试论技术与科学的关系

2007-12-30邱宁欧彬

中学理科园地 2007年5期

关键词：技术科学

邱宁欧彬

摘要：本文论述了科学和技术的基本概念、它们的区别与联系。技术和科学是紧密联系的，但又是不同的两个概念。表明科技对社会进步的作用和技术教育对经济发展和民族复兴的重要意义。

关键词：科学；技术；技术教育

此次新一轮基础教育改革，将技术教育作为普通高中的八个学习领域之一，对培养具有创新精神和实践能力的新型人才，早期开发学生“科技智慧”，提高未来劳动者的技术素养，对民族振兴具有深远的意义。

本文试图阐明技术和科学这两个容易混淆的不同概念，表明技术教育进入普通高中新课程的必要性。

一、科学与技术的概念

1、科学的概念

人类在长期的生产和生活中，通过实践获得感性知识，再经过“去粗取精、去伪存真、由此及彼、由表及里”的加工改造，提高到理性的认识；科学是正确反映客观世界现象、内部结构和运动规律的系统理论知识。科学还有一个特点是将客观世界的本质和运动规律归纳、抽象为数学公理，用数学表达式来描述客观世界的运动规律，这个特点体现了科学的严谨性。科学还提供认识世界和改造世界的态度和方法，是人类智慧的结晶。

例如，原子物理学是研究物质内部原子核的结构和运动规律的一门科学。根据原子物理的理论，原子是由带正电荷的原子核和分层围绕原子核转动的电子组成。元素的物理性质和化学性质随原子序数的增加而发生周期性的变化，每个壳层可容纳的最多电子数为2n。

2、技术的概念

技术是把科学知识用于生产过程。以达到利用和改造自然的预定目标的手段、方法和设备工具体系，是知识、智慧、技能与工具的结合体”。

(1)技术概念有五个要点：

①技术有明确的预定目标。例如，集成电路技术，是为了提高单位面积内集成晶体管的数量，从而制造出功能更强大、可靠性更高的电子产品。

②技术的一种表现形式是“手段”即一定的生产工具和物质设备等“硬件”，例如，使用长征系列运载_火箭这一技术手段发射神州6号宇宙飞船。

(技术的另一种表现是“方法”。即一定的知识、经验、技能和组织形式等“软件”。如，中国拥有一大批掌握人造卫星制造和发射方法、能处理各种复杂问题的航天系统人才。

④技术是成套的知识体系。例如无线电技术包含了许多方面的理论和技术，主要有限电磁波的发射、接受和在空间传播的理论和技术扳电子线路的理论和技术；C、信息处理、传递和控制的理论和技术等。

⑤技术的实现和发展是不断创新的结果。技术创新常常表现为发明和不断的革新。例如。集成电路技术是电子器件制造史上的一次重大发明；而小规模集成电路技术、中规模集成电路技术、大规模集成电路技术、超大规模集成电路技术则是不断革新的结果。

(2)技术的层次

工具是技术发展的产物，也是技术的一个载体。工具可以促进科学技术的发展，使用工具可以探索科学技术的新领域，如使用电子显微镜可以观察物质内部的结构，促进了生命科学的发展。根据对工具的使用情况大体能反映技术的发展情况，可分为四个层次：

①手工技术：通过简单设计，使用简单工具制造产品。通过不断追求提高产品的质量、提高工具使用的熟练程度和技能来提高技术水平。

②机械技术：通过技术设计，使用电动机械工具，制造产品。它与手工技术相比，可以扩大资源利用和制造产品的范围，可以将劳动者从繁重的体力劳动中解放出来。

③自动化技术：将计算机技术与机械技术相结合，按设计要求自动完成预定目的。如，数控机床可大大提高成品率和生产效率：飞机自动导航可以大大减轻飞行员的精神负担。

④高新技术：是知识高度密集、学科高度综合的一个技术群体。以信息技术为核心，包括激光技术、生物技术、新材料技术、新能源技术、航天技术和海洋技术等等。高新技术将极大地改变人类的生产和生活方式。

(3)技术的来源渠道

第一渠道是来源于生产实践。例如，16世纪的煤矿、纺织等工业生产需要强大的动力机械，促进蒸汽机的发明。形成热力学理论。

第二渠道是来源于科学实践。在科学实验的需求、下，对设备、仪器、方法作改进或创新，也形成了新技术。例如，为了观察、测量电信号，发明了示波器，极大地促进电子技术的发展。

第三渠道是来源于科学理论。科学理论提供了技术所需要的知识，并指明了努力方向，例如，电磁场理论指出电场、磁场在变化时可以互相激发，产生向外传播的电磁波。根据电磁场理论，产生了无线电技术。

二、技术与科学的关系

技术、科学是既有区别、又有联系的两个概念。它们相互独立，但又密不可分。它们相互依靠、互为前提，存在深刻的内在联系。

1、技术与科学的区别

(1)科学的目的在于认识世界，揭示自然界的客观规律，着重回答自然现象“是什么”、“为什么”的问题。如原子物理学和量子力学揭示了硅半导体内部带电粒子的运动规律。

技术在于改造世界，实现对自然界的控制和利用，着重回答“做什么”、“怎么做”的问题。如，利用硅半导体可制造晶体三极管，可放大电信号。

(2)科学从自身发展中的矛盾，从对自然现象及其本质的认识需要选题。

技术则从生产实践中迫切需要解决的问题中选题，技术比科学更加面向生产、面向社会。例如，为了简化电子电路结构、提高可靠性，发明了集成电路技术。

(3)在社会功能方面。科学具有认识的、变化的、哲学的价值，它的经济价值往往是间接的、远期的、难以确定的。

技术追求实用性，并带来较大的、直接的经济效益。

(4)管理方法方面。科学探索的结果难以预见，科学研究需要更多的自由度和选择余地，以弹性管理为佳。

技术则有明确的目的性和严格的计划性，以计划管理为宜。

2、技术与科学的联系

技术与科学相辅相成，构成一个有机的整体。人类与自然界相互关系的发展史，就是科学与技术相互进步的历史。

科学为技术研究提供了理论基础，开辟了新的技术研究领域。技术的发展为科学研究提供物质基础和新的探索手段，科学研究成果通过技术应用物化为直接的生产力。可以认为技术是科学的延伸，科学是技术的升华。

三、技术研究与科学研究

科学研究是为了探索自然界的基本原理而进行的实验研究和理论研究工作。例如，库仑、法拉第、麦克斯韦的成果：库仑定律、法拉第电磁感应定律，电磁场基本方程等都是自然界的基本原理。科学研究是科学进步的源泉。

技术研究是运用科学研究的成果和相关知识，为创造新产品、新方法、新技术、新材料，以生产产品和完成工程任务而进行的活动。技术研究有目的、有计划、有时间限制，科研成果的形式为学术论文、专利、原理模型，成果有实际应用价值、需要保密。例如，利用微波辐射引起食物内部水分予产生摩擦运动生热的原理，研究制造出微波炉，其技术受专利保护。

四、技术试验与科学实验

1、技术试验

技术试验是运用一定的科学原理、经验和技能，依据设计的要求对设计的产品的质量和性能进行检测验、优化和探究尝试。

例如，应用麦克斯韦电磁场理论，通过对无线电通信的不同频率、不同功率、不同天线形状、尺寸进行比较试验，以提高通信的距离和可靠性。通过探索尝试发现：

10～200千赫频段属于长波波段，波长愈大，大地和海面的吸收愈小，用数千瓦的大功率和大尺寸天线可以实现数千公里的通信，主要用于无线电航海导航。

3～30兆赫频段为短波波段。通过电离层的反射进行远距离通信，可用小功率和小得多的天线实现远距离电台广播。

30～1000兆赫是甚高频。可直接穿透电离层进行--空间通信、空间遥感。

2、科学实验

科学实验是为了检验科学理论是否成立所进行的实践活动。

科学的理论框架建立在逻辑推理之上，也是科学有别于宗教的一个极其本质的特征。例如，为了验证麦克斯韦理论是否正确，赫兹制作了电磁波的发生和接收装置，证明确实存在电磁波、麦克斯韦理论是正确的，也使无线电通信成为可能。

五、科技发展对推动社会进步的作用

科技发展是推动社会进步的源动力，技术进步极大地改变了入的生产和生活方式。