肖建华的个人博客分享 http://blog.sciencenet.cn/u/肖建华

博文

技术实现和理论揭示交替推动科学进步

已有 3484 次阅读 2017-1-16 16:17 |个人分类:生活点滴|系统分类:科研笔记

 

       Science and Technology 作为一个固定的常用词组出现在很多国外大学的下设学院名称中。Arts and Science 也作为一个固定的常用词组出现在文科类学院名称中。

       联系文科理工科学院名称一致性的词是:Science。在这个用法上,科学是文理工科的共有概念。

       20世纪80年代后,我国的改革开放与全球的数字化革命在进程上是基本平行的。从而,我们切实的体验到了技术实现和理论揭示交替推动科学进步的科技进步历程。

       在实现数字化革命以前,有多个理论处于冷门状态,例如多项式正交函数的级数展开。这是数学理论。对其它学科而言,基于这个理论的多项式解也一直不被看好。而矩阵表达的理论和求解方法也因其巨大的计算量而处于被冷淡状态。

       在计算机被普及后,拥有此类特征的理论急速发展。从而,促进了由抽象的形式化向可计算化表达方向发展的理论研究特色。由于抽象的可计算化是容易实现的,从而,基础理论研究就进一步的抽象化,而可计算化问题也形成新的数学学科。这样,就把可计算问题从基础科学理论中剥离出来。

       这与计算机普及前的理论特点是不一样的:计算机普及前理论界热衷于有解析解的理论,而在计算机普及后理论界热衷于抽象演绎(符号化)理论。

数值求解被各学科普遍采用后,具体学科中各类理论的很多不足也就被揭示出来了。从而,推动了学科理论把子身的基础前移,在更为普遍和基础的理论上重新审视本学科的理论基础。

这个过程被概括为:技术进步推动了基础科学理论的进步。从时间上看,这个过程大概为1970-2010年。

按科学史的说法,1940-1960的基础科学理论研究是推动数字化革命的主要因素。这个过程被概括为:长期的基础理论准备,一系列重要的工程理论基础发现及关键技术突破等,最终导致了数字化革命。而在此过程中,信息论,系统论,既有基础科学理论的特征,也有工程技术理论的特征。

此后,信息论、系统论的抽象部分被基础科学理论吸纳,而工程化理论部分被具体学科吸纳。从而完成了:从抽象理论到技术实现,在新的技术水平下,基础科学理论深入到更为抽象的层次。

我们可以称之为两极分化。技术层面对计算机技术及相关具体学科理论的高度依赖,直到出现大量的“专业软件”,从而实现了具体实现与具体理论的剥离。例如,傻瓜相机,会按开光就可以得到类似于专业级相片。

抽象层面把计算技术和具体学科从基础科学理论的剥离出去。

各具体学科中,“专业软件”的普及,“解救了”技术人员对基础学科理论的个人依赖性,不懂理论也能玩“专业研究”,也能发表“高水平”的论文。这个时期的特色是:拼计算机,拼New idea 。从1980-2010,这30年里期刊论文中以计算为内含的论文占多数就可以看出这个特点。

这样,到了21世纪,各学科就注意到:数字化技术对本学科理论的推动作用已经到头了。

这样,就把推动本学科进步的目光转向抽象层面的基础科学。

综观整个数字化革命历程,抽象基础科学对技术进步的推动力是始终在起作用的,它受技术进步与否的影响相对较小。而技术进步对具体学科理论的推动作用则非常明显。但是,技术对本学科理论的推动作用非常有限,起不了根本性的作用。推动具体学科本质进步的依然是抽象的基础科学理论。

这样,技术进步对科学进展表现为加速作用。推动学科本质进展的依旧是抽象理论。

再往20世纪前看,发现电磁场基本定理的实验研究和相关的理论研究推动了电气化技术革命。但是,只是在麦克斯韦电磁场方程组提出后(引入抽象的散度、旋度算子,以及真空电流密度),才推动了电磁场理论的进步。也推动了基础科学理论的进步。

就实验技术进步而言,它能做到的极限是:具体经验性定理的发现,为基础科学理论的进步奠定事实性的基础。这类实验得到的定理依然需要经抽象理论的归纳后才形成体系化,经再次抽象而成为基础科学理论的组成部分。

总之,对于数字化革命前的时代,实验发现(依赖于技术实现)推动科学进步的作用很突出,基础科学理论推动技术进步的作用则被忽视了;而数字化革命后的时代,基础科学研究先推动技术进步,再推动具体学科进步(新的实验发现)的模式出现了。

就目前为止的案例而言,而数字化革命后的时代,技术进步和具体学科进步几乎是平行的。但大家公认的是:基础科学的推动力是基本的。

故,结论是:技术实现和理论揭示交替推动科学进步。

 

 



https://blog.sciencenet.cn/blog-39419-1027964.html

上一篇:20世纪90年代风行的快速阅读
下一篇:基础科学进展的高成本与应用研究的低成本
收藏 IP: 1.195.108.*| 热度|

4 许培扬 尤明庆 王大岗 sunjian1016

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (3 个评论)

数据加载中...
扫一扫,分享此博文

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2024-4-20 15:41

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部