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博文

第九章 后现代科学与高技术(上)后现代科学 高技术 精选

已有 2325 次阅读 2017-3-8 21:42 |个人分类:科技史|系统分类:论文交流|关键词:科学 文化 后现代 高技术

复归不是终点,科学技术从来没有停止步伐。后现代科学初露端倪,高技术风起云涌,后现代科学和高技术正在回应文化的挑战。

第一节  后现代科学

一、现代科学的趋势

现代科学正沿着三个方向前进。其一,沿着量子阶梯下行和时间之矢回溯,在小尺度上研究夸克及比夸克更低的层次,在大尺度上探索极早期宇宙及其起源。其二,沿着量子阶梯上行和时间之矢顺行,在小尺度上研究生命起源、人体如意识,在大尺度上探索生态及其演变。其三,研究不确定性,如混沌、分形、分岔等。到19世纪末,科学家们发现,在上述三个方向上有一些新的问题、新的概念、新的观念正在浮现。

在第一个方向上,主要有玻姆的“隐秩序”、“量子势”、“靴绊假设”等。物理学家们发现,没有任何部分的性质是基本的,它们都可以由其他部分的性质导出[1]。在第二个方向,生命科学强调历史和整体的观念。生态学进一步将生态环境与生物及其进化结合起来。人脑和意识领域则更为复杂、随机或混沌。更深刻的挑战来自第三个方向,这一方向肇始于19世纪末的热力学。混乱、无序的热运动通过统计力学被纳入牛顿力学之中。彭加勒的工作开始了一个新的领域,但被淹没量子力学和相对论的光环之中。之后又发展出种种线性近似作为保护带来解决非线性问题。随着协同学、耗散结构理论、突变论和分形理论等的向世,人们逐步发现,始于彭加勒在非线性旗帜下开展的各项研究对整个科学所产生的震撼丝毫不小于20世纪初的量子力学和相对论。

首先,从根本上改变了偶然性与不确定的地位。几百年来,偶然性与不确定性一直被认为是外部的扰动,应该避免或忽略不计,至多是“为必然性开辟道路”,而新的观念则认为,蝴蝶扇起的气体会在几千千米外引起风暴,正是这种随机涨落创造了世界。分形理论的创始者芒德勃罗断言,欧几里得几何学是“呆滞”的,不规则性却是活跃的,不是噪声,而是自然界创造力的标志。其次,与前述另两个方向共同突出联系、相互作用、反馈等的意义。每个事物都处于与它物的关系中[2]100多年前,马克思即把人定义为“社会关系的总和”。到今天在后现代科学到来之际,我们或许可以加深对这一概念的理解。由对关系的高度重视,必然对层次概念提出挑战,认为没有必要划分界线。“没有一个层次具有优越性”,大自然应被看作是一个动态变迁的网,而不是一座机械的、等级森严的金字塔[3]

第三,提出了与时间相关的新的范畴——发展。已经有意识运动、生命运动、化学运动等,贯穿这一切的“发展”作为一种新的范畴应从“运动”中独立出来[4],笔者在20多年前曾提出相近的“演化”概念[5]。循环、突变、进化和退化,从混沌到有序和从有序到混沌等都可归于“发展”范畴中。相关的还有“记忆”,由对湍流、孤子等的研究表明,在非线性耦合中有某种记忆。每一个活动都是一个重叠的过程,都在内部与前面的运动相重叠[6]。所以,时间不可逆,但可以记忆,可以再现。显然,记忆也是发展范畴的重要组成部分。发展范畴在人文社会科学领域得到广泛应用,因而从自然科学角度研究发展问题,其意义将超出其本身的范围,具有更广泛的理论和实践价值。

立足于第三点并把前两点综合起来,可以看到,有一个把一切系统联系在一起的大的时间箭头,又有无数为每个个体所有的不断分岔和变化的小的时间箭头。正是后者之间不断的纠缠构成前者,反之,只有在大的时间箭头中,小的时间箭头方得以存在并且有意义。时间不可逆,回首往事,历史的足迹清晰可辨,然而展望未来却充满迷雾和希望,“历史向未来敞开大门”。

在以上三个方向的共同推动下,后现代科学初露端倪。

二、后现代科学的内涵与外延

后现代科学正在动摇几百年来科学的本体论地基。早在两千多年前,古希腊哲学家就为这一本体论地基垒起第一块基石。自然不是杂乱无章的,而是有其秩序或规律.在变化后面有不变的存在物,在现象后面有本质。牛顿力学和近代科学的成果坚定了这一信念。然而后现代科学告诉我们,自然界充满着混沌、紊乱、涨落和不确定因素。所有存在物都彼此关系中创生、消亡。玻姆进而认为,关系在某种东西形成反馈前就已经存在。没有什么深刻的、不变的本质。

问题在于两个方面。其一,科学本来告诉我们具有普遍性的知识,然而后现代科学认为,每个对象,它所处的环境或包括的主客体关系在内的“关系”,以及它的由来和“记忆”都不相同,不具有明确的边界或时段,对它们的研究会有各自的环境和游戏规则。于是科学的普遍性受到了挑战。其二,科学本来告诉我们事物未来的发展趋势,由此我们方得以“把握”、“控制”事物,这就是科学的预见功能。然而蝴蝶效应会引起风暴,初始测量所不可避免的误差和计算中舍去的尾数将在迭代中放大,还有各种扰动、涨落,这一切使未来是如此不确定而不可预言。于是科学又失去了预言功能。两千年前,苏格拉底睿智地说:“我知道我不知道”。后现代科学是否也会说:“我预言我不能预言?”

会聚这些思考就引向一个深层的问题:究竟什么是“真”,什么是“规律”?往日的理解是它们意味着客观、普遍、永恒。新的挑战认为,是机械本体论赋予“真”这样一些属性,只是一种不真实的简单抽象。往日的理解是求真、臻善、达美,这是一个分阶段渐进的过程。换言之,可以脱离善和美,独立地求真。新的挑战则认为,真善美是一个整体,只能同步去求、去臻、去达,才能互得益彰。

古希腊哲学在认定自然是有秩序的同时要表达的就是,自然因而是可以为我们所理解的。我们可以通过一定的程序——科学方法来发现、认识这些规律,始于17世纪的科学正是因此而取得成功。而今既然在本体论上对规律有新认识,那么传统的认识途径也必将受到冲击。现代科学哲学的各流派已经把康德关于科学“何以能够”认识自然这一问题消解为“是否可能”。“反对方法”、“无政府主义”和“怎么都行”的呼声不绝于耳。

问题不在于得出非此即彼的答案,即究竟人类能否认识或理解自然,而在于问题本身:究竟什么叫做“认识”或“理解”?何种途径才算认识,具备什么样的知识方可谓理解?在现代科学中,那就是揭示实体,把握规律。由此可见,其本体论基础同样是机械论,原先的“认识”是在复杂多变的自然界中找出简单、必然、确定的部分,将前者归结为是用一种古希腊以来所形成的范式赋予客体以结构,然后将之与不确定的客体等同起来。现在既然这一本体论地基已经动摇,那么对“认识”或“理解”也应该有新的认识和理解。的确,面对隐秩序,面对人体和意识,而对不确定性关系和分岔、突变,不可能进行原来意义上的认识和理解,必须赋予认识和理解以新的含义,从可知论和不可知论这种机械的非此即彼的怪圈中跳出来。如果“知”有了新的含义,那么知的方式和途径也应有新的内容,以还不确定的客体以本来面貌。现在尚不清楚这种新的方式和途径的细节(或许就根本没有细节),但已可以看出两个特点:定性和直觉。隐喻也是后现代的领悟方法。找到一种与大脑中的想象类似的东西做参照物,可以使抽象难懂的景象更为直观。那些不同背景、不同经历的个体,可以通过想象和象征直观地理解事物,而不需进行分析和归纳。隐喻可以把两种差别较大的经验领域融合成一个单一的形象或符号。

随着本体论和认识论的转向,我们对于科学的本身的认识也将发生重大转变,首先,科学的疆域得到极大的扩展。在未来趋势的三个方向中,沿量子阶梯的上行与回溯是现代科学在延伸之时进入新的未知领域,而第三个方向探索不确定性更把数百年甚至两千年来一直排斥、忽视、贬低的对象纳入视野。值得注意的是,新的发展并不排斥以往的成果。在这里,我们提出“广义对应原理”,正如量子力学、相对论与经典物理学的对应关系一样,后现代科学也把现代科学作为自己的特例包容在内。在自然界中,规则的、简单的秩序只是大量混沌、复杂、不确定事物和过程的特例,对应的双方通过“湍鉴”而互相转化。形象地说,后现代科学与现代科学的关系就如同数轴上所有的数与其中有理数的关系。现代科学的概念、规律和理论体系在其相应的间歇的领域依然有存在价值,所沿用的方法仍有用武之地,即使在不确定的海洋和过程中,作为研究的初级阶段,这些方法也仍有其价值,问题是必须认识到它们的局限,认识到它们只适用于那些间歇小岛和阶段。

其次,既然科学的疆域从其深度和广度得到了大大的拓展,原有相应于狭窄的确定领域的关于科学的严格定义和划界也必然要相应调整。“后现代世界对于科学的描述势必要比如现代对科学的描述限制少得多。”[7]对于科学的严格定义变得松弛了,甚至会难以下定义。如果一定要给出对于内部所有分支、所有角度都普遍有效的定义,则很可能过于宽泛而失去意义。例如科学中的一个分支信息科学的发展就遇到了这种情况。“如果统一的信息科学找不到足够的共同信息规律来承载起信息科学基础的话,信息科学很可能蜕变为一个群体研究的指称而不再被看作以门实体的科学。另一方面,立足于不同领域信息问题的部门信息科学将会有较大发展”。这就是“统一信息科学的悲观主义,部门信息科学上的乐观主义”[8],这很可能是整个科学的一个缩影。科学渡过了内部高度一致乃至铁板一块的阶段,在一体化的同时进入了相对宽松,同时也更为活跃的时代。

在科学的内部渐次松散,对科学的严格界定一再后退之时,科学的外部边界也在模糊、淡化。还有没有“整个”科学?本来不成为问题的科学与非科学的分界现在成了争论的热点。这一趋势表明科学一元论或中心论的消解。所以不必悲观,因为这不是退步或堕落,而是表明科学作为一个要素正在融入系统之中。科学如同一团不断膨胀的星云,其内部变得越来越松散,其边界变得越来越模糊。或许在将来得某一天,我们可以在当年马克思所下的人的定义的意义上说,什么是科学?科学是……关系的总和。其实,远古时期没有科学,没有宗教.没有艺术,它们是一混沌的整体,后有序的、分门别类的领域均萌芽于此。那么,在后现代旗帜下的林林总总是否正在朝古希腊前的原始的混沌作辩证的复归,趋向更高级的、新的混沌?

在后现代科学中,现代科学百年来形成的标准、范式,如默顿规范等,还有其存在的必要吗?答案是肯定的,它们依然会在某些领域和某些研究阶段存在并发挥作用,但其光辉将是有限的,只能照耀到间歇“有序小岛和阶段”。后现代科学正在形成新的范式,那就是宽容、理解与协作、创造以及自律与他律。

首先是宽容、理解与协作。后现代科学招致种种批评,普里高律和玻姆被列入神秘主义和瑜伽师的行列[9][10]。这些反对意见就其原有的出发点——间歇的有序小岛和阶段而言都是可以理解的。在要求现代科学更开放、倾听不同意见之际,推崇混沌和不确定性的后现代科学也必然会倾听来自不同领域和不同研究阶段,包括来自现代科学的不同乃至反对意见。如果抹煞或者排斥它们,后现代科学就是从一种一元论步入一新的一元论。正是这些不同意见构成必要的张力,推动后现代科学前进。与宽容和理解相关的还有各学科间、科学家之间的协作和依赖。后现代科学与其所研究的对象一样,也是由众多要素组成的网络,每个部分既有自己的游戏规则,又以其他部分的相互作用为自身存在和发展的条件。因而宽容与理解并不单纯是道义上的要求,一方面具有本体论基础,另一方面又是认识和实践,也就是后现代科学发展的需要。宽容、理解和协作是对默顿规范中竞争性规范的扬弃。

也许爱因斯坦的下述言论[11]最能说明他之所以持兼蓄和宽容精神的缘由了:“我对任何‘主义’并不感到惬意和熟悉。对我来说,情况仿佛总是,只要这样的主义在它的薄弱处使自己怀有对立的主义,它就是强有力的;但是,如果后者被扼杀,而只有它处于旷野,那么它的脚底下原来也是不稳固的。”这番话令我们想起伏尔泰关于宽容的著名表述,但后者主要是出于对某种原则的尊重,而爱因斯坦的宽容则是主体自身的需要。

其次是创新,这是对默顿规范合理的怀疑性的拓展,主要是创造直觉的能力和选择的能力。前文已经论及直觉对于认识非线性和不确定性的重要性。为此,有必要研究直觉本身。“也许”,普里高津以他的直觉写道,“我们对我们周围世界和我们内部世界的洞察将一起到来”[12]。直觉不仅有认识意义,而且有实践意义,学习处理复杂性就是学习更加直觉地生活。直觉是在复杂系统中作出重大变化,使系统进化,并且与之一道进化的关键。所谓“在复杂系统中作出重大变化”,也就是在系统面临分岔点时进行选择。显然,在进入未知不确定领域之时,在更多地依赖直觉之时,后现代科学自身地不确定性也在增长。这就意味着科学家将越来越频繁地面对选择,在分岔点附近尤为如此。选择也是创造,一项正确的选择既能促使系统的进化,也能促使在该系统中的选择者本人进化。然而面对蜂拥而至的不确定性,其范围、幅度和频率都在增大,于是选择就变得越来越难。不确定期待选择,不确定呼唤创造。正如英国著名诗人济慈在19世纪写道,在怀疑和不确定中生活的能力,是创造力的基础[13]

最后是自律和他律。自律不仅指科学的社会影响增大,因而科学家在科研中要考虑到自身的社会责任,而且指在科学内部。由于后现代科学自身的不确定性,现代科学严格、精确的普遍性正在松弛,发现的可重复性也在下降,因而建立于此基础上的默顿规范之一,诚实性规范正在受到挑战。外部的束缚变得宽松之时,就要求科学家每一个个体更多地自律。此外,“科学无禁区”以及公有性规范也遇到障碍,人类基因工程与隐私权相对立,这同样要求自律。然而这种自律并不是空洞的说教,而是每一位科学家,每一个研究领域自身发展的需要。这正是基于后现代科学中的每一个局部、要素间的相互作用,只有在这种相互作用中,局部和要素方有生存和发展的可能性和意义。于是,自律必然与他律结合在一起。

宽容、理解与协作创造以及自律与他律,前者涉及学科间和人际关系,创造是对每一个个人的要求,自律与他律则将前二者结合起来。这三个方面难道只是后现代科学的规范吗?我们正在企业界看到双赢与联盟,在虚拟企业中看到信任与合作,在知识经济中看到创新和意会知识的重要性。选择已摆在行将进入21世纪的每一个人的面前。后现代社会对个人的束缚变得宽松,主体的独立自主意识增强。然而主体越独立,越不受制与人,对环境的影响越大,也就必然更深入地参与到系统中去,这就意味着他更依赖于系统,依赖于系统中其他要素地相互作用。同时,在“后”市场经济中,人不再是一个经济人,伦理道德正介于其中。如果说这些是后现代科学规范的渗透,那么也可以在同样的意义上说是社会其他领域的规范向后现代科学的渗透。“科学星云”在松弛、在膨胀,人类的其他活动如政治、经济、文化等“星云”也在松弛、在膨胀,彼此间界限正消融。虽然每个细节、每个局部仍会有自己的规范(处于变化之中),但是已经很难说什么是科学的规范、经济的规范或政治的规范。它们已经彼此相通,成为后现代人类的共同规范。

至此,我们或许可以这样来认识现代科学与后现代科学:

现代科学起源于古希腊,兴起于近代,延续至今。它以机械论(未必是贬义词)为核心,经由确定的程序来认识对象的确定性(注意,不是确定的对象)。在这一领域,现代科学具有普遍性和预见功能,遵循默顿规范,形成熟知的科学精神,确切地说是现代科学精神。

后现代科学在20世纪科学革命中萌芽,于21世纪兴起,全面包容现代科学,以生态观(或生命观、有机论)为核心,没有严格的、确定的研究程序,主要经由直觉和定性方法来认识对象的不确定性。其内部呈现多样化和各种可能性,外部边界模糊作为人类的活动之一,与其他活动共同追求宽容、理解与协作、创造以及自律与他律。

后现代科学登峰造极的成果非“量子纠缠”莫属,而在科学攀上这一高峰之时,发现佛教已恭候多时(作者于此书出版10年后补充)

第二节      

正如有必要在近现代科学的基础上理解后现代科学,对高技术的研究也要基于历史上技术的发展轨迹。以下先从运动形式、相互关系、进化树和科技黑箱等四点来论述人工自然——技术的内涵中最简单的层面——的发展规律,然后再讨论高技术。

一、运动形式的角度

相应于量子阶梯,目前已知自然界中物质的运动形式有六种,即基本物理运动(包括机械运动、热、电磁运动)、宇观物理运动、微观物理运动、化学运动、生命运动以及意识。它们的关系大致构成了由简单到复杂运动的序列,人工自然的进化与此密切相关。

远古时期,古人进行动植物的栽培、驯养和杂交,人工自然就是他们所得到的动植物。换言之,远古时期的人工自然是原始的“生物制品”。在古埃及与古代中国,开始有了炼金术和炼丹术,生产贵金属如金、银和珍珠等的赝品以及长生不老的灵药,后来又发明了火药和造纸,这种情况一直延续到中世纪末和文艺复兴时期。在这数千年间,人工自然除了上述生物制品外,主要是化学制品,当然,自远古起就有一些简单的机械工具如杠杆、螺旋、斜面、车轮等。到了古代及中世纪,这些机械制品有所发展,其代表是钟表、水车和风车,有些已达到相当复杂的程度,此外还发明了指南针,但相对于近代的机械而言,这些都微不足道。因而,自远古到中世纪,人工自然主要是动植物等生物制品和一些化工品。

随着机械技术的发展,机械制品日益复杂,数量越来越多,在人们生活中的作用也益上升,尤其到第一次工业革命前夕,纺纱机、织布机等成为工业革命的导火线。第一次工业革命后出现了蒸汽机,第二次工业革命中电机和各种热机又登上舞台。由于有了动力的支撑,机械、热机和电机取代生物制品和化工品成为人工自然的主要部分,它们相当于简单物理运动。1819世纪,不同于古代的化工品,建立在近代科学基础上的无机化工产品如酸、碱和有机化工产品如染料、药物、炸药等逐一问世。20世纪以来,一方面机械产品和热机、电机继续发展,另一方面化工产品如各种“人造”纤维、食品等,以及新型材料相继上市,在人工自然中占据越来越重要的地位。20世纪50年代逐步进入“分子设计”阶段后,化工产品又有了进一步发展。第二次世界大战期间,青霉素的发明挽救了多少人的生命。自50年代初生物学革命后,生命科学获得很大进步。目前,由生物工程生产的生物制品从计算机硬件到药物,从食品到新的物种——正在逐步从实验室走进工厂,从工厂进入市场,成为人工自然中新的组成部分,随着生物技术的发展,生物制品将成为人工自然的主流。

在这一简略的回顾中,可以看到人工自然的进化大致由原始的生物制品、化工产品到机械、热机、电机,然后再经由化工产品到生物制品。这是一条由复杂运动形式到简单运动形式,再由简单运动形式到复杂运动形式的发展路线。其中17世纪后在整个近代成为主流的机械是转折点,图见后文。

人工自然的这一进化规律正与人类认识自然的历程也就是科学史相一致。人类对自然的认识也经历了由原始的综合到最简单的机械,在转折之后再由机械运动到复杂的生命运动的过程。同样,在转折前,原始的综合并无对细节的分析为基础,而在转折后,认识的每一步前进都是基于对相对简单的运动形式的理解。在科学史中,转折是对原始综合的否定;在人工自然的发展中,转折是对栽培驯养的动植物或丹药之类与自然物(包括人)原始同一的否定。在科学史中,转折后的发展是在了解了细节后对对象整体的把握,或者说在思维中重建对象。在人工自然的发展中,转折后所得到的人工自然物是按人的意图沿运动形式越来越高的方向在实践上构建对象。

还可以进一步考察科学革命与技术革命的关系。每次科学革命就在于使人类关于自然界的知识发生跃迁,在质与量两方面达到新的高度,随后发生的技术革命则将所获得的新知识集成于,或更形象地说,“封装”于新的人工自然也就是科技黑箱之中。近代科学革命提供了力学、微积分和初步的热学知识,蒸汽机即将其封装起来。19世纪电磁理论、热力学和有机化学得到发展,随即是电机、内燃机、染料和炸药。20世纪上半叶,量子力学、凝聚态物理学和数学得到发展,到后半叶生命科学获得突破,然后是电子计算机、光纤、纳米技术、航天飞机和互联网,等等。如果说科学革命在于少数科学家掌握前所未知的知识,那么接踵而来的技术革命则把这些新知识按人的目的封装于科技黑箱之中供更多人使用。在此意义上我们可以认为,科学在于发现知识,而技术则传播知识。

当代技术发展的一项不容忽视的成果是核技术,不论是用于和平还是战争。先是爱因斯坦著名的质能公式E = mc2开启了通往利用核能的大门。在量子阶梯上,核技术沿层次下行,目的是开发更强大的能源,是新能源技术的重要组成部分,以支撑沿量子阶梯向上的技术。目前的趋势是实现可控核聚变。核这一层次的能量如得到充分开放和控制,将为人类提供几乎无穷无尽的能量。在量子阶梯上,在核以下还有无限的层次等待着人类的开发。

二、相互关系的角度

人工自然进化的第二条规律体现于人工自然物彼此的组合关系上。各种人工自然物的组合及组合形式的发展有以下两个特征。其一是工作机、动力机与控制机三者的关系。自远古直至第一次工业革命前夕,人工自然物中并无动力机,更无控制机,只有工作机。工作机一般较为简单,由为数不多的部件组合而成,如纺纱机、织布机等。它们需要直接来自自然的动力,如人、畜、风、水等,也需要由人来操纵、控制。

第一与第二次工业革命的核心便是解决动力问题,蒸汽机、电机相继诞生,动力机与工作机的结合是两次工业革命的丰硕成果。从此,各种交通工具往来于世界各地,各种机器轰鸣、运转于世界各地的厂房中。另外值得注意的是,在这一时期开始出现一些简单的控制装置,如瓦特在蒸汽机中所加的行星式控制气流装置,19世纪电磁效应的应用使控制器有所发展。就整体而言,整个近代,人工自然进化的主要成就是在工作机的基础上出现了动力机,并将两者结合起来。

20世纪,尤其在控制论和信息论等科学理论提出后,人工自然又出现了新的类型,那就是以微电子技术、计算机、通技术为核心的控制器,此后的发展可以分为两个部分及两个阶段。两个部分是:控制器自身的发展,如集成度提高、功能增加,硬件则发展为分子、生物元件;以及控制器与工作机、动力机的结合。控制器通过各种载体媒介,以信息把工作机和动力机的各个部分及其运行组织起来,形成统一的整体。两个阶段是:直至前不久,控制的机制主要是负反馈,控制器执行的功能是面对环境影响和扰动保持系统内环境稳定。旨在稳定的控制因是预先设定的,所以既排除系统进化的可能,也不利于主体的进一步参与。当前正在逐步形成的第二阶段中,新的控制器具有自己学习的能力。因而由这样的控制——学习机与工作机、动力机组合而成的人工自然物不仅能保持自身稳定,而且具有进化的可能。新的控制——学习机同时也允许在相当范围内改变程序,因而允许主体的介入。人工自然由工作机,经过工作机加动力机,再到上述三机组合的发展过程,是人工自然物彼此组合关系发展的第一个特征。

这一特征还可以从相关的另一角度即材料、能量、信息这三者的关系加以讨论。在古代,人工自然的发展以材料的变化为标志,由远古时代的石器经铜、铁,到近代后期开始使用的钢。自18世纪后,能源的发展成为人工自然进化的主要部分。19世纪末,处理并传递信息的人工自然物出现,并在20世纪中叶至今成为人工自然进化的主流。新人工自然物的出现以原有的人工自然为基础,并对其提出更高的要求,如在材料上,由无机材料经有机材料到生物材料(顺便指出,这一点与前述人工自然在运动形式上的进化规律相一致),能源则在功率、可再生与可移动等方面不断创新。

其二,人工自然物彼此组合关系的发展还可以从个性化与标准化或普适化的角度进行考察。最初的人工自然主要出自个人和各个部落,他们各自属于不同的文化,创造物富于个性。这种个性既体现于人工自然的实用功能上,也体现于适用于使用者本人的生理要求,以及心理、审美情趣和宗教等方面。当时水平低下的工艺和自然环境的制约使得人们制造不出标准的器件。同时,自然经济下的人工自然物归自己使用,不必要制造标准器件,这是人工自然物个性化的外部条件。在工业时代,每个工人只完成人工自然物创造过程中的一道或数道工序,从主观上和客观上都不可能将其特定的价值观念、审美情趣、伦理规范等灌输其中。于是人工自然物变得缺乏个性,彼此雷同,以致标准化,可替代(实际上生产者本人也是如此)。工业化时期发达的技术水平为此提供了可能,而以卖方市场为主的近代市场经济则要求大批量生产同样规格的商品。福特说,不管顾客有什么需要,我的汽车就是黑的,这句话典型地说明了这种情况。在标准化浪潮淹没个性之时,包豪斯学校要求设计的个性表明了主体(设计者)的要求,现代市场中买方市场的形成表明了用户的要求,而新技术革命中涌现的新工艺、新技术如柔性化生产、CIMS等)则为人工自然物的再度个性化提供了可能。现代人工自然的个性化不同于古代,不是因自然条件和制作能力而(不得不)个性化,而是克服了这些障碍后的个性化;也不是在自然经济下仅仅为了自己使用,而是在发达的市场经济下,在各具个性的商品间进行交换。由上可见,人工自然物彼此间组合关系由个性化经标准化再到新的个性化的发展过程。

人工自然物彼此间关系发展的这一特征同样可由另一角度进一步论证。古代的人工自然各具个性,但世界各地的人工自然物互不相关,它们的关系是一种彼此没有联系的“杂多”,工业革命,尤其是第二次工业革命后,输电线把能源送到各地,各种运输工具把商品送到用户手中,人工自然物间开始有了联系,但如前述,它们都是标准化的,因而这种联系只是简单的量的相加,是线性相互作用,或者说是一种内部无差别的“一”。进入20世纪,特别是高技术革命以来,一方面是人工自然物的个性化,另一方面,随着微机作为终端进入单位、部门、家庭个人手中,随着信息高速公路将它们联结起来,世界各地各具个性的人工自然物将联成一个整体,彼此间是一种非线性的系统相关性。这就是内部有差别的“一”,是前面两个阶段的统一。由各具个性而互不相干,经相关而无个性,到既相关又具个性,这就是人工自然物彼此关系发展的第二个特征。

三、进化树

人工自然的发展如同一棵大树,其根须深扎于部落乃至个人最原始的发明和创造中,或许就是某一块仅仅经过极其粗糙打磨的石块、关在栅栏里暂且喂养留待日后宰杀的动物之类(相当于上述有个性而无关的时期)。而后逐步形成一些在一个地区或民族中通用的设施和器具,如犁、水车、风车等。随着这些根的日益粗壮,在第一次特别是第二次工业革命后长出了大树的主干——标准化、可替代的制品(相当于上述无个性线性相关的阶段)。高技术革命重新带来了个性化,先是在主干上长出有限的分支,例如人机界面适合中国人的电脑,然后在分支上长出更小的枝丫直至最后的叶片,如每一台个性化的电脑(相当于有个性非线性相关)。枝叶与根须不同,根须来自不同历史,拥有各自语境,彼此间互不沟通互不交流,而分支、枝丫和叶片源于同一树干,在不同层次上拥有共同的标准或协议,因而彼此间完全可以沟通交流和共享。这三个阶段以黑格尔的术语来描绘,分别就是杂多,内部无差别的一,以及最高境界,内部有差别的一。

在进化树的树根和树枝上有许多分岔,这些分岔的发生——无论是收敛还是发散均具有很大的偶然性(可以联系耗散结构理论的分岔图上的分岔点),但在整体上仍显示出技术发展的规律。进化树在时间上的对称性是明显的,单一的主干是对远古杂乱的根须的否定,而现代至后现代的枝丫和叶片则是否定之否定。

四、由科学革命到技术革命

技术要解决各种具体问题,自然要综合各门学科的知识,因此一般谈论技术史都是合起来或按课题论述。然而从另一方面看,在20世纪科学技术的发展中,技术是各门学科的物化、具体化,既然科学分作各个学科,那么对技术的分析也可以相应地作类似的区分。根据这一考虑,20世纪技术的发展有几条主要线索,物理学成就之应用,包括各种无线电技术与核能的开发利用;化学成果的应用,如高分子材料,新型材料、分子剪裁;生物学成就的应用,有遗传工程等。

上述所列出的几条线索在20世纪的发展中又有共同之点,它们都有自己的转折期。20世纪科学革命的震源由各个学科波及相应的技术部门,在波及前,有关的技术部门所采用的技术,其理论依据一般是经典理论,或者有时技术走在基础科学之前,较多地是从生产实践中总结出来,因而在技术的发明与进展中经验成分相对较多,多带有偶然与摸索的因素。而在科学革命的震撼波及之后,技术的理论基础——各门自然科学经改造后相继获得大的发展,建立起较为严密的理论体系,于是技术的发展就有了指导以及较明确的方向。由于科学革命达到各门基础学科的时间不同,因而相应的技术的转折时期也前后不同。相应于物理学的技术的转折最早发生,大约在20世纪三四十年代后,化学的技术的变革在五六十年代,而相应于生物学的技术的转折则更晚些,大约在七八十年代。遗传工程的出现标志人类掌握了生物乃至人类继续进化的主动权,不再由偶然的突变等待自然的选择,而是将按自己的意愿推动物种更快、更好地进化。“时间是人类发展的空间(马克思)。”随着时间的推移,人类必将继续完善自身。

五、高技术的结构与特征

通常认为高技术有六大技术群:生物技术、信息技术、能源技术、材料技术、空间技术以及海洋技术。其中信息技术是高技术的核心,在支撑人类社会的信息、能源和材料三大要素中,信息起到了组织的作用。正是信息技术改变了物质和能量在时间和空间上的分布,从而从根本上改变了世界;使人类对外部世界和自身的感知与作用方式发生变化,从而从根本上改变人类。能源技术是古老的技术,但高技术需要“高”能源,如更大功率、可移动、清洁、再生以及利用大量分散低值能源等。能源技术是高技术的支柱。材料技术更为古老,但高技术需要“高”材料,如芯片和光纤等。材料技术是高技术的载体。生物技术是信息、能源和材料三大高技术的综合。生物大分子储存并能传输“海量”的信息,生物对能量的利用效率超过任何机器,由生物技术可以制造各种特殊材料。生物技术是继信息技术之后21世纪上半叶高技术发展的方向。海洋和空间技术的目的是拓展人类生存领域,获取更多资源,是上述四大高技术在特殊领域的应用,在应用中反过来也推动这些高技术的发展。

高技术具有一系列以“高”为标志的特征:高投入、高附加值、高知识含量、高情感、个性化、高速度(周期短)以及高风险等。这些特征都能在技术的发展规律中找到依据。

在这棵没有画根须的“进化树”上可以发现,技术越发展,分岔越多,每个分支越细,前后两个分支的距离如A-BB-C等越来越短。分岔越多,竞争愈烈。例如取暖,原始时期有一堆火即可,然后有了炉子,接着有了油、红外线,以及空调。现在一家空调厂商不仅要与其他空调厂商竞争,而且要与进化树上遥远的另一端的油甚至炉子竞争,所以高风险。事先难以预料那一项高技术可以脱颖而出,所以需要高投入。一旦成功即开辟了一个惟我独尊、独步天下的市场,高附加值随之而来(高投入和高附加值还有其他因素)。分支越细,对应于个性化需要。两个分支间距离缩短,意味着愈来愈快推出新品,即周期短。由分岔多和个性化还可以推出高技术的多样化高稳定特征。如所知,多样化是生态安全的保证。高技术虽然从单项来说是高风险,但在整体上相对于工业技术的大批量、标准化来说则是高稳定。

9-2中,18世纪前后有一个明显的转折点。转折前后人工自然的发展有以下特点。首先,在转折点前,无论在认识上还是实践上,人工自然的运动方式并未以相对简单的运动形式为基础,如由杂交得到的动植物、炼金术和炼丹术等,前者与化学运动、物理基本运动全然无关;后者也不以物理基本运动为基础。而在转折点后,人工自然由简单运动形式向复杂运动形式发展的过程中,每前进一步都以先前的成果,也就是把以相对简单的运动形式为依据的人工自然作为自身的基础,如在化工生产中用到了热机和各种机械设备,现代的生物制品则可以说以人类以往生产的全部人工自然为基础,这就是高知识含量。

9-2  人工自然的进化与运动形式的关系

其次,在转折前的人工自然中,人的参与微不足道;人工自然物与自然(以及处于自然状态的人)之间只是原始的一致。在转折后,人的因素特别是知识从各个方面介入到人工自然的生成过程中同时,人工自然物正在向人的方向迈进,既注入更多人的因素,又满足人更高层次的需要,这就是高情感。

显然,在上面的分析中还可以看到某种对称性,但在图9-2的上图中显示不出。实际上,若严格按等距离划分时段,就不能作图了。当对时间作适当处理,仍以运动形式为纵坐标,就会呈现出一条左右对称的曲线。在这条曲线上可以发现,在历史上出现越早的技术制品如驯养的动植物,转化为科学技术的产品就越迟,生物技术至今才成为现实,反之如钻木取火对应于近代的蒸汽机和能量守恒与转化定律,而古埃及的杠杆取水则在公元前300年就由阿基米德转化为科学。

人工自然彼此间关系的发展是由工作机,经工作机加动力机,发展到工作机、动力机再加上控制—学习机,加号就是渗透。当年瓦特就看得很清楚:“我的蒸汽机是‘万能机’,可以和所有工作机相结合。”现在也是如此,高技术可以以各种方式与农业和工业技术相结合,这就是高渗透。但高技术的高渗透与动力机对工作机的渗透还有所不同,在于信息对物质和能量的渗透。在自然科学中,信息指物质和能量在时间和空间中的分布。可以从任何事物中提取信息,或者反过来将信息输入到任何事物中去组织其物质和能量,这就是信息的渗透性。高技术的高渗透主要即在于此。

六、趋势

将上述曲线沿时间坐标延伸,即对应于意识运动。有人预言,到21世纪中叶,意识技术将登上舞台。实际上,美国正在酝酿之中的“汇聚技术”,其目标或本身就是意识技术。“汇聚技术”汇聚了IT、生物技术、纳米技术和认知科学。

纳米技术和生物技术主要从硬件上做,研究实体及其结构和过程、机理。其中,纳米技术在原子和电子的层次,主要基于量子力学;生物技术则在分子层次,主要基于化学和生物学。信息技术和认知科学则“软硬兼施”。信息技术之“硬”是线路、网络、芯片;之“软”是采集和运行数据、算法;认知科学之“硬”是神经元、突触及其连接,之“软”是各种思维方式、逻辑。汇聚技术在思维的高度、纳米的尺度、生命的机理和信息的视角,向目前自然界所存在的最高级的运动形式——意识运动迈进。

如果人类未来将登上意识技术的高峰,由9-2对称的曲线中可推知,远古时期,人类的祖先可能在原始的意义上曾经拥有类似的能力,在漫长的岁月里失去了,未来将在科学技术的推动下重新获得这样的能力,重返伊甸园。

本书出版于10年前,未及讨论如今如火如荼的人工智能,笔者将在其他场合弥补






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GMT+8, 2017-5-28 18:24

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