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