【说明】
时常有同学就科学技术领域的一些热点概念同我阐述和交流，有的同事建议我对这种概念，做一些梳理和阐明。你们比较关注的有以下这种概念：科学、技术、工程、研究与开发、基础研究、应用研究、实验研究、预先研究、前沿技术和颠覆性技术等。
图、伽利略，现代科学之父
我尝试着对这种概念逐条做些演绎。这种演绎，来自我多年从事科技工作的实践与认知，也来自对有关信息和知识的学习与感悟，其中有一些是新的思索。耕耘多日，广种薄收，算是又写下几则学习笔记吧。
须要说明的是物理学分支有哪些，这种概念的划分只具有相对意义，它们都处于进化和变化中，新的门类与概念还在形成。不少问题，见仁见智。我力求不背书，不涉及太多的理论，而平实明确地写出自己的看法。
因涉及概念较多，我把它分成三部份，即三篇，整篇着重于一个方面：“之一”侧重“科学”，“之二”侧重“技术”，“之三”侧重“研发”。
此为《科技热门概念辨析之一（科学篇）》。我先列举观点，而后展开阐述。本篇涉及科学、自然科学、社会科学、形式科学、自然哲学、基础科学、应用科学、基础学科、交叉/边沿学科、基础研究等众多概念，对这种概念的不同看法颇多。欢迎对我这儿抛出的个人认识，提出批评和见谅。
基本观点
•科学的本义含自然科学、社会科学、形式科学。
•科学及其方式的发展造成其内涵的狭义化，现今所说的科学多指自然科学。
•自然科学包括基础科学与应用科学。
•基础科学包括传统学科及交叉、边缘学科。
•对基础科学和属于方式科学的物理的研究，称为基础研究。
•基础研究是原始创新的沃土。
•关心创新的人们一定要关注科学，尤要关注基础研究。
图、牛顿
1.哪些是科学（）
依望文生义，科学就是分科而学。指将各类知识通过细化分类的研究而产生的知识体系；也可指人类根据学科分类，举办研究，以获取知识和创造知识的活动。前南斯拉夫《哲学百科全书》认为科学是“精神文化的中级方式，是不断发展的各类知识体系”，《简明不列颠百科全书》主张，科学是“由人类的想像力构造下来的宽广领域的系统性概念化结构”。就其本质，科学乃是一种体系化、结构化的知识。
科学按其固有涵义，包括自然科学（）、社会科学（）和方式科学（）三类。自然科学研究物质世界。社会科学研究人与社会。方式科学研究逻辑与物理等，通过提供用于描述世界的结构的信息以及可能对其进行推导的方法，来帮助自然科学和社会科学。
2.科学的狭义化
从唐代直至19世纪，作为一种知识的科学同哲学有着密切的联系。在西方世界，“自然哲学（）”曾经包含了与明日科学有关的诸多研究领域，如天文学、物理学等。古时中国人、印度人和埃及人以及一批穆斯林哲人，分别在不同时段提出过对宇宙、自然和物质世界的哲学认知，如水火木金土的分类，如对空气和月球的认识等。
在漫长的发展进程中，逐渐盛行用实验观察方式来认识世界，以可测试的解释和预测的方式建立与组织知识体系。从中国老娘（公元前570~471年）的质朴辨证法、亚里士多德（古埃及，公元前384~322年）的方式逻辑三段论、思辨的传统自然观，逐步发展到“普遍的真理可以通过推理和归纳而获知”、强调“实验和不同程度的量化”，直至达成科学研究的通常性原则，以实证法为核心的方式论被广泛接受，使自然科学研究的面貌为之大变。培根（英，1561~1626年）、伽利略（意，1564~1642年）、笛卡尔（法，1596~1650年）、牛顿（英，1643~1727年）等为近代科学及其方式的创建作出了重要贡献。
自左至右：上——老子、亚里士多德、培根。下——伽利略、笛卡尔、牛顿
“科学”这个词越来越多地与科学方式本身相联系，“科学”的内涵在渐次缩小范围，成为研究自然与物质世界的专指，并推动相关的科学学科达到现代形态。而方式科学，作为一种既作用于自然科学、又作用于社会科学的普适工具，因其不依赖于经验观察，反倒独立于近现代科学之外。社会科学也因同样缘由，非常是因经常缺少普遍的真理智，以及无法公式化，也同近现代科学渐行渐远。19世纪后出现的“科学家”和“科学界”这些概念，以及相应科学机构的完善，也都只适用于狭义的科学概念，成为自然科学的专属“领地”。现今，提到“科学”，多为狭义，特指自然科学。而狭义科学的主要特征是，借助科学方式，即预先筹建的方式来进行合理智否认（或证伪）。
3.自然科学的细分
“自然科学”指人类研究物质世界的全部理论与技巧。其任务是研究和解释自然现象，找寻事物间的关系。《中国大百科全书》对其定义为：研究无机自然界和包括人的生物属性在内的有机自然界的各门科学的统称。
自然科学由基础科学（Basic）和应用科学（）两大类组成。基础科学也被视为纯科学，主要包括数学学、化学、生物学、天文学、地球科学等基础学科，以及由基础学科发展出的交叉、边缘学科。把基础理论转化为实际运用的科学，被称为应用科学，其研究的方向性强，目的性明晰，与实践活动的关系密切，直接彰显人的需求，但仍保留科学的属性，不与特定的应用相捆绑。应用科学的主要内容是工程科学（包括热学，运动学，电磁学，工程数学学、设计学、制造学、材料学等）和医学科学（如医学微生物学、临床病毒学、生物医学等）及其他门类。
4.绕不开的“钱体系”
我国科学家钱学森的科学思想具有广泛的影响。他生前就此有不少谈话和著文。不少文章和著作转引和阐述他的阐述与观点，不少学者专门研究他的思想，并称：他所成立的是一个大大赶超西方学者的现代科学技术体系，甚至称之为“钱体系”。我本不想谈及此，但实在绕不开，只得在这里单写一小段。
钱学森将“科学”定义为“认识客观世界的学问”，将“技术”定义为“改造客观世界的学问”。经研究提炼的“钱体系”的要点是：（1）科学技术体系横向分成十一个大部门（有时又称为门类）：自然科学、社会科学、数学科学、系统科学、思维科学、人体科学、地理科学、军事科学、建筑科学、行为科学和文学艺术（从1979年他最早提出六大部门，经过4次添加，到上世纪九十年代增至11个；甚至将文学艺术也纳入）；（2）除文学艺术外每一个部门纵向又分为三个层次：基础科学、技术科学和工程技术；（3）马克思主义哲学是现代科学技术体系的最高层次；（4）从每一个部门到马克思主义哲学，都有一座桥梁，即：该学科的哲学概括物理学分支有哪些，如自然辨证法、系统论、认识论、美学等。
钱学森关于科学与技术的定义言简意赅，三个层次的界定也基本合理，但置于“科学”（不管是部门还是分类）之下似乎不妥，除此以外的其他内容很值得商榷。不唯上、不唯权威、只唯实，应是我们研究和解决问题的基本心态。
图、查尔斯·达尔文
5.基础科学与基础研究
基础科学是以自然现象和物质运动方式为研究对象，探求自然界发展规律的科学；包括基础学科及分支学科、边缘学科。其研究成果是整个科学技术的理论基础，对应用科学和技术的研究起指导作用。
基础科学与其他科学相比，具象性、概括性最强，是由概念、定理、定律组成的严密的理论体系。基础科学的研究具有常年性、艰苦性和连续性，其研究成果具有非保密性，一经公开发表即可为全人类共享同用。
近些年来，随着科技创新日渐遭到注重，“基础研究”也成了一个使用频率很高的词汇，许多有识之士指出基础研究对于原始创新的重要性。
所谓基础研究，就是对基础科学的研究。
这儿有两个问题须要注意。
第一，基础科学中既包括基础学科，也包括分支学科和边沿学科。前者的不断出现，缔造基础研究愈发活跃、培育和推动创新的优厚底泥。如作为数学学分支与边沿的粒子化学学、凝聚态化学学、光学、广义相对论、场论、量子热学等；物理中的剖析物理、物理物理、结构物理、高分子化学等；生物学里的细胞生物学、生物物理、分子生物学、生态学、遗传学等；天文学中的宇宙学、宇宙起源学、天星学、射电天文学、太阳系学等；月球科学中的大气化学学、大地检测学、水文学、海洋学、土地学、空间科学等。
第二，现代科学不把以物理和逻辑学为主要内容的方式科学作为题中之义，丝毫不说明语文不重要。恰恰相反，物理也是一门基础学科，且非常重要。在我们常常提到的“基础研究”中，可以突破狭义科学的定义，而将物理以及物理的分支和边沿学科，视为基础研究的内容。
由日本盛行、现席卷全球、中国中中学也在实行的STEM教育将科学（）、技术（）、工程（）和物理（）四者相融合而举办。后又扩充为STEAM，降低了艺术（Arts）。其中，将物理作为科学、技术与工程的基础工具，甚至艺术也须要语文。足见物理的重要性，也可从另一角度说明它非依赖于自然科学和社会科学的独立性。
6.自然哲学回归科学
让人激动、又时有苦恼的一个现象是，人类在现代科学的发展进程中，获得的科学知识在井喷式下降，但同时不可知的、提出前所未有挑战的困局也比任何历史时期都全面而尖锐。其实，过去这种问题也都在事实上存在，但人类从没有像昨天这样强烈地察觉到，并迫切地想要破解。于是，自然哲学再度引发人们的关注。
人类区别于植物的最本质特点之一，就是擅于思索。人类对世界的思索所形成的思想与观点，即为哲学。世界包括自然世界、人类社会和人的本身，相应地，哲学思索和哲学思想也包括自然哲学和社会哲学。自然哲学包括自然界和人的关系、人造自然和原生自然的关系、自然界的最基本规律等。
在人们把科学狭义化以后，现代科学研究遭到实证方式论的“天花板”。现代数学的许多前沿理论，宇宙起源和大爆燃理论，人类的起源和生物进化等重大科学困局，难以用实证法获得新知，而是一再由自然哲学推动研究。往往是自然哲学的思辨在前，各类模型的构建和有关的理论估算在后。一旦才能对自然现象作出令人信服的解释，或得到了观测实证，则可视为自然科学的新突破了。
英国化学学家奥斯特（Hans，1777~1851）曾说过：“当回归自然界规律的经验主义者，与进步中的形而念书者相遇时，科学将臻于完美（Whentheinhislawsofmeetsthein,willreachits.)”。这话虽然预看到了自然哲学与自然科学再度携手的景色。
图、迈克尔·法拉第（）研究了燃烧和物理反应
7.科学、非科学与伪科学
分辨科学、非科学与伪科学，其实质是找寻“科学之为科学的标准”，解决理论与观察之间的一致性问题。但这件事十分难，甚至不可能做到。在科学史上，科学与非科学的界线从来是模糊不清的。有时，这件事变得很必要，但更多时侯何必要，甚至会堕落为窒息科学精神的谶语。科学史上，出于政治和狭隘的宗教信仰等诱因，或以威权者个人的认知和好恶，轻易判断科学的是非与真假，导致惨烈的损失，甚至迫使科学儒者以生命殉道，这种教训比比皆是。
科学精神在本质上是怀疑和批判之精神，自由与创造之精神。不能用实用主义来对待从事基础研究的科学家和科学工作者，不能动辄对尚未能理解的基础研究斥为“伪科学”。面对我们当前基础研究薄弱、原始创新头晕的现况，须要从深入思索科学的本性、科学的本源、科学的特质出发，使我们的新政制订和管理活动符合科学自身的内在规律。
但同时，科学具有精确性和逻辑连贯性，拥有实证特点，构建在作为常识的真理和规范的基础上。科学的使命，科学的追求，科学的形象，科学的方式，清晰而明晰。与此对立，确有打着科学幌子的“伪科学”欺世盗名、哄骗得利。只有当全民的科学素质不断提升，科学精神与民主自由融为一体，尊重科学和科学家蔚为成风之时，也能够正确认识科学的价值，辨识科学成果的真假。
鉴于在中国文明发展史上，从未产生对近现代科学的自发培植，构建在归纳推理和实验实证这两根支柱上的科学方式论是来自西方的舶来品，至今我们对科学方式的理解和把握仍未真正融入文化，高举“五四”运动提倡的“赛”先生（科学精神）大旗，对现代科学发展作出我们应有的民族贡献，仍然是我们迫切的历史使命，且任重道远。
