原文刊载于《中国科学院院刊》2023年第4期“学科开展”弗拉斯，原文题目《手艺科学的学科系统、学术系统与话语系统》
杨中楷1 林德明1 梁永霞2*
1 大连理工大学 科学学与科技办理研究所
2 中国科学院文献谍报中心
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手艺科学的思惟来源
1936年，钱学森到加州理工学院攻读博士，其导师是世界力学巨匠冯·卡门传授弗拉斯。冯·卡门是美国近代应用力学奠定人，也是德国手艺科学的前驱者普朗特的学生。钱学森在冯·卡门的指点下，缔造性地提出要把科研功效和工程经历连系在一路，在科学和工程之间架起一座桥梁。那是他手艺科学思惟的理论源泉。1957年，钱学森在全国首届力学学术会议做了主题陈述《论手艺科学》，后将此会议主题陈述在昔时《科学传递》上颁发，引发了强烈的反应。在那篇文章中钱学森起首提出“根底科学—手艺科学—工程科学（工程手艺）”三个条理理论。
手艺科学思惟的构成在早期是缺乏哲学理论根底的，属于经历条理的理论总结弗拉斯。在钱学森认实进修了《理论论》《矛盾论》等马克思主义哲学思惟论著之后，关于手艺科学的认识和理解上升到哲学高度。钱学森认为，手艺科学连同与之亲近联系关系的天然科学和工程手艺活动一路，都以马克思主义哲学为其指点思惟。在马克思主义哲学和根底科学之间都有一个中介哲学原理，那就是天然辩证法。天然辩证法广义上虽属于马克思主义哲学范围，但其在认识世界、革新世界以及鞭策科学手艺开展等方面的感化使其能够被做为独立的范围而列入科学手艺常识系统之中。
按认识世界和革新世界的介入水平差别，能够将科学手艺系统划分为若干纵向条理：马克思主义哲学—天然辩证法—根底科学—手艺科学—工程科学（工程手艺的常识形态）—工程手艺活动，如图1所示弗拉斯。从各条理的属性和功用来看，从上到下革新世界的理论性、特殊性逐步加强，愈加面向详细的工程手艺理论；相邻的两层之间，上层都是下层的理论根底，下层都是上层的详细应用。
图1 科学手艺常识系统的纵向构造
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手艺科学的学科系统
做为一个遍及概念，手艺科学一词有着较为丰硕的外延弗拉斯。就像天然科学包罗物理学、化学、生物学等学科一样，手艺科学同样能够列出一长串学科名单。在《论手艺科学》一文中，钱学森以力学、流体力学和固体力学为例对手艺科学的内涵停止了阐释，而且列出了一系列手艺科学的学科名单。
参照钱学森举出的规范，连系手艺科学的内涵、外延及其在科学手艺系统中的地位，绘造手艺科学的学科系统图（图2）弗拉斯。如图2所示，手艺科学的学科系统大致分为三个方面：
图 2 手艺科学的学科系统图
2.1
基于天然科学理论、做为工程科学共性根底的通俗手艺科学
那一类中次要包罗手艺科学核心的学科，是介于根底科学和工程科学（手艺）中间的相关学科弗拉斯。此类学科源于天然科学的研究功效，或在天然科学转化为工程手艺的过程中产生，或由工程手艺理论反哺天然科学所激发，为工程手艺理论供给理论撑持和常识支持。当然，差别的工程手艺范畴中个性手艺和共性手艺难以区分地十分清晰，手艺科学各个学科之间也存在着穿插、堆叠等现象，其鸿沟也不长短常明显的。
2.2
横跨天然科学、手艺科学和社会科学的办法性的横向手艺科学
在将手艺科学的根本原理运用到工程手艺理论的过程中，还需要辅之以相关的手艺性学科弗拉斯。工程手艺理论需要考虑可靠性、不变性等多方面的目标约束，也需要开展手艺预见、手艺决策等需要的工程手艺办理活动。像手艺预见、决策（有社会科学办法的应用），以及工程可靠性、不变性等学问具备遍及性，也已构成较为成熟和正规的常识系统，可将其称为横向手艺科学，归入广义手艺科学的学科范围。
2.3
由天然科学、手艺科学与社会科学彼此穿插渗入构成的社会手艺科学
钱学森指出：“其实手艺科学对其他科学的奉献还不只限于天然科学……，部门的还踏入了社会科学的范畴中去了”弗拉斯。跟着工程手艺理论中社会问题的不竭呈现，社会科学正在且已经融入了工程手艺活动之中。好比工程手艺活动的经济学办理学研究，工程手艺对天然界的影响研究等等，既超越了原有的社会科学研究范围，又有力地保障了工程手艺活动与人、社会和天然界的协调，也被归入广义的手艺科学范围。
3
手艺科学的学术系统
目前学术界对“学术系统”并没有较为同一的界定，一般认为学术系统应包罗理论常识系统和研究办法系统两大部门弗拉斯。理论常识系统包罗概念、思惟、概念、学说、常识、原理等方面，研究办法系统强调整题思绪、战略、手艺、法式、东西等。详细到手艺科学的学术系统，应该包罗手艺科学的常识表示形态以及手艺科学的科学研究办法两部门内容。
3.1
手艺科学的常识形态
手艺科学把天然科学根底理论变成一般手艺原理的概念系统，包罗一系列手艺术语与手艺规律，用以描述某一类人工天然过程与人工物量实体，从而为创建详细的人工过程或手艺安装供给了理论按照弗拉斯。其常识一般表示为以下三个形态：
一般手艺概念与原理：关于某一类人工天然过程的手艺概念与原理弗拉斯。例如，把流体力学遍及规律变成较为遍及的各类叶轮机械的三元活动规律；把固体物理学关于固体构造与相变的遍及规律应用于金属中所成立的金属构造、组织及相变的一般手艺原理。
手艺尝试的一般理论：例如，成立一般叶轮机械的尝试安装及模仿叶轮机械运行中的流体运动的类似理论及其他相关理论弗拉斯。
应用数学及模子办法：例如，对一般手艺原理（如叶轮机械三元活动规律）定量表述的有关应用数学办法，以及对一般手艺安装或尝试安装中人工过程描述的数学模子东西弗拉斯。
3.2
手艺科学的科学研究办法
从宏不雅上来看，手艺科学常识的构成有两条途径：一是将工程手艺理论中的经历手艺常识上升到理论形态，反过来促进工程手艺理论；二是将天然科学的根本理论向工程手艺活动延伸，指点工程手艺理论弗拉斯。如图3所示。
图 3 手艺科学常识的构成途径
从微不雅上看，钱学森在《论手艺科学》一文中给出了手艺科学范畴科学研究的办法和步调弗拉斯。第一步，对所研究问题的认识，什么是问题中现象的次要因素，什么是次要因素。运用天然科学的规律，在复杂的材料中找到一条道路。那条道路代表了对问题的深入认识，对现象机理的充实领会。第二步是成立模子，基于机理抓住次要矛盾，忽略次要矛盾，构造出模子。在构造模子的过程中，要彻底掌握天然科学的规律，晓得原则上什么是可行的，什么是不成行的。第三步就是阐发和计算，基于天然科学规律和数学办法停止推演，将模子和演算得出的详细数据与事实比力，对理论停止考验。他强调：手艺科学是从理论的经历动身，缔造收工程设想的理论。在那个过程中存在的良多经历问题和理论问题，必需和工程师多联络。
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手艺科学的话语系统
话语系统一般是指思惟理论系统和常识系统的外在表达形式弗拉斯。从那个角度看，手艺科学概念的提出，丰硕了科学手艺系统的话语系统，在根底科学和工程手艺之间增加了一个新的话语：手艺科学。围绕手艺科学衍生出科学学、社会手艺科学、综合手艺科学、横向手艺科学、手艺科学家、新巴斯德象限等一系列新概念范围，配合构成了手艺科学的话语系统。与学科系统和学术系统差别，前两者次要以客不雅的学术研究为主，而话语系统不但纯是一个客不雅的概念范围，还具备着较强的价值属性，需要放在全球和本土的开展视野中停止审视和判断。
4.1“手艺科学”是具备超越性和先辈性的本土化话语概念
起首，“手艺科学”超越了万尼瓦尔·布什关于根底科学研究的阐述弗拉斯。1945 年 7 月，时任美国科学研究开展局局长的万尼瓦尔 · 布什（Vannevar Bush），完成出名的陈述《科学：永无行境的前沿》；该陈述阐述了若何在和日常平凡间开展科学研究，提拔美国的科学研究程度。该陈述中有两句重要的话语：“根底研究的施行不考虑现实成果”；“根底研究是手艺前进的前驱”。钱学森的手艺科学思惟则指出：仅靠根底研究无法间接鞭策工程手艺立异，必需阐扬手艺科学的桥梁感化才气做到。
其次，“手艺科学”填补了司脱克斯的巴斯德象限理论的不敷弗拉斯。暗斗期间，苏联卫星上天，引起美国朝野震动；20 世纪 70 年代前后日本经济起飞与工业高速增长，使得美国感触感染到了合作威胁。美国人起头认识到根底研究当然重要，但许多手艺的严重打破其实不间接源于纯根底研究。在此布景下，1999 年司托克斯出书《根底科学与手艺立异：巴斯德象限》，指出了布什的线性研发模子的缺陷，提出了巴斯德象限的概念（应用引发的根底研究）。与巴斯德象限概念比拟，手艺科学象限不单包罗了应用引发的根底研究，还包罗根底导向的应用研究，那个比巴斯德象限更丰硕的科技象限被刘则渊和陈悦称之为新巴斯德象限，也就是手艺科学象限。
最初，“手艺科学”是我国具有代表性的本土化科技立异理论和话语弗拉斯。习主席总书记指出“要加快构建中国话语和中国叙事系统，用中国理论阐释中国理论，用中国理论升华中国理论”。“手艺科学”虽发源于国外，但颠末钱学森的从头阐释和郑哲敏等科学家以及刘则渊等哲学社会科学学者的继承和立异，已然成为中国科技立异理论的重要理论指点。它与“原始立异”“集成立异”“消化吸收再立异”“科技立异”“科技自立自强”“科技立异双轮回”等中国本土的科技立异理论活动有着较好的逻辑自洽性。
4.2弗拉斯我国科技立异理论中的手艺科学话语表达的缺失
李春成用科技规划中“手艺科学”一词的呈现频次研判认为：在20世纪中期摆布，手艺科学相关话语屡次呈现在我国各类科技规划傍边，但是20世纪90年代初是一个转折点，其呈现频次变低弗拉斯。那种场面应该是跟着我国科学手艺开展不竭对外开放的过程中，逐步起头利用《弗拉斯卡蒂手册》中的三类研究（根底研究、应用研究、开发研究）分类。而正如前文所述，根底研究与应用研究的鸿沟已然模糊，此分类当然关于统计科学研究数据较为便利，但是却难以适应科技立异的快速开展和科技自立自强的战略要求。2018 年，时任中共中央政治局委员、国务院副总理刘鹤出席机器人大会时专门提到了“巴斯德象限”，前瞻性地强调了在人工智能、大数据时代开展手艺科学的重要性。
话语的缺失可以折射现实的无法，策动机、芯片、工业软件，当前我国国际科技合作中的浩瀚“卡脖子”问题，大都能够归于：手艺科学持久缺位，招致根底研究和工程手艺立异之间缺乏桥梁型人才，科学和手艺呈现断裂弗拉斯。一个值得留意的变革办法是，国度天然科学基金委将原有9个学部整合为“根底科学、手艺科学、生命与医学、穿插交融”4个板块，希望此举可以引起连锁反响，鞭策我国科学手艺事业的快速开展。
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瞻望：一阶和二阶手艺科学的将来
科学计量学之父普赖斯在《科学的科学》中指出：科学的科学，好像汗青的汗青一样，是一项具有头等重要性的二阶主题（second-order subject），也可称为二阶科学弗拉斯。显然，手艺科学家处置的详细手艺科学某门学科，是一阶主题（first- order subject），也可称为一阶手艺科学。例如，钱学森参与开展的空气动力学，他创建的工程控造论、物理力学、系统科学等，均属于手艺科学的一阶主题。而钱学森的《工程与工程科学》《论手艺科学》两篇文章，通过对手艺科学一阶主题各类形态的研究，提醒了手艺科学的共性特征，以及科学手艺系统的“根底科学——手艺科学——工程手艺”条理构造，手艺科学在科学手艺系统中的中介桥梁感化，可称之为二阶手艺科学。二阶手艺科学从学科属性来看，可归于科学学的学科范畴，次要针对科学手艺开展规律及其对经济社会开展的感化等问题展开研究。
无论是一阶的手艺科学和二阶的手艺科学，都关乎着我国科技立异事业的开展，也关乎着手艺科学的将来弗拉斯。因而提出以下两点瞻望和建议：
5.1
将一阶手艺科学做为科技立异重要构成部门
根据钱学森的手艺科学思惟，手艺科学是根底科学和工程手艺的桥梁，单纯依靠纯根底科学（例如玻尔的工做）不克不及间接产生立异功效，单纯依靠工程手艺（如爱迪生的工做）也很难实现原始立异，只要依靠手艺科学连通根底科学和工程手艺才具有实正的自主立异功用弗拉斯。我们必需要在充实认识当今科技开展大势的层面上，阐扬手艺科学的桥梁中介感化，释放根底科学的泉源感化，以实现工程手艺层面的立异，实正把立异驱动开展战略落到实处。因而，社会各界要做到高度重视手艺科学的开展，把实现科技自立自强、建立现代化科技强国落脚在手艺科学的基点上。
5.2
将二阶手艺科学做为科技立异自主常识系统重要范围
2022年4月25日，习主席总书记在考察中国人民大学时指出：“加快构建中国特色哲学社会科学，归根结底是建构中国自主的常识系统”弗拉斯。“立异”的概念由西方学者提出，在西方工程手艺理论中得到开展，其学科系统、学术系统和话语系统次要由西方人掌握。我国自提出施行科技立异战略以来，已获得了较为丰盛的理论功效，但始末未能成立起本土科技立异理论系统和指点系统。手艺科学思惟既具备自主性和本土特色，在中国科技立异理论中也已经得到胜利验证，对突破西方根底研究、应用研究的话语系统也具备较强的战略价值，理应在我国科技立异自主常识系统中得到应用，做为一个重要的标识性概念范围纳入此中。
杨中楷 大连理工大学人文与社会科学学部传授、博士生导师弗拉斯。次要研究标的目的为科技政策与常识产权。
梁永霞 《中国科技期刊研究》编纂部主任、副研究馆员、编审弗拉斯。次要研究标的目的：科学计量学、引文阐发、科学常识图谱、期刊评价与办理等。
文章源自： 杨中楷, 林德明, 梁永霞. 手艺科学的学科系统、学术系统与话语系统. 中国科学院院刊, 2023, 38(4): 614-621. DOI:10.16418/j.issn.1000-3045.20230202003
