自然辩证法 第八讲：技术的演化发展

1、第十章：技术的演化发展第一节：技术发展的动力机制 在不同的动力机制作用下，技术体现出以下发展模式 一、科学理论导向型 进入20世纪40年代和50年代以后，科学在技术发展过程中扮演了重要的角色。随着科学的分化发展，来自科学的知识改变了技术发展的经验摸索方式，对技术创造起着规范和指导作用。基于科学理论导向的技术发展模式指的是，科学的基础研究取得突破之后，才能够带来技术问题的突破。换言之，技术的发展需要科学为技术解决、克服相应的难题。 来自科学的最抽象的理论要获得最实际的应用，首先需要科学与技术的密切结合。以下几个方面的发展，为技术发展获得科学的支持提供了重要的条件。 1）新的工业革命引进了以科学为

2、基础的技术； 2）新的产业普遍建立工业试验室或者R&D实验室； 3）世界上有各种各样的大公司雇用了大批的科学家为技术服务。 内燃机发展至今，约有一个半世纪的历史了。同其他科学一样，内燃机的每一个进步都时人类生产实践经验的概括和总结。内燃机的发明始于对活塞式蒸气机的研究和改进。在它的发展过程中，应当特别提到德国人奥托和的狄塞尔。他们在总结前人无数经验的基础上，对内燃机的工作循环提出了较为完善的奥托循环和狄塞尔循环，才使得到他们为止几十年间无数人的实践和创造活动得到了一个科学的总结，并有了质的飞跃，他们将前任粗浅的、纯经验的、凌乱无序的经验，加以继承、发展、总结、提高，找出了规律性，为现代汽油机和

3、柴油机热力循环奠定了热力学基础，为内燃机的发展作出了伟大的贡献 尼考罗斯奥古斯特奥托（公元1832公元1891） 1876年制造出第一台四部冲程内燃机，那就是至今已生产出数以亿计的四部冲程内燃机的样机。 鲁道夫狄塞尔（Rudolf Diesel） 柴油机之父 随着对汽车油耗和排放的限制越 来越严，柴油机对汽车生产商的吸引 力也越来越大。 二、社会需要导向型 近代以来，不同时期学者关于技术的起源及其发展的观点各不相同，但唯一共通的一点就是认为，技术发展的动力来自社会的需求。 社会需要主要是：经济发展与竞争、军事、市场等领域。 这些需求在技术发展进程中具有重要的推动作用。汽油机的出现 1883年，

4、戴姆勒和迈巴赫制成了第一台四冲程往复式汽油机。汽油机在本世纪的发展历程，分四个阶段： 第一阶段是上世纪最初二十年 第二阶段时间在上世纪20年代 第三阶段是从20年代后期到40年代早期 第四阶段从上世纪50年代至今 第一阶段：上世纪最初二十年，为适应交通运输的要求，以提高功率和比功率为主。采取的主要技术措施是：提高转速、增加缸数、改进相应的辅助装置。第二阶段：上世纪20年代，为满足满足提高汽油机功率和热效率的需求，汽油机技术主要解决其爆震燃烧问题。当时汽油机的压缩比达到4时，汽油机就发生爆震。为解决这一问题，美国通用公司的米格雷和鲍义德通过在汽油中加入少量的四乙基铝，干扰氧和汽油分子化合的正常过

5、程，解决爆震问题，使压缩比从4提高到8，从而大大提高了汽油机的功率和热效率。第三阶段：从20年代后期到40年代早期，同样为了提高汽油机功率和热效率，在汽油机上装备增压器。从此，废气涡轮增压可使气压增到1.4-1.6大气压。第四阶段：上世纪50年代至今，汽油机技术在原理重大变革之前发展已近极致。其结构越来越紧凑，转速越来越高。同时随着环境社会问题越来越严峻，汽油机已开始向低消耗、低排放发展。主要技术是：缸内喷射、多气门技术、进气滚流、稀薄分层燃烧、电子控制点火正时等。其集中体现在近年来研制成功并投产的缸内直喷分层充气稀燃汽油机（GDI） 但是，同时必须指明的是，需求并非刺激发明者去发展技术的唯一

6、理由 以汽车为例，在奥托发明四冲程内燃发动机之前，人们的生活过得也很快乐。汽车的发明既不是源于马匹的短缺，也不是国家领袖或有权威的人物的引导，或社会与个人对汽车交通的需求所致。 需求在技术发展进程中具有重要的推动作用。三、现象发现导向型 技术发明并不都是自觉地应用科学理论的结果，机遇和重大现象、事实发现也可以成为技术发展的契机。现实生活中，有许多技术的发明与创新并不来自科学的新发现或科学理论的启示，而是来自经验性或半经验性的发现以及来自技术知识的积累。随着某一事实或现象的发现，它们被转移到技术原理的构思之中，经过艰苦的努力就有可能取得技术发明的成功。这一类型的技术发明一般并不涉及深奥的科学理论

7、，往往直接在现象发现的基础上展开各种相关的实践，并带来技术的重要进展。 最早车的作用是为了载人载物。后为避雨避风，形成箱式结构。现代汽车为满足其动力性，减小风阻，产生流线型。这些就是根据人们对动物体形经验性或半经验性的发现而受启示的。车身构造的启示AlfaRomeo公司在1910年左右推出第一辆水滴形汽车；美国建筑师和设计师富勒（Richard.B.Fuller，18951983）于19331934年设计的“戴马克松”小汽车在这方面做了大胆尝试。这是一辆大型的三轮汽车，呈“泪滴”状。 四、日常改进型 技术的发明过程表明它还受到来自技术自身的推动。这一类的技术发展，很多都属于不断改进的技术发明。

8、这些发明的最终成功并不需要科学理论上的重大突破，而主要依靠来自技术自身积累的知识与日常的经验知识。宝马3系列是宝马车中历史最长，演绎最成功的系列，属于中型轿车。同时代出现的许多牌子的车型早已不生产，但宝马3系列依然生气勃勃，成为宝马车系的主力。宝马3系列的老祖宗是宝马2000，在30多年间，全车内外，包括了动力、操纵、行驶、装饰以及外形设计都不断演变发展，今天已达到了近乎完美的程度。据报道，该系列车曾在1999年一季度脱销，要加班生产。1975年第一代(E21) 发动机的排量分别有1.6、1.8和2.0 升三种选 择。1.6升发动机能产生90马力的功率，配合1010公斤的车重，316的性能 非

9、常优良。而1.8升发动机的功率则有98马力，几乎破百。要知道在那个时候，功率超过100马力的发动机几乎全是为那些高性能运动车 准备的。2.0升发动机的功率则一下子达到了109马力，同 级别的车无出其右3系的畅销远远超过宝马的预期。一年后，320被当时欧洲发行量最大的汽车杂志评选为“全球2.0升最佳三厢车”。随后，宝马公司再接再厉，于1977年法兰克福车展上推出了装备6缸发动机的320/6及323i。这也是同级车中独一无二的。说323i是“披着羊皮的狼”一点也不过分，2.3升发动机的最大功率达到了143马力，能够使最高车速达到190公里小时1982年第二代(E30) 虽然第一代3系卖得红红火火，

10、宝马还是于1982年推出了第二代车型。 1990年第三代(E36) 1998年第四代(E46) 2005年第五代(E90) 综上，科学理论、社会需求、现象发现、技术自身的知识构成了技术发展的动力体系，仅仅从单一的方面去考虑技术发展的来源是不足的。 基于技术发展的动力机制，也可以相应看到技术发展中不同的模式。当然，并不是说一项技术的发展，或技术体系的发展只遵循单一的模式来发展。社会需要推动的技术发展，还需要得到科学探索的支持。技术日常的改进，暗示着原有技术或产品不能够满足人们的需要。因此，在历史的现实中，上述四种发展模式并非平行发展的，而是相互交叉、相互重叠，共同谱写出技术发展的复杂进程。五、总

11、结第二节：技术演化的过程 技术进化论多样性:19世纪早期的转臂电动机的工作方式与瓦特摇臂蒸汽机的转动方式是同一种模式: 延续性:技术演化的选择机制 经济因素军事因素社会与文化因素技术与科学的协同进化 现代科学、技术的发展存在着技术与科学的协同进化。一方面，重大的技术革命多半由科学理论的重大突破带来的，另一方面，以应用研究为目的的研究推动了基础研究的发展，技术发展为科学发展提供了重要的条件与工具。第三节 技术创新 （1）采用一种新产品或者某种产品的新特性。（2）采用一种新的生产方法。（3）开辟一个新市场。（4）发现或控制某种新材料或半成品的供应来源。（5）实现工业上的新的组织，其中包含着组织创新

12、与管理创新。 亨利福特和他的T型车对20世纪技术创新史上一个重大案例的分析 Henry Ford，1863-19471 为什么是福特而不是别人 汽车作为一项发明，不仅不属于福特，而且不属于美国。戴姆勒和奔驰1885 年在德国哈梅尔和约翰森1886 年在丹麦巴特勒 1887 年在英国亨利福特1896 年造出他的第一台“婴儿车” 汽车作为一种商品，也不是福特最先制造和推向市场的。19 、20 世纪之交，无论在欧洲或者在美国，都已出现一批制造汽车的公司（1900 年，仅在美国底特律，就有38 家汽车制造厂商）。技术发明只发生在技术领域， 引起的只是技术本身的变革。重大的技术创新可能开拓一片全新的市场

13、，启动一种全新的消费，并且引起整个社会经济结构的革命性调整。1900 年, 全世界已经生产9000辆“汽车”,但真正以汽油为燃料以内燃机为发动机的汽车只占1/ 4 。而且,当时的汽车,不仅实用性、可靠性都很差,并且只是少数有钱人的奢侈品乃至玩具。福特1903 年建立福特汽车公司，始终不渝地致力于开发一种实用而且廉价的汽车。1908 年终于推出他的T 型车,并缔造了在流水线上批量生产汽车的大规模生产方式。福特 “并没有发明什么新东西”,但他却把别人发明的汽车变成了“社会大众的交通工具。2 T型车的开发意味着什么 福特开发T 型车，正如瓦特改进蒸汽机一样，其真正的意义并不在于这一部车子或一部机器本

14、身，而都是对于一种酝酿已久、渐近成熟但却是全新的社会需求的及时回应。大规模、成批量、标准化、流水线为特征实用、廉价、坚固、方便1913 年440 美元，182 799 辆1916 年360 美元，597 956 辆1925 年只卖到290 美元一辆，达到了“一般收入的家庭都买得起”的水平。1925销售量1775299辆 T 型车与其说是一个车型，不如说是一种象征。T 型车的开发象征着汽车终于开始大踏步地进入了平民百姓的消费。3 汽车所带来的消费结构变动使轻工业能够在远离靠近铁路的传统工业区向外扩张。使得农村终于可以摆脱过去那种偏辟、孤立的地位，大大方便了与城市的联系，以获得从经济到文化的更快发展。使得原来只能聚居在城市中的居民可以在保持城市工作的同时移居郊区，从而促进了城市郊区的开发，也使都市化进程更加迅速和合理。使得娱乐、休息，特别是旅游的范围和可能性大为扩展，从而为人们创造了全新的生活方式和休闲方式。从汽车的大量销售开始，还出现了分期付款、借贷购物的新型消费方式，使消费得以提前进行，并使个人消费更加成为了个人劳动和社会生产的直接动力。4 小结 一项重大的技术创新的意义，并不在于它是否在技术上增加了什么新的东西，而在于它对社会经济发展实际发生的影响它是否符合于经济发展的需求，是否在经济发展中引起了进步性的变动或调整;技术创新所满足的经济发展需求，说到底是一种