1.1 自然科学研究水平的一般界定

1.1.1 近代自然科学的发展概述

近代自然科学是在16世纪问世的，其诞生的主要标志是1543年波兰天文学家哥白尼（Nicolaus Copernicus, 1473-1543）的《天体运行论》一书的发表。近代科学的创建阶段结束于牛顿（Isaac Newton, 1642-1727）1687年《自然哲学的数学原理》（拉丁文：Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica）的出版。19世纪科学进入了全面发展的鼎盛时期，在文化史上，19世纪被称为“科学世纪”。在19世纪中叶，科学由运用观察、实验、解剖等经验方法搜集、积累材料的阶段，进入对所获经验材料进行综合整理并从理论上加以概括说明、创立新理论的阶段，此时，职业化的科学研究工作与早期单纯满足欲望和追求真理的科学研究工作不同，是与社会相结合的、并与社会融为一体而起作用的科学技术[1]。

20世纪的科学事业已经成为现代国家的重要事业，而科学的发展也日益依赖于社会经济的发展和国家的支持。此时，大量的科学研究工作从分散的单纯个人活动转化为社会化的集体活动，出现了所谓“大科学”（big science），研究活动规模越来越大，发展到企业规模、国家规模，甚至国际规模[2]。

美国著名的科学家普赖斯（Derek John de Solla Price, 1922-1983）在一本《小科学、大科学》的书中写道：“现代科学不仅硬件如此璀璨不朽，堪与埃及金字塔和欧洲中世纪的大教堂相媲美，而且国家用于科学事业人力和物力的支出，也使科学骤然成为国民经济的主要环节，现代科学的巨大规模，面貌一新，而且强大无比，它使人们不得不用大科学这一名词而美誉之。”[3]

自然科学通常被认为是研究大自然中有机或无机的事物和现象的科学。自然科学包括天文学、物理学、化学、地球科学、生物学，等等。

关于数学是否是自然科学历来存在争议。有人认为数学是一门人文科学，也有人认为数学是哲学的分支，是逻辑学的一部分。但数学与自然科学息息相关是无可争辩的。数学广泛应用于一切自然科学领域，而自然科学的需要，又促进了数学的发展，基于数学与自然科学的密不可分性，为了对中国自然科学的研究水平做整体考察得出更加科学的结论，本书也把数学纳入研究范围。

在中国古代，人们把自然科学称为“物理”，指研究自然物理的学问，算学（现代称“数学”，三代时期的六艺中也称“数”）则是一门独立于物理的学科。古代涌现了许多科学家，三国时期的杨泉（约公元265年前后在世）著有《物理论》，明朝的方以智（1611～1671）著有《物理小识》。不过，以前的学问分科不细不严，古代学者往往通多种学问，如墨子（公元前468年～前376年）是一位自然科学家，也是一位思想家、哲学家、政治学家，还是一位社会政治活动家、工程师等；祖冲之（429～500）是天文学家，又是数学家、机械工程师。

一些人认为，在西方，亚里士多德（Aristotole，公元前384年～前322年）是自然科学的创始人，伽利略（Galileo Galilei, 1564-1642）是将实验引入自然科学的首倡人。18世纪以前欧洲自然科学与哲学几乎不可分。古希腊的哲学家也同时是自然科学家。笛卡儿（Rene Descartes, 1596-1650）、莱布尼茨（Gottfriend Wilhelm von Leibniz, 1646-1716）、洛克（John Locke, 1632-1704）等著名的自然科学家也同时是哲学家。

随着越来越多的各种物质运动形式相互联系、相互转化，各门自然科学之间的渗透越来越深，产生了越来越多的边缘学科。由于人类改造自然的实践活动不断发展，自然界（包括人工自然）新的极其广泛的联系和规律不断被揭示，从而不但出现了像控制论、信息论、系统论这样的横断学科，而且还从基础自然学科中发展出了一系列应用学科。现代自然科学是一个具有十分复杂的科学分类结构的完整知识体系。自然科学研究工作可按其性质、目的和过程进行分类，一般按过程分为基础研究、应用研究和开发研究三种类型。三者既相互区别又相互联系，共同构成科学研究的结构体系。基础研究指没有特定商业目的，以创新探索知识为目标的研究；应用研究指为获得新知识而进行的创造性的研究，具有特定的实际目的或应用目标；开发研究指利用基础研究、应用研究成果和现有知识为创造新产品、新方法、新技术、新材料，以生产产品或完成工程任务而进行的技术研究活动[4]。

本研究没有严格区分基础研究、应用研究和开发研究，由于自然科学研究水平的研究涉及的因素众多，如果再仔细区分以上三种研究进行分门别类研究的话，势必造成研究的复杂性，可能会导致对主要因素和问题的忽略，所以本研究侧重从整体入手对中国自然科学研究水平的现状、问题和影响因素等进行实证研究。

1.1.2 “自然科学研究水平”的概念界定

1.1.2.1 自然科学研究的社会属性

维基百科对“自然科学”的定义为：“自然科学是研究大自然中有机或无机的事物和现象的科学。自然科学包括物理学、化学、天文学、地球科学、生物学，等等”。

自然科学是反映自然界事物本质特性及其发展规律的知识体系，它具有客观性、真理性、系统性、相对性等特点，该知识体系是人们在特定的社会建制中以科学方法论为指导获得的，并随着人类对客观事物认识的深化而不断发展和完善。与之相关的活动可称为自然科学研究活动。

美国著名的科学史教授普赖斯于1962年第一次提出“大科学”的概念。他说：“现代科学的大规模性，面貌一新而且强大有力，使人们不能不以 ‘大科学’一词来美誉之。”1984年西德科学社会学家G．贝希曼又明确指出：“‘大’科学并不意味着要产生 ‘大’的知识，而是要解决 ‘大’问题。”[5]

大科学时代的科学技术与社会的关系也随之发生了变化，科研人员的工作离不开从社会中获得的相应的情报、物资、人才、资金等资源，与此相应，科学技术也会对社会有影响，即科学技术与社会相互作用[6]。

科学家们不仅处于一个科学共同体当中，进行着交流和沟通，他们还处于“课题小组”“攻关小组”等一个个研究团队当中，为了一个个确定的目标紧密地团结起来。科学家们已经不是自我决定者，而是在很多方面必须接受资助方的指挥和控制，这就导致在资助方和科学共同体之间存在明显的“信息不对称性”（the asymmetry of information）[7]，双方为了达到各自的目的，就必须让渡各自的一部分权利，通过相互妥协以达到双方的满意。这样实质上在双方之间就形成了一种社会契约（social contract）关系[8]。正是这种契约关系，协调和控制着今天科学研究中的问题选择、资金流向、研究进度以及产出结果等诸多方面。

大科学的发展使得科学研究不再是以个体研究为特征，而是以合作研究为特征，科学事业已进入国家规模乃至国际规模的新时代。大科学的出现和发展是当代科学技术发展的潮流，是科学社会化和社会科学化的必然产物[9]。

由于大科学时代科学研究具有明显的社会属性，自然科学研究的水平通常可以通过对自然科学成果的社会评价来衡量。这种社会评价通常表现为科研成果质量的社会定义方式。下面将分析自然科学水平的社会定义方式的理论基础和方法。

1.1.2.2 自然科学研究水平的社会定义方式

自然科学研究的水平既科研质量，通常采用社会定义的方法，其依据的哲学观点是：没有绝对真理，真理是由社会决定的。因为现在认为是正确的东西，将来也许不正确，所以如果有能符合绝对标准的任何科学发现的话，也是少数。以长远观点看，所有的发现都会在某个基本方面被认为是错误的[10]。清华大学的刘立教授在其《科学技术与社会导论》的译著中也指出：“STS研究中的一个核心观点：所有科学技术活动都不是与世隔绝的，而是在特定的社会域境（context）、政治域境和经济域境中进行的。”[11]库恩（Thomas S. Kuhn, 1922-1996）在《科学革命的结构》一书中说：“没有绝对真理，真理是由社会决定的。”[12]

所以我们定义某人的工作质量高是指他的同行认为这项工作现在是有用的。如果科学家在日常生活中找到了一个在工作上有用的特殊思想，那么这个思想就是有价值的，我们就称它是一个高质量的思想。这种“工作的质量”是具有社会属性的。

区别于传统的科学史家评价科学论文质量的绝对定义方式，这种方式认为那些把科学真理具体表现出来，并使我们能更加了解经验现象的论文是高质量的论文，一组特别的论文可能是昙花一现或者被暂时忽视，因为使用这样的定义时，只有用历史回顾的方法，才能测量出工作成果的质量，如果我们使用绝对的定义的话，这样的事实就不能使我们认识工作成果的质量。

本研究的自然科学研究水平指在社会域境中的科研过程和结果的水平，指那些可定量的代表科研水平高低的指标。