【說明】
時常有同學就科學技術領域的一些熱點概念同我闡述和交流，有的同事建議我對這種概念，做一些梳理和闡明。你們比較關注的有以下這種概念：科學、技術、工程、研究與開發、基礎研究、應用研究、實驗研究、預先研究、前沿技術和顛覆性技術等。
圖、伽利略，現代科學之父
我嘗試著對這種概念逐條做些演繹。這種演繹，來自我多年從事科技工作的實踐與認知，也來自對有關信息和知識的學習與感悟，其中有一些是新的思索。耕耘多日，廣種薄收，算是又寫下幾則學習筆記吧。
須要說明的是物理學分支有哪些，這種概念的劃分只具有相對意義，它們都處于進化和變化中，新的門類與概念還在形成。不少問題，見仁見智。我力求不背書，不涉及太多的理論，而平實明確地寫出自己的看法。
因涉及概念較多，我把它分成三部份，即三篇，整篇著重于一個方面：“之一”側重“科學”，“之二”側重“技術”，“之三”側重“研發”。
此為《科技熱門概念辨析之一（科學篇）》。我先列舉觀點，而后展開闡述。本篇涉及科學、自然科學、社會科學、形式科學、自然哲學、基礎科學、應用科學、基礎學科、交叉/邊沿學科、基礎研究等眾多概念，對這種概念的不同看法頗多。歡迎對我這兒拋出的個人認識，提出批評和見諒。
基本觀點
?科學的本義含自然科學、社會科學、形式科學。
?科學及其方式的發展造成其內涵的狹義化，現今所說的科學多指自然科學。
?自然科學包括基礎科學與應用科學。
?基礎科學包括傳統學科及交叉、邊緣學科。
?對基礎科學和屬于方式科學的物理的研究，稱為基礎研究。
?基礎研究是原始創新的沃土。
?關心創新的人們一定要關注科學，尤要關注基礎研究。
圖、牛頓
1.哪些是科學（）
依望文生義，科學就是分科而學。指將各類知識通過細化分類的研究而產生的知識體系；也可指人類根據學科分類，舉辦研究，以獲取知識和創造知識的活動。前南斯拉夫《哲學百科全書》認為科學是“精神文化的中級方式，是不斷發展的各類知識體系”，《簡明不列顛百科全書》主張，科學是“由人類的想像力構造下來的寬廣領域的系統性概念化結構”。就其本質，科學乃是一種體系化、結構化的知識。
科學按其固有涵義，包括自然科學（）、社會科學（）和方式科學（）三類。自然科學研究物質世界。社會科學研究人與社會。方式科學研究邏輯與物理等，通過提供用于描述世界的結構的信息以及可能對其進行推導的方法，來幫助自然科學和社會科學。
2.科學的狹義化
從唐代直至19世紀，作為一種知識的科學同哲學有著密切的聯系。在西方世界，“自然哲學（）”曾經包含了與明日科學有關的諸多研究領域，如天文學、物理學等。古時中國人、印度人和埃及人以及一批穆斯林哲人，分別在不同時段提出過對宇宙、自然和物質世界的哲學認知，如水火木金土的分類，如對空氣和月球的認識等。
在漫長的發展進程中，逐漸盛行用實驗觀察方式來認識世界，以可測試的解釋和預測的方式建立與組織知識體系。從中國老娘（公元前570~471年）的質樸辨證法、亞里士多德（古埃及，公元前384~322年）的方式邏輯三段論、思辨的傳統自然觀，逐步發展到“普遍的真理可以通過推理和歸納而獲知”、強調“實驗和不同程度的量化”，直至達成科學研究的通常性原則，以實證法為核心的方式論被廣泛接受，使自然科學研究的面貌為之大變。培根（英，1561~1626年）、伽利略（意，1564~1642年）、笛卡爾（法，1596~1650年）、牛頓（英，1643~1727年）等為近代科學及其方式的創建作出了重要貢獻。
自左至右：上——老子、亞里士多德、培根。下——伽利略、笛卡爾、牛頓
“科學”這個詞越來越多地與科學方式本身相聯系，“科學”的內涵在漸次縮小范圍，成為研究自然與物質世界的專指，并推動相關的科學學科達到現代形態。而方式科學，作為一種既作用于自然科學、又作用于社會科學的普適工具，因其不依賴于經驗觀察，反倒獨立于近現代科學之外。社會科學也因同樣緣由，非常是因經常缺少普遍的真理智，以及無法公式化，也同近現代科學漸行漸遠。19世紀后出現的“科學家”和“科學界”這些概念，以及相應科學機構的完善，也都只適用于狹義的科學概念，成為自然科學的專屬“領地”。現今，提到“科學”，多為狹義，特指自然科學。而狹義科學的主要特征是，借助科學方式，即預先籌建的方式來進行合理智否認（或證偽）。
3.自然科學的細分
“自然科學”指人類研究物質世界的全部理論與技巧。其任務是研究和解釋自然現象，找尋事物間的關系。《中國大百科全書》對其定義為：研究無機自然界和包括人的生物屬性在內的有機自然界的各門科學的統稱。
自然科學由基礎科學（Basic）和應用科學（）兩大類組成。基礎科學也被視為純科學，主要包括數學學、化學、生物學、天文學、地球科學等基礎學科，以及由基礎學科發展出的交叉、邊緣學科。把基礎理論轉化為實際運用的科學，被稱為應用科學，其研究的方向性強，目的性明晰，與實踐活動的關系密切，直接彰顯人的需求，但仍保留科學的屬性，不與特定的應用相捆綁。應用科學的主要內容是工程科學（包括熱學，運動學，電磁學，工程數學學、設計學、制造學、材料學等）和醫學科學（如醫學微生物學、臨床病毒學、生物醫學等）及其他門類。
4.繞不開的“錢體系”
我國科學家錢學森的科學思想具有廣泛的影響。他生前就此有不少談話和著文。不少文章和著作轉引和闡述他的闡述與觀點，不少學者專門研究他的思想，并稱：他所成立的是一個大大趕超西方學者的現代科學技術體系，甚至稱之為“錢體系”。我本不想談及此，但實在繞不開，只得在這里單寫一小段。
錢學森將“科學”定義為“認識客觀世界的學問”，將“技術”定義為“改造客觀世界的學問”。經研究提煉的“錢體系”的要點是：（1）科學技術體系橫向分成十一個大部門（有時又稱為門類）：自然科學、社會科學、數學科學、系統科學、思維科學、人體科學、地理科學、軍事科學、建筑科學、行為科學和文學藝術（從1979年他最早提出六大部門，經過4次添加，到上世紀九十年代增至11個；甚至將文學藝術也納入）；（2）除文學藝術外每一個部門縱向又分為三個層次：基礎科學、技術科學和工程技術；（3）馬克思主義哲學是現代科學技術體系的最高層次；（4）從每一個部門到馬克思主義哲學，都有一座橋梁，即：該學科的哲學概括物理學分支有哪些，如自然辨證法、系統論、認識論、美學等。
錢學森關于科學與技術的定義言簡意賅，三個層次的界定也基本合理，但置于“科學”（不管是部門還是分類）之下似乎不妥，除此以外的其他內容很值得商榷。不唯上、不唯權威、只唯實，應是我們研究和解決問題的基本心態。
圖、查爾斯·達爾文
5.基礎科學與基礎研究
基礎科學是以自然現象和物質運動方式為研究對象，探求自然界發展規律的科學；包括基礎學科及分支學科、邊緣學科。其研究成果是整個科學技術的理論基礎，對應用科學和技術的研究起指導作用。
基礎科學與其他科學相比，具象性、概括性最強，是由概念、定理、定律組成的嚴密的理論體系。基礎科學的研究具有常年性、艱苦性和連續性，其研究成果具有非保密性，一經公開發表即可為全人類共享同用。
近些年來，隨著科技創新日漸遭到注重，“基礎研究”也成了一個使用頻率很高的詞匯，許多有識之士指出基礎研究對于原始創新的重要性。
所謂基礎研究，就是對基礎科學的研究。
這兒有兩個問題須要注意。
第一，基礎科學中既包括基礎學科，也包括分支學科和邊沿學科。前者的不斷出現，締造基礎研究愈發活躍、培育和推動創新的優厚底泥。如作為數學學分支與邊沿的粒子化學學、凝聚態化學學、光學、廣義相對論、場論、量子熱學等；物理中的剖析物理、物理物理、結構物理、高分子化學等；生物學里的細胞生物學、生物物理、分子生物學、生態學、遺傳學等；天文學中的宇宙學、宇宙起源學、天星學、射電天文學、太陽系學等；月球科學中的大氣化學學、大地檢測學、水文學、海洋學、土地學、空間科學等。
第二，現代科學不把以物理和邏輯學為主要內容的方式科學作為題中之義，絲毫不說明語文不重要。恰恰相反，物理也是一門基礎學科，且非常重要。在我們常常提到的“基礎研究”中，可以突破狹義科學的定義，而將物理以及物理的分支和邊沿學科，視為基礎研究的內容。
由日本盛行、現席卷全球、中國中中學也在實行的STEM教育將科學（）、技術（）、工程（）和物理（）四者相融合而舉辦。后又擴充為STEAM，降低了藝術（Arts）。其中，將物理作為科學、技術與工程的基礎工具，甚至藝術也須要語文。足見物理的重要性，也可從另一角度說明它非依賴于自然科學和社會科學的獨立性。
6.自然哲學回歸科學
讓人激動、又時有苦惱的一個現象是，人類在現代科學的發展進程中，獲得的科學知識在井噴式下降，但同時不可知的、提出前所未有挑戰的困局也比任何歷史時期都全面而尖銳。其實，過去這種問題也都在事實上存在，但人類從沒有像昨天這樣強烈地察覺到，并迫切地想要破解。于是，自然哲學再度引發人們的關注。
人類區別于植物的最本質特點之一，就是擅于思索。人類對世界的思索所形成的思想與觀點，即為哲學。世界包括自然世界、人類社會和人的本身，相應地，哲學思索和哲學思想也包括自然哲學和社會哲學。自然哲學包括自然界和人的關系、人造自然和原生自然的關系、自然界的最基本規律等。
在人們把科學狹義化以后，現代科學研究遭到實證方式論的“天花板”。現代數學的許多前沿理論，宇宙起源和大爆燃理論，人類的起源和生物進化等重大科學困局，難以用實證法獲得新知，而是一再由自然哲學推動研究。往往是自然哲學的思辨在前，各類模型的構建和有關的理論估算在后。一旦才能對自然現象作出令人信服的解釋，或得到了觀測實證，則可視為自然科學的新突破了。
英國化學學家奧斯特（Hans，1777~1851）曾說過：“當回歸自然界規律的經驗主義者，與進步中的形而念書者相遇時，科學將臻于完美（Whentheinhislawsofmeetsthein,willreachits.)”。這話雖然預看到了自然哲學與自然科學再度攜手的景色。
圖、邁克爾·法拉第（）研究了燃燒和物理反應
7.科學、非科學與偽科學
分辨科學、非科學與偽科學，其實質是找尋“科學之為科學的標準”，解決理論與觀察之間的一致性問題。但這件事十分難，甚至不可能做到。在科學史上，科學與非科學的界線從來是模糊不清的。有時，這件事變得很必要，但更多時侯何必要，甚至會墮落為窒息科學精神的讖語。科學史上，出于政治和狹隘的宗教信仰等誘因，或以威權者個人的認知和好惡，輕易判斷科學的是非與真假，導致慘烈的損失，甚至迫使科學儒者以生命殉道，這種教訓比比皆是。
科學精神在本質上是懷疑和批判之精神，自由與創造之精神。不能用實用主義來對待從事基礎研究的科學家和科學工作者，不能動輒對尚未能理解的基礎研究斥為“偽科學”。面對我們當前基礎研究薄弱、原始創新頭暈的現況，須要從深入思索科學的本性、科學的本源、科學的特質出發，使我們的新政制訂和管理活動符合科學自身的內在規律。
但同時，科學具有精確性和邏輯連貫性，擁有實證特點，構建在作為常識的真理和規范的基礎上。科學的使命，科學的追求，科學的形象，科學的方式，清晰而明晰。與此對立，確有打著科學幌子的“偽科學”欺世盜名、哄騙得利。只有當全民的科學素質不斷提升，科學精神與民主自由融為一體，尊重科學和科學家蔚為成風之時，也能夠正確認識科學的價值，辨識科學成果的真假。
鑒于在中國文明發展史上，從未產生對近現代科學的自發培植，構建在歸納推理和實驗實證這兩根支柱上的科學方式論是來自西方的舶來品，至今我們對科學方式的理解和把握仍未真正融入文化，高舉“五四”運動提倡的“賽”先生（科學精神）大旗，對現代科學發展作出我們應有的民族貢獻，仍然是我們迫切的歷史使命，且任重道遠。
