科学技术发展的动力学示范课

第八章

科学技术发展动力学第一节科学技术系统的基本性质一、科学技术系统的性质和体系构造1、科学技术系统的性质自然科学是一种特殊的意识形态普通意识形态有国界有阶级性；自然科学没有国界和阶级性，含有普遍性和共享性自然科学是知识形态的生产力马克思把生产力分为直接生产力和普通生产力。科学是尚未进入生产过程，但通过生产力诸要素，最后能够进入生产领域。2、科学技术系统的体系构造按照科学研究活动的阶段性，普通把科学分为：基础科学技术科学（应用科学）工程科学三大类基础科学是对自然界基本规律的认识重要涉及物理学、化学、天文学、地学、生物学以及数学。技术科学是研究人工自然及其实现过程的共同规律，目的是把认识自然的理论转化为改造自然的能力。工程科学是具体研究基础科学和技术科学如何转化为生产技术的原则和办法，以供改造自然之用。与科学相比，技术的分类能够根据许多不同的原则展开，迄今尚无公认的分类体系。与科学分类相对，当代技术分为：实验技术基础技术产业技术实验技术：为了科学认识而探索自然所采用的原技术。实验技术往往是以科学仪器来体现的基础技术：为实现人工自然过程的基本形式。可分四种广义的机械技术、物理技术、化工技术和生物技术。产业技术：由不同劳动过程中的不同技术构成的复杂系统。分为劳动密集型技术、资本密集型技术和知识密集型技术。科学技术一体化呈现为整体化和综合化趋势。科学的技术化、技术的科学化和科学技术持续体的形成。即科学的研究和发展越来越依赖于技术的开发与应用。而技术的突破越来越以科学理论的突破为先导。二、科学技术的发展是一种文化过程文化一是广义地指人类在社会实践中所发明的物质和精神财富的总和。二是狭义地指社会的意识形态以及与之相对应的制度、组织机构和行为规范。科学技术是人类文化的重要构成部分。科学技术发展是一种文化过程。1、知识层面生长物可检查性和抽象性作为科学知识的基本特性。科学从这个意义上讲是人类文明晚近的事。抽象性与可检查性结合并不容易。抽象性意味着一种体系要想成为科学，就规定其发明者在认识自然的方式方面不能拘泥于单纯的观察纯正的思辨，就需要采用全新的研究办法，即受控实验。德国哲学家卡西尔在《人论》中指出：科学是人的智力发展的最后一步，并且能够看做人类文化最高最独特的成就。近代科学在西方出现含有浓厚的文化背景。西方文明从一开始就含有理性主义与经验主义两大传统。理性主义和经验主义有古老的历史发源，在古代和中世纪都能找到其倾向和体现。但是，只是到了近代，当认识论在自然科学的推动下得到充足、进一步的发展时，理性主义和经验主义才逐步形成近代乃至当代意义上的理论形态，成为一种划时代的理论标志，勾勒了自F.培根对经验的诉诸开始直至康德对两派进行综合的近代认识论的基本走向。

.理性主义和经验主义的典型对立围绕知识和如何获得知识的问题展开，重要涉及以下几个方面：(1)人类知识的根本源泉是什么：是感觉经验还是先天的观念；(2)哪一种知识含有无疑确实实性和真理性：是经验的知识还是理性的知识；(3)通过哪种办法或途径能够有效地获得普遍必然的知识：是经验的归纳法还是理性的演绎法；(4)人的认识能力与否是至上的，它与否囿于一定的范畴和界限。这些问题中都包含着排他的选择，但如果只根据对这些选择的取舍将理性主义者和经验主义者分辨开来，那是不恰当的。由于这样的分辨可能在概念上是明确的，但不完全符合理论的事实。由于一当我们考虑具体的哲学家，就会发现他们的观点并不像选择答案那样非此即彼截然不同，而是有许多交叉和共同的东西。例如，理性主义者普通并不否认经验是知识的一种来源，也不认为经验知识一概靠不住；经验主义者普通也都承认理性知识比经验知识更可靠，承认在一定范畴内理性演绎的必然性。在这种状况下，如果要为两派哲学家的分辨拟定一种严格定性或定量的原则，是很困难的。因此，与其说对前述问题的不同解答提供了这样的原则，不如说它只是描述了一种倾向，也就是说，相比较而言，理性主义者更强调和重视与理性有关的问题和方面，经验主义者更强调和重视与经验有关的问题和方面。在认识办法上，理性主义的“自明原则+演绎”办法与自然科学中的数学公理办法有亲密联系，经验主义的“经验+归纳”办法与自然科学中的观察实验办法有亲密联系。由不同办法的运用带来了不同确实性的知识：理性演绎的知识是本质的、普遍的、必然的，经验归纳的知识是现象的、个别的、或然的。理性主义者为演绎推理的拟定性而欢呼，觉得只要推理的前提是真的，运用这种办法就能回答涉及形而上学在内的一切知识的问题，而前提的“真”则由观念的先天性和理性直觉来确保。他们看不到这里有任何不当，由于他们不认为前提的“真”需要经验的承认，于是，理性主义的知识抱负不可避免地成为毫无经验根据的“独断”，成为康德极力祛除的“恶梦”。而在经验主义者方面，尽管F.培根对经验归纳抱以乐观的、乃至为后人觉得不切实际的态度，贝克莱从形而上学上极力为感觉经验的实在性辩护，但应当说，经验知识的易误性和归纳办法的局限性是有目共睹的。在近代科学之前，理性和经验的传统在不同的文化系统中得以显现。亚里斯多德的逻辑学、欧几里得的几何学、罗马法和基督教神学集中体现了理性主义。而大量的天文观察和航海统计体现了面对解决日常条件下实际问题是经验主义。14世纪文艺复兴和宗教改革，造成神学和哲学多样化，减少了理性主义传统的重要性。早期资本主义的发展则造成知识实际应用的多样化，提高了经验传统的重要性。17世纪两者开始整合。当伽利略把受控实验和假设演绎法有机结合起来，并有牛顿运用这一办法建立严密的科学体系，宣布经验和理性整合完毕。科学知识的可检查性与抽象性特点体现两者的结合。文化与劳动是亲密联系在一起的。“猿人们进行的‘真正的劳动’，不仅使它们从动物界分离出来，也是人类开始发明文化的标志。”[1]技术在从类人猿变为人的过程中起到了重要作用，而在文化的进化中也是文化支撑的重要物质力量。“人类的历史细分起来极不均匀。首先是他的生物进化：就是使人类与猿类祖先分辨开的全部的环节。这些环节占据了数以百万计的年代。另首先是他的文化史：就是使人类与非洲为数不多的残存的狩猎部落或与澳大利亚的某些食物采集者彼此分辨开来的大规模文明扩张过程。全部第二种文化上的差别，事实上都堆积在几千年时间里．．．．．这就是文化进化的节奏，一旦起飞，它的变化就犹如那两个数字的比率同样，最少比生物进化的速度快100多倍。”[2]人在发明文化中发明自己。马克思认为：人发明什么，他就是什么，由于一切发明物都是人本质力量的对象化。

[1]李学勤．中国古代文明来源[M]．上海：上海科学技术文献出版社，2007．63．[2][美]雅·布伦诺斯基．科学进化史[M]．李斯译海口：海南出版社，2002．45-46．2、文化器物层面的对象化技术哲学奠基人卡普把人体器官当作是一切人造物的模式和一切工具的原型，在此基础上提出了“器官投影”学说。他也认为全部工具的来源和基础，即技术的本原就是人的身体特别是人的手。由于手是生就的工具，然后就成为机械工具的模本，并且在进行这些物质性模仿时，手起着非常核心的作用，只有在第一种工具的直接参加下，才有可能制造出其它的工具以及全部的所谓的产品。即使在工业机器，艺术和科学仪器设备中，仍有人手的参加。为此，卡普对许多器物和工具做出了详尽的解释：“这样，大量的精神发明物忽然从手，臂和牙齿中涌现出来。弯曲的手指变成了一只钩子，手的凹陷成为一只碗；人们从刀，矛，桨，铲，耙，犁和锹等，看到了臂、手和手指的多个各样的姿势，很显然，它们适合于打猎、打鱼、从事园艺以及耕作”。“在植物与动物驯化过程当中，需要有发明发明，这是从技术用品开始的，科学原理也从中产生。在世界各地任何一种地方的任何村落里面，心灵手巧的人都会制作出基本工具。他们发明的诸多小物件都很有创意，从深刻的意义上来说，在人类的攀升当中跟物理学中的仪器设备同样重要：针、锥子、陶罐、火盆、锹、钉子与螺丝、风箱、绳子、结、纺织机、马具、钩子、扣子、鞋——人们能够一口气列出100多项发明来。这样丰富的发明来源于多个发明的互相影响。一种文化就是多个思想的倍增器，每一种新的用品都能加紧和扩大其它工具的力量。”[1]

[1][美]雅·布伦诺斯基．科学进化史[M]．李斯译海口：海南出版社，2002．60-61．3、科学与文化整体的自相似性自相似性是复杂系统的总体与部分,这部分与那部分之间的精细构造或性质所含有的相似性,或者说从整体中取出的局部(局域)能够体现整体的基本特性.即几何或非线性变换下的不变性:在不同放大倍数上的性状相似.涉及几何构造与形态,过程,信息,功效,性质,能量,物质(组份),时间,空间等特性上,含有自相似性的广义分形．科学作为文化系统的一种子系统，也含有自相似性。即科学与整个文化系统在构造、功效和过程上呈现出类似特性。科学认知发展的时空构造与人类个体认知发展的构造非常相似。常识性的零碎认知到系统的科学认识科学的社会建制方式与传统文化的社会建构方式含有高度的自相似性。在文化进化过程中，科学与文化整体相似相更为明显。第二节科学认识系统的发展模式一、科学认识系统发展的普通考察1、科学的渐进与革命科学知识发展是前后相成的渐进与革命两种科学发展互相交替，体现认知系统发展过程持续性与间断性统一科学革命是新理论对旧理论的否认，既克服又保存2、理论的竞争推动科学发展由于任何一种科学理论所依赖建立的经验材料往往不周全，由此而建立的理论不能不带有推测成分、需要在实践检查过程中不停修正、丰富、充实本身内容。科学家在研究过程中对于同一现象会有不同的理论解释，从而引发不同理论或者假说的竞争，直至一种理论为另一种理论所取代。二、科学发展的重要模式论1、逻辑经验主义的科学发展模式（1）逻辑经验主义对科学理论的发展持累计的观点，认为科学理论没有渐进中的中断，而只有逐步积累的增加。这种累积观强调知识在量的方面的扩展形成科学进步，曾经是科学哲学中的正统观点。理论承认新旧理论之间的继承性，但不顾科学发展中的中断性不符合科学发展事实。（2）波普尔批判理性主义的发展观波普尔从证伪主义出发，首先否认了逻辑经验主义累计模式，认为科学是在猜想-辩驳-再猜想-再辩驳周而复始的循环中求得发展。P1-TT-EE-P2其科学发展的本质是猜想与辩驳波普尔模式奉献在于冲破了逻辑经验主义的静态逻辑分析框架，把人们的注意力引向对科学知识增加的动态考察，并揭示其内在机制。但也存在缺点：对获得知识的动态过程的分析局限于知识增加的过程，因而囿于理论这个逻辑范畴来进行知识的重建。这样科学发展模式和科学实际相比就显得贫乏和简朴。3、历史主义的科学发展模式(1)库恩的科学发展模式托马斯.库恩(ThomasSarnmalKuhn1922～)是当代美国出名科学哲学家和科学史家,是历史主义学派的重要代表人物。他曾就学于哈佛大学,先后获得哲学博士和法学博士;曾任美国科学史学会主席,现任美国科学院士。重要著作有:《科学革命的构造》(1962年)、《必要的张力》(1977年)等。库恩克服了逻辑经验主义渐进性和批判理性主义革命论的片面。提出了科学发展的渐进和革命相交替的模式。认为科学发展经历常规时期和革命时期两个不同阶段。库恩模式核心概念是“范式”（paradigm）范式三种体现：一是集团所采用的符号概括二是为集团提供类比和给人们以启发的模型三是作为具体解题的范例。按照库恩的说法,“范式”就是科学共同体普遍承认的科学成就,并且是为一定时期内进一步开展活动的基础。它不是着眼于已有的知识内容,而是着眼于将来的活动;它是活生生的行动的指南,是研究的大纲;是理论、办法、原则的难分难解的混合物,是主体到客体的媒介;并且它像劳开工具在整个社会生产方式中的作用同样,对于科学发展的不同时期不在于发明了什么理论,而在于用什么理论,也即使用什么范式去进行发明。由此,范式也成了科学发展状况的重要测量器和指南器,作为观念工具和实用工具的范式,是科学家所信赖的智力装置和操作装置。库恩认为科学发展遵照下列模式：前科学-常规科学-危机-科学革命-新的常规科学从前科学进入科学的标志是范式的出现。当处在常规时期的范式碰到困难，出现愈来愈多难题不能解决时就进入危机阶段，成果造成旧范式被抛弃，新的范式产生，这就是科学革命时期。库恩还提出“必要的张力”理论他认为，必须在科学研究的传统与变革之间、收敛式思维和发散思维之间保持必要的张力。值得必定方面：库恩的科学发展模式比波普尔全方面和合乎实际。库恩把科学的渐进性与革命两种因素结合起来考虑，更合乎科学发展的实际。强调了科学不是停留在已有的知识体系上，而是不停探求新知识，抛弃旧范式，接受新范式的过程，并且年轻人是实现范式转变的主体。他从科学史的研究中看到，科学作为一种社会事业，其发展受到内外因素的共同制约，从而开了科学哲学研究历史主义的先河。缺点他的科学革命是突变性的新范式推翻旧范式，犹如政治革命中两种敌对势力的较劲。新旧范式之间的间断性扩大。无视了继承性一面。夸张了科学共同体的能力，成为范式选择的最高原则。人为的原则会消弱客观性，滑向相对主义。拉卡托斯科学研究大纲办法论拉卡托斯ImreLakatos（1922～1974）出生于匈牙利的一种犹太商人家庭，原姓利普施茨。1944年在德布勒森大学毕业。纳粹德国占领匈牙利期间，他加入了地下抵抗运动，后又改姓为拉卡托斯。战后，他曾是G.卢卡奇的硕士，并加入匈牙利共产党。1947年任教育部高级官员，1948年获博士学位。1949年留学莫斯科大学。1950年春回国，后因政治因素被捕3年多。1954年在匈牙利科学院数学研究所从事翻译工作。他于1956年“匈牙利事件”后逃往维也纳，后在洛克菲勒基金会的赞助下前往英国剑桥皇家学院，开始其学术生涯。从1969年起在伦敦经济学院任教，并成为K.R.波普尔的学生和同事，1972年任该学院科学办法、逻辑和哲学系主任，并兼任《不列颠科学哲学杂志》主编。1974年忽然病逝。他的重要学术著作在死后由别人整顿成《哲学论文集》出版，第1卷名为：《科学研究大纲办法论》,第2卷名为：《数学、科学和认识论》。拉卡托斯批判地继承了他称之为“朴素证伪主义”的波普尔的哲学思想，提出了一种有独到见解的科学研究大纲办法论。他认为不仅一切理论是可错的，并且理论的经验基础也是可错的，任何个别理论既不能被经验证明，也不能象波普尔所说的那样能够被经验证伪。因此，拉卡托斯认为科学中的基本单位和评价对象不应是一种个孤立的理论，而应是在一种时期中由一系列理论有机构成的研究大纲。研究大纲下列列几个互相联系的部分构成：①由最基本的理论构成的“硬核”。它不容经验辩驳，如果遭到辩驳,整个研究大纲就遭到辩驳,放弃“硬核”就意味放弃了整个研究大纲。②围绕在硬核周边的许多辅助性假设构成了“保护带”，对保护带的调节、修改可消除研究大纲与经验事实的不一致。③不准放弃或修改研究大纲的硬核的原则──背面启发法。④丰富、完善和发展研究大纲的原则──正面启发法。

模式体现：科学研究大纲的进化阶段-科学研究大纲的退化阶段-新的进化研究大纲证伪并取代退化研究大纲——新的研究大纲进化阶段这一理论的先进之处在于他形成了一种科学发展的动态模式──研究大纲的成长。当研究大纲与某些事实不一致时，科学家不应急于抛弃大纲，而是通过调节辅助性假设消除反常；一种新的研究大纲内部也可能是自相矛盾的，同样需要通过调节，如果调节后经验内容增加,并提高了预见性,它就是一种进步的研究大纲；但是任何研究大纲都会退化，如果调节后经验内容减少或不能预见新的事实，那末它就是一种退化的研究大纲。科学的发展过程就是一种新的进步的研究大纲不停取代陈旧的退化了的研究大纲的过程。拉卡托斯认为研究大纲的进步性是科学的划界原则。但他又认为一种研究大纲与否真正退化，人们往往只能在事后得知。因此缺少现实针对性，在具体科学实践中起不到太大作用费耶阿本德的多元主义论Feyerabend是西方科学哲学史上重要的哲学家，他与波普、拉卡托斯、库恩一起被欧美哲学界称为“科学哲学四大巨头”。P.K.费耶阿本德1924年1月13日生于维也纳，1994年2月11日在瑞士逝世。他的父亲是个公务员，母亲是位裁缝。1940他应召去纳粹军队服役，1945年在俄国撤退时脊骨被俄军射中，留下终身残疾。1947年，回维也纳大学学习历史和社会学，很快转学物理学，并发表了有关物理学解释观念的文章。那时的费耶阿本德还是个狂热的实证主义者。1949年他成为克拉夫特小组的学生负责人，克拉夫特是费耶阿本德的学位论文的指导教师，1951年，费耶阿本德通过论‘基本陈说’的论文，获得哲学博士学位。1975年，费耶阿本德的《反对办法》一书出版,这使他超越科学哲学的界限而闻名遐迩。这本书的标语“怎么都行”成为费耶阿本德的“无政府主义认识论大纲”。这是这本书的意图令人非常震惊的副标题的标志。费耶阿本德原来打算与拉卡托斯共同写作一本书,而《反对办法》实为费耶阿本德所承当的那部分写作的内容,由于拉卡托斯在1974年忽然去逝,这一计划没能完毕。费耶阿本德在其自传里把《反对办法》称为一种“大杂烩”,由于他加进了许多早期的文章、思想和论点。书的重要思想的引发亦得益于1965年同卡尔•弗里德里希•冯•魏茨泽克在汉堡有关量子论的基础的一次讨论,在这次讨论中费耶阿本德比以往更强烈地认识到,有关科学涉及他自己到当时为止的科学的的抽象和原则的思考同实际的、复杂的、按照具体状况完全是另外一回事的科学实践之间的分歧是非常大的。这一思想成为直到他生命的最后时刻他的思考的一种中心如果不是唯一的中心点。

费耶阿本德的科学哲学思想中充满着人文主义精神,他果断反对科学沙文主义,主张科学与国家的分离,实现多个文化传统在其中平等相处的自由社会，“科学是一种无政府主义事业；理论上的无政府主义比合乎法律与秩序更为符合人性，更容易激励进步。”他强调科学是一种历史传统，它并不需要假定归纳逻辑或知识与经验之间任何其它形式的以及可形式化的关系。从“怎么都行”的原则出发，费耶阿本德主张多元的科学发展模式。他认为理论一元论容易造成把一种理论转变为教条的形而上学，而理论多元论才是客观知识的本质特性。从微观上看费耶阿本德的理论是合理的。科学研究是一种复杂的发明活动，不可能被一种普适的办法所支配。但宏观科学并不是丰富多彩的。其变化呈现出一定的规律性。费耶阿本德混淆了宏观与微观层面的区别。办法需要更新，但不应当没有原则地反对办法。第三节技术发展模式一、技术系统发展的基本动力技术产生和发展直接取决于社会的需要，因此需要是任何时代技术发展的动力。要让社会需要推动技术发展，必须通过技术目的的设定来实现。技术目的规定了技术活动的指向，从而成为人们从事技术发明的准则。技术目的与技术手段之间的矛盾造成技术不停发展与进步。技术发展过程也是继承与突破、持续性与间断性的统一。

1．渐进式发展模式

技术的发展，从大的方面讲，又划分为时间渐进模式和空间渐进模式两类。

·时间渐进模式

所谓时间渐进模式。指的是技术枉时间序列上的分布及其演化，众所周知，人类的产生与发展是与制造工具的劳动亲密有关的。恩格斯在《劳动在从猿到人转变过程中的作用》中使用了“猿类”、“正在形成中的人”和“完全形成的人”概念，概括、厂人类来源过程中的基本阶段。猿类是指生活在千百万年以前的古代猿类，严格意义上讲，他们和普通的动物没有什么区别。“正在形成中的人”则不同．他们此时已能直立行走，并能使用木棍、石块等天然工具，但还没有进行真正意义上劳动。而“完全形成的人”就不同了。他们此时已能够制造卅最粗糙、简朴的工具，他们已从动物界完全脱离出来。

所谓空间渐进模式，是指技术在空间上的分布及其演化。

由于各国、各地区政治、经济、文化、资源等背景的不同，造成国家与国家之间、地区与地区之间生产力发展水平的不平衡，空间的技术差别或曰技术梯度就成就成为小以人的意志为转移的客观存在。以我国为例，改革开放以来，由于地理状况的差别，经济基础的差别以及政策的差别等因素，逐步形成了东部沿海地区，北京、天津等优势地区拥有较为先进的技术，这些地区的技术水平不仅位于全国前列，有些地区某些技术的水平甚至与国际先进水平相比也相差不大。广大中部地区和湖南、湖北、河南、河北、安徽、江西等地区，则处在技术的中间状态，而广大西部地区及边远地区则技术相对落后，发展较慢，从技术水平的分布上，我国从空间上形成了高、中、低_：三个明显的技术梯度级。就世界范畴而言，也有这种现象，例如美国、日本及欧洲大部分国家技术水平居世界前列，中国、埃及、巴西、墨西哥等国家则处在中间层次及亚洲的许多国家则相对落后。

然而，技术的开发与运用并非在空间上一成不变，在一定的条件，也会发生迁移。这种梯度递进的迁移模式普通是先进地区，先进国家逐步向落后地区、落后国家转移、扩散。这种扩散转移普通采用两种形式．其一是技术以学术信息的形式按技术梯度层次向外传递，其二是技术原理，设计等软件以及设备、仪器等硬件技术，按可接受的技术梯度进行有偿转让。值得注意的是，这种梯度转移在一定条件下也会发生逆向传递，涉及美国、日本等许多发达国家不停从发展中国家汲取技术营养就是一种明证。

2．突变发展模式

所谓突变模式，是指某些国家和地区，以较短的时间，快速跃过技术先进国家和地区发展的进程，技术水平在短时间内达成一种新的高度的发展模式。

突变发展模式在世界几千年的技术发展史上，特别是近二三百年的技术发展史上，典型事例比比皆是。以德国为例，德国l9世纪50～60年代才开始大规模的工业革命，1871年，普法战争后才成一种统一的国家。但短短30年时间，德国就一跃而超出英、法等老牌资本主义国家而成为当时全世界技术的中心。美国l6世纪还是印地安人的氏族公社阶段．独立战争之后的1776年7月，才正式宣布脱离英国而成立美利坚合众国，而到了20世纪初，它居然超出全世界全部发达国家向成为当代科技学技术的中心。技术的突变发展模式以及这些成功的案例，对中国今天的改革开放含有十分重要的借鉴意义。二、技术革命及技术发展趋势

技术革命则不同，它指的是由于一项新的技术或一群新的技术的出现，而造成整个技术原理的根本变化和整个人类改造自然的能力的划时代的提高。例如蒸汽机技术的出现造成了欧洲工业革命的出现，电力技术的出现从根本上变化了人类的能源机制。半导体技术的出现，使通讯领域产生了翻天覆地的变化……一场技术革命的到来，必然带来社会生产