钱学森论科学、技术与工程的相互关系（一）
特邀撰稿人：黄志澄
说明：本文首先介绍了钱学森对科学与技术相互关系的论述和他对技术科学的认识。在这基础上，根据钱学森的系统学和系统工程的观点，进一步分析了工程的特点以及科学、技术、工程之间的相互关系。文章发表在科学出版社2011年出版的《现代科学技术体系总体框架的探索》第224-221页。钱学森有关科学、技术和工程相互关系的论述，对我国实施创新驱动发展战略，加快建设创新型国家步伐，具有重要的参考价值。
关于科学、技术、工程之间的相互关系，是近年来中国科学界、工程技术界和哲学界共同讨论的重大问题之一。我国著名科学家钱学森，提出了现代科学技术体系在纵向结构上应分成基础科学、技术科学、工程技术三个层次，并将技术科学放在基础科学与工程技术之间的桥梁的地位。钱学森在发展系统工程和创建系统学的过程中，也对工程的系统性和综合集成提出了许多见解。本文在文献[1]的基础上，根据钱学森的系统学和系统工程的观点，进一步分析了工程的特点以及科学、技术、工程之间的相互关系。
一、关于科学与技术相互关系
钱学森在几十年的科学研究和工程实践中，一直以具有广深的科学造诣、丰富的科学想象力、敏锐的科学直觉和勇于创新、勇于实践的精神而著称。他的科学著作、科学思想涉及的领域很广，在很多科学技术领域中，都做出了开创性的贡献。
钱学森的系统科学思想，首先是提出了现代科学技术体系的纵向结构[2]。他提出，把每一个科学技术门类都区分为：基础科学、技术科学、工程技术三个层次，这三个层次之间是相互关联的。基础科学，如天文学、数学、粒子物理等，是综合提炼具体学科领域内各种现象的性质和较为普遍的原理、原则、规律等而形成的基本理论。其研究侧重在认识世界过程中，进行新探索，获得新知识，形成更为深刻的理论。它是技术科学、工程技术的先导，也是衡量一个国家科技水平与实力的重要标志。技术科学是20世纪初至第二次世界大战前，才在科学与技术之间涌现出的一个中间层次。它侧重揭示现象的机理、层次、关系等，并提炼工程技术中普遍适用的原则、规律和方法。技术科学作为科学发现和产业发展之间的桥梁，推动工程技术的迅速进步。工程技术侧重将基础科学和技术科学知识应用于工程实践，并在具体的实践过程中总结经验，创造新技术、新方法，使科学技术迅速转化为社会生产力。工程技术的发展，也必将丰富、完善技术科学、基础科学，它是技术科学、基础科学发展的根本动力。工程师们面临的是多因素、复杂的实际问题，而技术科学家必须善于从这些实际问题中找到主要矛盾，创立有充分基础科学依据的、能被工程师用于设计的、有预测能力的定量理论。当发现基础科学的已有成果不够用时，也需要吸收和运用工程中经验性的规律和判断。所以技术科学在这一点上不同于基础科学。另一方面，技术科学又不同于工程技术，因为它的中心目的是研究和解决某类工程技术中带有普遍性的问题，而主要不是研究一个个具体的工程技术问题。
钱学森一生，长期从事技术科学的研究和应用，对技术科学的作用、地位以及它与社会的关系，有着全面而深刻的认识。早在1948年，他在《工程术和工程科学》（Engineering and Engineering Science）一文中，就辩证地阐明了这两者的关系[3]。他指出：“人们也许会说，在工业时代的开创时期，技术和科学研究就与工业发展有关，那么为什么今天把研究工作说得如此重要？这个问题的答案是，出于国内和国际竞争的需要，现代工业必须以越来越高的速度发展。做到如此高的发展速度，就必须大大强化研究工作，把基础科学的发现几乎马上用上去。也许，没有什么比把战时雷达和核能的发展作为例子更为突出的了。雷达技术和核能的成功开发为盟方取得第二次世界大战的胜利做出了重要贡献是公认的事实。短短数年，紧张的研究工作把基础物理学的发现，通过实用的工程，变成了战争武器的成功应用。这样，纯科学上的事实与工业应用间的距离就很短了。换句话说，长头发纯科学家和短头发工程师的差别其实很小，为了使工业得到发展，他们间的密切合作是不可少的。”他认为从科学原理到工程技术之间有一个桥梁，那就是工程科学，后来国内一般称为技术科学[4]。他指出[3]：“纯科学家与从事实用工作的工程师间密切合作的需要，产生了一个新的行业——工程研究家或工程科学家。他们成为纯粹科学和工程之间的桥梁。他们是将基础科学知识应用于工程问题的那些人。”
1954年，钱学森在《工程控制论》的前言中写道[5]：“技术科学的目的是把工程实际中所用的许多设计原则加以整理和总结，使之成为理论，因而也就把工程实际的各个不同领域的共同性显示出来，而且也有力地说明一些基本概念的重大作用。”1987年，钱学森在中共中央党校出版社出版的《社会主义现代化建设的科学和系统工程》一书中，对技术科学做了进一步的阐述[2]。他说：“现代科学技术的体系的组成，除了自然科学、社会科学、工程技术，还有什么? 现在报刊上、书刊上常常出现一个词叫技术科学。对于技术科学的理解并不完全一致。我认为，技术科学，一方面，它把自然科学的基础理论应用于工程实践；另一方面，它又不同于工程技术。它常常是选择好几门工程技术里面带共性的一些问题作深入的处理。比如说力学，无论是流体力学还是固体力学，都不是局限于应用到哪一门工程技术。研究水的流动、气体的流动，这是流体力学，在水利工程上要用，在航空工程上要用，在气象预报中研究大气的运动时也要用。所以，流体力学就是一门技术科学。此外，固体力学也如此，很多工程项目都要用固体力学，所以它也是技术科学。再说电子学，应用的范围就更广了，绝不只是一门工程技术用它，许多门工程技术都要用它。还有电子计算机科学、运筹学，等等，都是技术科学。” 钱学森在这里把科学研究细分为基础科学研究和技术科学研究两个方面，并阐明了它们与工程技术之间的关系。
科学技术的这三个个层次之间的关系与影响是双向的。钱学森认为：人首先要认识客观世界，才能进而改造客观世界。从这一基本观点出发认识客观世界的学问就是科学，包括自然科学、社会科学，等等。改造客观世界的学问是技术，而人们在认识世界和改造世界的过程中，主体与客体、认识与实践又是辩证统一的。所以，现代科学技术体系各学科、各层次之间也存在着相互补充、相互促进的内在关系。将科学技术划分为三个层次，有利于我们自觉地理论联系实际，促进生产力发展；有利于确定某门学问在整个现代科学技术体系中的地位和作用，分析科学技术发展的薄弱层次，寻找新的科技突破口；有利于培养融合科学技术三个层次的知识的学科带头人。
黄志澄，空气动力学家、航天技术专家、技术评论家。1937年出生于江苏无锡，1958年毕业于北京航空学院。长期从事空气动力学、航天发展战略研究，为我国大型试验基地建设、载人航天方案论证、新型航天器研制做出了重要贡献。近十年来从事科学、技术与社会（STS）等宏观科学领域研究。著作有《高超声速飞行器空气动力学》、《航天科技与社会第四次浪潮》等。作者黄志澄的更多文章，请点击以下链接查阅：
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