第三编没有 技术观与技术方法

第五講

技術方法論主講人：陳叢蘭西安工業大學思政部第三编技术观与技术方法论第一章技术的本质和结构

第二章技术认识与一般技术方法第三章绿色设计方法第四章数学方法和系统科学方法第一章技术的本质和结构(p.183)第一节技术的本质和特征第二节技术的构成和分类第三节技术的体系和结构

自然辩证法中技术观是基于辩证唯物主义和历史唯物主义的基本原理，从整体上揭示技术的本质而形成的总的看法和基本观点。它和自然辩证法的自然观、科学观一起，构成马克思主义科学哲学的整个理论体系。本章从技术观出发，阐述技术的本质和技术的结构两个问题。第一节技术的本质和特征技术的本质科学与技术技术的特征1.技术的本质“技术”一词源于古希腊语“Tekhne”,意为手艺、工艺或技能。在相当长的时间里，人们常把技术理解为“艺术”(Arts)。后来，人们进一步在“艺术”范畴中划分出“自由艺术”与“机械艺术”。前者指美术、诗艺、修辞等，后者则指与物质创造相关的技艺。15世纪中叶以来，“机械艺术”的含义比较明确地指发明、设计和制造机器或机械装置的技能，偏指与手工等体力劳动相关的技巧而非思维能力。技术的定义在主体作用于客体从而实现主体目的的过程中所掌握的各种活动方式的总和2.科学与技术科学是正确反映事物本质及规律的知识体系，是系统化、理论化的自然知识、社会知识和思维知识的总称。技术的基本内涵有广狭之分。广义：指人们为了达到特定目的而利用、改造世界的一切手段和方法。狭义：专指生产技术，表现为生产过程中的控制操作手段、程序与方法。科学与技术的关系：科学技术理论基础手段是什么为什么

做什么怎么做

可能现实从个别到一般

从一般到个别

知识形态

物质形态

认识世界

改造世界

科学与技术的区别：(p.184)

目的和任务不同。活动过程不同。结果和评价不同。研究方法不同。研究的价值与意义不同。发展进程不同。科学与技术的联系：科学与技术都是以解决人与自然的矛盾为宗旨的一种社会活动。科学和技术都与社会的物质生产紧密相关。科学与技术在历史与现实之中存在着互为条件、互为动力的联系。科学技术一体化科学技术化。指在科学活动中包含着大量的技术科学研究、技术发展研究和技术应用研究。技术科学化。指技术的创作性活动日益受到科学理论的指导和作用。科学技术一体化。科学技术一体化表现为科学与技术的相互交叉。2.技术的基本特征第二节技术的构成和分类技术的构成技术的分类1.技术的构成(p.189)技术的构成基础技术：是对科学发现原理的摸索与探索展开的，处于科学向技术转化的基础环节，具有原创性、原理性、原型性等基本特征。专业技术：是技术专业化、体系化发展的产物，专业技术将技术科学理论转化为生产技术，对新技术途径的探寻，方向明确、途径便捷、效率更高。工程技术：是在社会实践活动中广泛应用的各种实用技术形态，它处于技术体系结构的顶端，以解决现实问题为目标，以众多基础技术与专业技术为内在支撑，表现为多项单元性技术成果的综合与集成。2.技术的分类

技术分类是按照一定的标准把技术分门别类，从而揭示其相互关系的探索。技术分类的发展：基本运动形式的分类。按生产劳动过程的分类。根据生产中改造对象的不同的分类。根据各个生产要素在生产部门中的集中程度技术的分类技术的分类人类实践活动领域（自然技术、社会技术和人类自身的技术）自然技术（实验技术、专业技术、工程技术和生产技术）运动形式（六种技术）生产技术（物质材料技术，动力能源技术和信息通讯）进化方向机械运动物理运动化学运动生物运动社会运动各运动形式之间既相互区别又相互联系按运动形式的分类精神运动机械技术物理技术化工技术生物技术按生产劳动过程改造对象的不同生产要素的集中程度劳动密集型技术资本密集型技术知识密集型技术第三节技术的体系和结构(p.195)技术的体系技术的结构及其类型1.技术的体系技术体系是各项技术之间根据自然规律、社会规律和社会条件，以一定的方式相互联结而组成的系统。技术体系的特征技术体系的特征特征功能的整体性目的的社会性构成的层次性环境的制约性？

经验知识、技巧和工具技术规范、工艺和复杂的机器装备技术理论、工程设计和机器体系技术体系的发展知识形态要素操作形态要素实物形态要素2.技术的结构技术的结构：指技术内部各种构成要素的组织形态和彼此之间的联结方式。技术结构类型：经验型技术结构；实体型技术结构；知识型技术结构？

农业社会工业社会后工业社会技术结构的发展经验型技术结构实体型技术结构知识型知识结构技术结构的发展

古代单相的技术结构模式近代双相的技术结构模式现代三相的技术结构模式

技术结构的历史发展模式就是从单相技术向双相技术结构和三相技术结构逐步强化的过程。技术结构的演化机理：技术活动要素与技术结构的矛盾，决定技术结构的转变；技术结构与社会的物质技术基础之间的矛盾，决定主体技术结构的异位；社会的物质技术基础与经济基础的矛盾，影响主体技术结构异位的时机和速度。第二章技术观和一般技术方法第一节技术认识和技术问题第二节技术方法的特点与过程第三节技术的预测与评估第四节技术方案的构思和设计第五节技术方案的实验和实施

技术方法是各类技术研究和技术开发中所使用的普遍的共同方法。本章将讨论技术方法论问题，主要集中在如下几个方面：探索技术方法的特点与技术创造活动的过程；总结与概括技术决策以及技术研究与开发的一般方法。第一节技术认识与技术问题现代技术认识的特点技术问题的产生技术问题的分析技术问题的解决方式1.现代技术认识的特点

科学、技术和工程的融合技术、工业和工程l5世纪时，“工业”常常与磨坊(Mill)相关，指“技能或手艺的应用、装置或设计”，它实际上与“机械艺术”的含义非常接近。到了17世纪，则明确指“与生产艺术或制造等实用工作相关的同定职业；系统的工作或劳动”。“工程”概念也是在技术实现社会化的过程中出现的。人们常把与作战紧密相关的工作称为“军事艺术”后又称为“军事工程”。法国大革命后，军事工程向民用领域扩张，人们用“民用工程”来指称这一与军事工程相对应的特殊领域。工程师把工程解释为“科学与艺术的结合”。A.技术认识与科学认识认识目的不同认识对象不同认识过程不同解决的问题不同B.技术认识的基本程序基本程序第一阶段：课题规划第二阶段：方案的构思第三阶段：实验与实施从逻辑结构看，科学主要执行认识世界的职能，技术主要起着改造世界的作用。从宏观上看，技术形成一个以人类需求或目的为核心的立体辐射状网络结构。一端与主体需求相连，另一端与科学、经验认识等领域相连。因此技术问题的产生与实践的需求密切相关。2.技术问题的产生(补充）

A.技术问题及其探讨意义围绕着“如何做”的问题，可以把技术问题看成是在一定历史时期内，在社会需求推动下，根据自然规律提出的，要求创造、改进或革新旧技术各形态的，需要解决而尚未解决的矛盾。它包含目的性指向、可能的解决范围和潜在的价值。技术问题及其探讨意义规定制约影响B.技术问题的来源从社会需求中产生。从现代技术体系内部的各形态之间的相互作用中以及技术从潜在发展到现实形态中产生。从科学发现或科学原理的潜在可能性中启发产生。3.技术问题的分析技术问题的特征：从技术与科学的关系看，技术要解决的是“如何做”的问题；从逻辑演进的角度看，技术问题的提出是沿着从目的到手段的顺序展开的。从技术发展的角度看，一般技术的发展都经历了一个肯定—否定——再否定的辩证发展过程。技术问题的分类：按照技术系统层次划分：4.技术问题的解决方式技术问题的解决方法的多元性技术问题的解决需要相对复杂的转化过程。技术问题的解决有时具有正反两方面效应并存的效果。必须加以多方面预测，对问题解决的结果有一个充分的估计，从而采取措施，以消除或减轻可能的负效应。超大规模集成电路计算机大规模集成电路计算机集成电路计算机晶体管计算机电子管计算机

现在计算机的运算速度已经达到每秒2.1万亿次。代性能第1代第2代第3代第4代第5代

技术问题解决方式的多元性世界上第一台电子计算机名叫“埃尼阿克”（ENIAC），每秒只能作50000次运算。

技术与理论是相互联系的。任何一种技术或理论的转化途径都是多元的，技术理论的来源和转化都具有多样性。技术问题的解决最根本在于要充分发挥创造性思维能力，作出创造性技术发明。第二节技术方法的特点与过程技术方法及其特点技术创造活动的一般过程1.技术方法及其特点技术方法是人们在技术的研究和开发过程巾所利用的各种思维方式、程序、规则、技巧的总称。一般技术方法可以分为技术决策方法和技术创造方法两大类。前者包括技术预测方法、技术评估方法等；后者包括技术选题方法、技术原理构思方法、技术力案设计方法、技术研制方法、技术实验方法等。技术方法的特点：2.技术创造活动的一般过程是否第三节技术预测与评估技术预测及其类型技术预测的基本原则和一般程序技术评估及其特点技术评估的价值观技术评估的一般程序1.技术预测及其类型技术预测：指人们在技术领域利用已有的理论、方法和技术手段，根据技术的过去和现在的状况，推测和判断技术发展的趋势或未知状况。A.技术预测的要素：预测对象的有关信息预测者预测方法预测对象预测结果B.技术预测的类型：C.技术预测的作用：为政府职能部门制定国家科技政策和发展战略、选择优先发展领域、确定研发资金投入等方而提供依据为产业技术升级和企业制定发展战略提供技术信息指导本国的研究开发活动，广泛吸引社会各方面的人力和资金，加大对有潜在前途技术项目的研发力度极大促进社会各方面的合作与交流，加强政府、研究机构、企业和高校之间的沟通能力，从而形成充满活力的技术创新网络。2.技术预测的原则及程序A.基本原则B.技术预测的一般程序3.技术评估及其特点技术评估(TechnologyAssessmenf)，广义上讲就是通过分析技术与各相关因素（如生态环境、社会政治、物质经济、人的价值观念等）的相互影响来解决技术社会发展问题的一种方法，或者说是一种与技术有关的社会宏观决策分析活动，是系统的、高度有序的、跨学科的和未来发展的决策性研究。

技术评估的特点：技术评估的标准和内容技术具有双重属性，即自然属性与社会属性。技术评估的标准有两条：技术的合理性和社会的合意性。技术的合理性：判明技术的优劣，首先是看该项技术能否满足以最小的投入获得最人的产出原则，以追求最优化为目标。技术的社会合意性指的是技术的可行性增加并不一定是技术进步。有时为了人类社会的健康发展和长远发展，需要理智地放弃某些技术上可行的甚至经济上也是合理的技术变革，以追求技术的社会文化总体效益技术评估可以分为三种类型：技术导向型、问题导向型、项目导向型。4.技术评估的价值观如何处理好技术价值与人的价值之问的平衡即保持二者之间的“张力”，是技术评估价值观的主要内容。5.技术评估的一般程序第四节技术原理的构思方法技术原理的构思是创造性思维的过程技术原理的构思方法举要1.创造性思维过程技术发明，其核心就在于构思一种新的技术原理，或创造一种技术原理的新的运用方式。所谓技术原理，就是一切技术系统（包括技术设备、工艺等）都必须具备的工作原理。蒸汽机的发明2.技术原理的构思方法举要思考题：技术方法有什么特点？试举例说明技术方法的提出和运用。技术评估的方法有哪些？技术预测与技术评估在技术决策中有什么作用？怎样理解技术原理的构思？常用的技术原理构思方法有哪些？第六章数学方法和系统科学方法第一节数学方法第二节系统科学方法的产生与原则第三节几种重要的系统科学方法【本章要点】

数学方法和系统科学方法不仅适用于科学研究，而且适用于技术研究，具有通用性和综合性。本章主要探讨数学方法的基本特征、科研功能和数学模型方法,考察系统科学方法的产生及其相对于传统思维方式的特点，介绍几种重要的系统科学方法。第一节数学方法科学史上的数学方法数学方法的基本特征数学方法在科学技术研究中的作用数学模型方法

由伽利略开创并由牛顿继承的工作方法：即将基本的物理原理表示为定量的数学陈述，然而利用数学的论证推导出新的物理成果，到了18世纪已经被不可估量地向前推进了。物理越来越数学化，物理的主要分支日益多地组织到数学结构中，从而建立了数学物理。

——W.c.丹皮尔

科技的横向交叉结构在两门或多门学科之间通过相互渗透而产生的新学科以某一特定的客体为研究对象，采用多学科的理论和方法进行综合研究而形成的新学科的统称横断科学：

横断学科是指从宏观世界的诸多物质结构及其运动形式中抽取出某一特定的共同点作为研究对象而形成的新学科的统称。它们的研究对象不仅是某一领域或某种物质现象,而是横贯多个领域甚至一切领域，所以称为横断学科。横断学科于二十世纪三四十年代兴起，主要包括控制论、信息论、系统论、协同学、耗散结构论以及非线性理论等。1.科学史上的数学方法19世纪数学的新科目，如数论、形论与群论，三角学发展成为多重周期的函数理论，以及一般的函数论。综合与分析的方法创造出的新的几何学，都被应用到物理学上，成为物理学前进的巨大动力。

“……虽然是由于我在数学领城里的直觉能力不够强，以致不能把正带有根本性的最重要的东西同其余那些多少是可有可无的广博知识可靠地区分开来。此外，我对自然知识的兴趣，无疑地也比较强；而且作为一个学生，我还不清楚，在物理学中，通向更深入的基本知识的道路是同最精密的数学方法联系着的。只是在儿年独立的科学研究工作以后，我才逐渐明白了这一点。”——A.爱因斯坦

2.数学方法的基本特征数学是研究现实世界的数量关系和几何形式的科学。数学方法则是指用数学语言表达事物的状态、关系和过程，经过演绎性的推导、演算和分析，以形成解释、判断和语言的方法。数学方法的基本特征：3.在科学技术研究中的作用提供简洁精确的形式化语言，使科学技术知识得到简洁、准确的表达、演算和逻辑化。提供数量分析和计算方法，加强了人类的科学认识和技术实践能力。提供逻辑推理的工具，使科学技术知识走向形式化和系统化。

数学方法使近代科学的逻辑推理具有单义性、精确性和直观性，数学成为近现代科学建构的工具。数学虽不能直接告诉人们外界新的经验知识，但是却能使经验知识简明化和系统化，从而揭示纷繁复杂的物理现象背后的稳恒结构。科学语言系统（两种语言符号系统）符号是一定的可感知的物质对象，它在贮存、传递某一对象的信息方面充当另一对象的代替物。符号不但必须具有物质性和可感知性，而且必须具备一定的含义。符号的含义是人的历史性的社会实践活动所赋予的。任何符号都是物质形式和含义（或授义）的统一。数学、数理逻辑符号位框架的一种更抽象、形式化程度更高的科学语言科学语言系统4.数学模型法数学模型方法(MathematicalModeling)又称为MM方法。它是针对所考察的问题构造出相应的数学模型，通过对数学模型的研究，使问题得以解决的一种数学方法。数学模型是针对现实世界的某一特定对象，为了一个特定的目的，根据特有的内在规律，做出必要的简化和假设，运用适当的数学工具，采用形式化语言，概括或近似地表述出来的一种数学结构。数学模型的基本类型：数学模型的建立过程验证表达（归纳）（演绎）求解解释第二节系统科学方法的产生与原则对传统理性思维原则的反思系统科学和系统科学方法系统科学方法的原则传统的理性思维的特点是以简概繁，从无序性中抓取有序性，从偶然性中抓取规律性，从复杂性中抓取简单性，以简要的概念来概括繁多的经验事实。简单性方法主要是还原法，即把复杂因素还原为简单因素。1.对传统理性思维的简单性原则的反思系统科学方法2.系统科学和系统科学方法系统论、信息论、控制论、运筹学、博弈论、协同学、耗散结构理论等，都属于系统科学。系统科学以数学、物理、化学、生命科学、工程技术、社会科学、思维科学等为背景，不同的系统理论侧重以上述不同领域的系统为研究对象。系统科学方法是按照系统科学的观点和理论，把研究对象视为系统来解决认识和实践中的各种问题的方法的总称。系统科学方法

系统科学方法要求我们把研究对象看作是一个整体，把事物的普遍和永恒运动看成是一个总体过程，全面地把握和控制对象，综合地探索系统中要素与要素、要素与系统、系统与环境、系统与系统的相互作用和变化规律，把握住对象的内环境与外环境的关系，以便有效地认识和改造对象。3.系统科学方法的原则

几率决定论认为，一个系统的未来状态，并不是严格确定的线性因果链，而有许多偶然的随机的因素在起作用，人们只有从大量的偶然性中寻求必然的统计规律，自然系统才能遵循统计规律。对量子力学哲学基础诠释的争论焦点就是这个问题。系统科学方法的原则

第三节几种重要的系统科学方法系