科技史研读：关于技术创新加快生产力发展的技术创新机制分析--技术创新服务于产品创新的需要，同时也受科学技术发展规律的影响。本文在此基础上结合马克思经济学理论和技术创新理论相关研究以及技术创新与产品创新和制度创新的协同作用关系，研究生产力发展的技术创新集群机制。

与物质产品不同的是，科学技术产生以后不仅不会因为在生产实践中被应用而消失，反而会催生出更多新的科学技术知识。科学技术发展历程中，研究素材和科学方法的不断积累使得科学逐渐深入和分化，对技术发展的指导作用增强。科学技术的发展因此呈现不断加速的趋势，科学与技术从相互分离、独立发展的状态转变为科学指导技术、科学发现到技术应用过程复杂化的趋势。

（一）科学与技术相对独立发展阶段

总的来说，在英国工业革命之前，科学与技术的发展相对分离，科学对技术的指导作用较小。科学以天文学、数学和力学等依靠经验归纳和逻辑演绎方法的学科为主。相对于力学、天文学和为之服务的数学方法的发展和完善程度。

自然科学的其他各学科还处在发展的初级阶段。相应地，技术在这个时期主要以经验形式存在，很少有对科学理论的直接应用。正如李约瑟所指出的，中国的科学技术直到很晚仍然是达?芬奇式的，即古代的或原始的研究方法。充分运用数学和实验方法的伽利略式的突破只发生在西方。

因此，古代技术的发展依靠长期的经验积累，耗费的时间较长，新技术的产生和应用常常需要几代人的时间。这个阶段中，科学主要在西方取得了相当程度的发展，科学发现主要集中在天文学、数学、几何学和力学领域，为近代科学的增长和技术的发展提供了基本的科学理论和研究方法。

西方文艺复兴以后，科学理论逐渐接受了实在的机械论模型，数学被普遍应用于自然科学，逐渐形成了今天自然科学的基本结构。培根的实验归纳法、笛卡尔的数学演绎法、伽利略的数学与实验相结合的方法、牛顿的分析与综合相结合的方法为近代科学的爆炸式增长奠定了方法基础。

技术在中国取得了辉煌的成就，农业、手工业和医学中的各类技术较之于西方达到了相当高的水平，出现了《梦溪笔谈》、《本草纲目》、《天工开物》、《农政全书》等一系列为生产活动服务的技术论著。从公元一世纪到十五世纪中国在技术发展上遥遥领先于欧洲，直到文艺复兴晚期发生科学革命以后，欧洲技术发展才开始超越中国。

（二）科学指导技术促成第一次技术革命

十八世纪下半叶，古代科学特别是文艺复兴后的西方科学开创的科学理论和研究方法开始被应用于技术发现过程，发挥对技术的指导作用。在科学理论的指导下，以纺纱机、织布机和蒸汽机的相关技术革新为代表，技术取得了飞速发展，形成了第一次技术革命。

这个时期的技术发展，是基于经验的感性认识和基于科学理论的理性认识共同作用的结果。技术的发展一方面是基于前人经验而对某些工具或产品的不断改进的结果，另一方面也是对相关科学理论加以应用的结果。蒸汽机的改良过程是科学开始对技术发挥指导作用的代表。

在瓦特改良蒸汽机之前，蒸汽机的产生和发展主要是由纽科门等一批对矿山抽水设备具有较多经验的人促成的。在纽科门去世以后的很长一段时期，他的蒸汽机的发展依赖的是从事实际操作的人，因为哲学家们‘似乎还认为机械学不值得他们注意。

格拉斯哥大学的布莱克提出的潜热理论对瓦特改良蒸汽机具有重要指导作用。瓦特受布莱克的比热、潜热科学理论启发，发现纽科门蒸汽机之所以热效率低，是因为加热汽缸同时作为冷凝汽缸浪费了大量的热能。

瓦特因此产生把冷凝器同汽缸分离的技术发现，大大提升蒸汽机的热效率。由于科学理论和研究方法被应用于技术发现和应用过程，新技术产生和应用的速度开始提升。相应地，部分国家陆续颁布和改进专利法对技术创新所带来的收益分配进行规范和调整。

十八世纪，英国开始对一六二四年颁布的《独占条例》在专利管辖权、发明专利公示要求、新颖性要求等方面进行修改，限制了王权对专利权的滥用，使得专利制度真正回归产业政策。随后，美国于一七九〇年、法国于一七九一年先后颁布第一部《专利法》。到一八〇〇年前后，英国新技术不断涌现，专利授予量逐步增加。

（三）科学的主导作用与第二次技术革命

到十九世纪中叶，新技术在生产实践中的应用为科学提出了新的研究问题和研究对象，人的创造力在技术创新中得到更大程度的发挥，科学发展速度得到极大提升。自然科学各主要学科进入大发展阶段，物理学、化学、生物学、电磁学先后在各自的领域开创了一个新的时代。

自然科学各个学科不断完善，科学知识文献开始急剧增长，相关的科学文献量呈现指数型增长。科学计量学奠基人普赖斯以科学杂志数量为对象论证了科学文献增长的指数规律，并指出从科学期刊中所得到的指数增长定律也适用于这些期刊中的论文的实际数量。在科学呈现指数增长的同时，科学对技术的指导作用不断增强。

到十九世纪下半叶，技术的产生和发展高度依赖自然科学，经验的感性认识在技术的产生和发展中的作用减弱。科学发现成为技术创新的前提，技术创新是对多项科学发现的综合应用。有学者也指出：只是到了十九世纪下半叶，科学才对工业产生实质性的影响。这体现在：

第一，新技术的产生过程基本摆脱依靠经验的盲目性和偶然性，主要地依靠科学研究提供的分析、计算和实验方法，因而技术创新周期大大缩短；

第二，新技术的产生主要依赖科学理论研究成果，相关科学理论的发展成熟是技术创新的必要条件。电动机和发电机的出现和应用是科学在技术创新过程中发挥主导作用的重要代表。

第三，以这些科学理论为电动机和发电机的技术创新创造了必要条件，主导着电动机和发电机的技术创新。在这一系列电磁科学理论发现之前，基本不存在关于电动机和发电机的经验尝试。一八三四年，雅科比制成直流电动机并于一八三八年用电动机驱动轮船。

（四）从科学发现到技术应用的过程复杂化

随着科学在生产实践中的指导作用增强，生产实践也为科学发展提出新问题、提供新素材，从而进一步加速科学发展。到二十世纪，科学在物理学、地学、化学、生物学等领域取得突破性发展，一系列分支学科在科学的深化过程中相继产生，能够解释物质世界运动和发展的较完整的科学体系逐渐形成。

在二十世纪，以物理学发展为先导，科学面貌发生了根本性的改变。物理学在相对论、量子论、原子物理、凝聚态物理、核物理、等离子体物理、粒子物理等领域取得重大进展。

在化学、物理学和数学的渗透影响下，生物学取得重大突破，遗传学、分子生物学、DNA双螺旋结构的建立成为生物学发展新的里程碑。到二十世纪下半叶，科学体系的完善使得技术的应用具有较可靠的知识基础。

但是，技术知识不是科学知识的简单积累，科学发现并不会自然而然地导致新技术的产生和应用。因此，在基础科学和技术应用之间，产生了连接二者的过渡性知识——应用科学和技术科学。一九五七年，钱学森阐述了联结自然科学和工程技术的技术科学的概念、研究方法以及发展方向。

从科学发现到技术应用过程的复杂化也体现在技术创新理论关于科学与产业技术进步关系的分析中。一九八四年前后，纳尔逊与列文等人通过大规模工业技术调查研究了产业技术进步与科学之间的联系发现，相对于基础科学，应用科学在更大程度上与产业技术创新具有密切联系。

其中，材料科学、计算机科学、化学、金属科学与技术发现关系最为密切。因此，在科学发现和技术应用之间形成了技术创新的“链环”。这些研究从一个侧面表明，科学发现到技术应用的过程复杂化，把科学原理应用于生产实践需要耗费更多专业的、创造性的劳动。