，把世界看成是一个可以纵和统治的集合体。它包括这样一整套基本文化旨趣：人类征服自然，自然的定量化，有效性思维，社会组织生活的理性化，人类物质需求的先决性。

（8）从构成要素上看，科学的构成要素可以说是非物的——科学知识体系纯粹是非物的；研究过程虽然离不开实验设备的支撑和物资的消耗，但是这些物本身并不进入科学的结果即科学理论之中。尤其是，基础研究或学术科学对物的依赖是很少的，甚至可以忽略不计，一支笔加几张纸足矣——难怪有人把相对论和量子力学革命称为“纸上的革命”。即便非要把科学与物扯在一起，科学也只是“抽象物”的科学或“物之共相”的科学。相反地，技术则是实实在在的物的技术，时时处处与具体物打交道，起码或多或少是离不开物的。尽管在学术层面，学人对技术构成要素的理解还有“技术非物”和“技术是物”的歧见，但是技术恐怕很难完全与物脱离干系。只是“对于不同的技术，物的因素所占的份额和所起的作用是有所区别的。或者说，在人工自然的创造或技术活动中，人们可以让物质实物扮演各种角色，如载体角色、对立体角色、匹配体角色和包容体角色（这当然是不确切的划分）。”

（9）从表达语言上看，科学语言也使用日常语言进行事实的描绘和实验的叙述，但是其中无论如何缺少不了科学概念或术语。在科学理论中，更偏重抽象的概念说明和的繁难的数学推演，这一点在科学的典型代表物理科学中表现得淋漓尽致。特别是要严密、精确地陈述科学理论，非数学语言和数学公式莫属。相形之下，技术语言多是具体的、平实的描述，缺乏复杂的概念分析和数学演绎。在技术中也运用数学工具，但大都是具体的数值罗列和一般的数字计算，技术结果也不要求绝对精确，只要满足实用需要，在某一误差范围内得出具体的数值即可。尤其是，表达科学知识和理论的科学语言的是可传达的、可交流的、可用文字和数学符号书写和记载的，科学共同体实际上是科学语言共同体，这个共同体使用相同的词汇表或词典。可是，在技术方面，情况就不同了：有些技术事项是无法用语言、文字或数学符号表达清楚的，因此得借助图示、模型、样品等来说明。更为歧异的是，不少属于技术的技艺、诀窍之类的东西根本无法用语言解释和传达，也无法从书本学到手，只能像师傅带徒弟那样，边干边学，边观察边体味，才能逐渐达到心领神会、游刃有余的境界。此类知识就是波兰尼所谓的“私人知识”（personalknowledge）或不可言传的知识（tacitknowledge）——后者也可译为“意会知识”或“默会知识”——技术知识的某些分野就归属这样的知识。

（10）从最终结果上看，科学研究所得到的最终结果是某种关于自然的理论或知识体系，技术活动所得到的最终结果是某种程序或人工器物。科学成果是人类精神的非物质成就，而不是设计和生产的物质成品。史蒂文森断定，科学不是技术，它不在于器械的发明。科学的中心关注和最终结果是knowingwhat即真理的知识，与knowinghow即如何做的技术知识相对。当然，这两类知识是相互关联的，尤其是在现代。沃尔珀特断言，科学的最终产物是观念和信息，也许是在科学论文中；技术的最终产物是人工制品，比如说钟表和电机。与科学不同，技术的产物不是针对自然实在衡量的，而是借助于新奇性和特定的文化加于其上的价值衡量的。巴萨拉（Basalla）道同志合：“虽然科学和技术二者包含认知过程，但是它们的终极结果是不同的。创新的科学活动的最后产物最可能是写成的陈述、科学论文、公布的实验发现或新的理论见解。相对比，创新的技术活动的最后结果典型地是对人工制造的世界的添加物：石锤、钟表、电动机。”

（11）从评价标准上看，对科学的评价以是非正误为主，以优劣美丑为辅，真理和审美是其准绳；对技术的评价是利弊得失、好坏善恶，以功利和价值为尺度。沃尔珀特一言蔽之：“技术的成功与欲求和需要有关，而科学的成功依赖于与实在符合。”对此，多尔比论述说，就作为知识形式的科学和技术而言，二者之间的关键区分是，技术借助于实用标准“它奏效吗？”评价，而科学知识则借助于“它为真吗？”评价。他继而指出：

对技术和科学而言，成功的标准依然是不同的。在技术中，成功与起作用的产品、尤其是与在目前市场条件下在商业上的产品俱来。相对照，在科学中，成功的标准不是它起作用，而是它被接受为真。

（12）从价值蕴涵上看，作为知识体系的科学大体上是价值中立（value-neutrality）的，或者说其本身仅蕴涵为数不多的价值成分；而技术处处渗透价值，时时体现价值，与价值有不解之缘。莫尔就是这样看问题的。他说，真正的科学知识在伦理的意义上是善的，而在技术中，情况就完全不同了。每一项技术成就，必然使人又爱又恨（有矛盾心理）：它能够或善或恶，技术必然是双刃工具。尽管把已知的技术成就分类为善或恶从来也不是确定的，但是任何一项给定的技术总是在伦理上能够分为善或恶，这取决于人心中的目的，取决于过去、现在和将来的边界条件。邦格详细地陈述了他的观点：对科学家来说，所有具体对象都是同样值得研究的，而不涉及价值问题。技术专家却不是这样：他把实在分为原料、产品和其他部分（即一堆无用之物），他最珍视产品，其次是原料，最轻视其他部分。技术知识和技术活动的价值准则是与纯粹科学的价值中性相对立。技术专家凡事都要衡量其价值，而科学家只衡量自己的活动和成果的价值。科学家甚至以摆脱价值观念的方式去处理价值问题。虽然基础研究作为心理过程的评价，它也做出价值判断，但是这完全是内在的：它们涉及科学研究的要素，诸如资料、假设和方法，而不涉及科学研究的对象。另一方面，工程技术专家不仅做出内在的价值判断，而且也做出外在的价值判断：他评价他能得手的每一事物。基础研究就其自身目的而言，是寻求新知识，是不涉及价值的，在道德上是中性的。当可以做某些有利于或不利于他人的幸福或生活的事情时，才涉及道德，工程技术专家恰恰在这里有份儿。他们应该遵守可以称之为技术命令（technologicalimperative）的东西：

你应该只设计或帮助完成不会危害公众幸福的工程，应该警告公众反对任何不能满足这种条件的工程。

（13）从遵循规范上看，科学遵循的规范是美国科学社会学家默顿所谓的普遍性（universalism）、公有性（communism）、无功利性（disinterestedness）、有组织的怀疑主义（organizedscepticism）；技术的规范与此大相径庭，它以获取经济效益和物质利益为旨归，其特质是事前多保密，事后有专利。波兰尼看到这种天壤之别：“科学知识与技术操作原则之间的不同被专利法认识到了。专利法对发现和发明做了鲜明的区分。发现增加我们关于大自然的知识，而发明则建立一个服务于某一得到承认的利益的新的操作原则。”普赖斯也十分清楚：

存在着科学和技术之间最为重要和最有意思的一种对照。大家都明白，在科学上只要你第一个发表了，你就打败了其他人。通过发表来表明你对知识产权的私有要求。非常不可思议的是，你的发表越公开，你的产权要求就越安全地为你所独占。在技术上则是另一回事。当你做出发明时，你必须为其取得专利，你必须防止工业间谍的窃取，你必须看见它远在能够被竞争者复制或取代之前就被制造出来并销售出去。在技术上你得用通常的保护方法来确保你的私有权。

他进而揭橥，这种差异的原因在于，从哲学意义上看，即使科学是对规律的一种概括和发明过程，自然却非常强烈地表现出似乎只有一个世界可以被发现，如果波义耳没有发现波义耳定律，那么必然会有其他人去发现。但是，技术中的大部分竞争比在科学中有更多的回旋余地。技术是一种文明所获得的，而科学则让人感到更像是自然的规定而不是人的大脑所拥有的。

（14）从职业建制上看，科学和技术无疑是相互渗透的，并且经常看上去好戴着同一顶帽子或穿着同样的实验服装。但是将两者混淆起来的做法是把表面的东西——例如机构联合——当成了深层的东西。在科学共同体中，其主要成员是以思想型、理论型、动脑能力见长的研究员和教授；而在技术共同体中，其主要成员则是以实践型、经验型、动手能力见长的发明家和工程师。前者的建制实体是国家科学院、科学各学科研究所、科学学会、综合大学的科学研究机构等，后者则是国家工程院、工科院校的研究机构、工程学会、工业部门的研究所、工业实验室、高技术开发区的企事业单位等。不同的职业建制也体现在人才培养模式的差异上。科学人才的培养主要在综合大学的理科院系和科学研究所进行，注重理论知识、概念辨析、数学基础、逻辑推理的训练；技术人才主要在工科院校、工业研究所和实验室培养，偏重专门技能知识、数值计算、实际操作的训练。尽管这两种角色可以转换，也有可能一身二任，但是转化总得有一个学习和适应过程，而且“双肩挑”的人毕竟是稀少的，即便兼而有之，此类人物也是有所侧重的。

（15）从社会影响上看，科学和技术对社会的影响都是巨大而深远的，而且各自作为子文化，都是文化进化的重要推动力，显示出很强的文化渗透性。但是，二者的社会影响无论如何是有相当大的差别的。科学主要是观念形态的东西，它的社会影响基本上是思想上的和精神上的，尤其是科学思想、科学方法和科学精神直接作用于人的心灵，促使人更新观念、提升素质、完善人性，而它对政治、经济、军事、环境和生态基本上没有直接的影响。技术则不然：技术往往是以器物的形态出现的，它对人的思想和精神的影响是间接的，但是却直接作用于社会的其他各个方面，其影响是巨大的，而且具有两重性。反过来，由于科学自身的本性，社会对科学的影响较小、约束力弱，但是对技术影响很大、约束力也强烈得多。

（16）从历史沿革上看，技术的历史是古老而漫长的，可以说从原始人打制第一块石器时就开始了，而科学的历史沿革是相当短暂的，至今不过三百余年的历程，即使把科学的萌芽时期计算在内，也仅仅有两千多年。与技术的历史相比，科学的历史短得简直可以忽略不计。此外，技术依赖于科学的时间，就更为短暂了。沃尔珀特对此印象深刻，他进而还洞察到科学和技术在历史上相互影响的不对等性，以及科学起源与技术起源在特点上的差异。他说，在确立科学的非自然本性（反常识的和反直觉的）时，必然要在科学和技术之间做出区分。区分的证据主要来自历史。技术比科学要古老得多，它的大多数成就——从原始农业、陶器的烧制、金属的冶炼制造、大教堂的建筑乃至蒸汽机的发明——无论如何是独立于科学的，直至19世纪科学才对技术产生影响（合成染料和电气工业）。这些技术基于常识和经验的实践手艺，而实践取向无助于纯粹知识。技术的历史大都是无名的历史，这再次不同于科学。就观念和器械而言，历史上的科学严重地依赖可以得到的技术，技术对科学有深刻的影响，反过来，科学对技术的影响是相当晚近的事情。一旦承认科学和技术之间的区别，科学在希腊的起源就呈现出特殊的意义。科学的特殊本性对科学仅仅一次出现负责。往往被认为是科学家的中国人实际上是熟练的工程师，对科学做出的贡献微不足道。他们的哲学是神秘主义的。容许科学在西方得以发展的，也许是理性和支配自然的定律的概念。史蒂文森也明确地意识到，与科学不同，技术在某种程度上对一直存在的每一种人类文化是共同的。与技术不同，科学并不是在人类历史的每一个阶段都存在或在每一个文化传统中都存在。

（17）从发展进步上看，科学和技术都具有发展进步的性质，在这一点它们与文学、艺术、哲学不尽相同。但是，它们二者在发展进步的特点上判若黑白。列维特揭示，科学发展与技术进步，科学与作为在社会、经济、历史中展开的技术的逻辑，是很不相同的，尽管这两个建制看起来并肩前进。关键的差别在于，科学——仍然是指对惟一的物理世界的探索——的确是逻辑的，无论是作为一个过程还是作为已经完成的提炼过的理论结构。科学的发展结构基本上是树枝状的，即新的知识分支不断从老的枝干上生长出来，尽管在更深的层次上是一体的。与之相比，技术展开的机制完全不同。那些在生长点和结点工作的人是混合的集群，很难以一种简单的方式加以概括。关键人物可以是科学家或工程师，但也可能是行政领导、官僚、银行家、军官或政治家。技术的进步、后退、停滞或分叉看起来并不遵循任何可以概括的逻辑。沃尔珀特指出驱使科学和技术发展的动力大相径庭：对技术来说，它是市场的需求或进展中的技术“造成”的需要。情况似乎是，发明活动是受发明的预期的价值支配的，在投入高峰时即是发明高峰——科学往往不是这样的。斯科利莫夫斯基（H.Skolimowski）认为，二者进步在目标上各行其是：与科学进步的目标在于接近真理相对应，技术进步的内在目标在于提高有效性。这种有效性在具体的技术实践中表现为精确性、耐久性和低成本（或称效率性）。还有一点必须提及：尽管科学知识单元在进化过程可能出现复杂和多样的局面，但这只是暂时的、过渡的现象，它最终必将趋向简单性和惟一性。可是，技术物品的单元在进化中趋向复杂性和多样性，各种用途的锤子，各种大小和型号的扳手、螺丝，各种面料和花色品种的纺织品，各种配方和商标的牙膏、香皂等等。

科学和技术在历史上的绝大多数时间是分离的，科学大规模地转化为技术的高峰时期也寥寥可数，可是在现代，科学趋于技术化和技术趋于科学化也是不争的事实。为此，斯平纳提出认知-技术合成体（cognitive-technicalcomplex）和现实化的科学（realizedscience）的概念，拉图尔甚至和盘托出了“技科学”或“技术科学”（technoscience）的生硬概念。这种科学技术一体化的思想是后现代主义的主题思想之一，诚如福曼（P.Forman）所言，技术取向的科学（technologicallyorientedscience）以及科学取向的技术（scientificallyorientedtechnology）其范围之广和力量之大是众所周知的。这是后现代性之结果。为了说明科学和技术之间的密切关系，人们提出了诸多说明模型，例如“线性模型”、“舞伴模型”、“杂交模型”等。这些模型都有可取之处，也道出了部分真理。但是，线性模型似乎简单化了一些，把科学和技术复杂、多变的关系描绘得过于径直，而且易于引起技术神话。舞伴模型亦有把科学和技术互动过程简单化之嫌，同时它忽略了这样一个事实：科学和技术不仅可以跳双人舞，而且有时也独舞。杂交模型把科学和技术视为一个新的综合体，这实际上已经使二者一体化了——这是我们绝对不能同意的——尽管这种一体化是部分的一体化而非整体的一体化。我觉得，可以接受的比较周全的观点也许是：

科学和技术是有联系的，但并非一体化；科学和技术是有区别的，但并非决然对立；科学和技术有时是互动的，但互动的形式多种多样，互动的过程错综复杂，而不是线性的和一义的。

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国人有意或无意地把科学视为“生产力”和“财神爷”，国人习惯于或集体无意识地把“科学和技术”称为“科学技术”、进而简化为“科技”，就是这种现状的生动反映。有趣的是，这种状况在东邻日本也存在。正如桜井邦朋所言：“在我国，把科学和技术看做同质的东西，在各种场合把‘科学技术’归拢在一起使用。像现在这样的科学发现经过不了多久就被应用于技术，进入到我们的生活之中，在屡屡经历这样的经验期间，随之认为科学和技术是水平同质的东西。”参见桜井邦朋：《現代科学論15講》，東京教学社，1995年，p.1。

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李醒民：学术科学可以被计划吗？北京：《学习时报》，2004年12月20日，第7版。该文以较多的篇幅发表在上海：《社会科学报》，2006年4月13日第5版。很遗憾，现今的一些编辑常常在不告知和征求作者意见的情况下，随意对稿件大刀阔斧地腰斩或删改，弄得作者哭笑不得，实感无可奈何。对这篇文章的完整性感兴趣的读者，可以到吴国盛教授主办的“北京大学科学史和科学哲学”网站阅读和下载。

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邦格厘清了一种误解：“经常有人认为，技术与文化是格格不入的，甚至是彼此对立的。这是一种错误的观点，是对技术过程尤其是对革新性技术过程的理论丰富性完全无知的表现。……事实上，技术并不是一个孤立的组成部分，它与整个文化的其他各个分支有很大的相互作用。而且在现代文化中，只有技术和人文学科（特别是哲学）与其他文化分支有很大的相互作用。具体地说，技术与系统的哲学的几个分支（逻辑、认识论、形而上学、价值论和伦理学）都有很强的相互作用。”参见邦格：技术的哲学输入和哲学输出。

海森伯对此有具体的说明：从18世纪和19世纪初起，形成了一门以发展机械操作过程为基础的技术，这起初只是旧手工工艺的发展和扩充，其基本原理人人都能掌握。甚至在蒸汽机得到应用以后，技术的这一特性并未得到根本改变。但是，19世纪后半叶出现的电工技术，使得技术与旧手工工艺的联系已经不复存在，电力这种自然力的开发不是来自人们的直接经验，而是基于科学理论。参见海森伯：《物理学家的自然观》，吴忠译，北京：商务印书馆，1990年第1版，第6~7页。

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普赖斯的说法有一定的道理：科学的正常成长更多地来自科学，而技术的正常成长更多地来自技术。技术专家用的科学大多数是他们在学校学习和大众知识中的科学，而科学家用的技术大多数是伴随他们成长起来的那些技术。两者之间的强有力的相互作用只出现在很少的时候，因而引人注目地形成历史山脉的高峰。在17世纪的科学革命中，有一种从工匠技艺状态向新型科学仪器的有力转换，它使科学从古代状态突破而获得爆炸性的增长，并带来现代的实验传统，带来望远镜、显微镜、气压计、温度计、抽气机和各种静电机械。在我们这一代，工业革命已经达到一个新水平，主要通过物理学——特别是爱迪生的电学——科学找到了它回报技术的方法。在大多数情况下，科学并没有给技术许多帮助，但偶尔你会遇到像晶体管和青霉素这样完全相反的反常事件。同样必须注意的是，这里存在的引人注目的例外而不是规律。高峰不是典型。不能以牛顿和爱因斯坦的标准去判断科学家。不能以晶体管的特例去判断科学对技术的影响。承认科学和技术大体上是只有松散联系的系统，人们的动机目的甚至训练都非常不同，属于完全不同的类型，这在理智上是没有什么困难的。普赖斯：《巴比伦以来的科学》，第170~171页。

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第9篇

摘要：

通过详细介绍仿生学在石油工程领域的发展现状，提出了石油工程仿生学的概念，指出了建立石油工程仿生学的必要性，概括了石油工程仿生学的特点和研究方法，并梳理了其发展趋势。目前，仿生学在钻井、管道、井筒等领域取得了实质性进展。未来石油工程仿生学研究应遵循科学的研究方法，按生物原型阶段、数学模型阶段和工程实现阶段循序渐进地加深研究成果，尽可能避免模仿的复杂性；同时加强在模仿中的创造与创新。石油工程仿生学发展应以生产中的技术需求为根本出发点，以改善现有的或创造崭新的技术系统为目的，有层次、分阶段地开展应用研究，在功能材料、表面性能、信息获取与处理、工程实现等方面为关键技术问题的突破提供创新性解决方案和技术手段，经知识积累、成果转化和工业化应用3个阶段，逐渐形成涵盖勘探、开发、工程的仿生技术体系。

关键词：

仿生学；石油工程仿生学；仿生技术体系；材料仿生；表面仿生；信息仿生；工程仿生

为了适应环境、延续生命，自然界中的生物经过亿万年的进化和优胜劣汰，造就了近乎完美的结构、形态和功能。五彩缤纷的自然界一直是人类产生各种技术思想和发明创造灵感的不竭源泉，从千百年前模仿蜘蛛织网发明渔网，到近代模仿鸟类飞翔发明飞机，再到21世纪模仿鲨鱼皮结构发明鲨鱼皮泳衣，人类一直在向大自然学习，利用仿生原理和思想推动技术进步，对仿生学的使用也从无意识向有意识转变。仿生学是研究生物系统的结构、性状、原理、行为以及相互作用，从而为工程技术提供新的设计思想、工作原理和系统构成的技术科学［1］。自仿生学诞生到20世纪末，科研工作者经过几十年的探索，逐步加深了对仿生学的认识和理解，初步掌握了仿生学研究方法，完成了基础知识的积累。进入21世纪，仿生学的思维和方法迅速渗透到各个学科和行业，研究成果大量涌现，根据发表科学论文数量推断，这一阶段的成果占了总数量的近90％。在这一时期，仿生学在石油工程中也出现了应用案例，不仅利用仿生学理论解决了钻井、管道防护等技术难题，并且对石油工业的技术创新理念和思维也产生了日益重要的影响。本文介绍了仿生学在石油工程领域的一些重要研究成果，在对仿生学在石油工程领域发展历程深入分析的基础上，提出了建立石油工程仿生学的必要性，并概括了石油工程仿生学的研究特点和方法，梳理了其发展方向。

1仿生学在石油工程领域的应用现状

仿生学的本质是模拟生命系统，其学科结合和行业结合的特点促进了优秀的仿生研究成果从科学研究走向生产实践，最终投入实际应用。仿生学和石油工程的交叉在钻井、管道、井筒、油藏等领域也产生了一些研究成果。

1．1钻井领域

1．1．1仿生钻井液井壁稳定问题一直是困扰国内外钻井的难题，水平井比直井的井壁失稳问题更加突出［2］。中国石油大学（北京）根据海洋生物贻贝足丝蛋白的超强黏附能力，研制了仿生强固壁钻井液体系［3］。该技术在聚合物主链上接枝类似贻贝足丝蛋白中的一种关键基团，合成类似贻贝蛋白质的水溶性聚合物。仿生钻井液体系在岩石表面自发固化形成致密且具有黏附性的“仿生壳”，起到维持井壁稳定的作用。试验井现场钻井试验表明，该仿生钻井液体系在抑制钻屑分散、稳定井壁、携屑等方面效果显著［4］。此外，模仿细菌结构开发了含仿生绒囊的钻井液［5］，在钻井过程中无需固相即可暂堵漏失储层。目前，仿生绒囊钻井液已在煤层气欠平衡钻井、空气钻井、防漏堵漏、快速钻进等方面发挥了作用。

1．1．2仿生PDC钻头机械钻速与使用寿命是衡量钻头性能的两个重要指标［6］，聚晶金刚石复合片（PDC）钻头因其出色的切削岩石速度和较长的使用寿命已成为最常用的破岩工具之一。然而，常规PDC钻头依然存在金刚石与硬质合金结合力不足、防黏效果不明显、磨损较快等缺点，为此，吉林大学开展了仿生钻头研究工作，研发的仿生钻头已从最初的单一功能仿生，发展到目前的耦合仿生，钻头性能也由单一的减黏脱附发展到减阻、耐磨、切削效率等指标的综合提升［7－9］。仿生耦合PDC钻头借鉴了竹子中纤维素和木质素的分布方式，牙齿中有机／无机2种不同材料的梯度复合形式，树木的年轮排布，贝壳表面的非光滑形态，以及蝼蛄前足的快速挖掘特点等多种生物特性，并将其进行耦合设计，如图1所示。现场试验表明，仿生耦合PDC钻头比常规PDC钻头钻进速度提高1．5倍，缩短了施工周期，降低了钻井成本。

1．2管道防护

1．2．1仿生水草海底防冲刷技术海底管道是海上石油输送上岸的主要方式［10］，然而，海底复杂流场所引起的海底冲刷造成了管道悬空，给海洋采油安全和海洋环保带来重大风险。由于常规水下抛石、砂包堆垒、混凝土沉排垫等方法效果不理想，中国石油大学（华东）和中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司提出了一种模拟海草黏滞阻尼作用的仿生水草海底防冲刷技术［11，12］，原理如图2所示。当海底水流经过仿生水草时，其流速降低，减小了对海床的冲刷；同时，仿生水草促进海流携沙的沉降淤积，逐渐形成被仿生水草加强的海底沙洲，达到了埋管目的。现场试验表明，防冲刷仿生水草施工1年后泥沙淤积厚度达20～50cm，防护效果良好。该技术在海管悬空治理中得到了大范围推广应用。

1．2．2仿生血小板管道修复技术英国Brinker公司模仿血小板在伤口处凝结的原理，开发了一种管道修复技术［13］。在管道流体中加入Platelets微粒，当其流至裂缝处时，流体压力迫使其进入裂缝，达到阻止泄漏的目的，如图3所示。该技术已应用在BP公司Foinaven油田的注水管道和阿帕奇公司在Forties油田超期服役的原油集输管道上，为管道安全运行发挥了重要作用。

1．3井筒领域

1．3．1仿生泡沫金属防砂技术中国疏松砂岩油藏分布范围广、储量大，开采过程中必须采取防砂措施。根据骨松质的三维立体结构，提出了一种仿生泡沫金属防砂技术［14］。泡沫金属内部为三维孔隙结构［图4（a）］，砂体进入孔隙后沉积在其中，但流通孔道不会被堵死，实现了常规平面防砂到三维立体防砂的转变［图4（b）］。基于仿生泡沫金属的复合防砂管［图4（c）］，由不同孔隙度的多个泡沫金属防砂层、导流层、保护层等组成，该结构不仅扩大了防砂的粒径范围，还保障了防砂管的渗流能力和结构强度。目前，已发展出防砂粒径0．15mm、0．25mm、0．35mm的系列化仿生泡沫金属防砂工具，在油田应用5口井，对于出砂严重的井，防砂效果显著，大幅延长了检泵周期。

1．3．2仿生非光滑表面膨胀锥技术膨胀管作业过程中，膨胀锥与膨胀管内壁间存在巨大的摩擦阻力。为了降低摩擦阻力，提高膨胀锥的耐磨损性能，以穿山甲为仿生对象，模拟其体表的高强度保护鳞片结构，研发了仿生非光滑表面膨胀锥［15］（图5）。仿生膨胀锥变径段采用激光刻蚀、超音速火焰喷涂、离子束沉积等方式进行表面织构蚀刻以及表面硬质涂层涂覆。仿生膨胀锥在中国石油大庆油田进行了4井次的现场试验，结果表明，与传统胀锥相比，仿生膨胀锥降低膨胀压力15％以上，表面无明显磨损痕迹，延长了使用寿命，降低了作业风险。

1．3．3仿生振动波通讯技术自然界中，沙蝎、大象等动物能感受由固体介质即大地所传导的振动波，据此进行信息传递。受此启发，研发了一种仿生振动通讯技术［16］，该技术在井口安装大功率振动信号发生器作为波源，油管或套管为传输介质，将振动信号传输到井下，井下工具接收到振动信号并进行解调处理，实现地面和井下无线传输，技术原理和振动信号发生器如图6所示。

1．4油藏领域纳米机器人是仿生信息感知和传递的典型代表。纳米级机器人随着注入流体进入油藏中，记录分析油藏压力、温度以及流体形态，并将这些信息储存在随身内存中，之后纳米级机器人从产出流体中被分选出来，进而提供了在油藏旅途中提取的重要信息。沙特石油公司已经对纳米机器人的尺寸进行了评估，对加瓦尔油田阿拉伯－D油藏中的850块岩心进行了分析，得到了孔隙－喉道尺寸分布图，大多数孔隙喉道尺寸大于5μm。为了避免桥堵，纳米机器人的尺寸应为孔隙喉道的约1／4。目前，纳米颗粒注入试验以及软件模拟等工作已在进行中［17－19］。此外，国内外近年来提出了仿生形状记忆聚合物材料（ShapeMemoryPolymer，简称SMP）［20，21］，利用SMP材料能够在转变温度控制下随意变形的特性，设计了结构简单、座封可控的仿生封隔器，座封过程不受井下流体性质影响，胶筒尺寸可定制，并且通过调节SMP的转变温度，可适应不同井下温度，以满足不同井深条件下的完井需求。除了硬件，还出现了“软性”仿生研究成果。例如，中国科学院王守觉院士提出了“仿生模式识别”的概念，将传统模式识别的“区分”事物转变为“认识”事物，使之更接近人类“认识”事物的特性［22］。石油工作者将这一理论应用到了油气管道工况识别中，在样本较少的情况下取得了较高的识别准确率［23］。

2石油工程仿生学发展展望

目前，仿生学虽然已经在石油工程领域取得了一定的研究成果，有些甚至已经在油田现场试验，但仿生学与石油工业的结合依然只是“星星之火”，没有达到燎原之势。为了系统、全面地推动仿生学与石油工程的融合，向自然界寻找推动石油工业进步的灵感和启发，2009年中国石油勘探开发研究院成立了中国第一个石油工程仿生研究部门，开展仿生学在石油工程中的应用研究。

2．1建立石油工程仿生学的必要性经过几年探索，笔者所在的石油工程仿生研究部门开展了仿生泡沫金属防砂、非光滑表面、仿生振动波传输等多项研究，取得了阶段性成果，部分已进入现场应用阶段。总体来说，通过专项研究迅速找到了石油工程和仿生学的结合点，并从最初的研究思路转化为研究成果，成功应用于石油工程现场，解决了油田技术需求。这充分说明了开展石油工程和仿生学的结合研究是合理的、可行的，从长远来看，建立“石油工程仿生学”是非常有必要的。“石油工程仿生学”是借鉴生物系统的结构、原理、功能等特征为石油工程技术难题提供解决方案的应用科学。建立“石油工程仿生学”意味着更加系统地开展仿生学在石油工程领域的应用研究，有利于更有针对性地发掘石油工程的仿生创新源头，有利于更有目的性地开展仿生基础研究，有利于加速仿生学科研成果的应用转化，有利于仿生学思维和方法在石油工程领域的普及与传播，以点带面，促进石油工程与仿生学的全面结合。

2．2石油工程仿生学的研究特点石油仿生学研究可以分为3个阶段：生物原型阶段，数学模型阶段和工程实现阶段。首先研究生物某种功能的实现机制和结构特点；然后研究并简化其结构，抽象出物理模型，进而建立数学模型；最后采用技术手段，制备实物模型，实现对生物系统的工程模拟［24，25］。仿生学作为前沿领域，研究成果大多属探索类，注重理论性和超前性，而石油工程作为应用行业，以现场需求为驱动力，更加注重科研成果的实用性和推广性。因此，在科研实践中，石油工程仿生学应以满足生产中的技术需求为根本出发点，以改善现有的或创造崭新的技术系统为目的，有层次、分阶段地进行单元仿生或多元耦合（协同）仿生［26］研究。同时，石油工程仿生学在模仿生物的特性或功能时，要尽可能避免模仿的复杂性，要在模仿中创造（创新），研究成果与仿生原型并不一定完全相同，以期最快地解决生产实践难题，然后循序渐进地加深研究成果的仿生特性，由研究成果实用化向仿生最优化分阶段推进。根据这一特点，确定了石油工程仿生学研究和应用的2种主要方式：①需求驱动型，在石油工业的科研和生产实践中提出技术问题或功能需求，有针对性寻找并借鉴生物的同类或相似功能，经过可行性研究后开展仿生学三阶段研究工作；②源头驱动型，加强与世界仿生学研究机构之间的交流与合作，密切关注仿生学或生命科学研究的最新成果，找准其与石油工业技术需求的结合点，开展应用研究。笔者研究团队的研究成果充分体现了石油工程仿生学研究特点的适用性，验证了研究方法的合理性与可行性。例如，泡沫金属研发之初采用泡沫镍作为基材，虽然在技术上具有明显优势，但高昂的价格阻碍了推广应用，为此，继续开展研发工作，开发出不锈钢泡沫技术，使其具有了推广应用的条件；仿生非光滑表面膨胀锥技术则是充分借鉴了其他研究机构的成果，优化改进之后应用于膨胀锥，不仅解决了油田生产难题，还促进了仿生研究成果的应用转化；仿生振动波通讯技术则是在原理上借鉴了动物的通讯方式，但在实现过程中通过大幅提高信号发射强度的方式避免了高灵敏度、小信号接收器开发的复杂性，从而在最短时间内实现生产井指令由地面到井下的无线传输。

2．3石油工程仿生学的发展方向

随着石油工程仿生学系统性研究的启动，研究内容体现出了明显的方向性，但研究的深度和广度依然不足。根据石油工业的技术现状、需求和特点，以及仿生学的整体发展水平，未来石油工程仿生学应注重材料仿生、表面仿生、信息仿生和工程仿生4个方面的系统性研究，以点带面，形成涵盖勘探、开发、工程的仿生技术体系。

2．3．1材料仿生材料仿生的目的是仿制天然材料或利用生物学原理设计和制造具有生物功能，甚至是具有真正生物活性的材料。石油工程领域的材料仿生主要分为2类：①在机械、电学、化学、物理等方面具有仿生特性的主体材料，此类材料或在宏观上体现出明显的仿生特征，或通过外场刺激可调控其分子的长度、结构、化学组成、表面形貌等，进而调控材料性能，如轻质高强材料、仿生记忆材料、压电材料、可降解材料等，该类仿生材料主要用来替代石油工业中常用的钢铁、橡胶、陶瓷等，作为其核心功能部件，或作为传感器敏感元件，大幅提升现有材料、工具以及传感器的性能指标；②具有强化、修复、、保护等作用的微观仿生材料，提高现有制剂性能、界面结合效果等，此类仿生材料多以添加剂的方式应用。

2．3．2表面仿生自然界许多生物体的表面结构是非光滑的，无论是陆地、海洋或是天空中的生物，其表面的不同形貌往往都是为适应不同的生活环境经过长期进化而来的，而表面仿生是在仿生对象表面实现类似生物的表面结构，从而表现出更好的表面性能。未来，石油领域的表面仿生多是对机械部件表面进行处理，重点应集中在仿生非光滑表面和仿生浸润性两个方面。加强对不同生物功能表面结构的研究和模仿，将仿生非光滑功能表面应用到大量处于恶劣环境中的设备、管线、平台中，提高运动组件的减阻、耐磨、脱附等性能，以及非动组件的防腐、防垢等特性，延长装备寿命，提高作业效率，降低安全风险；对材料表面进行仿生浸润性处理，使其具有自清洁、亲油、疏油、亲水、疏水等不同浸润性特征组合，从而衍生出新的功能特性。目前正在利用表面仿生技术对前文提到的仿生泡沫金属进行处理，利用低温等离子体表面处理技术，在泡沫金属表面涂覆一层厚度为30～40nm的聚全氟烷基硅氧烷薄膜，使其具有新的表面浸润性特征，根据需要实现疏水、亲水、疏油、亲油等不同特性组合，在工矿、石化、冶金、机械、环保等领域具有广泛的应用前景［27］。

2．3．3信息仿生信息仿生主要是对生物信息获取、大数据处理以及生物间信息沟通、协同等特性的模拟与实现。石油工程领域的信息仿生主要可分为2类：①借鉴生物在信息感知和传递方面的特性，研制新型传感或信息传递装置，提高信号采集的精度、广度及适用范围，此类信息仿生技术可用于油田生产数据的精确采集，以及信息的高效传递，从而提高油田生产状态的实时监测与控制水平；②在信息处理方面借鉴生物的大数据处理机理和方法，提高大数据处理能力和智能化水平，建立决策机制，并将其应用在地震解释、油藏认识、开发方案制定以及油田综合管理等方面，促进油田勘探开发高效运行。

2．3．4工程仿生目前，工程仿生是对生物某种功能的模仿，注重仿生功能的实现，不强调机理相似：①对生物功能的模仿和实现，此类仿生多是受某种生物功能启发，注重结构相似或生物功能的工程实现，体现生物功能的智能性，并能够满足生产实践需求。目前，石油工程领域的控制方式正在由传统的机械方式向自动化和智能化方向转变，在这一转变过程中引入工程仿生，不仅能够优化功能结构和控制方式，还能够促进功能拓展，提高作业效率和便捷化程度。②材料仿生、表面仿生、信息仿生等方面的工程实践方法。现有的诸多仿生学研究成果还局限在实验室环境，在其向工业应用转化的过程中，一方面要解决成果本身的适用性问题，另一方面需要具备切实可行的工程实践手段。

2．4发展展望石油工程与仿生学的结合依然处于初级阶段，大多数研究成果为“形似”仿生。随着生命科学研究水平的提高以及技术手段的完备，生命科学从生物结构、功能、特性等研究，逐渐深入到生命活动规律、发育规律、生命本质、生物之间和生物与环境之间的相互关系等研究。生命科学的发展加深了对生命本质的认识，不仅能够拓宽石油工程仿生研究的广度，更加深了研究深度；反之，石油工程仿生学的发展也使得人们在具体的科研实践中深化了对生物本身及其活动的理解，进一步促进生命科学研究，并将研究成果有形化［28］。此外，电子、材料、控制等学科的技术进步也将促使石油工程仿生研究成果越来越“神似”。石油工程仿生学未来发展大概可以分为3个阶段，即知识积累、成果转化和工业化应用（图7）。2020年前，为知识积累阶段，任何一个学科领域的发展，都需要长期的知识积累，其中既包括仿生学基础理论知识的积累与储备，也包括石油工程仿生学研究人才和研究方法的积累，这一阶段要不断加深对仿生学本质的认识与理解，探索并逐渐形成石油工业与仿生学的结合模式；2020年到2025年为成果转化阶段，对实验室研究成果进行简化和鲁棒研究，使之在性能或功能上能够满足现场应用的要求，形成基本完备的工程实现技术和手段；2025年后，部分研究成果在生产、成本、效率、能耗、作业工艺等方面能够满足大规模工业化应用的要求。2008年提出的仿生井概念是未来石油工程仿生发展的集中体现［17］，代表了未来石油工程仿生研究成果的高度融合。未来的油井会像植物一样“生长”，像植物寻找土壤中湿润的地方一样寻找油气，一旦钻好垂直井（种植井）后，井将会“按自己的方式生长”。一个智能的分支会延伸到一块含油区域，一旦该区域水淹后，就将这个分支“砍掉”，并在另一个含油区域“长出”另一个分支，如此反复。

3结语