技术人工物全维度演化公理的构建过程回顾及核心公理极简版

内容简介:

   本篇博文两个主要内容。一个是回顾技术人工物全维度演化公理的构建过程。另一个是给出技术人工物核心公理最简版。为阅读方便，核心公理最简版先放在这儿:

技术人工物核心公理极简版(称为人工物生成与发展基础公理体系)如下:

说明：本公理体系给出了实体技术人工物的逻辑起点及其生成方法。

      本公理体系适用于实体技术人工物。

公理一（基元存在性公理）

人类可及的范围内，存在满足人类物质或精神需求的（最简）原始基元。该原始基元具有为人类应用的潜在功能。  

公理二（重组与迭代公理）

原始基元具有可被感知、改变或重组（含定向操作与随机组合）的特性。感知，改变或重组得到的新结构称为人造物。人造物可以进行有限次改造和重组。有限次改变或重组（含迭代）仍为人造物。人造物具有为人应用的可能性。可为人类应用的人造物称为人工物。

核心公理极简版与皮亚诺公理高度同构。

极简版公理是道家哲学在技术人工物领域的应用，是道家哲学在技术人工物领域的可操作性转译。

以下是正文。

自2025-12-26在科学网博客（链接地址：https://blog.sciencenet.cn/blog-3317547-1515997.html）

提出技术人工物全维度演化公理以来，后续主要研究了技术人工物结构统一理论和元假设公理。目前元假设公理的研究已初步告一个段落。技术人工物结构统一理论研究的工作，进行到审查完善技术人工物全维度演化公理的日程。作者认为，完善技术人工物全维度演化公理，有必要回顾建立公理的初心，有必要回顾演化公理的形成过程。

研究过程可以分为五个阶段。

一、第一阶段： 早期研究阶段:初次提出人工物公理阶段

早期研究阶段回顾的主要依据是作者在2021年7月16 日整理装订（基于打印手稿）的《技术人工物研究笔记——技术人工物的结构严整性及人工物的生物学类比》（上下册，约40 万字，已作了著作权登记，以下简称为“小册子”），和近几年陆续发表的博文。

小册子基本是按照时间顺序编排的。按照这个时间线索，2019—2021年的研究工作有一个基本的顺序。而2019 年之前的工作，散见于作者的各种手写稿笔记中。这个工作自2015年开始。作者2011年博士毕业后，用了四年时间，学习数学系的数学。目的仅仅是出于爱好，继续完善博士论文（这完全是一个自愿的工作，不是“博士后”）。这四年，主要结合数学学习，优化完善并联机器人的运动学数值解解法，而研究机械理论较少（这四年的研究笔记也已集结成册）。2015年后，转入研究步行机器人和机械理论。这个小册子是在2019——2021 年的研究笔记。关于这方面更早的研究笔记，没有收集装订。这个小册子是一个初步总结（书内有多个结构严整性的论文撰写大纲）。

2019年7月9日，作者阅读学习《公理设计—发展与应用》（美  Nam Pro. Suh著  谢友柏等译  机械工业出版社2004年9月）一书。同时还阅读学习了《数学哲学》（张景中、彭翕成著，北师大出版社  2014年）。重点学习“公理是什么”（第十章第25——26页）等章节。并作了学习研究笔记。实际上，在这个时间段之前，就开始研究技术人工物的基本原理或者是底层逻辑。这个时候还注意到精确数学和近似数学（《数学哲学》同上，第十章第五节）的重要差别.这个差别构成了机械原理两个新假设的源头（科学网韩方元博客科学网博客链接地址：https://blog.sciencenet.cn/blog-3317547-1451999.html），也是构建元假设公理的起点。

2019年10月25日高铁卧铺去深圳（参加一个朋友公子的婚礼），2019年10月26日在威斯汀酒店写下了“机械原理结构严整性”的论文提纲。

在这个提纲中，提出了几个基本原理，即机构学基本原理。 2019年10月31日回到北京，又对提纲进行修改整理。其中，基本原理包括连接原理、分解和整合扩展原理（增材和减材原理）、功能再生原理。这是技术人工物底层结构的基本原理。

这个基本原理包括以下内容（原书稿内容，删除说明和解释文字，修改个别错字）：

“(一)，连接原理。两个机构细胞，或两个机构细胞的组成元素或者是机构细胞的组合体，只有通过连接子或连接表面才能连接在一起。自然表面不具有可连接性。连接分为固定连接和活动连接两种。或是固定连接与活动连接的相互转换的混合形式。

(二)，分解整合原理增材和减材原理

分解原理：一个细胞或者一个细胞的构成元素可以适当的分解。分解后，变成两个元素或者是两个细胞。如果分解恰当，分解后保留原来的功能。

整合原理:

  两个机构细胞可以固定连接在一起，两个机构细胞变成一个机构细胞，而机构细胞的连接表面丢失两个。·······多个构件也可以形成一个大构件。······

  分解和整合。包括可简化、繁化。一个机构基本单元，在仍能保持原来的功能的前提下，我们可以去除它的一部分。也可以在这个构件上增加一部分东西，而不改变它的基本功能。或者使它增加某些辅助功能。不一样的结构形式，外形形状，不是唯一的。是可变的，基本功能是相同的。

(三)，基本单元或元素机构细胞具有被赋能性。

例如连接能力可以再生。机构如何与外界发生联系，连接是它一个最重要的功能。如果一个机构元素或者一个细胞，其表面的连接区域已经用完或不足以同外界连接了，可以通过定义使其表面产生新的连接能力，产生新的连接表面区域。

······

理想连接子两个曲面重合连接后，仍为二维曲面。······”

2020年主要研究技术人工物的基本定义和层次划分以及结构与功能的关系等等。层次划分的依据主要类比和参考生物的结构层次。

到了2021年4月6号。形成了理想基体存在性公理，理想连接存在性公理，人类意愿和能力公理等三个公理。这是第一个以公理形式出现的文本。下面是2021年4月21日下午补充完成的三个公理的文本。

小册子提到：“这几天完成了几个版本，各有不同，下边是其中一个版本:”（山庄陆行侠2021/4/28发到电脑）

人工物三公理

第一公理：基体存在公理。

1，基体是存在的，

2，基体的特性既是稳定的，又是可以改变的。

即基体并不是所有的物体都是人工物基体，作为人工物的基体只是物质的一小部分。同生物类似，组成生物的物质只是物质的一小部分。

基体具有可变性。在基体的定义中，有连接表面连接能力。 

第二公理  人的需求和能力公理。包括两层含义：

即人有无限的需求和实现这种需求的能力。

1，人对物质生活和精神生活的需求是存在的，而且是不断增长的，

2，人具有实现自己需求的能力，这个能力也是不断增长的。

人即有需求的愿望，又有实现这种愿望的能力。动物则不然。 

第三公理  连接公理，连接子存在公理

1， 基体具有连接能力，

2，基体具有获得新连接功能的能力。

连接能力有天然的和人为的两种，两种都是存在的。”

······

这是第一次用公理称呼技术人工物的结构基本原理。 

在对技术人工物公理做了反反复复的修改后，2021年7月中旬，形成了五六个公理文本。最后一个文本是这样的（2021年7月17日的版本，以下内容删除了说明和解释的文字）：

“人工物成长三原理（20210717第七稿晚9:00修改打印）。回答人、物关系，包括人的特性，物的特性和物物关系。基本原理有三个。

第一基本原理：讲人的特性，人的需求和能力原理（人工物产生和进化的动力）。包括三层含义:

1.1，人是具有物质和精神追求的（人对物质生活和精神生活的需求是存在的（存在性））。人对于精神和物质的追求是不断增长的。

······1.2、人具有感知和评价物体（自然物和人工物）的特性的能力。包括对主观感受的特性和客观特性的感受和评价。这种感知和评价能力是可以再生的和可以变化的。

  ······

1.3、人具有实现自己（和群体）的主观或客观或主观加客观需求的能力，这个能力是不断增长的。

人即有需求的愿望，又有实现这种愿望的能力。动物则不然。

人可以让一个基体具备满足人的愿望的功能。及通过改造或者加工，让基体完成它的功能，满足人的需求。

第二基本原理。讲物的特性，物质（物体）基础原理，物体功能存在原理。包括三层含义:

2.1，至少存在两类物体，这两类物体能够满足人的主观或客观需求，或既能满足精神要求又能满足物质要求。这两类物体，一类是自然界存在的，另一类是人可以创造出来的。

······

2.2，这类物体的特性既是稳定的，又是可以改变的。改变，包括人工改变，自然力（例如时间）改变，观念变化形成的改变。

2.3，这类物体的特性是可以被人感知的。感知的结果是可以变化的。

······

第三基本原理：连接原理。讲的是物物关系，包括三层含义：

3.1物体与物体之间是可以连接的。连接后的新物体还具有可连接性。

······连接是广义的。······

3.2连接后的产物仍然具有满足人的主观或客观或二者需求的可能性。

新的产物中存在人工物。演进成为可能。

3.3连接后的物体的特性即是稳定的，又是可以改变的。

······”

这一次的文本表达又用了“原理”一词。关于公理的名称，也是作者反反复复推敲斟酌的问题之一。

还有一部分关于公理的内容，当时没有收录在小册子。现在看来还有待于进一步研究。

以上介绍的一些情况是在第一篇关于技术人物公理的博文发表之前进行的一些研究。实际研究起点要比这个早。

第一阶段，技术人工物的生成基础物质是物体。第一阶段，是技术人工物公理从无到有的过程。至此，得到了人工物公理的雏形。雏形具备了生成类公理必须具备的两个要素。基础单元(至少存在两类物体)和生成方法。而且雏形还提到动力学问题，这是一个大胆的尝试。

二、第二阶段：提出人工物结构学公理

2024年下半年，重点研究技术人工物公理。发表了“刍议广义机械科学基础逻辑架构重建之十四：人工物结构学公理（一）”和“刍议广义机械科学基础逻辑架构重建之十五：人工物结构学公理（二）”。（韩方元科学网博客链接地址：https://blog.sciencenet.cn/blog-3317547-1457451.html

和https://blog.sciencenet.cn/blog-3317547-1457518.html）

这两篇博文公布的公理是在上述研究的基础上，筛选出来的结果。这两篇博文主要研究内容包括：

第一章、引言部分包括，第二章   人工物结构及其传统生成方式，第三章  人工物生成方式的共同点和统一方法，第四章 各学科第一性原理、公理和假设的现状分析。第五章  广义机械结构科学的基本逻辑基础：人工物结构学公理，第六章   结论与展望。

在这两篇博文中，首次提出的人工物结构学公理。人工物结构是一个学科。主要区别于人工物理论。人工物结构公理包括三组公理。

第一组命题：存在性公理

至少存在一类物体，这类物体能够满足人的主观或客观需求。

第二组命题：可变性与可连接性公理

技术人工物的特性是可以改变的，且物体与物体之间是可以相互连接的。改变或连接后的新物体仍具有可改变性和可连接性，这种改变和连接可以进行有限次。

第三组命题：可持续性原理

有限次改变或连接组合后的产物（新物体）仍然具有满足人的主观或客观需求或主观和客观需求的可能性。”

第二阶段，技术人工物的生成基础物质仍然是物体。从第一阶段到第二阶段,仍然是一个基本的构建过程，有完善，有取舍。第二阶段把人工物公理称为人工物结构公理。这儿人工物结构是一个组合名词。“人工物结构”公理强调的是人工物的结构，而不是“理论”。与第一阶段的文本比较,第二阶段的文本没有提及第一驱动力和动力学问题。这是考虑与现有的公理体系“对齐”的结果,是不敢“越雷池半步”的结果，是出于“安全”考虑的结果，是比较谨慎的体现。

三、第三阶段：提出技术人工物核心公理和构建技术人工物全维度演化公理

2024-10-29后的继续研究，公理文本经过多次修改，分五次发表。每一次都有比较大的改动。这一部分的主要内容（参见技术人工物核心公理和全维度演化公理（一）和技术人工物核心公理和技术人工物全维度演化公理（一）续和韩方元科学网博客。2025-10-2 和2025-10-25链接地址：https://blog.sciencenet.cn/blog-3317547-1504396.html）链接地址：https://blog.sciencenet.cn/blog-3317547-1507370.html）

包括：

1、以公理为基础的学科的一般结构

2、技术人工物全维度演化公理之公理前概念集合

3、技术人工物核心公理和全维度演化公理

去年10月底作者在科学网博客发表了关于技术人工物公理的博文。这个公理体系包括，三个命题。其公理的基本结构类似于皮亚诺公理：公理给出了一个起点，即原始物，给出了一种方法，称为内置方法。

自发表后，作者一直没有停止对公理体系的思考。这一个过程，突破了关于公理独立性的限制和关于不证自明的束缚。引入了多个公理分支。回答了增加动力性公理，方法公理，约束公理关系公理等的可能性，合理性必要性。建立了全维度演化公理体系。全维度演化公理把现有的公理外置的内容放到公理内。这是一个新做法。这一阶段，把物体的特性改为物质的特性。

技术人工物全维度演化公理体系包括六组公理22命题。 它们是：

第一组公理：物质的特性公理（聚焦结构与可能性）

本组公理共4个命题， 原始物质存在性命题， 物质重组命题，时间变量命题，技术人工物系统内部作用公理 。 

第二组命题：人的特性命题。本组公理共4个基本命题。

包括人的需求命题，人的能力命题，人的能力的储存，传播和传承命题，生成方法转移命题 。

第三组公理：动物（包括人）-技术人工物-环境关系公理（共3个命题）

人对人工物与环境的感知与认知命题：生物（人）-人工物-环境跨主体互动公理，结构-功能-需求-环境的关系命题。 

   第四组公理：约束公理   本组公理共有5个命题：

物理约束命题，逻辑约束命题， 社会约束命题，寿命约束命题，约束互动命题：

   第五组公理：方法公理（连接人的意向性与人工物现实性的实践中介）。本组公理共5个基本命题，方法必要性命题，方法多样性命题，方法动态性再生性和递增性命题：方法约束性命题。

第六组公理：共生与协同演化公理（本组公理共有3个命题）

人工物具有承载和接受其他人工物生成方法的可能性；或在人类的引导下，人工物具有组合可能性.

整个公理体系从物质基础（第一组）出发，通过人类动力（第二组）和交互关系（第三组），在约束条件下（第四组），通过方法实践（第五组），最终走向自主演化（第六组）。六组公理层层递进，相互支撑，形成了一个完整的技术人工物理论框架。

技术人工物核心公理 （2025版本） 包括一组公理四个命题：

第1号命题  原始物质存在性命题，第2号 命题  物体重组命题。

第3号命题 ：时间变量命题， 第4号公理 ：技术人工物系统内部作用命题。  

第三阶段，指出技术人工物的生成基础物质是物质。从物体到物质，表达更严谨，外延有拓展。这个过程，与第二个阶段形成鲜明对照。这个过程，挣脱了所有束缚，任马由缰，随意驰骋。这是一个宏大的扩张过程。这是一个没有先例的探索过程。一路有选择，有取舍，有顺畅，有曲折，有倒退，有疑虑，有欣喜。整体是进取，扩张。在公理体系不断“胖大”的过程中，有依据理想推动不断增加命题子集的动力，又有体系庞大形成的焦虑。因为如此庞大的公理体系，没有先例。为安全考虑，公理保留了两个版本。一个是核心公理，一个是全维度演化公理。

第三阶段，公理名词虽然没有“结构”二字，但是公理的应用领域还是人工物的结构领域，而不是“理论”领域。

   四、 第四阶段:技术人工物核心公理和全维度演化公理修订和优化阶段

 下面三次的博文，是对前面提出的技术人工物核心公理和全维度演化公理的全面修改补正和优化。这三个博文的主要内容(目录)如下(是以上两篇博文的延续):

4、技术人工物全维度动态公理的简单简要解读

5、皮亚诺算术公理与技术人工物核心静态公理的比较研究

6、技术人工物核心公理版与全维度演化公理版的比较

7、公理体系从不证自明性到实用性和广泛接受性的转变

8、从确定性命题到概然性命题的转变

9、结论。

(博文内容参见:韩方元科学网博客。技术人工物核心公理和技术人工物全维度演化公理（二） (2025-10-27)链接地址：https://blog.sciencenet.cn/blog-3317547-1507718.html

技术人工物核心公理和技术人工物全维度演化公理（二）续一（2025-12-26)链接地址：https://blog.sciencenet.cn/blog-3317547-1515991.html）

技术人工物核心公理和技术人工物全维度演化公理（二）续二2025-12-26链接地址： https://blog.sciencenet.cn/blog-3317547-1515997.html）

这一个阶段的修改，一个目的是回应可能的诘难;还有一个缘由是借鉴伊诺莎宾的伦理学的经验教训。例如,正确处理形式上的不完备性，前提的独断性，以及复杂的人性等问题。这一个阶段的研究，坚定了从确定性命题到概然性命题的转变的信心，克服了关于公理必须不言自明的思维惯性。对于一名现代哲学家来说，现代公理重视解释力，司空见惯。而对于一个业余爱好者，却需要阅读足够文献，实现思维的转变。因为潜意识中，公理必须是不言自明的“真理”。

第四阶段，技术人工物的生成基础物质改为原始基元。从物质，又到原始基元。这是一个质的跃迁。原始基元包括有形原始基元和无形原始基元。这为以实体技术人工物为载体的无形人工物的研究奠定了基础。

第四阶段，除优化文本外,还有一个目的是建立和强化全维度演化公理的合理性基础,并获得认可全维度演化公理的信心。

五、第五阶段：核心公理再优化和全维度演化公理全面修订阶段

在这次回顾之前的两周内，提出了技术人工物核心公理的极简版。这是一个应用奥卡姆剃刀最彻底的一次优化过程。极简版真正做到了极简。因为极简，特别是与皮亚诺公理高度同构，作者对极简版公理体系的合理性获得了充分的信心 。

技术人工物核心公理的极简版本(称为人工物生成与发展基础公理)如下:

说明：本公理体系给出了实体技术人工物的逻辑起点及其生成方法。

      本公理体系适用于实体技术人工物。

公理一（基元存在性公理）

人类可及的范围内，存在满足人类物质或精神需求的（最简）原始基元。该原始基元具有为人类应用的潜在功能。  

公理二（重组与迭代公理）

原始基元具有可被感知、改变或重组（含定向操作与随机组合）的特性。感知，改变或重组得到的新结构称为人造物。人造物可以进行有限次改造和重组。有限次改变或重组（含迭代）仍为人造物。人造物具有为人应用的可能性。可为人类应用的人造物称为人工物。

极简版公理与皮亚诺公理高度同构。极简版公理是道家哲学在技术人工物领域的应用，是道家哲学在技术人工物领域的可操作性转译。

在回顾中，又对全维度演化公理作了重要修订，全维度公理文本得到充实和提升。

全维度公理文本修订后字数有增无减(修订初稿字数增加2000多)。对于全维度演化公理不断增大的庞大“身躯”，仍然“心怀不满”。公理，应当由公理的“样子”。简单，不臃肿应该是基本的要求。未来可能会挥动奥卡姆剃刀，适当删减一番。

下一篇博文，将讨论全维度演化公理文本的修改过程等。

第五阶段，走向两个极端。一个目标是追求极简，另一个目标是追求完美、全面和系统。一个向简而行，一个是向繁而冲。各得其所。

这次回顾，还注意到小册子记载，在2020年9月21日下午，提出了三大类物质的分类方法和建立技术人工物统一理论的构想。

这次回顾，还发现人工物公理的名称不十分妥当。有修改的必要。

这次回顾，还是颇有收益的。

End

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