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从科技成果的类型判断中国科学技术处于什么水平

已有 5748 次阅读 2024-5-13 16:12 |个人分类:科学革命|系统分类:科研笔记

科技成果是指人们在科学技术活动中通过复杂的智力劳动所得出的具有某种被公认的学术或经济价值的知识产品。中国科学院在《中国科学院科学技术研究成果管理办法》把科技成果的含义界定为:对某一科学技术研究课题,通过观察实验、研究试制或辩证思维活动取得的具有一定学术意义或实用意义的结果。

科技成果通常可分为科学发现、科技发明和科学理论三种类型或三个层次(图1)。

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图2 科技成果类型(三个层次)

1、科学发现

科学发现是科技成果的第一个层次。科学发现是指自然界原本存在的现象和规律,由于实验手段的进步不断被观测和揭示出来。

科学发现需要科学家具有足够的耐心,做大量重复的观察和实验,彻底搞清楚现象或规律产生的环境、条件和结果。

科学发现在20世纪以后呈现出两个特点:一是在科学理论的指导下通过专门设计的实验获得,二是必须要借助于大型复杂的科学仪器,因此科学发现的成本大幅度提高。

爱因斯坦1907年提出的广义相对论从理论上证明:光线通过引力场时会发生弯曲。1919年,由爱丁顿率领的观察队发现了光线经过太阳附近时会产生弯曲,其观测值正好与爱因斯坦理论计算的结果完全相符,验证了广义相对论的正确性。

1988年,美国物理学家霍尔丹提出可能存在不需要外磁场的量子反常霍尔效应,但是多年来一直未能找到实现这一特殊量子效应的材料体系和具体物理途径。2006年,斯坦福大学的张首晟教授成功地预言了实现量子反常霍尔效应的拓扑绝缘体,该理论与材料设计的突破在当时引起了国际上的广泛兴趣,许多世界顶级实验室都争相投入到这场竞争中来,试图沿着这个思路寻找量子反常霍尔效应。

2012年,清华大学物理系的薛其坤教授与张首晟教授组成的科研团队合作攻关,成功地观测到了“量子反常霍尔效应”,该结果于2013年3月14日在Science上在线发表,在物理学界引起巨大反响,著名物理学家、诺贝尔奖得主杨振宁称赞其为“第一次从中国实验室里发表的诺贝尔奖级的物理学论文”。

2、科技发明

科技发明是科技成果的第二个层次。科技发明不同于科学发现,科技发明主要是应用自然规律创造出自然界和人类社会过去没有的事物,科学发现主要是揭示自然界原本存在的现象及规律。

今天参与人类学习、工作和生活的计算机、互联网、电报、电话、手机、电视、电影、电灯、冰箱、微波炉、空调、洗衣机、火车、轮船、飞机、汽车及各种工具和设备都是科技发明的产物,重大科技发明能创造出巨大的经济效益和社会效益,对人类物质文明的进步有着不可估量的贡献。

3、科学理论

科学理论是科技成果的第三个层次(最高成果)。如果仅把科学发现的成果罗列起来,只是个别、零散的知识片段,并不能形成描述并揭示研究对象运动规律的知识体系。

科学家通过一系列的概念、判断和推理等理性思维过程,将已有的科学发现成果形成系统化的逻辑知识体系,从而构建出可深刻揭示研究对象运动规律及特征的科学理论。例如,牛顿将伽利略、开普勒和哥白尼等人的科学发现成果归纳总结为三个基本假设(牛顿三大定律),然后从这三个基本假设出发,演绎推导出了整个经典力学理论。爱因斯坦也是从相对性原理和真空中光速不变原理这两个基本假设出发,用公理化方法构建出了狭义相对论。

4、结论

从科技成果的类型看,我国的科技成果虽然在“科学发现”层次取得了巨大进展,并发表了“诺贝尔奖级的物理学论文”,但是在“科学理论(写进教科书)”和重大“科技发明”这两个层次尚属空白,因此,中国的科学技术水平与英美等发达国家的差距巨大。

        

     

参考

[1] 从社会认可程度判断中国科学技术处于什么水平

https://blog.sciencenet.cn/blog-3418723-1433966.html

[2]从解决问题的类型判断中国基础科学处于什么水平

https://blog.sciencenet.cn/blog-3418723-1434138.html

  

        



https://blog.sciencenet.cn/blog-3418723-1433890.html

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