一、技术科学领域的内涵
1.1 技术科学的思想渊源
1.1.1 培根的“自然哲学实践论”思想
技术科学的思想*早可以追溯到16世纪末到17世纪初哲学家弗兰西斯 培根（1561—1626）提出的“自然哲学实践论”。他主张自然哲学知识应当为人所用，因为它能够为人类和国家增添福祉，“给人类生活提供新的发现和力量”?①。他认为印刷术、指南针和火药等所有技术成果构成了人类历史中*具变革性的力量，因此他呼吁“彻底重建科学、艺术和所有人类知识”。他主张编撰“博物志”，即广泛收集观察到的现象，无论这些现象是自发出现的还是人为实验的结果，哲学家们可以将充分收集到的原始资料整合在一起，通过归纳过程提出普遍性原理。这里关键是要避免过早提出理论，以及只进行纸上谈兵的思辨和一味醉心于建立宏大的解释体系。一旦发现普遍性原理，就应当富有成效地运用它们。然而，培根所主张的并非一种完全的功利主义。他认为实验不仅对产生结果（实际应用）有用，而且也有助于启迪心智?②。培根在其所著的《新大西岛》中描述了一所乌托邦式的教学科研机构“所罗门宫”，研究人员在这里利用自然哲学知识改进引擎、机器、大炮、时钟和船舶。事实上，在培根提出将科学应用于机械技艺的同一时期，笛卡儿、玻意耳、莱布尼茨和牛顿等自然哲学家也逐渐发展出了一种机械决定论，即将自然视为由发条驱动、按机械运动规律运行的巨型机器，自然哲学与机械技艺的这种相向而行蕴含着技术科学产生的源头。
伽利略（1564—1642）是**个将实验引入力学研究的科学家，他的工作对于推进技术科学的后续发展意义非凡。人们早先认为机器是以某种“欺骗”自然的方式进行工作的巧妙装置，但伽利略认为机器只是使得自然的能量可为人类所用。他利用阿基米德杠杆原理证明了在理想的无摩擦条件下，使机器加速运动的力和使其保持平衡状态的力是一样的。他还利用这种方法分析了理想机器中力和运动之间的转换关系，并通过与理想机器运行效果的对比对实际机器的运行效果进行了量化评估，由此提出了“机械效率”的概念。伽利略还分析了尺寸效应，说明了为什么不可能通过简单地将尺寸同比例放大的所有零件组合在一起而制造出尺寸同比例放大的机器，由此引发对于材料强度的研究。伽利略还使用几何方法证明了大炮发射的炮弹会沿抛物线路径运动，并计算出了不同发射仰角下的炮弹射程，从而开启了运动学的研究。
英文“Engineering Sciences”一词，可能来源于英国皇家学会1665年创办的Philosophical Transactions：Mathematical，Physical and Engineering Sciences和1854年创办的Proceedings：Mathematical，Physical and Engineering Sciences。300多年来，“Engineering Sciences”一词虽然没有成为人们耳熟能详的学术术语，但也经常被人提及?③。
1.1.2 德国技术知识体系思想
将“技术科学”作为一个以技术实验和应用数学为基础、包含行业技术领域共性技术原理的知识体系，起始于1900年代的德国?④。德文中对应于技术有两个词，“technik”和“technologie”，分别对应于英语中的“technique”和“technology”，前者更多地指生产实践活动中的实际操作和方法，而后者通常是指与实践、材料工艺相关的论述或学说?⑤，“technological science”其实是“technology”的同义词?⑥。但二战后，所有这些词（“technik”和“technologie”）都被翻译成英语“technology”，从而混淆了原本的区别。
19世纪德国商业主义开始兴起，导致了技术学*先在德国诞生?⑦，但技术学的思想萌芽可追溯至18世纪。1728年，当时在德国商业中心哈勒任职的大学教授沃尔夫（Christian Wolff）提出了“技术学（Technologia，拉丁语）”；1777年，德国哥廷根大学经济系贝克曼（Johann Beckmann）将参观走访手工作坊获得的实践和理论知识统一到轰动一时的《技术指南》教材中?⑧，率先将“技术”引入学术研究和教育中。此时的技术知识体系尚不能称之为科学，只是来自经验的技术概念即专业术语汇编，相当于工商管理人员使用的手册，以便他们在管理商业贸易时候能够与专家们有效沟通?⑨。
科学意义上的技术知识体系，即技术科学的基础研究起始于20世纪初的德国哥廷根大学，包括数学家克莱因（F. Klein）开创的应用数学研究，以及现代空气动力学奠基人普朗特（Ludwig Prandtl）开创的应用力学研究。后者催生出了享誉世界的哥廷根学派。这一学派产生了冯 卡门（Th. von Kármán）和铁木辛柯（S. Timoshenko）等卓越的技术科学家，并由他们将技术科学思想带到了美国。
1.1.3 钱学森的技术科学思想
1943年，美籍匈牙利裔航空航天工程师冯 卡门于在美国《应用数学季刊》创刊号上发表了Tooling Up Mathematics for Engineering一文。1947年8月，师从冯 卡门的钱学森回国探亲期间，先后在浙江大学、上海交通大学、清华大学以Engineering and Engineering Sciences主题作学术讲演，论析了技术科学的研究方向、研究方法、基本学识、主要学科（包括流体力学、弹性力学、塑性力学、热力学、燃烧学、电子学、材料学、原子核研究）等问题。在讲演中，他同时使用了Applied Science的概念，将其作为Engineering Science的同义词。1948年，他的讲演英文稿全文发表?⑩。钱老技术科学思想的形成可以追溯到其赴美留学之际。由于他先在美国麻省理工学院学习，后又在加州理工学院师从于哥廷根学派的代表人物冯 卡门教授，这种经历使得我们有理由相信钱老的技术科学思想应该是融合了强调实践操作方法和技能体系化的工程教育理念和注重学术性工程教育实践。
“技术科学”概念的另一个源头还可追溯到苏联的科学院建制。1935年苏联科学院根据新章程进行了调整，调整后设立了物理数学、化学、地质地理、生物、技术科学、经济和法学、历史和哲学、文学和语言共八个学部。1952年成立的波兰科学院设立了社会科学、生物科学、数理科学、技术科学四个学部。20世纪50年代初，《科学通报》发表多篇文章介绍了苏联和波兰等国技术科学发展状况?11?12?13?14，这表明中国科学界接纳了苏联和东欧国家所使用的专业术语“技术科学”（俄文технические науки）。中国科学院于1954年开始筹建物理学数学化学部、生物学地学部、技术科学部、哲学社会科学部，1955年上述四个学部正式成立。1957年，钱学森在Engineering and Engineering Sciences一文基础上，根据*新发展状况写成《论技术科学》一文?15，对Engineering Science做了更全面的阐释，明确指出技术科学是*立于基础科学和工程技术的一类学问，是基础科学与工程技术的有机组合。考虑到中国科学院已设立了技术科学部，学术界对“技术科学”已经比较熟悉，钱学森开始使用“技术科学”一词指代十几年前他称之为Engineering Science的学科内容。
钱老通过总结他参与创新空气动力学、探索航空航天学、创立工程控制论和物理力学等若干技术科学的切身经历与实践经验，全面系统地论述了技术科学的基本性质、形成过程、学科地位、研究方法和发展方向，以及技术科学对工程技术、自然科学和社会科学的作用，特别是在制定国民经济规划中的作用。钱老始终强调技术科学的中介桥梁作用，提出了现代科学技术体系的“基础科学—技术科学—工程技术”三部类知识结构观点。钱老还将“技术科学”这一术语的应用从自然科学领域延伸至社会科学领域，并试图使社会科学研究精确化、定量化。钱学森在《科学学、科学技术体系学、马克思主义哲学》一文中谈及《论技术科学》时写道：“什么是技术科学？技术科学是以自然科学的理论为基础，针对工程技术中带普遍性的问题，即普遍出现于几门工程技术专业中的问题，统一处理而形成的，如流体力学、固体力学、电子学、计算机科学、运筹学、控制论等。二十年前我根据技术科学在性质和研究方法上与自然科学有所不同，曾把技术科学和自然科学、工程技术分开，作为三个部类。现在看，把技术科学分出来还是对的，而且更有必要了，因为有些技术科学如运筹学、控制论还用来处理经济领域中的问题了，超出了自然科学的范围了。”?16
1.2 技术科学的内涵解析
技术科学是关于人工自然过程的一般机制和原理的学问，是以自然科学为基础，为工程技术服务的学问?17，是一个相对*立的知识体系。技术科学*重要的本质是将基础科学中的原理性知识向人类福祉转化过程中以理论、方法和系统等形式体现的原理性、规律性的知识体系，是构建现代科学技术体系的关键所在?18。
1.2.1 技术科学是应用基础研究
“工程技术”作为一个复合词指的是工业生产中实际应用的技术，就知识形态而言，它是指人们在工程实践过程中所积累的对现象的经验性认识。这些经验知识可以直接应用于生产实践，也可以经过初级整理总结形成生产规则，还可以通过分析、归纳和提炼形成技术原理而升华为“技术科学”。“工程技术”直面生产实践，因而所产生的经验知识或许是关于实践对象的（如机器），也或许是实践活动本身的（如决策），前者是物质性的，后者是操作性的，它们都是“技术科学”的研究对象。在基础科学、技术科学和工程技术中相邻的两者之间，前者是后者的理论基础，后者是前者的具体应用。技术科学作为科学原理和工程实践之间的桥梁，不断推动着工程技术的进步。依据钱老的“技术科学”是指由应用导向的基础研究和有基础理论背景的应用研究结合而产生的系统性知识。技术科学的研究对象既包括源于工程实践活动产生的问题，也包括自然科学基础研究中提出的有应用价值的问题。技术科学研究*终提供的应该是有关工程技术的原理性认识，它能够为解决很大一类具有共性的工程实践问题提供原理性支撑，属于应用基础研究范畴。
1.2.2 技术科学具有不同于基础科学的基础性
“基础科学”与“技术科学”的研究都具有基础性，但二者还是有着本质上的不同。*先，基础科学研究对象是自然物，而技术科学的研究对象是技术或人工自然物，技术既是研究手段也是研究对象。
展开
