博文
科学研究、技术研究与前瞻性技术研究
|||
前篇关于武夷山教授博文的评论发表之后，武教授问道：“现在某些领域的科学与技术分不清楚（如纳米科技和生物医学），因此，到底适用哪些原则？发表优先还是申请专利优先？”(http://www.sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=329531)结合我自己的实践，提出如下看法。
*************************************
1 科学研究和技术研究
一般地，科学研究的目的是为了知道事物的现状为什么是这样的以及它将怎么走，也就是说研究事物发展的规律；而技术研究则希望保证事物的去向必定是人们希望的方向，毫厘不差。事实上，技术的优劣就在于规定的事物去向是否毫厘不差。相对而言，科学则无优劣。在这种意义上，科学和技术的分野应该十分清楚。
一般地，科学研究的目的是为了知道事物的现状为什么是这样的以及它将怎么走，也就是说研究事物发展的规律；而技术研究则希望保证事物的去向必定是人们希望的方向，毫厘不差。事实上，技术的优劣就在于规定的事物去向是否毫厘不差。相对而言，科学则无优劣。在这种意义上，科学和技术的分野应该十分清楚。
科学研究探求指定条件下事物的运动规律，使用假说-实验-假说（理论）的方法，使用归纳和演绎得到自圆其说的理论。通常，在指定条件下科学的结论只有一个。由于指定条件可以很多，这就导致了科学研究的不可穷尽性。有些时候这种不可穷尽性就导致了悲观的不可知论。同时，因为该指定条件的不可穷尽性，导致科学的概念经常在新的实验条件下不得不修改的现象。因此，科学的结论经常被证伪，以至于科学学中有一种说法，只有可以被证伪的概念才是科学的（因此，数学不是科学）。
技术研究探求现实条件下实现某种目的的手段，这种手段可以只部分成功。一旦有成功的多个案例，技术就可以被确立为可行的。技术可以被改进。一般地讲，成功率越高，技术的成熟性越好。实现特定目的技术可以有多个，因此技术有巧妙的和笨拙的之分。
科学不能直接产生利益，因为它的结果是存在于人类知识体中的虚的规律。科学的原理只能通过有效的技术方案产生利益，技术直接产生利益。这导致了人们对科学和技术不同的处理方法。科学无国界，但技术总是具有所有者。人们甚至专门设置了非常成功的专利权保护法，保证技术的创立者和拥有者能够获得足够的利益，有力地促进了技术的发展。
2 科学研究对技术研究的促进作用
在有些情况下，因为科学和技术的研究对象相同，得到的结果一致，旁观者似乎分不清楚该研究是科学研究还是技术研究。毫无疑问，研究者个人是十分清楚的，他明白他的目的究竟是为了知道为什么还是为了发展一种技术。实际上，一个好的技术研究者必须进行科学研究，至少必须学习科学以了解哪些技术是符合已有科学规律；哪些技术是可行的，但是还不知其科学原理。因为科学原理总是比较简单的，有些情况下还可以近似处理，科学研究能够帮助技术去除不必要的限制，从而指出降低技术运行成本的方向。
考虑一个把一个物体（弹丸）运送到指定地点的问题。在技术上，我们可以使用可以自主运动的车辆或者使用一个投射器来达到该目的。一个自主运动的车辆，如有人驾驶的汽车只要道路允许完全可以不差分毫地完成上述任务。不过其条件可能十分苛刻，因为道路不一定存在。如果专门修一条道路并建造汽车投资巨大，成本很高。使用投射器不需要道路建设，可以大大降低单次运送成本，但需要研究弹丸的在离开投射器后运动的轨迹。
科学研究（牛顿力学）告诉我们，一个无动力的弹丸运动轨迹在没有其它作用力的情况下是一条抛物线；该抛物线运动实际上可以看做一个直线运动和一个指向地心的加速运动的和运动。因此，在技术上，如果我们希望把一个弹丸投到确定的位置，只要按照抛物线轨迹规定弹丸从炮口出去时的方向和速率就可以达到目的。
不过，实际情况远比前面的条件复杂得多，因为肯定存在多个作用力改变弹丸的运动轨迹。首先，弹丸在运动时首先必须面临空气阻力和空气的运动（风）。其次，如果弹丸的运动轨迹很长，还得面临空气运动速度的变化；第三，如果在弹丸的运动范围内地质条件发生了巨大的变化，就会导致地球引力发生变化，结果导致指向地心的加速运动的加速度发生变化。这些情况都会导致运动轨迹的不确定性。
对于上述复杂的情况，科学研究就必须考虑静态空气（无风）的阻力是怎样形成的、运动空气对弹丸运动的影响、弹丸运动范围内地质情况造成的引力场变化等等。研究发现，静止空气对运动物体的阻力与运动物体的形状、速度有关，风的影响与弹丸的质量和受风面积有关，地球引力的变化则仅与长距离运送关系较大。由于有些因素难以捉摸（例如风），科学研究可能没有一定的解决问题方案，或者只能给出非常复杂的解决方案。
但是，科学研究也可以明确告诉技术研究者，（1）如果弹丸的运动轨迹不长，完全可以忽略空气阻力、风力和地球引力的变化，弹丸的运动就可以近似为一条规则的抛物线。可以使用一个肉眼瞄准器（因为是直线规则的抛物线运动）和大质量小体积的弹丸（使风力的影响降低）来解决问题；（2）如果弹丸的运动轨迹比较长但仍然在肉眼可见的距离以内，我们完全可以发射几颗相同的试验弹，通过观察其落点来修正炮弹的出口速度或方向来解决问题；（3）如果弹丸的落点在视距之外，我们可以建造一个导弹和导弹跟踪监控系统来完成任务。因为该导弹具有灵活的自控能力，能随时根据指令调节其速度。因此，即使科学研究不能给出完备而确定的解决方案，也能给出一个大致的解决问题的技术方案。这就是科学研究对技术研究的重要支撑作用。
当然，有经验的技术工作者完全可以在不知道上述科学考虑的情况下根据经验直接采用上述方案把弹丸投到指定位置，这是因为其中隐含的科学原理极其简单，完全可以根据经验体察。这是技术可以与科学脱节的原因。事实上，由于科学必须掌握所有相关因素才能明白无误地告知事物的运动方向，而这些相关因素的掌握是耗费时日、耗费物力和财力的，有些因素还可能是难以把握的，许多情况下技术研究只需要基本的科学或经验的考虑，加上适当的调控措施来达到目的。
3 前瞻性研究与科学研究的关系
有些技术研究完全可以不形成立即的技术方案，它们只有大致的应用方向。这些研究实际上就是应用基础研究，或者前瞻性技术研究。从本质上讲，它们使用传统的科学研究方法，研究为实现某种未来产品可能的技术方案，因此也是一种科学研究。这种研究因为有强烈的应用前景，迫使研究者及其资助者考虑将来的收益。
当然，研究者完全可以不顾将来的收益，因为那种收益可能遥不可及；但是研究的资助者因为考虑长期利益必须考虑将来的收益，即使那种收益只能遥遥可期。另外，因为收益的遥不可及但遥遥可期，这种应用基础研究绝非一个人能完成的，需要吸引许多有才能的人前赴后继。研究者必须发表他的观察和见解，谋求他人的支援。这就导致了专利申请和学术论文并重的情形。由于专利技术不能是已公布的，因此普遍的情况是，先申请一个广泛的专利来保证未来的收益不被他人剥夺，然后发表学术论文来公开自己的研究，吸引他人的注意、模仿和改进。
https://blog.sciencenet.cn/blog-272017-332680.html
上一篇：科学与技术的发展
下一篇：建立高水平核心科技期刊群，服务我国经济建设转型
