科学与技术关系的新特点

时间:2017-03-12 10:08:49
频道:科普综述
作者:吕乃基

 世纪之交,科学与技术之间除了以往的关系外出现某些新特点。
一、科学技术一体化

标志之一,出现了一些新的学科,既带有基础科学的性质,又是各门技术的应用。例如环境科学,很难将其归入基础科学或者技术领域,不如说是这两方面内容的融合。此外,空间科学、能源科学、海洋科学等也都有这种性质,例如,也可以同时称它们为空间、能源和海洋技术等。在上述这些领域工作的科学家既要有广博的基础知识,同时又必须随时知晓这些知识的应用前景和社会对相关知识的需求。其实这也是对当今所有科学技术部门的研究人员的要求。一个典型的事例是,宇宙背景的微波辐射以及来自空间的射频谱段的辐射;都是专门从事技术研究的贝尔实验室的人员发现的。克奈勒写道:“他们是要解决由于无线电和微波通讯的干扰而引起的实际的通问题而去研究噪声的频率、强度与方向,并将之与环境因素联系起来,但他们的素养使他们懂得这项发现的理论意义”

标志之二,科学技术化和技术科学化。后者容易理解,前者不仅指传统上所认为的在科学研究中越来越依赖于技术所提供的各种设备,从获取有关对象的信息,操控对象,到数据的传输、转换和处理,技术都介入其中;而且各种技术设备以其独特的规则、特定的功能和隐藏于其后的价值以及相应的局限,在某种意义和越来越大的程度上,或制约、或引导了科学的发展及其方向。下文还要论及这一点。虚拟现实技术进而为未来的科学打开了大门。互联网则对科研组织与合作提供了新的方式。

二、技术的影响日增

在科学技术一体化的浪潮中,技术的影响日益加大。其一,表现在技术相对于以往越来越具有自主发展的特征。自主,意味着既独立于科学,如IT一往无前的发展,也独立于经济的发展,越来越引导需求,而不是被需求所引导。微软不断领先于需求推出新的版本就说明了这一点。

其二,以往都是科学的发展从思想、理论上指导技术、技术的反作用只是提出问题以及提供设备,然而当代技术的发展中产生了一系列重要的思想,反过来对基础科学的研究产生重大影响。在空间技术的发展中,不仅在于研究对象的扩展,而且在于以新的角度,在新的情况下考察原有的对象。有人将生活在宇宙的一隅,地球的表面,大气圈中的人类,比作原始时代生活于洞窟中的人类——这正是柏拉图的思想,他们依靠外部光线,所观察到的只是事物的影子而非事物本身,只能从投影中去推测外部世界。我们的观察也是如此,在阳光下,在空气中,在引力作用下进行;这些都是“背景源”source)。空间技术则提示科学家去除背景源,如在真空中,在失重的情况下从事研究,也就拓宽了我们“被洞窟禁闭的范围”。空间技术的发展也使科学家日益体会到诸行星与地球的联系,从而提出比较地质学,由发现星际物质而将前生命进化与生命起源同宇宙的时空背景结合起来,等等。

其他方面如仿生学,这本来是一门技术科学,但必将反过来对生命科学的研究产生积极意义。其中,仿生化学已被看作理解生命本质的重要途径。人工智能是随着电子计算机的发展而兴起的,从中产生的新思想将影对动物行为以及人类思维的研究。

在当代技术发展中所产生的更重要的思想或许是控制论、信息论和协同学。控制论产生于工程技术中对自动化和控制过程的研究,信息论缘起于通信工程,协同学是受到研究激光产生机制的启发。此外,系统论虽然产生于生物学领域,但却在系统工程的发展过程中得到进一步认识和广泛传播。我们已经在前面看到,三论和新三论对于改变人类思维方式以至世界观的巨大意义。    

因而,当代技术已不再只是起将科学理论物化的作用,也不再只是向科学提供设备与课题,而是与科学共同成为当代新思想的源泉。

三、科技黑箱——科学与技术的中介

科技黑箱日益发挥其作为科学和技术之中介的作用。上文已在若干处提及科技黑箱。在唯象的层次上,科技黑箱指能满足需求的商品或服务,其中所含有的科技知识和其他要素被集成于某种框架内,消费者仅知道或关心其价格和功能,而对其究竟如何制作出来并能满足需要或不求甚解,或不感兴趣,或无从得知,或难以理解,如同面对黑箱。科技黑箱与黑箱有以下区别:后者为人所不知,前者至少生产方(主要是创新人员和设计者等)知。由对后者的输入不能预期输出,其变化不可控,而对前者按照规则的输入可以得到合目的的输出,手机、电脑、摄像机、纳米材料乃至普通的照相机、收音机等在不同程度上都是科技黑箱。在理论的层次上,科技黑箱是一种特殊的存贮和传播、交流知识的设施。

科技黑箱的发展与科技革命紧密相关。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,更形象地说,“封装”于科技黑箱之中。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、互联网以及克隆羊多莉,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。从而为广大的消费者得以共享。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。

然而,在科技黑箱中所集成的远不止是科学所提供的非嵌入编码知识,而且注入了大量隐性知识和嵌入的编码知识,如价值观和体制。价值观判断轻重缓急,选择取舍,考虑后果,衡量眼前利益与可持续发展,经济与社会等各个方面。体制则涉及到处理人、财、物、知识和信息等的关系,对于能否以及生产出何种科技黑箱至关重要。科技黑箱为价值观所左右,在社会体制的母腹中孕育。在所有注入科技黑箱的知识中,科技知识无疑是基础,脱离这一基础,任何目的、意志、情感和审美都不可能实现。然而科技知识又受到隐性知识的支配和选择,在向科技黑箱转化的过程中又融入了使之成为可能的嵌入的编码知识。表面看来,似乎仅仅是科技造就了科技黑箱,然而实际上毋宁说是包括科技在内的文明造就了科技黑箱。

在科学技术一体化之时,科学越来越离不开技术,规律的发现越来越离不开观察和实验中使用的仪器设备。这些仪器设备也是科技黑箱,集成于其中的不仅是以往科学所提供的非嵌入编码知识,而且有价值观和社会制度。操作仪器设备的特定规则在一定程度上限定了使用的范围和方向。既然如此,就存在以下问题:在科技黑箱与相应的规则背后的经济社会因素,人的目的意志,在多大程度和范围可能影响规律的发现,影响科学的进程?科学对技术的依赖不仅指传统上所认为的在科学研究中越来越依赖于技术所提供的各种设备,从获取有关对象的信息,操控对象,到数据的传输、转换和处理,技术都介入其中;而且各种技术设备以其独特的规则、特定的功能和隐藏于其后的价值,以及相应的局限,在某种意义和越来越大的程度上,或制约、或引导了科学的发展及其方向。技术对科学的发展同样起到“遮蔽”和“促逼”的作用。

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