基于生物进化理论的技术演进研究

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　　摘要：技术自诞生以来，就一直处于进化发展之中，其演进历程是从低级向高级一步一步进化而成的。以生物进化理论为基础，借助其中的系统演化思想，以生物进化为背景，系统地分析了技术演进的方式。技术演进过程同生物进化的过程一样，也经历着类似的方式：渐变中有突变，突变产生于渐变中量的积累，是渐变和突变的辨证统一。
　　关键词：演进；生物进化：技术
　　
　　技术是一种重要的社会文化现象，广泛存在于人类生活的各个领域，技术自诞生以来，就一直处于进化发展之中，其演进历程是从低级向高级一步一步进化而成的。自从达尔文提出进化论以来，进化思维就逐渐成为人们普遍的思维方式，并运用到各个领域之中。许多学者都把技术的发展与物种的进化进行过类比，力图从技术发展与生物进化的相似性中概括出技术发展的一般规律，技术世界与生物界都是开放的动态系统，其间在结构功能、运行机理、演化发展等方面都存在着众多的相似性。乔治，巴萨拉首次把生物进化论作为一种隐喻和思维方法，提出了比较完整的技术进化论思想，从而在技术哲学中奠定了他的历史地位。巴萨拉把进化思维运用到技术发展史的分析中，总体思路是富有启发和创见的，对技术发展过程中，技术如何发生、如何发展、如何进化如此等等重大问题，巴萨拉都用进化论的思想给出了独树一帜的答案，巴萨拉的技术发展的进化论模式尽管给人以极大的启发，但在许多发面又不太成熟。例如，他的模式还显得简单、粗糙，只是一个宏观的解释模型，他只是把进化论作为一种隐喻，一种思维方式，用进化的思想构造出一个简单的思想框架，并填之以一定的技术史资料，对技术发展进化的微观过程却缺乏细致的描述。从进化论角度研究技术进化另一位代表人物约翰・齐曼，主要从事技术系统与生物系统之间结构相似性的深入研究，提出技术进化是过程，常常伴有突变、停滞、闭锁、耦合、分叉、自组织、自适应、自相似、混沌、正反馈、路径依赖等一系列特性，但对于技术演进过程中的复杂性现象、表现、特征、形成条件、发生机理等没有进一步研究。因此，本文在前人研究的理论基础上，借助其中的系统演化思想，以生物进化论为背景，系统地分析技术演进的方式。
　　
　　1　生物进化理论概述
　　
　　达尔文在他的巨著《物种起源》里，提出了以自然选择为中心，从遗传、变异、适应、生存竞争等方面揭示了生物由简单到复杂、从低级到高级、由种类较少到种类较多的进化历程。但生物进化究竟采取什么方式?自古以来有两种对立的观点，一是主张渐变式，一是主张突变式，达尔文主张“自然界中无飞跃”的渐进进化观，相信生物进化是采取缓慢的渐进方式，这就是说，一种生物进化到另一种，要经过长期的历史过程，生物进化具有连续性，有一系列的中间过渡类型。如古代马进化到现代马，经历了始祖马到中新马、上新马的中间过渡类型，所以说，生物进化只能是缓慢地、点滴地。而突变论认为物种是由不连续的巨大变异而骤然出现的，荷兰的德弗里斯于1901年在他的著作《突变论》中明确指出：“新物种是突然出现。它不需要可见的准备，也没有过渡类型”。还有一些进化论者把进化论区分为大进化和小进化。小进化指种内、种间的微变和渐变，大进化指物种形成和种上进化，如被子植物、鸟类、哺乳类动物等新类型的历史上的出现，一些小进化论者认为，小进化和大进化遵循同样的机理，没有原则的差异，他们都必须经过物种的演变而进化。
　　那么生物进化究竟是渐变的还是突变的?事实上，渐变式模式和突变式模式都有一定的事实依据和合理性。突变式进化模式至少使经典达尔文渐变论者注意到生物进化中出现的显著飞跃，而非仅仅是缓慢的微小变异的积累。但突变式进化观也不能代替或完全否定渐变式进化观，因为生物进化过程中毕竟是大突变和小突变交替进行的。因此可以说，在生命进化的漫长历史中，即有渐进过程，也有飞跃过程，生物进化既采取渐变进化方式，又采取突变进化方式。新种的形成既有缓慢的渐进，也有急剧的跃进，既有连续，也有间断，生物进化是渐变与突变、间断与连续的统一过程。
　　
　　2　基于生物进化的技术演进研究
　　
　　如同生物进化一样，技术也是进化的，由低级到高级，由简单到复杂，缓慢进化而来。技术演进过程同生物进化的过程一样，也经历着类似的三种方式：渐变、突变、渐变和突变的统一。黄顺基等(1991)将技术发展过程分为经验型技术、实体型技术和知识型技术分别占主导地位的3个阶段，各阶段的代表性技术分别是：手工工具技术、动力技术、信息技术。再细分一个层次，手工工具技术又可分为石器技术、青铜器技术和铁器技术，动力技术目前可分为蒸汽机技术和电力技术。通过对技术史的研究可大体上画出3类技术的发展概况(见图1)。图中虚线表示这一技术水平将趋于一个定值保持下去。
　　在人类发展的初级阶段，由于人类自身能力有限，这一阶段手工工具技术占据了主导地位，所进行的活动主要是手工劳动，自然界对人类的破坏活动有足够的时间进行自我调节。在18世纪人类为了寻求进一步解放自身，开始寻找自然界的动力，而自然界也为人类提供了丰富的能源，蒸汽机、电力技术的发展使动力技术占据了主导地位，由于能源的大量开发和利用，自然环境在人们还没有意识到可持续发展重要性的时候已受到了严重破坏。当人类不再满足于只进行物质、能量的交流之后，信息技术便应运而生了。信息技术不但加强了社会各子系统之间的联系，也促进了各项技术之间的关联和向更高水平的发展。而信息技术对环境的影响相对于动力技术来说要小的多，并很可能成为我们改善环境的工具。从中可以发现技术的演进在各个不同阶段内是一种渐进的演进过程而各个不同阶段间是一种突变、跳跃式的演进。
　　
　　2.1　渐进式演进
　　从历史看，技术起源于人类直接或间接的生存需求。技术发展的过程中在受到自身自组织机制支配的同时，还受到了自然规律的制约和人类不断变化的需求的影响，因此技术自身的发展是与人类社会和环境的发展同步的。
　　技术的演进与人的体外进化相一致，人的体外进化指的是文化方面的进化，包括工具、思维方式的进化。因此，恩斯特・卡普在《技术哲学纲要》中首先提出技术投射说，即技术被设想为人类有机体的某些方面的器官投射或延伸，如锤子是拳头的延伸，望远镜和显微镜是眼睛的延伸，声纳技术是耳朵的延伸，电脑是人脑的延伸，等等。人类在学会制造工具以前，首先有一个长期使用天然工具的过程，使用天然的木棒和石块来获取食物和防卫自己。典型物器是砍砸器，通常用拳头大小的砾石制成。在直立人阶段，石器类型开始增多，出现了刮削器和尖状器，但直立人阶段的石器仍属旧石器时期。到早期智人阶段，制作石器的技术有了进一步的发展，石器类型也较直立人阶段有所增加，石器的主要类型有厚尖状器、砍砸器、刮削器、小尖状器和石球等，而且石器类型比较固定，其用途已有明显的分工。晚期智人更

多地用石叶来制作工具，而且加工精细。此外还有少量的骨器和角器。晚期智人不仅能使用简单的工具，而且还能用石头或骨角制成矛头，然后加在木棒上制成长矛或标枪等复合工具。在晚期智人阶段，还出现了陶器器皿，这时，历史的车轮已驶进中新石器时代。此后，又过了几千年，才出现金属工具，如铜器、铁器等。从中我们可以发现手工工具技术的演进是一个渐进式演进过程(见图2)。
　　
　　
　　同样，以蒸汽机和电动机为代表的动力技术时代也是一个渐进的演进过程。在瓦特发明蒸汽机之前的1763年和1764年之间的那个冬季，当瓦特开始修理和研究一台纽可门蒸汽机的模型时，全世界已经有一半的地区已使用这种机器，但纽可门蒸汽机的某些特性使瓦特懊恼，从而促使他作些补救、改进措施。他制造出了超过纽可门蒸汽机的机型，并为现代蒸汽机的发展铺平了道路。而第一台电动机的发明也是以两个著名的器械：磁罗盘和蒸汽机为模型的，丹麦科学家奥斯特(Hans Christian Oersted)在1820年宣布通电流的导体在贴近它的四周产生磁效应，并证明了一截通电流的金属线对罗盘指针施加作用力使之偏向。而英国物理学家法拉第(Michael Farady)在获知了这一信息后立即尝试将指针的偏转变成连续旋转的运动，其结果就是第一台电动机的产生。
　　
　　2.2　突变式演进
　　技术系统是一个开放的系统，与人类社会系统、周围自然环境系统不断进行着物质、能量和信息的交换；各类相关技术发展水平之间会产生不一致，这促使技术系统进入了发展的不平衡状态；技术系统内部也存在着涨落力，这就是有创造性的技术发明，蒸汽机、计算机的发明都促使人类进入了一个新的技术时代。因此，从生物进化论的角度来说，技术系统的演进过程又是一个突变式的演进过程。
　　在瓦特发明蒸气机之前，整个生产所需动力依靠人力和畜力。伴随蒸气机的发明和改进，工厂不再依河或溪流而建，很多以前依赖人力与手工完成的工作自蒸气机发明后被机械化生产取代。其影响涉及人类社会生活的各个方面，使人类社会发生了巨大的变革，对人类的现代化进程推动起到不可替代的作用，把人类推向了崭新的蒸汽时代。机器的发明和使用，又进一步促进了与制造业有关的冶金工业和采矿工业的发展，从工业革命的发展历程来看，工业革命的过程是发明促进发明，从轻工业到重工业，从工作机到发动机，互相推动的过程，蒸汽机的发明使人类由手工工具技术时代实现向动力技术时代的质的飞跃。而电子计算机的产生与发展将人类历史上的工业革命推向以自动化为主要标志的第三次工业革命。它对人类历史发展的影响是第一次工业革命、第二次工业革命所不能相比的。目前，它与人类社会已融为一体，并日益广泛而深入地影响着社会生活的方方面面。电子计算机是人类在20世纪里创造出来的最值得骄傲的工具，就它对社会生产、经济、军事、文化教育和人类生活各方面的影响来说，其意义比任何其他技术都深远得多。而电子计算机作为现代信息技术的核心，带动并产生一大批新型工业，使社会的第三产业迅速发展起来，不仅推动了社会生活的现代化，还改变着人们的生活、学习、交往和思维方式，是知识经济时代到来的根本原因和基础。
　　还有部分学者(任锦鸾、顾培亮，2002)认为下一次技术突破将是新能源技术。煤、石油、天然气等不可再生能源的储量是有限的，而人类对能源的需求不断增长，新能源开发和使用技术突破后很可能成为下一代动力技术的核心。人们常将信息技术的发展称为第三次技术革命，但它并不是对动力技术的替代，而是一个新的技术发展分支。这一分支的出现是与社会整体协调发展的过程相适应的，它创造了以知识型技术要素为主的技术时代。
　　
　　2.3　渐变与突变的交叉统一
　　自从人类开始利用石器以来，新技术不断替代旧技术，手工工具技术中的石器技术、青铜器技术和铁器技术三者之间的发展几乎是完全替代的过程，因为它们的作用空间基本相同。但在手工工具技术、动力技术和信息技术这一层次的技术替代并不是完全的，比如一些手工工具现在还在使用，电力技术在将来的很长时期内还将存在，而由于信息技术与前两种技术的使用空间重复范围不大，它们不但同时存在，并很可能相互促进。尤其是在新旧技术的交叉点，旧技术会因固有的市场、资产等原因努力维持生存：而新技术全面发展的物质基础和社会条件还不充分，不能被使用者立即接受，因此会出现二者交替占有市场的局面(见图3)。
　　
　　从图3中我们可以看出在曲线上出现了振荡，但曲线最终会走向上升的轨道，说明技术在经历挫折之后仍会向前发展。例如网络技术在风起云涌之后中间出现了短暂的低迷，主要原因就在于虽然信息技术本身已达到一个较高的水平，但它全面发展的市场还不成熟，从而约束了它的进步。
　　纵观整个人类技术发展史，而不止局限于两种技术的替代，有时是多种技术同时存在的替代过程，例如铁器、电动机、计算机至今仍同时存在于我们的生活中。当有新的技术，比如网络技术、新能源技术出现之后，各种技术增长的最大可能空间是不同的，也可以说是不断扩展的。手工工具技术一般用于工业和农业。动力技术就扩大到了交通、运输、提供动力，信息技术更是影响了我们生活的方方面面。例如计算机开始只作为科研机构大型计算的工具，在它逐渐成为大众使用的工具时，它的市场占有率是上升的，在未来，必会有更便捷的工具替代计算机，那时它的市场占有率就会随之下降。
　　
　　3　结语
　　
　　综上所述，社会经济领域的重大变动大多时候是技术中革命性变化的象征，在英国建立的第一个工业社会的变化之大令人完全忽视了它的建立所依赖的技术的渐进性演进，促使人们永远认为技术是通过从一个伟大发明向另一个伟大发明跳跃式前进的。从技术的发展史也可以看出技术在一定程度上独立于社会的飞速发展，纺纱和织布技术的相互促进发展激励了蒸汽机技术的发展；计算机技术提高的很大动力来源于技术自我改善，比如Window操作系统的更新换代；当前计算机技术正促使传统技术实现自动化。但同时由于任何技术的发展都有极限，如航天飞机的速度不可能超过光速：技术与技术之间也存在着竞争，如曾风靡一时的蒸汽机技术被电力技术所取代，这些又决定了任何技术在社会应用中会逐渐衰落。因此，技术的演进过程是渐变中有突变，突变产生于渐变中量的积累，是渐变和突变的辨证统一。

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