第13章-科学技术发展模式和规律

第13章-科学技术发展模式和规律第一页，共32页。

科学发展模式经验主义的科学发展模式:以逻辑经验主义者卡尔纳普(R.Carnap)为代表,认为科学知识是从观察所取得的经验,经过归和证实的真命题。科学发展便是这种知识的积累结果。其基本模式是:观察假说检验理论归纳演绎证实2第二页，共32页。经验主义模式的特点:

它强调了科学发展的经验基础,归纳和假说的作用。恩格斯指出:只要自然科学在思维着,它的发展形式就是假说。但是这一模式夸大了归纳的作用,把观察作为认识的起点绝对化了。正如恩格斯所说:“单凭观察所得的经验,是决不能充分证明必然性的。”这种夸大归纳法的归纳主义,陷入了狭隘经验论。实际上,观察是有选择的,因为观察渗透着理论,纯客观的观察是不存在的。观察所得的事实,可以分为两个层次:首先是未任何加工的自然现象,称为“科学事实1”;如果观察者对这一现象毫不了解,等于视而不见,若衬这一现象加以描述陈述,就做了最初的加工整理,这是“科学事实2”。这就是为什么一块石头,矿产工程师、地质学家、建筑师和雕塑家等一不同的人会作出不同的描述。3第三页，共32页。汉森(N.R.Hanson):观察渗透着理论立方体玻璃?多边形宝石?冰块?鱼缸?平面上线条?羚羊?鹈鹕?Tycho和Kepler观日出:Tycho:太阳绕地球转?Kepler:地球绕太阳转?4第四页，共32页。理性主义的科学发展模式:以英国科学哲学家、

批判理性主义者波普尔(K.R.Popper)为代表。认为“科学始于观察”的观点不对,而是“科学始于问题”。科学发展是通过对问题的猜测与反驳的形式而进行的。其模式是:问题1P1尝试性假说TS排谬EE问题2P2猜测反驳证伪5第五页，共32页。KarlRaimundPopper

(1902-1994)通过知识获得解放开放社会及其敌人历史决定论的贫困科学:猜想和反驳科学发现的逻辑无尽的探索6第六页，共32页。科学发展的理性主义模式特点:

这一模式与恩格斯关于假说是科学思维发展形式的思想很相近。波普尔认为,科学发现的成果,不是通过证实而是通过证伪而得到的。一种理论的可证伪度越高,其陈述的经验内容就越多;相反,不可证伪的理论,概率最大,则是不可取的,不可能发展的。例如,“明天下雨”和“明天下雨也可能不下雨”两种陈述,前者逻辑概率小于1,可证伪度大于0;后概率等于1,可证伪度等于0,可谓百分之百正确,但它没有提供我们任何知识和信息。理论的可证伪度,即理论的确认度。这改变了传统的狭隘经验论的陈旧观念,很有可取之处。但它也有片面性,否认真理的可证实性,否认观察的所得经验是科学思维的基础,结果又陷进唯理论。7第七页，共32页。

历史主义的科学发展模式:以美国科学哲学家、

科学历史主义者库恩为代表,以科学发展的实际历史过程为基础,分析科学的动态变化过程,认为科学发展有着复杂的结构,是由历史的社会形式科学共同体所取得和遵从的科学规范(paradigm,又译为范式),不断更替所形成的科学革命作为核心而展开的。它不是对历史事实的回答，而是对历史提供的视角的回应。其模式是:前科学常规科学科学危机科学革命新常规科学规范形成规范积累规范变革新规范8第八页，共32页。ThomasS.Kuhn

(1922-1996)科学革命的结构必要的张力By.ThomasSamuelKuhn9第九页，共32页。科学发展的历史主义模式的特点:

它把科学发展看成科学革命的历史过程,科学在未形成统一规范之前处于前科学时期;规范形成之后,进入常规科学时期,人们在科学共同体中按规范解题,是规范积累期;发展一定阶段,出现反常和危机;人们寻求新的规范取代旧规范,导致科学革命的发生;之后,迈进新规范下的新的常规科学期。因此,科学发展本质上是常规科学与科学革命、积累规范与变革规范的交替运动过程。这一模式力求把科学外史与内史的统一、发散思维与收敛思维的张力上揭示科学发展的规律性。但库恩把规范看成工具,过分强调和规范选择的相对性及宗教式的皈依规范,结果成了历史相对主义,实际上否定科学真理的存在。10第十页，共32页。实践主义的科学发展模式:以日本物理学家、

哲学家武谷三男为代表,他以马克思主义的实践唯物主义为指导,从科学认识方法论的角度,把科学视为在实践中不断深化的过程,提出了科学发展的“三阶段论”模式:现象论阶段实体论阶段本质论阶段实践实践实践认识认识认识实践11第十一页，共32页。

科学发展的“三阶段论”模式特点:

现象论阶段,科学界在实践中发现许多互不相关的自然现象;在实体论阶段,通过实践人们又发现了现象之间的某些规律性联系,及反映现象的物质实体结构,却未找到这些规律的内在联系;在本质论阶段,人们通过实践活动进一步揭示了规律之间的本质联系,发现了统一的规律,能阐明所发现的各种现象。其中,实体论阶段是中介的必经阶段,否则无法揭示自然现象的本质。到本质论阶段后又会发现许多新现象,进入科学发展的新一轮过程。例如力学发展“哥白尼到伽利略－开普勒行星运动定律－牛顿三定律及万有引力定律”便是三阶段论的典型例证。按三阶段论预测,基本粒子物理尚处于实体论阶段。12第十二页，共32页。

这个发展模式从实践论的角度,把科学发展的过程与科学认识的活动统一起来,深化了科学发展规律研究的认识论基础。以往,哲学认识论认为,现象之间的因果关系可以“在此之后”(posthoc)直接得到“由此之故”(propterhoc);由感性认识直接上升到理性认识,从现象直接揭示本质。人们忽略了“感性－知性(或悟性)－理性”(康德)认识过程的知性中介作用。武谷认为,不经过实体认识的中间阶段,就不可能揭示现象之间内在的、本质的必然联系和根本规律。但该模式对每一阶段转化的机制与原因分析,显得过于简略。

13第十三页，共32页。探索科学发展的综合模式我们可否来一个综合:从理论与实验的矛盾运动(问题),来揭示科学发展的模式和科学革命的结构:从假说(规范变革,现象论)上升到理论(规范形成,实体论)再形成完整的理论体系(规范积累,本质论)三阶段。这有待于做深入的研究。问题假说理论理论体系规范积累本质论规范形成实体论规范变革现象论14第十四页，共32页。技术发展模式技术发展的基本形式:技术渐进与技术飞跃技术发展的形态模式:进化模式、连锁模式、周期模式技术发展的动力模式:宏观动力－科学推力模式、市场引力模式、推力-拉力模式;微观动力－技术规范与技术实践15第十五页，共32页。

技术发展的基本形式(1)技术发展的渐进形式:反映了技术发展的连续性、积累性和继承性。如改进性发明、技术酌改良、扩散、推广和转移。用于矿井抽水的蒸汽机,经过60多年的不断改进,才成普遍使用的通用发动机。(2)技术发展的跃进形式:反映了技术发展的的阶段性、突破性和创造性。如原理性发明、技术革命。在电磁理论基础上的无线电技术发明,电力技术取代蒸汽技术。16第十六页，共32页。

(3)技术渐进与技术跃进的关系:技术的连续性和阶段性、积累性和突破性、继承性和创造性的统一,本质上是技术的量变和质变的统一。技术量的渐进积累会转化为质的飞跃突破;而技术新的突破又为技术的渐进发展开辟了道路。例如,法拉弟发现电磁感应定律之后,第二年法国人皮克希就发明了最初的发电机,经过许多人的不断改进,包括西门子长达10多年的反复改进研制,才发明了广泛使用的自激式发电机,宣告了电气技术时代的到来。17第十七页，共32页。

技术发展的形态模式(1)进化模式:人体外化与自然人化人与自然之间的技术手段进化过程:人体结构与功能的外化、对象化;自然界的人化、主体化(马克思:人体器官延长论与人化自然论;卡普:人体器官投影论,人体器官与自然界之间的置换)从工具到简单机器:人手的外化与自然物的人手化从工作机到发动机:人力的外化与自然力的人力化从控制机到电脑:人脑的外化与自然信息的人脑化显微镜与望远镜:人眼的外化与自然的人眼化智能机器人:人体结构及功能的综合外化与自然物质能量信息的综合人化18第十八页，共32页。人自然界人体外化→技术手段←自然人化手工工具工作机动力机控制机工作机动力机工作机传感工作电脑动力19第十九页，共32页。人自然界人体外化技术手段自然人化手工工具工作机动力机控制机工作机动力机工作机传感工作电脑动力20第二十页，共32页。(2)连锁模式:单元技术与群体技术技术体系内部的矛盾运动:单元技术的微观结构变化引起群体技术(即技术体系)的宏观结构连锁变化,导致整个技术体系的更替转换。物料加工系统能源动力系统信息控制系统材料技术:加工技术-运输技术能源技术:动力技术-传输技术信息技术:控制技术-传播技术输入输出单元技术的微观结构技术体系的宏观结构21第二十一页，共32页。(2)连锁模式:单元技术与群体技术技术体系内部的矛盾运动:单元技术的微观结构变化引起群体技术(即技术体系)的宏观结构连锁变化,导致整个技术体系的更替转换。物料加工系统能源动力系统信息控制系统材料技术:加工技术-运输技术能源技术:动力技术-传输技术信息技术:控制技术-传播技术输入输出单元技术的微观结构技术体系的宏观结构22第二十二页，共32页。技术连锁模式与技术体系更替材料及加工技术能源及动力技术信息及控制技术物料运输能源输送信息传输石木铜铁自然力人工控制蒸汽能电能核能生物能源生物材料半导体材料合成材料钢铁材料智能信息计算机电动控制机器控制马车火车汽车飞机运河水车管道供热输电线路语言文字邮政无线电卫星通信网络通信古代①近代②近代③近代④现代23第二十三页，共32页。

(3)周期模式:功能横波与历史纵波

技术发展的周期模式反映了技术的波浪式、阶梯式发展过程与规律。技术进步过程表现为从发明、创新到扩散的生命周期,也是技术功能水平从导、成长、成熟到饱和的周期变化;技术的经济效果包括技术产品进入市场的销售额和利润额增长从缓慢、快速到下降衰退的生命周期。这种技术本身功能水平和经济功能随时间而横向周期变化,不妨称为技术功能横波。通常用事物生长曲线来描绘。

24第二十四页，共32页。技术的生命周期与市场周期导入期成长期成熟期饱和期技术水平经济效益发明创新扩散25第二十五页，共32页。同时,技术进步还表现为原有技术周期完结而为一个新的技术周期所取代的历史过程。而且既有技术本身水平的周期更替,也有技术经济效果的市场周期更新。既有单元技术的周期,也有技术体系的周期;既有技术从发明到创新的周期,也有技术创新群构成的技术革命的周期。这种沿时间轴的技术更新、产品换代、技术促进经济增长以及技术革命的纵向历史周期变化,可以叫做技术历史纵波。26第二十六页，共32页。

技术发展的动力模式(1)技术发展的宏观动力科学推动模式:这是由技术的自然属性,即技术的科学规定性所决定的。由于人们认为“技术是科学的应用”或“科学是技术之母”,并基于科学理论向技术转化速度加快的现实,于是推断技术发展的主要动力是科学的推动作用。这种作用常常表现为:科学理论及其揭示的自然规律为技术原理提供了科学依据;科发展程度决定了技术发展的水平;科学定律揭示的自然极限规定了技术功能的极限。如热力学定律阐明了永动机是不可能的。27第二十七页，共32页。社会拉动模式:这是由技术的社会属性,即技术的社会依存性所决定的。由于技术的最终成果是产品,而只有满足社会需要,为市场接受的产品技术,才有生存和发展的机会,因此人们断定社会需要及市场需求是技术发展的根本动力。社会及市场对技术的拉动作用主要表现为:社会的实际需要提供了技术发展的方向;社会的市场规模决定了技术及其产品的容量大小;社会的经济条件与政策环境规定了技术发展的支持能力。社会需求多种多样,包括物质生产、社会生活和精神生产的需要。同一种技术的基本原理因需求不同而形成不同的技术方向及最终产品。例如,核裂变技术因军事需要而用于核弹,因民用需要而用于建设核电站。28第二十八页，共32页。推力-拉力模式:前两种动力模式各执一端,实际上技术发展同时受到科学推动和社会拉动的双重作用。因为技术具有自然属性和社会属性这双重属性,既具有科学规定性,又具有社会依存性。因此,自然科学的推动和社会需要的拉动这两者的合力,是技术发展最根本的宏观动力。只不过在不同的具体条件下,这两者的作用大小有所不同而已。例如,核技术、激光技术等现代技术,大都既有科学理论作为基础或背景,又妇社会及市场的现实需求和潜在需求,才得以发展起来。29第二十九页，共32页。(2)技术发展的微观动力技术的内在要素与技术体系的结构,具有不均衡性,存在多方面的矛盾运动。这是技术发展的内在动力或微观动力。

一般微观动力:技术目的与技术手段技术原理与技术装置技术结构与技术功能

基本微观动力:技术规范与技术实践3