技术观与技术方法论

1、第三部分 技术观与技术方法论,第8章 技术观的基本问题 第9章 技术方法 第10章 技术的演化发展,第8、9、10章的综合内容,一、怎么理解技术？ 二、常规技术设计的一般问题 三、技术发展的模式,技术是否就是科学的应用？,是否每一项技术成就都离不开科学？ 工程师处理问题的方式是否与科学家处理问题的方式相同？ 是否只有科学发展了，技术才能发展,一、什么是技术？,（一）技术与科学的区别 （二）技术的一般理解,（一）技术与科学的区别,区别,技术,科学,研究 对象,人工体系,自然体系,求用,研究 目的,求知,研究 核心,社会 规范,怎么做,是如何,需要保护,不需要 保护,1、研究对象不同,科学的对象是

2、自然界 技术的对象是人工自然系统、技术人工客体,2、目的不同,科学的目的是求知 是理解世界而不是改造世界 是解释自然而不是控制自然 技术的目的是求用 通过设计与制造各种人工事物来改造自然、世界,工程师处理问题的方式是否与科学家处理问题的方式相同？,3、研究的核心不同,科学处理的问题是事物是如何的”(how things are) 技术处理的问题是，事物应当怎样做(how thing ought to be)，即为了达到目的和发挥效力，应当怎样做,科学 know that “事情是如何的”？ 技术 know how “怎么做/制造”,科学规律,技术规则,“如果 x 知道y ，则x 知道怎样去做或

3、制造y” “如果 x 知道怎样去做或制造y，则 x 知道y” “x 知道y ，当且仅当x 知道怎样去做或制造y”,从科学规律能直接 推导出技术规则吗？,技术规则与科学规律关系,科学规律：根据核物理，如果235U物质达到其临界质量（12磅），那么它将会产生链式裂变,想要制造出原子弹,只有提炼出超过12磅的235U，才能够实现这一目的,技术规则：开设核燃料工厂提炼235U,行动者A意愿要达到G A相信除非他采取K的行动，否则无法达到G 所以，A采取K的行动,行动者A们意愿要制造出世界上第一颗原子弹 A们坚信除非能提炼出超过12磅的U235。否则就无法达到目的 所以A们在美国田纳西州开设核燃料工厂提

4、炼U235,如果一个对象金属，那么该对象能够导电 a是金属 那么a能够导电,科学解释,解释者： L1，L2， Ln C1，C2， Cn 被解释者： E L： 规律陈述集 C： 先行条件陈述集 E： 描述被解释事件的语句集,什么是技术规则？（246）,人类某类技术行为的一个共同规范，体现为“目的-手段”链，是实现特定目的的行为规范 1、告诉人们“怎么做”（know how） 2、规定的是一个行动的过程，是达到某个特定的目标的某种普遍性的技术行为序列 3、采用规范的陈述表述,技术规则的评价标准（247）,评价一个行为规范的核心不是问“真”与“假”，而是看这一行为是否能够有效地实现目的，即是否有效效

5、用问题 有效性判定取决于以下因素： 1、目标-手段链的关系 2、理性的评价标准：科学规律或因果规律,科学规律与技术规则的评价（218）,二者评价标准是不同的： - 科学规律（Law)的评价标准是“真” - 技术规则（Rule)的基本评价标准是“效用”,“知道事物是如何的”并不能够直接推导出“事物应当怎样做” 科学规律只能为相应的技术规则“奠基”（fund），但不能推出规则及其有效性,4、社会规范不同,科学共同体的基本规范 科学知识公有、无国界的、无专利的,技术是私有的、有国界的、有专利的，泄漏技术秘密、侵犯他人的专利与知识产权是不道德的，甚至是违法的,创新（或研发）的私人收益 与社会收益,收益

6、 或 成本,成本,研发支出水平,社会收益,私人收益,C,S,最优补 贴水平,“直到现代不能在创新方面建立一个系统的产权仍是技术变化迟缓的根源” “一套激励技术变化，提高创新的私人收益率使之接近社会收益率的激励机制，仅仅随着专利制度的建立才被确立起来” 诺斯经济史中的结构与变迁,技术创新的特点,I、作为一种求利性活动的技术创新是在一定的制度结构下产生的 II、创新的多角色特点决定了有关创新者对创新成果的产权制度的重要性 III、技术创新的不确定性也使其离不开一定的制度结构,（二）技术的一般理解,从词源学上来看： techne 技能、技艺 technology 方法、手段、规则体系,从技术研究的内

7、容来看（205）,、作为客体（object）的技术 、作为知识（knowledge）的技术 、作为活动（activity)的技术,、作为客体的技术,技术可以看作是关于人工事物的研究,技术客体与自然科学研究的对象物理客体是否有区别呢？,我们怎么描述千变万化、形态各异的技术客体呢？ 我们能否得到关于这些客体最一般的性质描述方式？,电视机、眼镜、体温计、汤匙我们是根据什么来给它们命名的呢？ 功能性的名称外部表现与性能,工程师在设计一个人工物品的时候，你们认为最一般的设计的起点是什么？,技术功能,技术功能：我们把各种技术装置、人工物的外部表现与性能，称之为人工客体的技术功能 或者说，凡是为了直接或间接

8、满足设计者、制造者或使用者需要，服务于人类一定目的与意图的人工事物的外部表现与性能都可以称作是技术功能,人工制品具有特定性质 - 详细开 的结构 的物理现象 列的性质 人工制品的 功 能 同一功能可能具有不同结构，二者之间存在着一多对应关系,技术客体二重性,一个物理客体是一种功能的载体，正是藉助于功能这客体成为一种技术客体 关于功能的理解不能离开人的目的与需要，或者说功能的概念需要在使用者的意向性行为的语境中来得到理解,人类描述实在的两个基本概念,第一，我们至少将世界的组成部分看作是物理客体，它们是借助于自然科学的概念，如位置、速度、空间维度以及其他物理量等等，来加以描述 第二，我们看到主体（

9、agents），我们是借助于意向性的概念，如思想、愿望、意志以及信念等等，来描述它们,人工客体的结构与功能的比较,当我们描述技术人工客体时，我们也同时运用这两个基本概念： 技术人工客体都是物理客体，它用物理概念，例如这条钨丝有15毫米长来描述 也用意向性概念如技术功能来加以描述，这钨丝具有发光的功能,技术客体二重性,一个技术人工客体的描述是运用两种概念来进行描述的： 物理概念与意向性概念 在这一意义上技术人工客体具有：物理的和意向的二重性,技术人工客体二重性（208）,一方面，任何技术客体的一个本质的方面，就是它的功能(function)，它是各种技术装置、人工物的外部表现与性能 另一方面，技

10、术客体是带有特定物理结构（物理性质）的物理客体，它的行为是由自然律来支配的,技术客体的基本描述方式,技术客体,物理概念,功能概念,结构的描述模式,功能的描述模式,、作为知识的技术,技术也可以看作是为了完成特定目标而协调动作的方法、手段和规则相结合的智能体系，包含以下三个层面的理解： 1、技能，在制造和使用人工物过程中的体现出的非知觉的感觉运动的技能 2、技术规则，为达到某种类型的目标的一个带有某种普遍性的技术行为序列 3、技术理论，技术规则的系统化,常规设计中的技术知识（243）,fundamental design concepts (operational principles and n

11、ormal configurations) design criteria and specifications theoretical tools(mathematics, reasoning, laws of nature) quantitative data (descriptive and prescriptive) practical considerations design instrumentalities(procedural knowledge),公路桥涵设计规范钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程,、作为活动的技术,技术就是制造和使用人工物的过程 “制造”的概念，侧重于人

12、们造出自然界没有给我们提供的东西,技术的一般定义,技术是人类实现目标的实践智能体系，其中，人们设计、制造、调整、运作和监控各种人工事物及人工过程的知识、方法及技能等构成了这一智能体系的基本组成部分,二、常规技术设计的一般问题,（一）技术方法的一般研究（231） （二）常规技术设计技术问题分析（237）,（一）技术方法的一般研究,技术认识过程的阶段分析： 1、问题是什么？ 2、基本设想有什么可供选择的方案 3、检验选择能够最好实现目的的方案,（二）技术问题分析,1、定义技术问题的两个方面 2、技术问题的表达,1、定义技术问题的两个方面,（1）需要研究 （2）环境研究,（1）需要研究,当我们说一个

13、技术客体具有某种功能的时候，就意味着在人类的行为语境中，它可以作为实现一定目的的手段，体现着人类的意愿、信念和愿望 因此，在常规技术设计中，借助技术客体二重性的知识，需要研究可以转化为：能够实现人类需求的技术客体或体系的基本功能,技术问题表达,一方面体现为技术客体系统功能上的冲突 另一方面体现在功能要求与实现这一功能的物理结构属性之间的冲突,（2）环境研究,当确认技术系统的功能要求与可能的理想解后，进一步的工作就是确定可用的客体、能源、信息等，这些可用资源与系统中某些元件组合将改善系统的功能,结合环境研究的技术问题表达,Who: 谁有问题？ What: 问题是什么？相关资源是什么？ When:

14、 问题什么时间、什么环境出现？ Where: 问题发生之处？ Why: 问题产生的原因？ How: 问题如何发生?,问题分析案例,“为了制作预应力钢筋混凝土，需要拉伸钢筋（钢条），然后在拉伸状态把钢筋固定在模型里并注入水泥。在水泥硬化后，把钢筋两头松开，钢筋缩短并使水泥收缩，从而提高了钢筋混凝土的强度。”,问题情境分析,方案一：利用液压千斤顶拉伸钢筋 方案二：利用钢条进行电热拉伸法 方案三：利用能承受更大力的钢丝进行电热拉伸,问题转化：,最小化问题：在原系统中减去缺点或在原系统中加入所需要的优点（新的性质） 最大化问题：通过彻底取消限制（要求）而得到，即允许用原理上新的系统取代原系统,最小化问

15、题分析,在制作预应力钢筋混凝土时，用电热法拉伸钢丝，但加热到计算值（700）时，钢筋丧失力学性能 怎样消除这一缺点？,问题建模,描述问题中的技术矛盾和要素（原技术系统的各部分）以及它们之间的矛盾造成的技术矛盾，保留了足可表述技术矛盾所必要的要素 本实例的模式是：给定热场和金属丝，如加热到700，金属丝得到需要的延长量，但丧失强度,技术问题的表达,每一技术矛盾均可用两种方式表述： “如果改善A，B则恶化” “如果改善B，A则恶化”,三、技术发展的模式,是否科学发展了技术才能够发展？,三、技术发展的模式,（一）技术发展与科学发展的历程（213） （二）技术发展的动力机制（254） （三）技术创新的

16、一般理解（269）,（一）技术发展与科学发展,前科学时期技术： - 科学与技术形成相互独立学术传统与工匠传统 - 技术通常来源于经验及经验积累,二次工业革命前的科学与技术,- 科学的飞速发展为新技术的产生和技术的改进提供了条件和思想源泉 技术为科学的发展提供了新的课题和更新手段，科学依靠干预自然的实验手段和技术来认识自然,第二次工业革命之后,“以科学为基础”是现代高技术的典型特征 - 新的工业革命引进了以科学为基础的技术 - 新的产业普遍建立工业实验室或研发实验室 - 世界上各种大公司雇用了大批的科学家为技术服务,（二）技术发展的动力机制,什么推动了技术的发展 ？ 科学发展与技术发展的关系 技

17、术发展的一般模式,什么推动了技术的发展？,技术手段与技术目的之间的矛盾构成技术发展根本矛盾，并贯穿始终 - 手段如何满足目的需要 如何在实现目的过程中避免手段与目的相背离,科学发展与技术发展的关系,技术发展是否遵循“科学技术经济发展”的线性模型？ I、科学的发展是技术发展的前提吗？ II、基础研究与应用研究之间是否冲突？求知与求用的目的之间是否冲突？,发明创造的等级划分及知识领域,技术与科学的协同进化（267）,II、技术发展推动科学科学发展 - 来自技术发展的应用目的能够引发、推动基础研究技术推动科学的发展 - 技术发展为科学发展提供了重要的物质手段,科学发展与技术发展的关系,技术发展与科学

18、发展是协同进化，二者之间呈现出多样的、非线性关系 从科学发现到技术上的实现、经济的可行是一个复杂过程 出于解决技术问题的需要而引起的科学研究，有可能带来基础研究与技术开发的重大进展,技术发展的导向机制,1、科学理论导向型 2、社会/技术需要导向型 3、现象发现导向型 4、日常改进型,技术发展的导向机制,（三）技术创新的一般理解,技术创新的基本理解（269） 国家创新体系（273）,技术创新的基本理解,熊彼特的创新理论 创新的内涵 技术创新与技术发明,熊彼特的创新理论,将创新与经济发展联系起来。创新被认为是现代经济增长的源泉与核心，国家的竞争力很大程度上取决于创新能力,创新的内容,采用一种新产品

19、或者某种产品的新特性 采用一种新的生产方法 开辟新市场 发现或控制某种新材料或半成品的供应来源 实现工业上的新的组织，其中包含着组织创新与管理创新,技术创新是否等同于技术发明？,发明（invention)是完成一种新设计构想、一种技术方案或一种改进了的装置、产品、工艺或系统的模型，其核心特征就是新的构想或新的技术设计方案,创新(innovation) 是新想法或新的技术方案在商业上的实现，是新工具或新方法的实施（implementation)，是发明的第一次商业化，是一种经济活动或行为 发明不一定导致创新，但创新的前身大多是发明,技术创新的内涵,新产品的制造、新工艺过程或设备的首次商业应用有关

20、的技术的、设计的、制造及商业的活动 涉及技术创新成果的社会价值转化过程 实现市场价值 技术的社会属性，决定了技术创新过程不仅仅是技术发明,技术创新,新的技术（包括新的产品和新的生产方法）在生产领域的成功应用，包括对现有技术要素进行重新组合形成新的生产能力的活动。包含了： - 新发明、新创造的研究和形成过程 - 新发明的应用和实施过程 - 新技术成果商业化的全过程：新技术的商品化、产业化扩散过程,技术创新包含： 产品创新 过程创新 扩散,为什么中国没有爆发工业革命，并在17世纪末开始逐渐落后于西方？,为什么产业革命首先爆发在西方，更确切来说，在英国首先发生？,工业革命的本质与核心,那就是生产技术

21、的根本变革,集中于蒸汽机的使用所引发的矿物资源的开发,工业革命前后的重要发明,1712年英国人汤姆斯钮考门获得了稍加改进的蒸汽机的专利权 1764年詹姆斯哈格里夫斯珍妮纺纱机 1778年约瑟夫勃拉姆抽水马桶 1796年塞尼菲尔德平版印刷术 1797年亨利莫兹莱螺丝切削机床 1781年詹姆斯瓦特改进了钮考门蒸汽机，现代蒸汽机成型 1807年富尔顿造出用蒸汽机做动力的轮船 1812年特列维雪克科尔尼锅炉 1815年 汉戴维 矿工灯 1825年史蒂芬孙发明的蒸汽机车试车成功 1844年 成廉费阿柏恩兰开夏锅炉,1700年的英格兰制度环境,到1700年（工业革命前夕），英格兰的制度环境为增长提供了适宜

22、的环境，其制度创新为推动经济增长的物质资本和人力资本提供了比较广阔的发展空间,相关的制度环境,产业管制的减少和行会权利的衰落促进了劳动力流动和经济活动的创新 股份公司、存款银行、保险公司的出现降低了资本市场交易成本，鼓励了资本流动 最重要的是，议会的最高权威以及纳入普通法之中的财产所有权，为保护和鼓励生产性活动的立法体系提供了一个基本框架,产权制度,1624年英国诞生了第一部专利法独占法，直接激励了人们的技术发明和创新活动,“持久的经济增长都起因于一种适宜所有权演进的环境，这种环境促进了从继承权完全无限制的土地所有权、自由劳动力、保护私有财产、专利法和其他对知识财产所有制的鼓励措施，直到一套旨在减少产品和资本市场缺陷的