第一章 科学研究概述
　　第一节 科学与科学研究
　　一、科学概述
　　科学（science，来源于拉丁文sciencetia）—词源于近代科学的发祥地英国。1831年，英国成立了科学促进协会（British Association for the Advancement of Science），将science—词的基本含义定义为通过观察和实验研究获得的关于自然界的系统知识。时至今日，我国通常也还是在这层意义上理解科学的。但在此之前的1666年，法国已成立了皇家科学院（Academie Royale des Science），他们把science作为自然科学和社会科学的总称。德文中的科学“die wissenshaft”与法国人的理解相同。由于马克思主义在中国的广泛传播，后一种科学的含义对中国近代思想也具有深刻的影响。
　　16世纪末，意大利传教士利玛窦来华，中国持续了四百余年的西学东渐历程由此开始。最早接触来华西方学者近代思想的先驱是徐光启，他把来自欧洲的以观察实验方法获得的知识称为“格物穷理之学”，并借用《大学》中“致知在知至”的将这知识称为“格致”。
　　此后，日本学者在明治维新过程中，将英文science从早期译义“格致”改译为科学分科之学。1898年，康有为首次接受日文的译法，“科学”一词正式进入汉语。从科学这一概念源于西欧、经过日本、最终融入中国文化的简略考察中可以知道，科学是在意大利文艺复兴运动之后，随着欧洲近代思想解放而兴起的观察实验，自然界运动规律为宗旨的特殊社会实践活动。它与古代那种依靠日常经验积累起来的零散知识有着文野高下的显著差别。近代科学在中国不是土生土长的，而是明末以来中国有志之士学习西方取得的重要成果之一。
　　由此可知，科学作为一种知识，是以概念、原理、定律为形式并经过了一定实践检验的理论系统。它标志着人的认识在实践过程中从现象到本质的深化，由经验水平到理论水平的升华。获取科学知识的目的是为了进行事实判断，对于是非、真伪给予辨析。
　　科学是人对客观世界的认识，是反映客观事实和规律的知识。达尔文认为：“科学就是整理事实，以便从中得出普遍的规律或结论。”因此，要准确掌握科学这一概念的实质，就要加深对“事实”和“规律”的认识。科学就是发现人们未科学研究方法与论文写作知的事实。经济学家发现的资本主义经济危机，化学家发现的新元素，都是事实。反映客观事实之间联系的准确判断，就是发现了规律，这种规律，就是知识，也就是科学。事物发展过程中事物之间的内在的、本质的、必然的联系是客观的，人们只能发现规律，但不能创造规律。
　　科学是反映客观事实和规律的知识体系。20世纪初，人们就认识到新科学是由很多门类交织组成的知识体系。科学已不只是事实或规律的知识单元，而是由这些知识单元组成学科，学科又组成学科群，形成了一个多层次组成的体系。科学史表明，科学家不仅是知识的发现者，更重要的还是知识的综合者。因此，人们应在“科学是关于自然、社会和思维的知识体系”，“科学是反映客观事实和规律的知识体系”这一层面上加深对科学这一概念的理解和认识，应在发现知识的过程中进行综合，在综合知识的过程中进行创造。
　　科学是一项反映客观规律的知识体系及其相关活动的事业。自第二次世界大战以来，科学活动已发展成为一项国家事业，成为科学家与企业家、政治家的联合活动，科学家的跨国合作日益增加，越来越多的科学家把科学事业列入第四产业。科学作为一项事业，具有认识世界的功能和改造世界的生产能力。科学分自然科学和社会科学两大类。自然科学的任务是研究自然界各种物质的形态、结构、性质和运行规律，不断探索新现象、揭示新规律、提出新概念、建立新理论。自然科学在探求自然奥妙时，根据研究对象的不同，诞生出不同的基础学科。而学科的不断分化和学科间的交叉与综合，又导致学科数量的迅速增加和新学科的不断出现，使自然科学形成了一个多层结构、纵横联系、动态发展的主体。
　　二、技术概述
　　技术的原意是技艺、手艺。随着科学技术的发展，人们对技术的理解更加深化、全面。当前，对技术定义的表述方法有多种，但基本上都没超出法国科学家狄德罗（Diderot）给技术所下的定义范围。狄德罗在他主编的《百科全书》中指出：“技术是为某一目的而共同协作组成的各种工具和规则体系。”这一定义高度、全面地概括了技术的本质含义，它有5个要点：①技术与科学不同，技术有目的性；②技术要通过广泛的“社会协作”来实现；③技术的首要表现是生产“工具”，是设备，是硬件；④技术的另一重要表现形式是“规则”，是生产使用的工艺、方法、制度等，也就是软件；⑤与科学一样，技术也是成套的知识系统。
　　20世纪80年代以来，世界新技术革命的显著特点之一就是在高技术上的竞争。世界各国普遍认识到发展高技术是增强综合国力的一个重要砝码，是关系到国家兴衰存亡的大事。无论是发达国家，还是发展中国家，都为发展自己国家的高技术制定了相应的发展战略，并不断推出了各种中、长期的高技术研究与发展计划。我国的“863”计划就是关于高技术研究的发展计划，选取了生物技术、航天技术、信息技术、激光技术、能源技术、新材料等七个领域作为我国今后高技术发展的重点。
　　三、科学与技术的关系
　　（一）科学与技术的区别
　　科学的根本职能是认识世界，揭示客观事物的本质和运动规律，着重回答“是什么”、“为什么”的问题；技术的根本职能是改造世界，实现对客观世界的控制、利用和保护，着重回答“做什么”、“怎么做”的问题。科学属于由实践向理论转化的领域，它本身是意识形态的东西，属于社会的精神财富；技术属于由理论向实践转化的领域，它本身是物化了的科学知识，属于社会的物质财富。科学的成果表现为新现象、新规律、新法则的发现；技术的成果表现为新工具、新设备、新方法、新工艺的发明。
　　（二）科学与技术的联系
　　科学与技术相辅相承，在认识世界和改造世界的过程中统一在一起。
　　科学中有技术，如物理学、化学、生物学中有实验技术；技术中也有科学，如杠杆、滑轮中有力学。科学产生技术，如发现了相对论和核裂变，产生了原子弹和核电站。技术也产生科学，如射电望远镜的发明与使用产生了射电天文学；扫描隧道显微镜、原子力显微镜等的发明与使用产生了单分子科学。科学的成就推动技术的进步；技术的需要促进科学的发展。
　　在科学转化为生产力的过程中，技术是中间环节，技术是科学原理的物化和应用。对于科学来说，技术是科学的延伸；对于技术来说，科学是技术的升华（表1-1）。
　　表1-1 科学与技术的联系
　　四、现代科学技术体系
　　从历史发展的角度看，科学技术各个学科的分化从来没有像当今这般迅速五花八门的二级学科、三级学科层出不穷。同时，学科之间的借鉴、联系与综合也达到了空前水平，界限分明的分工、彼此隔离的研究已经不复存在。但是为了易于把握，我们还是将它划分成三个层次、五大领域。
　　（一）三个层次
　　根据从抽象到具体、从认识规律到运用规律、从观念形态到物质形态的顺序，我们把科学研究分为基础研究、应用研究、开发研究三种类型。相应地，它们分属于基础科学、技术科学、工程技术三个层次。
　　1.基础科学
　　基础科学以整个客观世界作为研究对象，目的在于揭示运动的本质和规律，解答表面现象“为什么”发生的问题，同时也就为解决实际问题提供了理论依据。基础科学的成果是新概念、新模型、新理论，一般不具有直接的经济意义，但是具有崇高的学术意义。几百年来的无数实践证明，基础科学虽然不是为解决特定的经济、社会问题服务的，但它或早或迟总会表现出广泛的有用性。我们把数学、物理学、力学、化学、生物学、地球科学、天文学确定为一级基础科学学科。
　　2.技术科学（应用科学）
　　技术科学的任务是研究如何将基础理论用于解决经济和社会的实际问题，即“怎样”把对世界的认识转化为对世界的行动。技术科学发挥着基础科学和工程技术之间桥梁的作用，它将基础理论的潜在应用价值外化为显见应用价值。与基础科学不同，技术科学的出发点一般是某一大类经济生活或社会生活中具有普遍意义的问题，探寻以基础理论为指导解决这些问题的途径。技术科学的成果往往兼具思想学术价值和经济社会价值。对于提高技术构成、改善经济结构、加强综合国力，技术科学具有非常重要的战略地位。
　　当代技术科学包括信息科学、材料科学、能源科学、基础农学、基础医学、空间科学、海洋科学、环境科学和管理科学等一级学科。
　　3.工程技术
　　工程技术直接面向具体的生产实际，其任务是运用科学技术知识实现低消耗、低成本、高质量、高效益的社会生产。它以专利、配方、设计图纸、论证报、产出。把成果为“硬件”和“软件”两种类型，“硬件”是指各种工具、机器、仪器、设备等。
　　“软件”是指工艺流程、操作规范、工程统筹、竞争对策等各种知识。工程技术的价值表现在经济价值和社会价值两个方面。工程技术的门类远远多于基础科学和技术科学，已经达到难以计数的地步。
　　（二）五个学科群
　　考虑到现代科学技术的研究对象已经大大超出了近代科学技术的范围，而且各种学科又彼此相互交叉，传统上将自然科学划分为数、理、化、天、地、生六类，已经完全不适应今天的形势，需要重新划分。以新的部类——学科群为依据，上述三个层次的诸多学科可能研究的是同一个对象，只不过内部有所分工，将其划分为五个学科群更便于学者间的相互沟通，提高各类研究的劳动效率。五个学科群分别为物理科学、生理科学、心理科学、数学科学、事理科学。
　　五、科学研究概述
　　（一）科学研究的概念
　　科学研究是指创造知识和整理、修改知识，以及开拓知识新用途的探索工作。创造知识是指对未知事物进行探索，以求发现新知识、新规律、新原理，发明新方法、新手段等等。整理和修改知识是对已经产生的知识进行分析整理、综合归纳、鉴别运用，是使知识规范化、系统化的过程。在整理、修改知识的过程中，往往也会创造知识。例如，化学家门捷列夫最初的工作是整理已知的化学元素。当他把已经发现的诸多化学元素按原子量大小顺序排列后，发现元素的性质有周期性变化，从而提出元素周期律理论。所以，整理知识和创造知识是不可分割的，都是科学研究的重要组成部分。
　　（二）科学研究的类型
　　科学研究有多种分类方法。通常，按过程不同，科学研究分为基础研究、应用研究和开发研究。
　　1.基础研究
　　基础研究是指以探索知识为目标的研究。基础研究工作基本上处于学科前沿，并在实验室中进行。它不着眼于当前的应用，没有特定的商业目的。例如，牛顿发现牛顿运动定律，法拉第（Faraday）发现电磁感应原理，麦克斯韦（Maxwell）建立电磁波理论，居里夫人（Curie）发现放射性同位素镭等，这些研究都属于基础研究。基础研究的成功率一般不到10%，实现商业化、企业化的占2%～3%。但基础研究的重大发现常常会带来生产的革命性变化。
　　我国把基础研究分为纯基础研究和应用基础研究两种，合称为“基础性研科学研究方法与论文写作”。其中，应用基础研究有一定的应用背景。按照1989年国家科委的定义，我国基础性研究的具体内容包括以下三个方面：①以认识自然现象、揭示客观规律为主要目的的纯基础研究；②围绕重大或广泛应用目标，探索新原理、开拓新领域的定向性研究；③对基础科学数据系统进行考察、采集、鉴定，并进行综合、分析，探索其基本规律的工作。
　　2.应用研究
　　应用研究是指运用基础研究的成果和有关知识，为创造新产品、新方法、新技术、新材料等所进行的定向研究。应用研究有目的、有计划、有时间限制，其成果有实用价值，有一定保密性。例如，西门子公司利用法拉第电磁感应原理制成励磁电机（可以发电，但尚不能应用），赫兹（Hertz）由麦克斯韦的电磁波理论发现电磁波并制成电磁波发生装置，都属于应用研究。应用研究的成功率一般为