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。

文卡特希·那拉亚那穆提，美国著名物理学家，哈佛大学肯尼迪政府学院技术和公共政策领域本杰明·皮尔斯教授，2009-2015年间任肯尼迪政府学院科学技术和公共政策项目主任。曾任哈佛大学工程和应用科学学院首任院长、加州大学圣巴巴拉分校工程学院院长、桑迪亚国家实验室副研究主任与贝尔实验室固体电子学研究部主任。同时是美国艺术和科学学院、美国国家工程院院士，瑞典皇家工程科学院当选会员，美国物理协会、美国科学促进会、电气和电子工程师协会、印度科学院会员。

推荐序
译者序
中文版前言
引言
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
一、科学：事实及其解释
二、技术：功能及实现功能的形式
三、文化：S和T的选择压力
第二节 “技术-科学”知识的增长：S和T
一、工程方法的三种机制
二、科学方法的三种机制
第三节 S和T的循环：晶体管和微波激射器/激光器
一、晶体管
二、微波激射器和激光器
第四节 本章回顾
第二章 错综复杂的“问题-答案”发现之舞
第一节 问题与答案的网络：Q和A
一、网络是层级结构的：问题和答案的嵌套
二、网络是模块化的：促进利用和探索
三、知识网络是互联的：一个自我强化的“无缝网络”
四、层级结构上下的相似性：“多者异也”
五、层级结构上下的差异性
第二节 发现新的问题和答案：Q和A
一、现有可能性
二、邻近可能性
三、下一个邻近可能性
第三节 Q和A的循环：狭义相对论和iPhone
一、狭义相对论
二、iPhone手机
第四节 本章回顾
第三章 知识进化的间断平衡：意外与巩固
第一节 范式作为意外和巩固的介导
一、范式作为样板
二、范式作为脚手架
三、意外与巩固作为对相信或怀疑的否定与证实
四、贯穿“技术-科学方法”的意外和巩固
五、意外和巩固作为探索与利用
第二节 意外与巩固的相互孵化
一、意外孵化巩固
二、巩固孵化意外
第三节 意外与巩固的循环：人工照明技术
一、油灯照明
二、燃气照明
三、电力照明
四、固态照明
第四节 本章回顾
第四章 如何培育卓越研究
第一节 将组织、资金和治理与研究协调一致
一、投资研究是为了实现元目标，而非仅仅是实现一般目标
二、研究与开发：隔离但不孤立
三、将整块资金分配给研究人员，而不是给项目
四、领导力
第二节 拥抱“技术-科学”整体探索的文化
一、T既引领S，也跟随S：超越布什
二、启发类型不是影响力的有效指标扩展巴斯德象限
三、拥抱“答案-发现”和“问题-发现”超越海尔迈耶
四、科学方法不仅仅是假设验证：超越波普尔
五、拥抱知情反叛：超越同行评议
第三节 以关爱与责任培育人才
一、招募、聘用和指导
二、对研究负责
第四节 本章回顾
后记
致谢
术语表
参考文献
索引