1.2技术的体系结构

一、技术的种类

可以说，技术是人类对自然界物质运动形态及其转化的操作和控制手段。自然现象是自然界物质运动的表现形式。自然界中的现象一般可分为物理、化学、生物等现象。因此，技术可分为物理技术、化学技术、生物技术等。物理技术包括力技术、热技术、电技术、磁技术、光技术、声技术、核技术等。

二、技术体系的构建

随着人类文明的发展，技术经历了由简单到复杂、由低级到高级、由单一技术向多种技术组成体系的变化过程。

从宏观的角度来看，技术体系是根据技术原理、自然规律，由互相依存、相互作用的各种技术以一定方式构成的系统。换句话说，技术体系是由物理技术、化学技术、生物技术等各项技术根据系统整体功能需要，经过集成和组合构建起来的。

案例

北斗卫星导航系统的技术构成

中国北斗卫星导航系统（BeiDou Navigation Satellite System，BDS）是中国自主研发的全球卫星导航系统，如图1-5所示。北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，提供覆盖全球地表范围的导航、定位、授时等服务。

北斗卫星导航系统是极其复杂的技术系统，其建造、发射与运行工程技术仍然都是各种技术的集成和应用。例如，卫星的发射升空，火箭燃料燃烧产生巨大的推力利用了化学技术与物理技术中的热技术和力技术的集成；运载火箭的控制利用了电技术、磁技术等；导航、定位、授时等涉及光技术、电技术、磁技术等的集成和应用。

图1-5 中国北斗卫星导航系统

讨论&交流

在青少年科技活动中，有一种循迹小车如图1-6所示。在电池动力作用下，循迹小车能沿着黑色跑道自动行驶，它不仅生动有趣，还涉及机械结构、电子基础、传感器原理、自动控制等诸多学科知识和技术。在循迹小车中，传感模块用红色（或其他颜色）的LED（发光二极管）作为光源，由于黑线和白色地板对光线的反射系数不同，所以可以探测反射光的强弱来判断道路，并将道路信息转换成数字信号传递给控制模块；控制模块接收传感模块的不同信号，转换为不同的控制信号，传递给驱动模块；驱动模块根据控制模块传递过来的控制信号实现负载电动机的接通或断开，驱动车轮使小车前进或转弯，这样，小车就能始终沿着跑道行驶了。

请同学们从技术分类的角度，讨论和交流在循迹小车中有哪些技术或技术组合，并完成表1-2。

图1-6 循迹小车

表1-2 循迹小车中的技术种类版

拓展阅读

科学与技术

科学与技术是两个不同的概念。日常生活中，人们习惯把科学和技术两者连在一起，统称为科学技术，或简称为科技。在漫长的人类发展历史进程中，人类通过实践活动，认识大自然，利用大自然，积累了大量的知识、经验、技巧、技能等，形成了科学和技术。

科学源于对自然现象的认识和理解。例如，人类对火的认识和理解。当物体的温度升高达到物体的燃点，与氧气混合，就会燃烧，出现火。这里的物体、温度、燃点、氧气、燃烧等是科学提出的术语、概念；温度高于燃点的物体遇到氧气就燃烧，是科学揭示的自然规律。科学是反映自然、社会等客观规律的知识体系。科学一般表现为概念、理论、规则、定律、原理等；通过实验验证理论假设，或有所发现。从事科学研究工作，并取得一定成就的人，称为科学家。

技术源于人类的创新性实践活动。通过观察或模仿自然现象，人类能够利用工具再现一些自然现象。这里的自然现象，包括人体感知的自然现象、科学实验揭示或发现的自然现象。例如，人类认识和理解电、磁，通过科学实验揭示和发现了电磁波；人们通过对电磁波现象的操控，掌握了无线通信技术。技术是在漫长的人类发展历史进程中，人类通过实践活动，掌握积累了大量的自然现象的人工再现方法和丰富的技术知识，而形成的一门学科。对科学各分支学科发现的现象、概念、规律的物化，就产生多个技术分支，例如，对物理学的技术化就有了力技术、热技术、电技术、磁技术、光技术、声技术等。从事技术工作并掌握了专门技术知识的人员，称为工程师。

科学认识现象，提出概念，揭示规律，并通过科学实验再发现新的现象。技术对现象操控，对科学概念、规律物化，并用于生产工具、机器、装备等技术产品，这些技术产品又反过来对科学实验起支撑作用。科学与技术互为基础、互相联系、互相促进、互相制约、互相融合。科学技术是第一生产力，科技水平代表了国家核心竞争力。