近代人类社会发展史是一部持续的科技革命史。在科学技术加速涌现、国际竞争日益加剧的今天，科技创新不仅是第一生产力，更是国家战略性力量。然而，这也是难度最大的人类活动。如何构建研究创新生态，如何领导卓越研究机构，如何培育杰出研究人才，如何激发科技创新潜力，美国在过去几十年里无疑是世界的标杆。
本书是美国哈佛大学著名教授文卡特希·那拉亚那穆提院士和美国桑迪亚国家实验室杰出科学家杰夫里·颐年·曹的力作。两位作者基于他们几十年的丰富科研实践和研究机构管理经历，以及在这个过程中产生的深刻体会和研究思考，撰写了这本书。本书通过对历史上大量具有代表性的科学和技术进步实例的分析，从多学科视角（科技史、科技哲学、科研政策与管理、进化生物学、复杂性科学、物理科学、经济科学等）对研究与创新的内在机理进行了深入科学的阐述。
二战后，美国一份知名报告《科学：无尽的前沿》奠定了美国国家科技发展体系，但也导致一些错误观念广泛流传。本书纠正了这些错误观念，深入分析了科技革命的本源以及研究的本质，全面揭示了科学与技术相互促进、协同进化的共生本质，以范式为介导催生知识的巩固和颠覆的知识进化模式，以及知识进化的六种机制。对这些本质与特性的深入理解，可以帮助我们更好地实现卓越的研究和创新。基于此，本书提出了面向未来高效研究与创新的整体思路，围绕研究机构、生态、文化、组织、机制、资金、资源、人才、领域等方面提出了适用于各种类型研究机构的三大指导原则。
1.内容前沿，理论价值极高。如何培养从0到1的原始创新能力？如何培养颠覆性研究能力？如何培育杰出人才？如何激发科技创新潜力？如何把科技创新潜力转化成新质生产力？如何寻求解答大师之问与时代之问？本书作者基于自己在多所世界级权威研究所（院）和多所大学研究为基础，探索如何真正培养人才，培育研究，试图探索寻求解答约瑟夫之问钱学森之问等。
2.作者专业性、权威性强。两位作者在科学技术研究领域经验丰富、成就斐然。文卡特希·那拉亚那穆提有丰富的科研和组织管理经验，不仅在著名的贝尔实验室和桑迪亚国家实验室担任过研究员和管理人员，还领导并参与了美国多家知名大学的学科研究，为工业界、学术界做出了卓越的贡献。 杰夫里·颐年·曹先后在麻省理工学院林肯实验室和桑迪亚国家实验室从事激光器及半导体外延领域的研究，获得了马林-玛丽埃塔年度作者和杰弗逊杯奖以及11项美国专利。
3.科技如何转化为现实生产力，特别是在当前国家大力发展新质生产力，本书更具有参考价值和借鉴意义。本书可为科研项目的组织者、科研机构的管理者、投资者提供有益参考，对我国促进科技创新，发展新质生产力具有很好的借鉴意义。
4.专业性、权威性、理论性兼备的史诗级著作。众多权威大学校长、院士重磅推荐。顾秉林、薛其坤、黄如、宋永华、龚克、薛澜、张庆瑞、李开复、陈向东、程志渊、约翰·霍尔德伦、南希·安德鲁斯、劳拉·迪亚兹·阿纳登等重磅推荐
文卡特希·那拉亚那穆提（Venkatesh Narayanamurti），美国国家工程院院士、美国艺术与科学院院士、著名物理学家，在固体电子学研究和科技创新政策研究领域均具有很高的学术造诣。
他曾任贝尔实验室固态电子研究实验室研究员和主任（19681987）、桑迪亚国家实验室研究副总裁（19871992）、加州大学洛杉矶分校工程学院院长（19921998）、哈佛大学工程和应用科学学院创始院长（19982008）、哈佛大学文理学院首任物理学院长（20032006）、哈佛大学肯尼迪政府学院科学、技术和公共政策项目主任（20092015）。他已经积累了超过14 000次谷歌学术引用，他的谷歌学术h指数为59。2018年，他获得了美国国家工程院阿瑟-布埃切奖，以表彰他对凝聚态物理学的开创性贡献以及对工业界、学术界和国家实验室多学科研究的远见卓识的领导，从而产生了研究和工程进展。
杰夫里·颐年·曹（Jeffrey Y. Tsao），桑迪亚国家实验室高级科学家，斯坦福大学数学学士、电子工程硕士，哈佛大学应用物理学博士，美国物理学会、美国科学促进会和光学学会会员。1981-1991年，他先后在麻省理工学院林肯实验室和桑迪亚国家实验室担任研究员，从事激光器及半导体外延领域的研究，获得过马林-玛丽埃塔（Marin Marietta）年度作者和杰弗逊杯（ Jefferson Cup）奖。1991-2001年，他在桑迪亚国家实验室先后管理多个半导体材料与器件研究部门，包括技术领先的垂直腔面发射激光器（VCSELs）部门和铟镓氮（InGaN）金属有机化学汽相沉积（MOCVD）部门。他还担任过新加坡材料研究和工程学院客座讲师，并在E2O通信公司（一家上市前的光纤通信公司）担任研发副总裁。他积累了超过11 000次谷歌学术引用；获得了11项美国专利。他的谷歌学术h指数为50。
推荐序 / 001
译者序 / 009
中文版前言 / 017
引 言 / 001
第一章 技术 - 科学方法：科学、技术及其协同进化
第一节 技术 - 科学知识库集合：S 与 T / 028
一、科学：事实及其解释 / 031
二、技术：功能及实现功能的形式 / 034
三、文化： S(`)与T(`)的选择压力 / 038
第二节 技术 - 科学知识的增长：S(`)与T(`)/ 042
一、工程方法的三种机制 / 046
二、科学方法的三种机制 / 055
第三节 S(`)与T(`)的循环：晶体管和微波激射器 / 激光器 / 077
一、晶体管 / 079
二、微波激射器和激光器 / 088
第四节 本章回顾 / 100
第一节 问题与答案的网络：Q 和 A / 107
一、网络是层级结构的：问题和答案的嵌套 / 108
二、网络是模块化的：促进利用和探索 / 111
三、知识网络是互联的:一个自我强化的无缝网络/119
四、层级结构上下的相似性:多者异也 /123
五、层级结构上下的差异性/128
第二节 发现新的问题和答案：Q(`)和 A(`)/ 130
一、现有可能性 / 131
二、邻近可能性 / 134
三、下一个邻近可能性 / 143
第三节Q(`)和 A(`)的循环：狭义相对论和 iPhone / 152
一、狭义相对论 / 155
二、iPhone 手机 / 161
第四节 本章回顾 / 171
第一节 范式作为意外和巩固的介导 / 180
一、范式作为样板 / 184
二、范式作为脚手架 / 187
三、意外与巩固作为对相信或怀疑的否定与证实 / 190
四、贯穿技术 - 科学方法的意外和巩固 / 196
五、意外和巩固作为探索与利用 / 199
第二节 意外与巩固的相互孵化 / 202
一、意外孵化巩固 / 203
二、巩固孵化意外 / 207
第三节 意外与巩固的循环：人工照明技术 / 213
一、油灯照明 / 216
二、燃气照明 / 220
三、电力照明 / 223
四、固态照明 / 226
第四节 本章回顾 / 230
第一节 将组织、资金和治理与研究协调一致 / 239
一、投资研究是为了实现元目标，而非仅仅是
实现一般目标 / 240
二、研究与开发：隔离但不孤立 / 249
三、将整块资金分配给研究人员，而不是给
项目 / 254
四、领导力 / 259
第二节 拥抱技术 - 科学整体探索的文化 / 267
一、 T(`)既引领 S(`)，也跟随 S(`)：超越布什 / 268
二、启发类型不是影响力的有效指标：
扩展巴斯德象限 / 274
三、拥抱答案 - 发现和问题 - 发现：
超越海尔迈耶 / 283
四、科学方法不仅仅是假设验证：超越波普尔 / 285
五、拥抱知情反叛：超越同行评议 / 290
第三节 以关爱与责任培育人才 / 296
一、招募、聘用和指导 / 297
二、对研究负责 / 306
第四节 本章回顾
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