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第14章 科技与技术(1)

“科学”与“技术”有什么不同?关于“科学”与“技术”这两个词,现在人们一般组合成为“科学技术”一词。

其实,这两个词有着不同的含义。“科学”一词源于拉丁文Scientia,原意是:了解、知识和学问。12世纪初,宇宙论学者威廉士将“科学”定义为:以物质为基础的知识。这可能是首次将“科学”与盛兴当时的神学区分开来,意义重大。

但科学地定义“科学”一词是在科学知识体系基本形成之后,即在数学、物理、化学、天文、地理和生物等学科已经建立并自成体系的19世纪下叶。

1888年着名的进化论创始人达尔文在《生活信件》中指出:科学就是整理事实,从中得出普遍的规律或结论。

我国《辞海》对科学的定义是:关于自然、社会和思维的知识体系。“技术”一词的英文是“Technique”或“Technic”,意指做事的方法和技能。18世纪法国着名启蒙哲学家狄德罗是最早给“技术”下定义的人之一,他在世界第一部《百科全书》中指出,所谓技术就是为了达到某一目的所采用的工具和规则的体系。

我国《辞海》把技术定义为“泛指根据生产实践经验和自然科学原理而发展成的各种工艺、操作方法和技能、相应的生产工具和其他物资设备,以及生产的工艺过程或作业程序、方法。”

科学和技术之间关系十分复杂。二者既有着明显的区别,又存在密切的联系。

科学是发现,技术是发明;科学是认识客观世界,技术是改造客观世界;科学是发现那些已有事物或现象的规律,技术是发明或创造世界上从未有过的东西;科学是提供抽象的理论,技术是使可能应用的理论变成现实。

随着现代科学技术的高速发展,科学与技术之间的关系越来越密切。一方面,科学理论和实验上的重大突破,对技术有着无可争辩的理论指导作用,往往成为推进整个科学技术事业和社会生产力发展的源泉,甚至开拓前所未有的生产新领域。

另一方面,现代科学的发展已无法离开现代技术的支持;许多重要科学课题的提出和设置是现代技术和生产发展的需要;现代科学的许多重大突破必须有赖于高水平的实验技术和设备;科学本身一般无法直接物化,而必须通过应用研究、试验与发展、开发和应用等环节,才能转化为技术,才能成为现实的生产力,也才能促进经济发展。近些年来,人们又在普遍使用与“技术”一词密切相关的另外几个词,即“高新技术”、“高新技术产品”和“高新技术产业”。

关于高新技术,目前世界各国尚无统一的定义,但其内涵是比较清楚的。一般认为,高新技术主要是指基本原理和概念建立在最新科学成就基础上的现代技术。

因此,高新技术是历史的、动态的、发展着的概念,从不同角度会对高新技术有不同的理解。

我国76名专家界定的含义是:高新技术是建立在综合科学研究基础上的,处于当代科学技术前沿的,对发展生产力、促进社会文明、增强国防实力起先导作用的新技术群,其基本特征是具有明显的挑战性、风险性、增值性、渗透性,是知识、人才和投资密集的新技术群。高新技术主要涵盖信息、生命、能源、环境、材料、空间和海洋等技术领域,其中信息技术是主体。从近半个世纪的世界科技发展看,几乎所有重要的技术突破都集中在这几个领域。

关于高新技术产品,美国科学基金会认为,是指每1000名职工中有25名以上是科学家和工程师,并在其净销售额中有3.5%以上用于研究开发和试制工作的新产品。美国商务部以此作为衡量指标,列出的高新技术产品有10大类:航天工业中的导弹、火箭发动机、卫星及其部件等;电子工业中的电话、电报器材、电信设备、半导体器件、无线电和电视接收及播送设备、录音机、声纳和电子仪表等;飞机工业中的飞机及其部件和发动机等;办公自动化设备中的计算机、复印机等;军械及其附件;医药工业中的维生素、激素、抗生素、疫苗等;无机化工中的稀有气体、放射性同位素、特种化合物和核材料、无机颜料等;仪表工业中的光学仪器、导航仪器、医药仪器、工业流程控制仪等;动力机械中的发电机组、燃气轮机、水轮机、发动机及其部件等;合成材料中的各种化学制品,包括树脂、纤维和精细化工产品等。欧共体则把下列18种产品列为高新技术产品:无机化学产品;放射性及其相关材料;医药制品;电力设备;核设备;高精度金属加工机械;资料自动处理设备;电视接收设备;音响设备;电信设备;计算机及软件;配电设备;医疗设备;航空器及其部件;光学仪器及设备;电影及照相设备;测量、分析和控制仪器等。关于高新技术产业,美国劳工统计局的衡量标准是:研究试验费和科技人员的比例比整个制造业的平均值高出1倍以上的产业。

据此,美国标准产业分类表所列的977种产业中有36种属于高技术产业。这些产业的研究开发费用约占销售额的5%~15%,职工中约有40%~60%是技术人员。日本将下述9种产业列为高新技术产业:工业机器人;集成电路;办公自动化设备;新材料;生物制品;计算机及软件;信息网络系统;光电工业;航空航天工业。

另外,日本还在其《科学技术白皮书》中把核聚变、宇宙开发、海洋开发、生命科学、极限科学、材料科学、信息电子技术作为今后重点发展的7大先导性基础学科。近年来,以信息技术为中心的高新技术群发展迅猛,并对传统交通产业产生了巨大的影响。科技进步与社会经济有什么关系?科技进步是推动经济和社会发展的强大力量,是创造人类文明的物质基础。

人类历史上的每一次重大发明及其应用都给社会生产和人类生活带来了巨大影响和变化,社会生产和人类生活每一次质和量的飞跃无一不是科技进步推动所致。尤其近代科技发展史上先后发生的三次技术革命更使科技进步的强大作用发挥到了极致。

第一次技术革命,以蒸汽机的发明和使用为代表,使手工业生产方式进入大规模的工业化生产阶段;第二次技术革命,以电机的发明和使用为代表,使人类进入了电气化时代,推动了以冶金、能源、化工、电力为主体的重工业技术体系的建立;第三次技术革命,以原子能、电子计算机、空间技术为代表,将人类由机械时代进一步推向电子时代以至信息时代,其影响在人类历史上更是空前。

近代世界各国经济发展的历史证明,一个国家科技先进,生产力水平高,经济就发达。反之,一个国家的科技落后,生产力水平就必然低,经济也不可能发达。可以说,这是一条具有普遍意义的规律。当代世界正面临着一场新的技术革命,其发展速度和规模、广度和深度在人类历史上都是无可比拟的,其对经济发展的影响将是无法估量的。

工业革命及其技术体系的形成和发展,是资本主义社会建立、巩固和发展的物质技术保证;以计算机和现代通信技术为支柱的信息技术的飞速发展,是推动人类向信息社会迈进的基本标志。

现代科技进步对经济发展所产生的深刻影响,主要体现在提高生产力水平、提高经济活动的效率和效益、促进产业结构的调整与优化升级等方面。但归根结底,这些影响主要还是通过劳动工具、劳动对象和劳动力等生产力三要素发生变化来实现的。

首先是劳动工具。劳动工具是物化了的科技成果。科技进步的历史,也就是劳动工具的数量和质量不断提高、不断完善的历史。

早期的机械、设备和动力只是人类手足的延伸,只能代替人类部分笨重的体力劳动。而在现代科技的推动下,已经出现了能部分代替人类脑力劳动的机器,如电子计算机和智能机器人等,这不仅仅是人类手足的延伸,而且是人类智力的拓展。人类已经从“用机器制造机器”发展到“用机器操纵机器”,开始和正在逐步扩大生产过程的完全自动化。

其次是劳动对象。科技进步为生产提供许多新的原料、材料和服务对象,扩大了劳动对象的范围和服务领域。特别是现代化工技术的迅速发展,出现了一系列由人工合成的具有预定化学性能和物理性能的新材料,逐步取代由自然直接提供的天然材料。再次是劳动者。劳动力是社会生产力中最积极、最活跃的要素。从人类发展史看,人的体力并没有多大变化,而智力则随着科技进步在提高。

现代社会对劳动者所应具备的文化水平和专业技能提出了越来越高的要求,脑力劳动与体力劳动的界线模糊不清,就业比例发生显着变化。工人的比重下降,科技专业人员的比重上升;不熟练、半熟练工人的比重下降,熟练工人的比重上升;从事一线生产劳动人员的比重下降,从事科研设计和经营管理人员的比重上升。

据统计,在机械化程度低的情况下,从事体力劳动和脑力劳动的就业比例约为9:1;在实现中等程度机械化作业时,其比例一般为6:4;在达到全盘自动化生产时,其比例约为1:9。即便是现代化大生产条件下的蓝领工人,也不是原来意义上的体力劳动者,其劳动也主要或越来越依靠智力和专业技能。近百年来,随着科学技术的迅猛发展,科技进步对经济增长的贡献逐步增大。

据测算,在20世纪初,科技进步在经济增长中的贡献份额仅为5%~10%,经济增长主要依靠资金和劳动力投入量的增长;进入20世纪50年代之后,在科技高速发展的推动下,科技进步对经济增长的贡献率在发达国家已超过一半,达到50%~70%,有的行业甚至更高。

有关学者经过测算表明,我国公路水路交通经济增长中科技进步的贡献率在40%左右。

你知道科技与交通的关系吗?世界交通运输业发展的历史证明,新型运输方式的出现、运输装备性能的改善和运输系统结构的演进,科技进步起着决定性的推动作用。

只有蒸汽机、内燃机和喷气发动机等的发明,才有轮船、火车、汽车、飞机等现代运输工具的相继诞生和广泛应用,才有现代综合运输结构的不断演进。1807年,蒸汽机用之于船舶,蒸汽机船问世,开创了以机械为动力的现代交通运输的新纪元,致使交通运输的能力、速度、效率和效益得到空前提高,实乃以往的运输工具不可比拟,彻底改变了交通运输的面貌。蒸汽机船一经问世便在早期的工业化国家迅速发展,并成为19世纪上半叶交通运输发展的重点。

同时,为适应船舶大型化和航道网络化的需要,这些国家斥以巨资,大规模地整治航道、开凿运河、连通水网、兴建港口,使得沿用数以千年的天然水道和港埠等水运基础设施第一次得到了根本的改善,使得以机械为动力的水路运输在较短时期内便取代了以畜力为动力的陆上运输而成为货物运输的绝对主力。

1825年,铁路运输出现,铁路运输因其兼具水路运输运能大、成本低之所长,弥补了水路运输速度慢、受地理条件限制之不足,满足了工业生产对客货运输的更高要求,解除了工业布局对水路运输的过分依赖,从而在已经进入工业化的国家得到迅速发展并形成网络。

铁路运输一经问世,便使水路运输面临着激烈的竞争威胁,进而迅速地动摇了水路运输的主导地位,取代水路运输而垄断客货运输长达一个世纪之久。1887年,公路汽车问世,公路建设开始起步。

一战后,汽车工业飞速发展,路网规模迅速扩展,公路运输机动灵活、迅速方便的优势得以充分体现而逐步成为短途客货运输的主力,并在中长途运输中与水路、铁路尤其与铁路运输展开竞争。

同时,在此前后,管道和航空运输也相继出现。

至此,由5种运输方式组成的现代综合运输体系初见雏形。二战后,在运输需求的推动下以及技术进步的支持下,电气化铁路、高等级公路和超音速飞机迅速发展,运输市场竞争更加激烈,运输结构发生重新调整。尤其高等级公路和私人小客车迅速发展,彻底打破了既有的市场格局,使公路运输在客货运输市场均跃居主导地位。

铁路运输在长途运输方面保住了部分市场,但更多地已被公路和航空运输所取代;内河运输在大部分散货运输方面虽拥有一定份额,但总体上走向萎缩,远洋运输则在外贸货运中独占鳌头;管道运输在油气运输中独具优势。20世纪70年代以后,发达国家经济发展进入后工业化时期,科学技术迅猛发展,高新技术层出不穷,技术进步从运输需求与运输供给两个方面极大地促进了运输结构的升级,使旅客运输走向高速化和舒适化,货物运输走向专业化和重载化。

高速公路、豪华客车、高速铁路、重载列车、大型船舶、专用码头、宽体客机和大口径自动化管道等迅速发展,各种运输方式技术档次大幅提高。例如,目前运能最大的运输船舶其单船载重量已超过45万吨,速度最快的民用飞机其时速已超过1000km。毫无疑问,这种能力和速度的大幅提高,是多领域交通科技不断发展和成熟应用的直接结果。

尤其以信息技术为主体的高新技术(如CAD、GPS、GIS、EDI、MIS和ITS等)迅猛发展,并广泛渗透到交通运输的勘测、设计、施工、运营和管理等各种传统业务和传统技术之中,极大地缩短了交通基础设施的建设周期,提高了工程质量,降低了造价,改善了运输装备的运输能力、运输效率、资源占用、物资消耗、运营成本、环境影响和服务质量等多方面经济特性,从而直接推动了运输结构的升级。

例如,通过采用公路CAD技术,原由10多人费时1年多才能完成的公路设计工作量,如今一般2~3个人在2~3个月就能完成,工作效率提高近10倍,同时设计质量也大大提高。总而言之,交通运输发展与交通科技进步密不可分。可以说,各种运输方式发展及综合运输结构演进的历史,在很大程度上表现为各种交通科技不断发展和推广应用的历史。

交通科技体系是指各种交通科技依据一定秩序排列组合形成的统一体系。这种排列组合秩序体现了各种交通科技的相关性和层次性。而且,这种相关性和层次性因描述的角度不同而具有不同的表征。

一般来说,描述交通科技体系的常见角度主要有以下几种:按交通运输方式构成描述,包括公路交通科技、水路交通科技、铁路交通科技等;按交通运输要素构成描述,包括运输线路技术、运输装备技术、运输港站技术等;按交通运输发展环节描述,包括交通规划、勘测、设计技术、公路建设、养护、管理技术、公路客货运输技术等。

我们对公路水路交通各领域主要技术进行扼要介绍,其基本结构和主要内容如下:

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