1、研究生课程论文（设计）论 文 名 称 从生物科学技术谈科学与技术的关系课 程 名 称 现 代 自 然 辩 证 法 原 理 院 、 所 、 中 心 资 源 环 境 学 院 专 业 或 专 业 领 域 微 生 物 学 专 业 研 究 方 向 资 源 环 境 微 生 物 学 级 别 2010 级 学 年 20102011 学 期 秋 学 期 姓 名 王 晓 锋 学 号 112010320001774 类 别 全 日 制 硕 士 2010 年 12 月 20 日研 究 生 部 制从生物科学技术谈科学与技术的关系王晓锋（资源环境学院 微生物学专业 学号 112010320001774）摘要：科学是反映自
2、然、社会、思维等客观规律的分科的知识体系。技术是人类认识自然和利用自然的过程中积累起来并在生产劳动中体现出来的经验和知识，也泛指其他操作方面的技巧。科学与技术有密切的关系，也有本质的差异，还具有不可预见性。文章系统的结合所学专业的基本规律以及分子生物科学和技术的发生发展过程，从不同层次探讨了科学与技术的异同，在深刻理解二者含义的基础上，深刻探讨了科学与技术的相互关系。关键词：科学；技术；关系在我国，人们一直用“科技” 一词来涵盖科学与技术两个方面。毫无疑问，自然科学与技术有非常密切的关系；但是，也必须指出科学与技术虽然关系密切却又区别明显，在许多问题上还真不能混为一谈，这个词是具有“ 中国特色
3、” 的。为了使我们更好认识理解“科学”与“技术”的辩证关系，乙引教授用形象而生动的比喻， “Science”取其 “S ”用女人的形象来诠释“科学”之含义，具有自己的逻辑和优美，“Technology”取其“T”用男人强大的形象来代表 “技术 ”之含义，具有自己的力量和生产力。他们如结合，将是非常完美的。结合这的比喻，深入浅出地把科学与技术之关系诠释的清清楚楚。科学以认识自然、探索未知为目的；而技术是以对自然界的认识为根据，利用得到的认识来改造自然为人类服务。科学上的每一个重大突破，不仅将在一定时间内导致影响人类生活的新技术出现，还必定极大地丰富我们进一步认识自然的技术手段；新技术的发展又促使
4、我们认识自然的实验手段不断增加、不断提高，从而推动科学的进一步发展。1. 科学与技术密切相关科学仅指自然科学。科学和技术同样以自然界为对象，但严格的说，自然科学研究的目的是为了认识自然，包括认识自然界发生的各种现象，剖析自然界存在的所有物质，揭示主宰自然现象的内在规律和相互联系。大至宇宙中的日月星辰，小至组成一切物质的基本粒子，都是科学认识的对象。不仅要认识其宏观和外观，还要认识其内部各个层次上的精细结构，运动特点及运动规律。而技术侧重将我们对自然界的认识去利用自然，向自然索取，改造自然以适应人类越来越复杂、越来越高标准的生活的需要。李醒民同志指出：技术的发明和使用比科学的历史久远得多，某些技
5、术即使在今天也完全可以脱离科学自主发展。但是时至今日，技术上的进步，总体来说基于科学的发展，科学上的每一个重大突破，不仅都将在一定时间内导致影响人类生活的新技术的出现，还必定极大地丰富我们进一步认识自然的技术手段；新技术的发展又促使我们认识自然的实验手段不断增加、不断提高，从而推动科学的进一步发展。1.1 分子生物学的产生和 DNA 结构的提出在 20 世纪最伟大的科学发现中，原子核结构和 DNA 结构的阐明无疑都是名列前茅的。19 世纪末放射性元素的发现，表明元素是可变的。20 世纪初，用重粒子轰击破碎原子核弄清了原子核是由质子和中子构成的。这些方面的突破，影响了整个物理科学的发展。生命科学
6、领域也同样如此。生物学不仅研究自然界里所有的生物体，还要研究生命活动的各种表现形式，构成生物体的所有物质，以及这些物质在生命活动中所起的作用，揭示出生命活动的本质和规律。构成生物体的物质，最重要的是蛋白质和核酸。生命活动主要由蛋白质承担，而生物体的遗传则以核酸为基础，或者说遗传信息的世代相传是依靠 DNA分子的自我复制。1953 年 DNA 分子双股螺旋结构的发现和阐明从根本上说明了这个问题。由于构成DNA 分子的四种核苷酸之间有严格的两两配对关系，根据双股螺旋 DNA 分子的一个单股为模板合成另一个单股必然形成另一个和原来的 DNA 分子完全相同的双股 DNA 分子，生物体的遗传就是这样实现
7、的。这一发现改变了整个生物学的面貌，使生物学进入了崭新的分子生物学时代。无论是原子核结构还是 DNA 分子的双股螺旋结构的阐明，都是科学家研究自然所得到的重大认识，属于科学研究的范畴。而且在一段历史时间内，并没有与技术有直接的关系。但是这两件在科学发展史上产生了划时代突破作用的发现，很快激发技术上的突飞猛进。正因为对于原子内部结构有了深入的科学认识，才有可能利用原子核分裂所释放的巨大能量为人类活动服务，发展成为今天的核能工业。而根据对 DNA 作为遗传物质基础的认识，在农牧业上培育和改良物种，在医学上有效地预防和治疗大量疑难疾病，在工业上建立全新的基因工程产业。以上这些在技术上的发展，已经对人
8、类生活产生了巨大的影响。实际上我们今天所享用的改变了人类生活方式的所有重要技术成果，几乎无一例外，全部都来源于科学发展史上的重大突破。1.2 从分子生物科学到技术如果把技术分为实验技术和生产技术两个方面，上面说的是科学发展对生产技术产生的巨大影响。在另一方面我们也不能不看到实验技术对科学发展的巨大推动作用。没有加速器的技术，就不能进行许多重要核物理研究的实验。没有 X射线衍射技术，就无法测得 DNA 的双股螺旋结构。这两项属于 20世纪最伟大的科学突破，就无法实现。如果我们纵观一个世纪以来的诺贝尔奖的历史就可以看到，以实验技术上的成果而得奖的，特别是在物理奖和化学奖方面，占有相当大的比例。包括
9、 2002 年得奖的在质谱和核磁共振方面的贡献。2. 科学与技术的本质差异虽然科学和技术如此密切相关，但二者毕竟有所不同，而且有本质的差异。科学以认识自然、探索未知为目的。虽然自然科学的发展有其内在的规律，但是却有它的不可预见性。具体的发展途径，哪一项突破在什么时间在哪个实验室出现，一般来说是不可预见的。科学发展史上的许多重大突破，以百年来的诺贝尔奖获得者为例，相当大的一部分是获奖者从本人的兴趣出发而进行工作的，有的甚至是工作中偶然的发现，是原先完全没有预料的事情。而按照预定的计划，组织安排而最终获得突破的反而只是极少数。好像还没有哪一位诺贝尔奖获得者是通过有目的的预先组织，精心安排、刻意培养
10、而产生的。而技术是以对自然界的认识为根据，利用得到的认识来改造自然为人类服务。由于它有了科学的根据，就可以树立目标，因此总体来说是可预见的，也是可以根据人们的需要和现实的可能，包括人力、资金和技术条件进行规划的。2.1 生物科学发展的不可预见性建国初期所进行的“科学规划”得到了巨大的成功。原子弹爆炸了，火箭上天了，半导体工业建立起来了。但是这些技术成就，毕竟都是国际上已经实现了的，因此也是可以规划的，可以指日实现的。然而当时在科学方面的学科规划呢，由于不像技术方面那样有硬指标可供检查，就有些说不清楚了。当然我国的科学在解放以后取得了巨大的进展，但是国际上的科学家也不是在原地踏步，与建国初期相比
11、，我们现在和国际上科学先进国家的差距是缩小了，还是扩大了，这可能是一个见仁见智的问题了。 这一事实至少从一个方面说明了科学是难以进行规划的。20 世纪 50 年代的学科规划只不过是规划了应该在哪些方面进行工作。回想半个世纪以来科学发展的现实，有许多重要发展是当时没有预见到的，例如这几十年来出现了许多新兴的分支学科。如果我们不注意这些新发展而完全按照当时的学科规划进行工作，我们就会蒙受很大的损失，就不会有今天的局面。1978 年 DNA 双螺旋结构建立 25 周年之际，英国自然杂志记者采访克里克教授，要他预测到 20 世纪末生物学可能取得的成就。克里克回答说科学发展是不可预测的，过去的预言家大多
12、是以失败而告终。他只是说， “我们现在见到的生物学问题，到20 世纪末都可以解决，但是那时又会有新的问题出现。 ”现在看来他的预言也没有完全实现，例如癌症问题，当时在美国还是属于有一定程度组织安排并限期解决的问题，到现在仍然没有解决。克里克教授也是一位失败的预言家。2.2 技术的发展的可规划性技术上的发展在一定程度上是完全可以规划的。特别是国际上已经实现的技术，我们做一个具体的规划，安排一定的力量，经过努力在一定时间内完成是可以做到的。我国在 20 世纪 50 年代所制定的科学规划中有关技术部分，都属于这种情况。80 年代在四位院士倡议下制定的发展高技术规划，也属于同样性质，在总体上也同样顺利
13、实现了。但是要实现国际上还从未实现过的技术，特别是那些包含科学上尚未解决的问题的技术，就很难预见何时可以实现了，例如核聚变能量利用问题。虽然时见全世界媒体的炒作，迄今也无法断言何时可以实现。我们可以做的也无非是和半个世纪以前一样，勾划出各个学科中的主攻方向而已。但是如前所说，科学发展有一定的不可预见性，我们现在看见的主攻方向是根据当前的科学发展态势所认定的重要方向，若干年后整个科学发生变化，重要方向也会随之变化。如果我们硬性规定什么可以做什么不可以做，就必然失去机会。我们认定的主攻方向也必须随时修正以适应形势的变化。试想 20 世纪 90 年代初，人类基因组全序列的测定还没有提上日程时，我们如
14、果在当时制定规划，在生物学领域内我们能够预见到蛋白质组学，能够预见到生物信息学吗？2.3 探索性的科学以认识自然为目标的科学研究特别是基础研究由于探索性强，结果一般难以事先预见，原创性强的技术研究也是如此。因此除可以明确总体研究方向外，常常难以事先设定具体的研究目标，难以事先规定进度，或强求完成的日期。毋庸置疑，自然科学史中众多重大突破都是自由探索的结果。从物理学上牛顿力学的建立，电的发现和电学基本定律的建立；化学上门捷列夫周期律的建立；生物学上细胞的发现，孟得尔遗传定律的建立等，都是自由探索的结果，这些都已经在实际应用中产生了众所周知的巨大影响。类似的例子实在是举不胜举。在 20 世纪内所有
15、诺贝尔奖获奖人中绝大部分都是由于在基础研究领域中的自由探索而获奖的。20 世纪一百项重大事件中名列前茅的，像青霉素、半导体和 DNA 双螺旋结构的发现，曾分别获 1945 年、1956 年和 1962 年诺贝尔奖，这些也都是少数科学家自由探索的结果。而它们在实际应用上的巨大影响已经深入到我们每个人的生活中。近年来获诺贝尔奖的基础研究成果，如超导现象和新高温超导体的发现，胆固醇代谢调节，癌基因的发现等，仍然是少数科学家自由探索的结果，这些发现必将对 21 世纪人类文明产生巨大影响。 3. 科学与技术的不可预见性 我们不是完全否定规划的重要性，而只是指出科学和部分含有原始性创新的技术都有相当程度的
16、不可预见性。我们在制定规划时务必充分认识这一特征，规划可以一方面指出方向，而在另一方面也必须同时鼓励自由探索，不要在科学上设立禁区，并且在规划中留有充分的余地，以便在形势发展时可以随时修订。当前在我国科学界流行的追赶国际科学发展热点，体现在对设定项目的高强度支持，这对我国科学努力追踪和赶上世界发展潮流是重要的。但同时也必须看到，设定热点项目的多数已经是全世界科学家辛勤工作了多年，有的项目年发表论文数已在万篇以上，超过我国全年发表全部 SCI 论文总数，要在这些国际上已经充分开放的领域中有所突破的可能性就微乎其微了。当然这决不是说我们不应该进入热点领域，热点领域的研究往往对科学发展有重要作用，进
17、入热点领域，在热点领域内进行工作以积蓄力量，对发展我国科学还是有重要作用的，我只是想强调在热点领域内取得突破的艰巨性可能更大一些。我还想强调的是我们必须看到自然科学的发展有一定的不可预见性，因此既要重视热点领域，又要鼓励在那些目前虽还不是热点却有广阔发展前景的基础研究领域中去进行自由探索，对自由探索中已经取得有意义进展的项目，不仅不能予以限制，还要给以鼓励和支持。二者的关键都在于有自己创新的学术思想，这样才能在根本上有所创新和取得重大突破。没有自己原创性的学术思想，不仅进行自由探索寸步难行，进入热点领域也只能永远模仿或重复前人的工作，最多也不过为前人成果锦上添花而已。科学和原创性技术的发展需要
18、长期积累。自然科学的发展经常是波浪式前进的。在一段平稳发展的时期之后，会出现一件重大突破性贡献而给有关领域带来一个飞速发展的时期，引起大量在有关领域工作者的密切关注，并涌入这一领域工作，造成一哄而起的局面，形成科学中的热点，这在国际上也是常有的事。当然我们应该看到，一些热点领域对于科学长远发展有其内在的重要性。因此，对于一个国家的科学发展而言，从全面布局考虑，安排适当力量去追踪热点是必要的。但是我们又必须认识到，在一件突破性贡献发表之后，一些较为重要的后继性工作，往往已经在同一研究集体，或有密切关系的研究集体中酝酿已久或者已经在积极进行，并且在一个不太长的时期内就会陆续发表。外来者，即使急起紧
19、跟，也已经落后了一个位相，在多数情况下，只能拾取一些残羹剩饭而已。 在另一方面，我们也必须看到，突破性进展常常不是一个偶然事件，而是经过长期艰苦努力，大量工作积累的结果。不用说佩鲁兹和肯特鲁关于蛋白质晶体结构分析的工作是经过长期努力才开花结果的，就是沃森和克里克关于 DNA 双螺旋结构的重大突破，看似突然，实际上如果没有剑桥关于 X射线衍射研究几十年的积累和威尔金森等人长期关于 DNA 衍射数据的收集，这一突破也不可能从天而降。 我们都读过阿基米德在洗澡时发现阿基米德原理和牛顿在苹果树下的故事，即使这些故事是真实的，现代科学也已经不是阿基米德和牛顿的时代了，不是靠灵机一动就能取得重大突破的时代
20、了。现代科学的每一个重大进展都需要付出巨大的努力，需要长期工作的积累，有时是个人工作的积累，有时甚至是一个研究集体或几个研究集体几代人长期工作的积累，这就是诺贝尔奖为什么经常出现在世界上为数不多的一些实验室的原因。 热点的形成既有其必然性，反映了某一领域在某一时期发展的必然趋势，但也有其偶然性，何时发生，在何处发生，由何人完成都有一定的偶然性。总体说来，突破只能发生在有充分准备的研究集体或个人，因此我们强调发扬优势的重要性。一个研究集体或个人，都需要在研究上有所积累，形成自己的特色，自己的优势。在时机成熟时，这一优势就可能转化为突破。正因为科学工作需要积累，因此把对领导干部的年龄限制推广到科学
21、家，是十分有害的。1999 年的诺贝尔科学奖获得者多在六十岁以上，三位医学奖获得者全部在七十岁以上。都经过了多年的工作积累，才取得今日的成就，如果强迫这三位诺贝尔医学奖获得者在六十岁时退休，切断他们的研究工作，他们就不可能成为诺贝尔奖获得者。4.结束语历史的演变当然涉及许多繁复的因素，其中有些是偶然的，有些是必然的。我们用了很长的时间去研究技术与科学的区别，也用了很长时间去把他们统一起来。应该说，正确寻找中国科学与西方科学的结合点，走具有中国特色的改革开放之路。则在二十一世纪中，实现“中华民族之伟大复兴”指日可待！希望我们年轻人都能正确认识科学与技术的关系，在生命科学上大展身手！参考文献1现代
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