2.1.6 冷战与科技革命，建立技术科学

二战之后紧接着是冷战，由于二战被看作是“军工复合体”开发生产的各种“制胜武器”的胜利，在冷战期间，各国政府加强了对科学与技术的支持与指挥。在美国，海军建立了海军研究办公室，在空军的支持下建立了兰德公司，美国国会创建了国家科学基金会（National Science Foundation，NSF）、国家航空航天局（National Aeronautics and Space Administration，NASA）以及原子能委员会（Atomic Energy Commission，AEC）。欧洲成立了欧洲原子能研究中心、欧洲航天局和法国国家科学研究中心等。这些官方机构向学界和工业界拨款，将经费集中在核武器、固体电子学、火箭与航天技术、计算机科学、生物技术、纳米技术等领域。这样一来，科学研究着眼于特定的“技术单元”，如反应堆、导弹和计算机。科学和技术之间的严格界限消除了，二者都归属于以技术装置或产品为中心的综合知识领域。在这些领域，科学与技术相互依存，没有科学，技术就不可能存在；没有技术，科学也不可能存在。1946年，美国哈佛大学将工程科学系更名为“工程科学与应用物理系”，康奈尔大学也建立了“工程物理系”，人类社会进入了“技术科学”或者说“科技”时代。

在核工业领域，早期的研究集中在用于生产核武器的反应堆以及作为运载工具动力源的紧凑型反应堆两个方向。20世纪50年代中期以后，则开始了和平利用原子能的核电反应堆研究。新的研究十分依赖新的设备，例如，新的核物理实验设备中的粒子加速器，来自“二战”时的微波研究；新的探测器也是来自核武器和导弹技术的检测需求。对技术设备的依赖也深刻影响着物理理论的发展，并且很多新的物理理论都需要非常庞大、昂贵的实验设备来验证。

在航天工业领域，各国的航天工业都汇集了政府、军事、学界、工业界的研究力量，很多科学研究，比如行星科学和天文学，都严重依赖行星探测活动和空间望远镜的运行，并且都需要由天文学家、物理学家、航空航天工程师、机械工程师、电气工程师、计算机科学家及工程师等组成的跨学科团队共同进行，同时由国家或国际实验室及政府机构进行组织和管理。

在半导体与固体电子学领域，由于美国陆军通信兵对小型化通信设备的强烈需求，使得1947年12月在贝尔实验室诞生的晶体管迅速实现了产业化。为满足导弹和核动力潜艇的使用需求，美军推动了半导体材料向更廉价的硅的转型，同时也鼓励将晶体管的知识传播到工业界和大学。这一举措促使朝鲜战争后的日本兴起了民用电子产品工业，其中的典型产品就是助听器和收音机。由于日本被禁止发展军事工业，所以晶体管在民用领域的很多应用都是源于日本。20世纪50年代后期，晶体管的发展人之一威廉·肖克利离开贝尔实验室，在斯坦福工业园开办了新公司，加强了私营企业与大学之间的合作，这被认为是硅谷的开端。晶体管市场的飞速壮大也拉动了电子制造工艺的飞速进步，为集成电路的发展奠定了基础。在不久之后，以集成电路制造业为主体的微电子工业迅速崛起，在短时间内就达到了“摩尔定律”描述的发展速度，成为工业技术复杂度最高的高科技制造行业。

以晶体管和集成电路作为核心零部件的各个行业中，最引人注目的是计算机行业。通用计算机的概念可追溯至19世纪上半叶的“巴贝奇分析机”。1945年出现了第一台全电子计算机——电子数字积分计算机（Electronic Numerical Integrator And Computer，ENIAC），1949年出现了第一台存储程序计算机——电子离散变量计算机（Electronic Discrete Variable Automatic Computer，EDVAC），同时麻省理工学院的机电实验室发明了随机存储磁芯存储器，这奠定了现代冯·诺依曼架构通用电子计算机的基础。1957年，最早的全晶体管计算机问世，到了20世纪60年代一些工厂开始在生产线上使用集成电路，最终促成了微型计算机的发展。

在计算机硬件迅速发展的同时，计算机软件也在进化。计算机软件起源于计算机的各种操作指令，这些机器指令被符号化为机器代码。20世纪50年代出现了更高层次的编程语言，典型代表是公式转换（FORmula TRANslation，Fortran）和通用业务语言（Common Business-Oriented Language，COBOL）等，与此同时，研究人员开始创建计算机操作系统，以控制多个计算任务的计划与运行。随着计算机的迅速发展，开始出现计算机科学的研究。计算机科学研究的是作为人造物的计算机硬件和软件，即“计算”的机器以及机器的“操作”。前者研究计算机“是什么”和“怎么操作”，后者研究计算机“干什么”和“怎么干”，也就是数据结构和算法。从1968年开始，计算机领域的很多从业者转向对“计算”的研究。美国计算机协会为计算机科学推荐了新的课程，并用逻辑设计、编译原理和算法等计算机软件课程取代了计算机硬件课程，软件产业逐渐从硬件中分立出来。这样一来，计算机科学既包含设计制造计算机（机器）的知识，又包含设计开发测试软件产品（工程）的知识，还包含设计数据结构和算法（数学）的知识，是技术科学领域的典型代表。此外，软件和信息系统工程师甚至需要培养广泛的“非技术”技能，即拥有专业知识，能够将IT产品“对准”应用产品的组织和业务；能够确定并指定系统的用户需求；能够有组织地实施项目；能够正确评估产品及其带来的变化。

从20世纪30年代起，在材料科学领域，关于原子结构和材料整体性能之间的关系的新知识，使得设计给定属性的材料成为可能。美国国防部高级研究计划署成立后，在全美多所重点大学资助了大量跨学科的材料研究实验室，并引入了电子显微镜、X射线衍射以及核磁共振等新型分析技术。材料科学的进步促进了激光技术、超导技术和纳米技术等多个技术领域的诞生和发展。这些旨在实用的技术研究工作，往往会带来新的科学发现，例如对纳米技术的研究促成了人造蛋白质及富勒烯等研究成果；同时，对蛋白质折叠机制及新的富勒烯的探索等基础研究工作，也都时刻关注着实用性。

在计算机科学和材料科学的基础上，生物技术也迅速兴起。1953年，沃森和克里克确定了脱氧核糖核酸（Deoxyribo Nucleic Acid，DNA）的结构，开启了生物遗传信息研究的大门。在研究基因密码的过程中，有部分研究人员运用了二战时的密码破译技术和计算机工具。虽然DNA发挥作用的方式最终是依靠传统技术破解的，但研究人员依然经常将DNA与信息编码联系起来。1976年，美国成立了第一个以基因工程为核心的生物技术公司，随后，大量生物技术公司如雨后春笋般涌现。不久之后大学也开始建立实验室和研究机构，致力于创造新的商用生物技术产品与工艺。20世纪70年代后期，美国哈佛大学和英国剑桥大学合作开发了基因测序技术。到了1988年，在美国能源部和国立卫生研究院的资助下成立了人类基因组计划，2000年，在政府计划和商业利益的双重驱动下，第一份人类基因组草图完成。人类基因组计划的成功，淡化了纯科学与应用研究之间、科学与技术之间的传统分野。