书城自然西方科技十二讲
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第15章 渗透与物化:技术发展的科学化(3)

美国技术经济学家泰奇认为,技术学科如果按其产业功能特性来分类,一般可分为如下三种:共性技术、基础技术和专有技术。

(1)专有技术(proprietary technology),是指具有确定的、专用的商业应用的技术。

(2)共性技术(generic technology),是指将科学理论推向市场应用的第一步成果,在其基础上通过R&;D活动就能进一步开发出专有技术。

(3)基础技术(infratechnology)是指一套多样的“技术工具”,包括测量和测试方法,人工物品、科学和工程数据、过程模型以及系统技术组分之间物理和功能界面的技术。它是开发共性技术和专有技术的支撑。

请您举实例加以说明。

一种现代技术特别是高技术,往往是包含这三种技术的集合体。例如,在集成电路生产技术中,集成电路设计和制造就是专有技术,其奠基性的半导体材料技术和光刻技术就是共性技术,其生产过程中涉及到的无瑕疵制造程序、材料特征数据、测量等技术就是基础技术。

又例如,在现代新药研发技术中,特定药物(如干扰素、疫苗或抑制剂等)制造技术就是专有技术,其奠基性的病理学、药理学、重组DNA和蛋白质合成技术(即基因工程技术)和计算机辅助药物设计技术就是共性技术,其研发过程中涉及到的药物筛选、超微量分离分析、标准化、生物信息学、生物医学信息学、化学信息学等技术就是基础技术。

近现代技术与科学学科有密切的联系。如在上述现代新药研发技术中,其共性技术和基础技术都与许多科学学科有密切的联系,如人体生理学、分子生物学、基因组学、蛋白质组学、酶学、遗传学、组合化学和计算化学等。因此,现代技术是多科学学科和三种类型技术的复合体,如以现代新药研发技术为例可图示如下:

这种对现代高技术的细分非常深入,想必很有现实意义。

根据上述技术学科本身复合性的特点,我们在技术的学科建设中应当注意下列问题:

(1)应从系统的角度审视技术学科的子技术的完备性。

一个自成一体的自足的技术学科,一定是包含专有技术、共性技术和基础技术的复合体,其任何一个共性技术或基础技术的缺失或不完善,都会有损于其专有技术的发明、改进和完善,从而影响该技术学科的平台建设和发展。

(2)应从产业功能特性的角度,审视技术学科设置的匹配性和完备性。一个在产业上能有效发挥作用的技术学科,其专有技术、共性技术和基础技术在整个产业的技术平台上一定是完备而且相互匹配的,其任何一个共性技术或基础技术的缺失或不完善,都会影响该技术学科的专有技术在产业化上的进程和经济效益。

从这个框架来看,技术的科学化如何体现呢?

这就是,科学理论的发展会导致专有技术、共性技术和基础技术的发明。科学家和工程师将科学理论物化为专有技术、共性技术或基础技术的“工艺知识”中的“技术原理”,从而产生了不同科学含量的专有技术、共性技术和基础技术的发明。

例如,1928年弗莱明对葡萄球菌的科学研究中的理论发现,导致了青霉素针剂专有技术的发明。又例如,20世纪五六十年代生物学学科理论的发展,即DNA双螺旋型结构、遗传密码、“中心法则”等理论的突破,导致了70年代重组DNA和蛋白质合成技术即基因工程技术(共性技术)的发明。再例如,高通量筛选技术是现代制药技术中的基础技术,它能够在一个工作日内测试多达10万个不同的化合物的生物活性,大大提高了筛选的成功率,缩短了药物开发的周期,降低了成本。这个技术的产生与分子生物学和组合化学理论的发展密切相关。

从泰奇的框架来看,技术的科学化一说,就显得更为精致。

不仅如此,从泰奇的框架来看,共性技术、基础技术和专有技术之间的互动,也会导致整个技术的发展。如共性技术的发展会导致专有技术的发展。

例如,在电子计算机技术中,中央处理器和内存技术是其共性技术袁在20世纪40年代人们是用真空管制成中央处理器和内存,这就是第一代电子计算机;50年代人们把晶体管技术融合进去,代替真空管制成中央处理器和内存,于是就形成了第二代电子计算机;60年代之后人们又把集成电路技术融合进去,于是就形成了第三代电路计算机,从而形成了一个“电子计算机技术系统”。像这样的例子我们还可以举很多。实际上,当单个的技术发展到成熟以后,往往人们会通过不同技术的组合(主要是发生在其共性技术层面),对该单个技术的技术规范进行部分质变的修改,从而导致单个技术系统的形成。单个技术发展的轨道如下图所示,它是各个关联的子技术的轨道的渐近线,它呈一个大S型曲线的形状。它具有如下特征:

一是单个技术中专有技术原理不变,共有技术发生局部质变。

二是整个技术系统的发展轨道也是一个S型曲线,它是若干相互关联的小S型曲线的包络线或者渐近线,即它是因为共有技术发生质变后,由一个单个技术轨道跳跃到另一个有关联的技术轨道的结果。

三是整个技术系统的发展轨道,既具有总体上的连续性,即从总体上来看,它是一条顺轨的S型曲线,其中的每一个小S型曲线本身的变化都是连续的;又具有阶段性的跳跃性,从其系统内一个单个的技术发展到另一个单个的技术时,即从一个小S型曲线发展到另一个小S型曲线时,具有间断性、跳跃性。这种间断性是由共有技术发生质变所致。

如果基础技术发展了,会不会对专有技术有类似的推动呢?

基础技术的发展也会导致专有技术的发展。基础技术实际上是与一个技术的技术范式中的仪器、设备的性能密切相关,因此基础技术学的发展必然会拉动专有技术的发展。

我们可以用纳米材料技术的产生来说明这一点。在材料技术中,扫描电子显微镜技术(SEM)是其基础技术,它可以让人们观察材料样品的形貌。历史表明,材料技术的发展与扫描电子显微镜技术的发展息息相关。1952年,英国工程师C.奥特莱制造出了第一台扫描电子显微镜,其分辨率可以达到纳米级,它能让人们直观而具有立体感地看到材料表面形貌图像,成为材料技术在处理纳米级观测的一种常规的手段。但它的局限性是,它只能在真空中对导电样品材料进行观察,不能对材料表面进行微细加工和表面性能测定。