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第一章 技术科学的基本理论问题1

1.1技术科学的形成和发展1

1.1.1世界技术科学的发展历程1

1.1.2中国技术科学的发展历程3

1.1.3技术科学的一般形成机制6

1.2技术科学的基本性质与学科地位8

1.3技术科学的学科内涵及特点9

1.4技术科学与基础科学、工程科学的区别14

1.5高度重视技术科学发展的背景与意义16

第二章 技术科学的战略功能分析17

2.1新巴斯德象限理论：技术科学战略功能的依据17

2.2技术科学促进自主创新的功能19

2.2.1技术科学的原始创新功能20

2.2.2技术科学的集成创新功能20

2.2.3技术科学的二次创新功能21

2.2.4技术科学的潜在创新功能21

2.3技术科学支撑工程教育的功能22

第三章 基于技术科学的前沿知识图谱26

3.1信息技术科学领域及其前沿技术知识图谱26

3.1.1技术科学层次：信息领域的总体计量26

3.1.2重点前沿技术层次：智能感知、虚拟现实、自组织网络31

3.1.3核心技术层次：人工智能46

3.2生物技术科学领域及其前沿技术知识图谱51

3.2.1技术科学层次：生物领域的总体计量51

3.2.2重点前沿技术层次：工业生物、干细胞、药物分子设计55

3.2.3核心技术层次：生物测试与探测技术78

3.3能源技术科学领域及其前沿技术知识图谱81

3.3.1技术科学层次：能源领域的总体计量研究81

3.3.2重点前沿技术层次：氢能、燃料电池、核能102

3.3.3核心技术层次：氧化催化剂117

3.4先进制造技术科学领域及其前沿技术知识图谱121

3.4.1技术科学层次：先进制造领域总体计量研究123

3.4.2重点前沿技术层次：极端制造、智能服务机器人、产品与设施寿命预测131

3.4.3核心技术层次：微纳技术166

3.5海洋技术科学领域及其前沿技术知识图谱175

3.5.1技术科学层次：海洋领域总体计量研究176

3.5.2重点前沿技术层次：海洋环境立体监测、深海作业、天然气水合物开发186

3.5.3核心技术层次：深海采样、海洋卫星199

3.5.4技术科学、前沿技术、核心技术的关系和发展态势207

3.6空天技术科学领域及其前沿技术知识图谱208

3.6.1技术科学层次：航空航天领域总体计量研究211

3.6.2重点前沿技术层次：航空器231

3.6.3核心技术层次：尾涡244

3.6.4空天领域技术科学、前沿技术与核心技术之间的关系256

3.7激光技术科学领域及其前沿技术知识图谱261

3.7.1技术科学层次：激光领域总体计量研究261

3.7.2重点前沿技术层次：半导体激光器275

3.7.3核心技术层次：DFB激光器287

3.7.4激光领域技术科学、前沿技术与核心技术之间的关系295

3.8环境技术科学领域及其前沿技术知识图谱302

3.8.1技术科学层次：环境领域总体计量研究302

3.8.2重点前沿技术层次：海洋生态、废弃物循环利用、环境变化307

3.8.3核心技术层次：持久性有机污染物329

3.8.4环境领域技术科学、前沿技术与核心技术之间的关系337

3.9新材料技术科学领域及其前沿技术知识图谱341

3.9.1技术科学层次：新材料领域总体计量研究342

3.9.2重点前沿技术层次：功能材料、智能材料、能源材料、超导材料346

3.9.3核心技术层次：形状记忆材料、压电材料385

第四章 中国在技术科学领域的研究和作用391

4.1中国科学家在信息技术科学领域391

4.1.1中国科学家在信息技术科学领域的研究状况391

4.1.2中国科学家在信息技术科学领域的图谱分析392

4.1.3小结395

4.2中国科学家在生物技术科学领域395

4.2.1中国科学家在生物技术科学领域的研究状况395

4.2.2中国科学家在生物技术科学领域的作用398

4.3中国科学家在能源技术科学领域401

4.3.1中国科学家在能源技术科学领域的研究状况401

4.3.2中国科学家在能源技术科学领域的作用401

4.3.3中外能源科学研究前沿比较及差异408

4.4中国科学家在先进制造技术科学领域408

4.4.1中国科学家在先进制造领域的研究状况408

4.4.2中国科学家在先进制造领域的作用410

4.4.3中外先进制造领域研究前沿比较差异416

4.5中国科学家在海洋技术科学领域417

4.5.1中国科学家在海洋技术科学领域的研究状况417

4.5.2中国科学家在海洋技术科学领域的作用418

4.5.3中外海洋科学研究前沿比较及差异421

4.6中国科学家在空天技术科学领域422

4.6.1中国科学家在空天技术科学领域的研究状况422

4.6.2中国科学家在空天技术科学领域的作用423

4.7中国科学家在激光技术科学领域431

4.7.1中国科学家在激光技术科学领域的研究状况431

4.7.2中国科学家在激光技术科学领域的作用432

4.7.3中外激光科学研究前沿比较及差异443

4.8中国科学家在环境技术科学领域444

4.8.1中国科学家在环境技术科学领域的研究状况444

4.8.2中国科学家在环境技术科学领域的作用444

4.8.3中外环境技术科学研究前沿比较及差异448

4.9中国科学家在新材料技术科学领域449

4.9.1中国科学家在新材料技术科学领域的研究状况449

4.9.2中国科学家在新材料技术科学领域的作用449

4.9.3中外新材料科学研究前沿比较及差异454

第五章 促进前沿技术创新的技术科学强国战略455

5.1引领技术自主创新的技术科学战略构想455

5.2建设基于技术科学的国家发现—创新体系458

5.3实现“发现—创新”一体化的三螺旋模式463

5.4推进基于会聚技术的前沿技术融合创新466

5.5造就技术科学与科技转化型人才470

第六章 实施技术科学强国战略的主要对策475

6.1明确确立技术科学的战略地位，制定和实施技术科学发展战略475

6.2调整国家科技计划，适时设立国家技术科学与工程科学基金479

6.2.1设立国家技术科学研究计划479

6.2.2适时设立国家技术和工程科学基金委员会，设立技术科学专项基金，形成多元化的技术科学投入体系480

6.2.3加强国家现有科技计划项目对技术科学投入481

6.2.4设立国家与地方政府技术科学联合基金483

6.2.5设立技术科学行业联合基金484

6.3健全国家技术科学的研发体系，加强自主创新基础能力建设485

6.3.1建设国家技术科学研究实验体系，加强自主创新基础能力建设485

6.3.2建设国家高新技术科学研究中心和国家高新技术科学实验室486

6.3.3建设国家产业共性技术科学研究中心和国家产业共性技术科学实验室486

6.3.4建设国家农业技术科学研究中心和国家农业技术科学实验室487

6.3.5建设国家重点工程技术科学研究中心和国家重点工程技术科学实验室487

6.3.6设立行业技术科学研发中心487

6.3.7建设企业集团技术科学研发中心488

6.3.8设立海外联合技术科学研发中心，扩大国际和地区技术科学合作与交流488

6.3.9加强知识产权管理489

6.4改革与调整科技成果评价体系和指标，正确合理评价技术科学成果489

6.5加强技术科学的教育、改革高等工程教育492

6.5.1依托技术科学研发体系，培养造就一批具有世界前沿水平的高级技术科学专家495

6.5.2重新确立技术科学在理工科教育中的地位及作用，推动大学与企业和科研院所全面合作，联合培养技术科学人才496

6.5.3支持企业培养和吸引技术科学人才497

6.5.4加大吸引留学和海外高层次技术科学人才工作力度497

6.5.5高度重视技术科学知识的传播与普及498

6.6推进九大技术科学领域的前沿技术发展对策498

6.6.1信息技术科学领域498

6.6.2生物技术科学领域499

6.6.3先进能源技术科学领域501

6.6.4先进制造技术科学领域502

6.6.5海洋技术科学领域503

6.6.6空天技术科学领域504

6.6.7激光技术科学领域506

6.6.8环境技术科学领域507

6.6.9新材料技术科学领域508