技术体系和系统的层次结构与内涵
本章讨论了依据TRIZ理论而得出的实际描述技术体系的结构模型,但这是纯粹地从工程设计的角度进行的宏观描述,技术体系的结构依据技术存在域和演进过程需要明确具体的结构。同时,本研究重点讨论的技术的利基现象和技术进化涉及与技术体系及系统密切的关联,在此进一步说明两者的微妙区别和结构。如前所述,技术被分成人的内心活动的“思维技术”或者“智能技术”、与自然界相互作用的“自然技术”和通过人的行为表现出来的“社会技术”三类。把技术主体隐含在各项技术之中,形成了“技术系统”的界定。从某种意义上看,技术系统的概念界定包含智能技术和社会技术的成分,是一个广义上的基于技术存在域的界定,而技术体系则指基于自然技术存在域的狭义上的界定。
1.技术体系的内涵
技术体系作为对技术整体的描述,根据历史的动态观点,是一个所有技术部门从低级到高级相互联系在一起的复杂的立体网络型结构,但通常在分析技术体系具体结构时,只能静态地区分某一时间段的技术整体。另外,不同区域的地理环境以及各种因素使得技术发展表现出不同技术体系各要素的不平衡水平。因此,技术体系是某一时期所有技术的综合概念,反映这一时期某一领域的技术能力,是技术进化的评价依据,同时也是人类进化的衡量指标。[35]比较普遍的技术体系结构是从纵向和横向两个维度分析,呈现出层次性的结构和内涵。
(1)技术体系的纵向层次。
第一,背景技术,是指某一技术领域作为技术知识存在的理论并起到奠基作用的技术原理,许多技术都是在这个知识背景下分化的,同时,作为研究过程,也贯穿在整个技术体系的建构过程中。
第二,元技术,是指那些不能单独发挥人工物作用的单元,包含各种技术要素、技术原理和初步的技术功能,是技术体系发展的基本点。如液晶材料作为液晶显示功能的实现,具有晶体双折射的光学特性,本身不能发光,在不同电流电场作用下,液晶分子会按规则旋转90度排列,产生透光度的差别,即产生明暗的区别,依此原理控制每个像素,便可构成所需图像。液晶显示器则需要背光、滤光、信号和大规模集成电路等各种周边技术和其他相关技术的配合实现。
第三,组合技术,也可称为二次技术,或者综合技术,是一个较高工程层次上的技术集合,是众多元技术或者以元技术为核心的,吸收其他技术体系中的技术而作为外围技术发展起来的技术集合体。如图3-2所描述的技术体系的层次结构,是技术体系走向成熟的表现。
第四,技术体系,是指实现技术整体功能的技术整体,如图3-3描述的是基本单元结构。作为技术整体的技术结构以元技术为核心、从不断分化的二次技术基础上,组合形成的一系列复杂技术网络结构,是该技术领域成熟的标志。[36]
(2)技术体系的横向层次。
技术体系的横向层次是指各种不同领域的划分,根据不同领域内技术在体系中所处的地位和作用,可以划分为主导技术、相关技术和一般技术三类。主导技术实际上是某一时期在技术体系内部起到主导作用的技术类别的总称,或可以认为是主流技术,如炼钢技术中的平炉技术、转炉技术等,平板电视机中的液晶显示技术和等离子显示技术等。相关技术是指那些和主导技术相关联的技术总称,如液晶显示器的背光技术、大规模集成电路技术等。上述两类技术以外的技术统称为一般技术。
从技术体系的结构和内涵看,技术进化主要表现在三个方面:一是技术原理的变化,是一个从低级到高级、从简单到复杂的变化过程;二是技术结构的完善,即技术各要素之间的联系和整体性,可以是从简单到复杂,也可以是各种不同技术的组合;三是技术功能的提高,是技术发展的重要标志,即实现了技术的社会功能,使人的存在价值得到新的体现。(https://www.daowen.com)
2.技术系统的内涵
考察技术系统的本质,需要综合静态的、动态的和环境的分析,这也是技术进化研究的基本方法。如前所述,众多学者都对“技术系统”提出了各自的理论,尽管从不同角度和不同的侧重点提出技术系统的构成,但并没有达成统一的认识,概念是比较含糊的。技术史学家休斯提出了技术系统的“部件”(component)概念,认为技术的人工制品和技术系统的建造者构成了技术系统的基础。技术人工制品是指技术系统在进化过程中产生的能代表该技术的技术实物,是一种技术系统的标志;技术制造者并不是所有涉及的个人,而是那些能够将多样化的因素纳入一个整体,并将凌乱的要素排列和整合出一个有序结构的技术操作者。然而,技术制品可以作为系统的重要部件,甚至可以作为技术系统的一种象征,但是当技术物品发生空间和时间的转移时,特别是当它从人工物制造者群体转移到人工物消费者群体时,内在的技术元素并没有被完全转移到下一个载体,对它的解读过程必然会发生缺失。[37]技术社会学家埃吕尔是从系统论的观点提出了技术-社会系统的概念,比休斯的观点更注重社会环境因素,技术与社会之间没有明确的界限,认为“技术社会就是技术系统存在于其中的社会”,实际上就是“技术-社会系统”的观念。但他指出了技术系统之所以能够进化,实际上是由于技术系统内部一直存在着整体功能的缺陷,它需要不断加以修整,使技术系统更加优化、完善,从而导致技术系统的进化,“技术进步是通过解决一定数量的问题以及造成另一些问题而实现的”[38]。每一次技术进化都提出了新的问题,技术活动越来越复杂,一项技术解决了一个问题,同时也制造出其他诸多问题。
本研究使用“技术体系”界定狭义上的技术系统的内在结构,着重于“造物”生产层面的技术结构。从静态分析的视角,“技术系统”包含三个要素:主体要素、实体要素和智能要素。这些要素的有机结合构成了技术系统完整性,从要素分析,还是会看到边界的存在。但是,从技术要素的构成和演进看,主体要素是隐含在知识和操作要素中的,实体要素是指客观的技术存在物,既包含机器实物,也包含人工物——制品。本书依据西蒙的技术要素和演进的结构模型提出扩展后的对技术要素和演进的分析模型。[39]
如图3-6所示,该模型在原有的三个维度的基础上增加了制品维度,机器和制品构成的实物维度是技术的外在现象,知识(智能)和操作(工程)构成的两个维度是技术的内在现象。
外在的现象比较容易感知和把握,技术进化的分析仅仅通过外在的实物现象是不够的,需要结合内在现象分析,揭示其进化机制的实质。
上述扩展后的技术要素的机构和演进模型,是一个技术的系统结构。其中,知识要素是关于目的性活动过程机制或规律性的凝聚,是技术活动的灵魂;操作要素存在于驾驭或控制物化技术体系的操作者身上,体现在技术活动的全过程;机器和制品的实物要素是客观的技术存在物,是技术活动展开的物质基础。要素之间存在互动关系和制约关系,某个要素的变化必然影响其他要素,各要素之间的发展又是不平衡的,从技术进化的实践看,要素之间总是处于平衡和非平衡的状态之中,导致技术系统的演进。
图3-6 技术系统构成要素的结构演进及内在、外在的现象
但这又不同于把技术纳入社会系统中的概念,本书将该概念定义为“技术-社会系统”,强调技术主体要素作为一种社会环境因素发挥作用的关系。在很多技术系统演化分析中,从上述要素概括得出的技术系统如果包含主体的内容,则技术系统演化过程中的整体“系统”衰退或者旧的技术系统代替新的技术系统。[40]因此,扩展后的“技术系统”实际上描述的依然是一个技术存在域视角的“技术体系”。
技术系统可以界定为按照一定的技术目的而密切关联的,由若干单元技术组成的具有一定层次结构、并与环境发生关系的演化有机整体。[41]从动态的观点看技术体系的结构,是把技术看成人与自然(物)之间的一种交互作用,是技术主体运用智能要素,按照技术目的和技术组织的形式与技术实体要素交互作用的过程。这一从技术要素分析的技术系统实际上是技术体系的扩展概念,并考虑到技术系统(体系)动态地与各种要素的互相作用。以下基于这个概念,从技术发明、创新和知识结构等视角分析广义存在的技术的利基现象。
