工程辩证法讲技术观

第8讲技术观刘金玉07十一月20241第8讲技术观技术观的基本问题技术的界定技术与科学的区别技术方法技术方法的一般研究常规技术设计技术的演化发展技术发展的动力机制技术演化的过程（含技术与科学的协同进化）07十一月20242技术观的基本问题技术的界定技术的一般定义技术与科学技术与科学的区别07十一月20243第一节技术的界定一、技术的一般定义作为客体（object）的技术

作为知识（knowledge）的技术

作为活动（activity）的技术

07十一月20244技术可以被认为涉及了人对自然的干预，涉及了目的以及物质装置、知识、以及可操作的体系；同时也可以从技术与其它对象的相互关系，如文化、社会范畴下来考察技术……07十一月202451、作为客体（object）的技术

指技术的各种物化结果,包含所有人造的、物质的人工物，如工具、机器和消费品。07十一月2024607十一月20247技术哲学的创始人恩斯特·卡普认为：工具均是人的器官的投影，即“器官投影”。工具是从人的器官中衍生处理的，人体器官的外形与功能是所有工具的源泉与本质。----技术就是外在化、客观化的人类器官。

07十一月202482、作为知识（knowledge）的技术作为知识的技术技术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体系。主要包括：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，如烹制一块蛋糕的火候掌握；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；技术理论，技术规则的系统化。07十一月20249技术知识区别于科学知识目的性：人类的技术行为是设计、制造、使用、监制各种人工事物及人工过程的有目的的行为，是关于“如何做”（whatweoughttodo?）问题；关于“目的”的概念并不出现在科学知识的理解之中。评价标准：科学知识一个非常重要的评价指标就是“真”，但是技术的知识是讲究实用的知识，是设计、建造、运转人工客体的知识，具有解决实际问题的特征。07十一月202410实践智能技术被理解为包含了人类实践智慧与技艺的一个特殊知识体系。但由于技术行为目的性的倾向以及以解决实际问题为主，因此这里知识的概念更接近于智能的概念。在技术知识中，除了有“可明言的”知识外，还存在着一种只能用熟练操作技巧表现出来，用人造物呈现出来的所谓“只可意会，不可言传”的知识——意会知识。07十一月202411实践智能的理解包含了两个核心方面：目的性倾向与非明言知识。因此，用实践智能一词来表示它们要比用一般的“知识体系”一词来表示它们来得更清楚一些。这样，技术就可以理解为：设计、制造、调整，运作和监控各种人工事物与人工过程的知识、方法与技能的实践智能体系。07十一月2024123、作为活动（activity）的技术作为活动的技术与人的不同行为联系在一起，主要包括制造（production）与使用（use）。07十一月202413历史上的科学与技术一、前科学时期的技术（16s’之前的技术）

特点:技术几乎独立于科学而发展07十一月202414近代以前的科学知识处于相对杂乱的状态，科学认识与技术发展之间的关系同样呈现出混乱、无规律的状态。各种技术发明和改进往往来源于偶然的经验发现，大都是在根本没有纯粹科学帮助的情形下进行的，它们并不是科学理论的应用，而仅仅是与人们后来获得的关于自然的科学定理、定律相吻合。如：16世纪的欧洲，在伽利略通过斜面实验与数学方法在理论上推算出落体运动规律之前，工程师就已经从观察中知道大炮抬到45度仰角时射程最远。07十一月202415二、技术与科学的结合第一阶段：16-19世纪中叶，技术与科学开始相互融合，但是技术的发展主要动力还是来自生产与实践；实验科学的发展富兰克林发明避雷针纯粹数学指导数学家们发明了计算器

大发明家爱迪生的创造动机总是来源于社会需要07十一月202416第二阶段：19’S中叶—20’S高技术发展需要以科学的重要发现为前提和基础19世纪出现的一系列产业部门，如钢铁、化工、电气大多都是依托科学成就发展起来的。由此，也产生了工程科学或者技术科学这样的新学科。科学与技术的联系在20世纪的联系显示前所未有的强劲趋势，应该强调的是，“以科学为基础”是现代高技术的典型特征。要是没有划时代的重大的科学发现和理论推进，就几乎不可能有划时代的技术发明、技术进步和技术革命。07十一月202417三、技术与科学的区别*纵观技术发展的历程以及对技术的定义，可以看到技术并不是科学的应用或应用科学。技术在自身的进化中发展出相对独立的、并区别于科学的知识体系与社会规范：研究目的研究对象研究核心社会规范07十一月2024181、研究目的不同科学的首要目的乃是“求知”，它探求真理，尝试认识自然界或现实世界的事实与规律，以获得人类知识的增长。技术的基本目的是“求效用”，它通过设计与制造各种人工事物，来达到控制自然、改造世界的目的。07十一月202419所以当我们考察科学与技术的研究价值的时候，不能够用统一的、僵化的标准来衡量。从技术“求用”的价值来看，对技术进行成本与效益的分析是合理的。因而在评价科学认识的价值时，不必苛求科学家去创造财富。像宇宙起源、天体物理和基本粒子等的研究对于科学知识的增长来说要比许多物质利益都更为重要，不能只用简单、经济的原则来衡量科学的经济效益。07十一月2024202、研究对象不同科学的研究对象是自然界。科学需要研究自然界的规律，帮助人们理解和解释各种自然现象。技术的研究对象是人工自然系统，如人工物理系统、人工化学系统和人工生物系统以及社会组织系统等等。可以说，技术改变，甚至挑战了自然，将大自然没有赋予人类的许多东西引入了人类世界，自然没有给我们提供面包与火车，但是，人类却借助技术的活动创造出它们。见P219.天然客体与人工客体的比较07十一月2024213、研究核心不同科学追求万物之理，科学的理论与规律告诉我们事物是“如何的”。科学在很大程度上体现为理论化的知识，与实验研究密切相关。关于技术的知识则告诉我们“如何做”，应当怎么做。技术与经验知识有着不可分割的密切联系，人类学会使用工具，制造人工物品，大多得益于经验、实践的积累。07十一月202422注意:人们通常把技术看作是科学的应用或应用科学，在这背后可能是因为科学与技术之间存在相通之处，并且科学发现常常诱发技术革新，但是科学知识与科学发现并不能为技术体系由潜在到现实过渡提供解释，二者之间并不存在直接的逻辑通道。技术发明不能简单归之于科学发现的发展和应用，知道“事物是怎样的”与知道“如何去做”并不是同一回事。07十一月2024234、社会规范不同科学是无国界的，它的知识是公有的、共享的，属于全人类的。而技术有专利，有知识产权，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。技术是有国界的，未经公司或政府的许可是不能输出的。

07十一月20242407十一月202425可见：区别科学哲学的技术哲学是可能的而且是必要的。科学哲学是对科学进行哲学的反思，而技术哲学则是对不同于科学的特殊对象，不同于科学的技术概念、判断和推理，不同于科学的技术规范和技术价值体系进行哲学反思。07十一月202426

第二节技术方法技术方法的一般

技术认识的方法论基础技术方法的一般过程常规技术设计*技术问题技术常规设计中的知识技术规则的评价07十一月202427第一节技术方法的一般研究一、技术认识的方法论基础1、技术方法与科学方法的关系技术方法与科学方法对比：有共同点，因为技术要以对自然规律的认识为前提，还必须认识自然规律在人工条件下的具体表现形式。07十一月202428不同点：技术方法具有更强的实践性；技术的工作过程一般是从把社会需要和科学研究成果结合起来的某种技术需要开始，经过规划、研究、设计，使科学成果和技术原理具体化，最后通过研制或施工制造出合乎需要的人工自然物；更强的社会性；既受自然规律的制约，又受社会经济规律和其他社会因素的支配；07十一月202429更强的综合性；不同于科学中的简化抽象；要解决技术可行性问题并且择优。受到许多约束条件的制约：（1）技术本身的已有条件；（2）社会经济条件；（3）环境约束条件；（4）法律、道德、安全等条件。07十一月202430根据美国著名实用主义哲学家杜威在《我们怎样思维》所提出的解决问题的认知程序，我们可以队技术认识过程进行阶段分析：(1)技术认识过程中的问题阶段(2)技术认识过程中的设想阶段(3)技术认识过程中的检验阶段07十一月202431二、技术方法的一般过程20世纪60年代，贝尔电话公司工程师A·D·霍尔在《系统工程方法论》一书中，将“问题解决”的一般认识程序和决策逻辑运用到工程技术领域当中，提出了技术认识程序的六个步骤：（1）确定问题；（2）目标选择；（3）系统综合；（4）系统分析；（5）最优系统选择；（6）计划实施。07十一月20243207十一月202433第二节常规技术设计*一、技术问题技术问题主要来自技术目的与手段之间的矛盾。它们产生于人类实际的需要或潜在的与当前条件不能满足这种需要的矛盾，要求使用相应的技术手段来加以解决。技术设计的问题就可以理解为技术客体系统功能的冲突，以及功能要求与实现这一功能的物理结构属性之间的冲突。07十一月202434技术问题主要包括以下两类：一类问题是存在已知的解决方案。这类问题人们经常通过对问题的定义，运用类推的方法，与所熟悉的标准问题进行类比，如果能够获得正确的类推，就可以找到解决问题的正确方案。07十一月202435另一类问题为没有已知的解决方案，这类问题又称为发明性问题或创造性问题。发明问题的解决通常需要引入新的设计方法或技术原理的突破，因此在产品创新过程中，发明问题被看作是创造或创新过程的真正问题，也是最难解决的一类问题。07十一月202436在实际的技术活动中，这些问题可以进一步细分为：①功能矛盾和物理矛盾，体现为产品设计中功能要求与物理实现的结构之间的矛盾；②要实现某功能，但不知道实现这一功能的具体物理结构设计；③功能上，有效率但是效率不高，需要提高效率的更好的物理结构设计；④有害的作用或效果，希望消除这些效果；⑤必须寻找到新的物理结构方式来实现某一功能；⑥系统过于复杂。07十一月202437二、技术常规设计中的知识技术活动具有明确的实践目的导向，设计中涉及到的技术知识核心是处理应该怎么样做的问题。

07十一月2024381、基本概念（basicconcepts）*技术常规设计的基本概念由两个核心构成(1)运行原理:说明“这个装置是怎样工作的”。例如有翼飞机的运行原理就是“必须平衡运输工具的重力的那个上升力是由推动一个刚性表面对抗空气阻力而向前运动产生出来”。07十一月202439(2)常规型构(normalconfiguration)，是最好地实现运行原理的装置的一般形状与布局。如飞机中的机翼、机身、引擎、尾部方向盘的合理布局等。07十一月202440基本的概念设计贯穿整个设计过程，并且能够在方案设计阶段迅速有效地对结构体系进行构思、比较与选择，从而使方案概念清晰和定性正确。作为技术知识核心的基本设计概念，它所包含的运行原理与常规构型使得技术知识得以与科学知识区分开来，并体现出技术活动自身独特的知识范畴。07十一月202441*由运行原理与常规构型构成的基本概念可以由科学发现来触发，但并不包含于科学知识之中。它们构成区别于科学知识的技术知识的实体。正如文森蒂所说：“操作原理提供了科学与技术之间重要差别——它起源于科学知识实体之外，并以服务于某种先在的技术目的而存在着。一旦诸如汽叶片、推进器以及铆钉之类的物件的操作原理被设计出来，物理规律可以用来分析它们，我们甚至可以设计发明它们。但是物理规律无法包含这些原理，或自身蕴涵这些原理。”07十一月2024422、设计标准与说明书设计标准与说明书是对操作原理与常规构型的具体化。例如，在建筑设计中，通过对建筑主朝向、建筑的体形系数、窗墙比例以及围护结构的热工性能等标准的说明，可以表明该建筑是符合节能要求的。07十一月2024433、理论工具理论工具包括数学的分析方法、推理及其规则，还包括部分的自然规律。其中，所涉及到的自然科学知识为装置或客体的功能实现提供了可能的物理结构分析。理论工具通常需要以科学知识为其提供支持。07十一月2024444、数量资料理论工具的运用转而要求各种数量资料，包括描述性的数量资料与说明性的数量分析。例如，飞机推进器运作的经验参量资料，就为飞机提供了选择最好推进器的数据参考。07十一月2024455、实践考虑为了达到设计的目的，工程师们需要引入实践考虑。例如，基于多年实践飞行的经验知识，需要考虑飞机驾驶时的空气动力学的稳定性的范围。这为我们提供了一个很好的例证说明工程所处理的问题是“应该怎样做”，而不是知道“是如何的”的问题。07十一月2024466、设计手段设计者还需要各种设计手段的辅助，如，思考的程序与方法，调整的技巧等等。运用这些程序化知识与方法，设计师们可以在给定的应用上优化自己的设计。目前，这些设计的手段与程序方法，在很多领域已经被系统化整理出来并制作成“工作手册”来指导设计。07十一月202447可见：在常规设计过程中存在着设计者出于实践目的而运用到的一般的技术知识。特别是，作为技术知识核心的基本概念，它所包含的运行原理与常规构型使得技术知识得以与科学知识区分开来。07十一月202448三、技术规则的评价1、技术规则及其特点技术规则是指建立关于人类技术行为的稳定规范。07十一月202449技术规则与科学规律之间的区别（1）二者论域不同。规则规定的是一个行动的过程，是人类行为的指令序，技术规则是达到某个特定的目标的某种普遍性的技术行为序列，如医生给病人开刀，就有一系列的操作程序；而科学规律则是规定一个自然事件的过程，是自然事物状态空间的约束，它的论域是整个实在世界，如量子力学研究的是微观领域的粒子运动。07十一月202450（2）二者表达方式不同的。技术规则用规范的陈述表述，如医生开刀的过程包含的一系列应该如何做的规定，它们对医生开刀行为起到规范性约束作用；科学规律则是用描述的或说明的陈述来表述，如开普勒行星运动三大定律对行星运动过程的描述。07十一月202451另外，技术规则的成功并不是对所涉及到的科学规律的“真”的支持。主要原因是：A一个假理论所包含的真理颗粒应用于实践中的取得成功不能证明这个假理论的真理性；B实践中对精确度的要求远比检验科学理论所要求的精确度低得多。一个简单、粗糙的不很正确的理论常常比一个全面的、精确的，深刻的理论更有技术效用，更受技术家们的欢迎；C大多数基础科学理论无实践效用，因为它不属于人们生活实践所处的那个层次；D实践上的成功是复杂事物的多变量联合的结果，鉴别、权衡和分析出那一些变量起了什么作用“只有在实验室中，而不是在战场、会诊室和市场中”。07十一月202452（3）二者的处理问题的核心是不同的，技术规则告诉人们“怎么做”（knowhow），科学规律则告诉人们“事物是如何的”(knowthat)。07十一月2024532、技术规则的评价技术规则体现为“目的-手段”链，是实现特定目的的行为规范。因此，技术行为与技术规则无评价上的真假之分，只有有效用或无效用之别，有技术价值和无技术价值之别。07十一月202454技术规则的评价主要表现在以下二方面：一方面，需要根据一定的因果规律来为技术行为规则提供合理性支持。因果规律并不能逻辑地演绎出技术规则，而且自然科学的因果规律的真理性不能保证相应的技术规则的有效性。例如一个水电站的设计与建设，按照一定的目标与评价指标来衡量它，可能是有效的，即以高概率地取得成功的；但也可能是有害的，即导致整个工程的失败，。

07十一月202455另一方面，技术规则评价的一个核心指标，就是要看手段能否实现所规定的目的。对于知道手段是否达成目的，则必须进行独立的技术试验，必须通过行为才能够得到价值与效应的评价。换言之，只有通过行动及其行动的成功，才能够判定手段是否实现了预定的目标。由此，就引申出技术规则中的一个核心评价标准，就是行动与实践中是否有效。*07十一月202456第三节技术的演化发展技术发展的动力机制技术演化的过程07十一月20245707十一月202458一、技术发展的动力机制在不同的动力机制作用下，技术体现出以下发展模式

科学理论导向型社会需要导向型现象发现导向型日常改进型07十一月202459一、科学理论导向型即先有基础理论的解决，然后有应用的研究才导致技术问题的突破。换言之，技术的发展需要科学研究为技术解决、克服相应的难题。重大的技术革命大多来自科学理论的推动。07十一月202460理论问题解决不仅引出技术上的应用，而且在技术的进一步发展中仍然需要来自科学探索的支持。微电子技术的形成过程就是科学探索不断发展的结果。其中一个重要变革来自晶体管技术的发展，它的形成需要固体物理学方面原创性的理论和实验工作为后盾。07十一月202461来自科学的最抽象的理论要获得最实际的应用，首先需要科学与技术的密切结合。以下几个方面的发展，为技术发展获得科学的支持提供了重要的条件：⑴新的工业革命引进了以科学为基础的技术；⑵新的产业普遍建立工业实验室或研究与开发(R&D)实验室；⑶世界上有各种各样的大公司雇用了大批的科学家为技术服务。07十一月202462

内燃机发展至今，约有一个半世纪的历史了。同其他科学一样，内燃机的每一个进步都时人类生产实践经验的概括和总结。内燃机的发明始于对活塞式蒸气机的研究和改进。在它的发展过程中，应当特别提到德国人奥托和的狄塞尔。他们在总结前人无数经验的基础上，对内燃机的工作循环提出了较为完善的奥托循环和狄塞尔循环，才使得到他们为止几十年间无数人的实践和创造活动得到了一个科学的总结，并有了质的飞跃，他们将前任粗浅的、纯经验的、凌乱无序的经验，加以继承、发展、总结、提高，找出了规律性，为现代汽油机和柴油机热力循环奠定了热力学基础，为内燃机的发展作出了伟大的贡献07十一月202463

尼考罗斯·奥古斯特·奥托（公元1832～公元1891）

1876年制造出第一台四部冲程内燃机，那就是至今已生产出数以亿计的四部冲程内燃机的样机。鲁道夫·狄塞尔（RudolfDiesel）

——柴油机之父

随着对汽车油耗和排放的限制越来越严，柴油机对汽车生产商的吸引力也越来越大。

07十一月202464科学的研究在一定程度上影响着实际的应用过程，避免了无谓的劳动，使应用科学家和工程师们能够快速、高效、经济地实现其目标。在现实生活中，由于人类不同活动领域的复杂程度以及相关学科发展的不平衡性，科学对这些领域的规范和指导作用的深度与广度是各不相同的。当然，科学虽然能够作为技术发明的基础，但是并不像人们一般估计的那样：新技术完全依赖于基础科学的进步。07十一月202465二、社会需要导向型

近代以来，不同时期学者关于技术的起源及其发展的观点各不相同，但唯一共通的一点就是认为，技术发展的动力来自社会的需求。社会需要主要是：经济发展与竞争、军事、市场等领域。这些需求在技术发展进程中具有重要的推动作用。07十一月202466汽油机的出现1883年，戴姆勒和迈巴赫制成了第一台四冲程往复式汽油机。汽油机在本世纪的发展历程，分四个阶段：第一阶段是上世纪最初二十年第二阶段时间在上世纪20年代第三阶段是从20年代后期到40年代早期第四阶段从上世纪50年代至今07十一月202467第一阶段：上世纪最初二十年，为适应交通运输的要求，以提高功率和比功率为主。采取的主要技术措施是：提高转速、增加缸数、改进相应的辅助装置。07十一月202468第二阶段：上世纪20年代，为满足满足提高汽油机功率和热效率的需求，汽油机技术主要解决其爆震燃烧问题。当时汽油机的压缩比达到4时，汽油机就发生爆震。为解决这一问题，美国通用公司的米格雷和鲍义德通过在汽油中加入少量的四乙基铝，干扰氧和汽油分子化合的正常过程，解决爆震问题，使压缩比从4提高到8，从而大大提高了汽油机的功率和热效率。07十一月202469第三阶段：从20年代后期到40年代早期，同样为了提高汽油机功率和热效率，在汽油机上装备增压器。从此，废气涡轮增压可使气压增到1.4-1.6大气压。07十一月202470第四阶段：上世纪50年代至今，汽油机技术在原理重大变革之前发展已近极致。其结构越来越紧凑，转速越来越高。同时随着环境社会问题越来越严峻，汽油机已开始向低消耗、低排放发展。主要技术是：缸内喷射、多气门技术、进气滚流、稀薄分层燃烧、电子控制点火正时等。其集中体现在近年来研制成功并投产的缸内直喷分层充气稀燃汽油机（GDI）07十一月20247107十一月202472

但是，同时必须指明的是，需求并非刺激发明者去发展技术的唯一理由以汽车为例，在奥托发明四冲程内燃发动机之前，人们的生活过得也很快乐。汽车的发明既不是源于马匹的短缺，也不是国家领袖或有权威的人物的引导，或社会与个人对汽车交通的需求所致。需求在技术发展进程中具有重要的推动作用。07十一月202473三、现象发现导向型

技术发明并不都是自觉地应用科学理论的结果，机遇和重大现象、事实发现也可以成为技术发展的契机。现实生活中，有许多技术的发明与创新并不来自科学的新发现或科学理论的启示，而是来自经验性或半经验性的发现以及来自技术知识的积累。随着某一事实或现象的发现，它们被转移到技术原理的构思之中，经过艰苦的努力就有可能取得技术发明的成功。这一类型的技术发明一般并不涉及深奥的科学理论，往往直接在现象发现的基础上展开各种相关的实践，并带来技术的重要进展。07十一月202474

最早车的作用是为了载人载物。后为避雨避风，形成箱式结构。现代汽车为满足其动力性，减小风阻，产生流线型。这些就是根据人们对动物体形经验性或半经验性的发现而受启示的。车身构造的启示07十一月202475AlfaRomeo公司在1910年左右推出第一辆水滴形汽车；美国建筑师和设计师富勒于1933—1934年设计的“戴马克松”小汽车在这方面做了大胆尝试。这是一辆大型的三轮汽车，呈“泪滴”状。

07十一月20247607十一月202477四、日常改进型

技术的发明过程表明它还受到来自技术自身的推动。这一类的技术发展，很多都属于不断改进的技术发明。这些发明的最终成功并不需要科学理论上的重大突破，而主要依靠来自技术自身积累的知识与日常的经验知识。07十一月202478宝马3系列是宝马车中历史最长，演绎最成功的系列，属于中型轿车。同时代出现的许多牌子的车型早已不生产，但宝马3系列依然生气勃勃，成为宝马车系的主力。宝马3系列的老祖宗是宝马2000，在30多年间，全车内外，包括了动力、操纵、行驶、装饰以及外形设计都不断演变发展，今天已达到了近乎完美的程度。据报道，该系列车曾在1999年一季度脱销，要加班生产。07十一月2024791975年第一代(E21)

发动机的排量分别有1.6、1.8和2.0升三种选择。1.6升发动机能产生90马力的功率，配合1010公斤的车重，316的性能非常优良。而1.8升发动机的功率则有98马力，几乎破百。要知道在那个时候，功率超过100马力的发动机几乎全是为那些高性能运动车准备的。2.0升发动机的功率则一下子达到了109马力，同级别的车无出其右07十一月2024803系的畅销远远超过预期。一年后，320被当时欧洲发行量最大的汽车杂志评选为“全球2.0升最佳三厢车”。

随后，宝马公司再接再厉，于1977年法兰克福车展上推出了装备6缸发动机的320/6及323i。这也是同级车中独一无二的。说323i是“披着羊皮的狼”一点也不过分，2.3升发动机的最大功率达到了143马力，能够使最高车速达到190公里／小时07十一月2024811982年第二代(E30)

虽然第一代3系卖得红红火