科学和技术的关系（二）

技术被认为依赖于科学

近年来，历史学家、哲学家、经济学家、社会学家和政策制定者对有关科学与技术之间关系的性质的问题提出了几个答案。关于科学与技术之间关系的最古老、也可能是最常见的观点之一是假设技术依赖于科学。至少从 19 世纪下半叶开始，人们就普遍认为，特别是在科学家和广大公众中，技术只是应用科学。根据这种观点，技术可以完全归入科学之下。科学使旧技术中出现的经验实践合理化，现在是所有现代技术发展的重要知识来源。科学被视为现代技术学的前提。技术也只是简单地将科学理论和方法应用于实际问题，而没有对科学知识做出贡献或以任何重大方式改变科学知识。到 1933 年，应用科学模式已经得到如此广泛的认可，以至于芝加哥世界博览会的参观者在“科学发现、工业应用、人类顺从”的口号下进入中途。十多年后，万尼瓦尔·布什（Vannevar Bush） 继续倡导应用科学的理念，他说：“新产品和新工艺似乎并不成熟。它们建立在新原则和新概念之上，而这些原则和概念又是通过在最纯粹的科学领域中进行研究而精心发展起来的。基础科学研究是科学资本。”

人们提出了许多理由来支持应用科学模型。历史学家认为科学革命发生在16世纪和17世纪，而工业革命发生在18世纪和19 世纪，这一事实导致了这两种革命之间存在因果关系的假设。科学革命期间出现的新科学理论被认为是技术从工业革命前状态（基于经验主义和经验法则技术的工艺）转变为基于精确数学理论的科学学科的基础。

对科学与技术之间关系的应用科学模型的进一步支持来自对科学家或自然哲学家与工匠或机械师之间社会和教育差异的假设。在一篇题为《学者与工匠》的文章中，历史学家 A.R. Hall 在两类个体之间建立了四分法—社会、智力、目的论和教育。一类人，即学者或科学家，是理智的或概念的，主要寻求理解，而不是从工作中赚取工资，并且受过大学培训。其他类型的人，身份为工匠或技术人员，是实践的、操作的、寻求实际成功、从他们的贸易中赚钱，通过学徒制接受教育。这些区别使一些人得出结论，科学的核心特征是它关注形式上的理论结构，而技术是纯粹的经验性的，缺乏任何重要的知识维度。这意味着任何重要的技术理论转变都必须起源于科学，然后简单地应用于技术。

在 20 世纪，科学哲学中逻辑实证主义的兴起也促成了这样一种观点，即技术只是应用科学。逻辑实证主义强调正式理论结构的理念，作为赋予科学哲学价值的显着特征。这些哲学家很少或根本没有发现技术中存在正式理论结构的证据，因此假设技术没有独立于科学的智力内容。

在一篇题为“技术作为应用科学”的有影响力的文章中，马里奥·邦吉 （Mario Bunge） 提出了一个哲学论点，即技术依赖于科学。对邦吉来说，纯科学与所有其他形式的知识不同，因为它具有无价值且具有客观有效性的特点。这种科学知识，或者邦吉所说的“知道那个”，与他称之为“知道怎么做”的艺术和手工艺知识形成鲜明对比。与科学知识不同，艺术和手工艺知识是非理性的，不包含客观知识。邦吉将技术置于科学知识和艺术和手工艺知识之间。虽然技术是针对艺术和手工艺知识等实际结果的，但它也通过作为科学的应用来参与科学知识。邦吉提出了一个重要的观点，表明科学对技术的应用可以以不止一种方式进行。邦吉所说的实质性技术理论是将科学理论（如流体动力学）应用于实际技术问题（如实现飞行的愿望）的结果。另一方面，作技术理论是将科学方法应用于实际问题的结果，例如使用科学方法发展飞机在给定系列市场中的分布理论。

邦吉的理论暗示了科学和技术之间的重要区别。由于科学理论独立于人类决策者解释了发生的事情，而技术理论更关心“应该做什么”，因此实质性和作性技术理论都依赖于以前的科学发展，但反之则不然。科学理论不依赖于技术，因为“科学理论的实际成败不是其真理价值的目标性指标。”

即使人们接受技术只是应用科学，关于科学的哪个方面被应用仍然存在相当大的争论。在分析1880 年至1945 年期间应用科学一词的修辞用法时，历史学家罗纳德·克莱恩 （Ronald Kline） 发现了该术语的几种不同含义。应用科学一词最明显的含义是科学使有一些新的基本发现，例如电流可以产生磁场的事实，或者科学发展出一些新的定律或理论，例如牛顿运动定律，正是这种发现、理论或新的自然定律被应用于某些实际问题。但对许多工程师来说，应用科学并不意味着科学理论的应用，而是将科学方法应用于有用的艺术。也就是说，应用科学是培根归纳法的应用，其中首先收集“事实”，然后从这些事实中得出“一般定律”。最后，在某些情况下，应用科学是指作为科学和技术之间的中间地带的独立知识体系。

科学和技术被认为是独立的

虽然将技术视为应用科学的想法已被广泛接受，但它在20世纪下半叶也受到了越来越多的攻击。1966年，美国国防部发布了一份题为“事后诸葛亮计划”的报告，该报告试图分析自二战以来基础科学研究对20种武器系统发展的贡献。该项目将每个武器系统的关键贡献的历史追溯到产生关键贡献的“事件”。这些事件被归类为科学事件或技术事件，然后进一步分为独立科学或定向科学。在确定的710个事件中，该项目仅将 9%归类为科学事件。在科学事件中，只有 0.3% 被归类为无指导科学。作为对“事后诸葛亮”项目的回应，美国国家科学基金会进行了一项题为“回顾中的技术和科学中的关键事件”（TRACES）的研究。这项研究得出的结论是，口服避孕药、电子显微镜和录像机等重大技术进步是非使命导向科学研究的结果。得出不同结论的部分原因是TRACES在分析科学对技术发展的作用时花费了更长的时间框架。但即使是更长的时间框架也引发了关于基础科学在技术发展中的作用的问题，TRACES不得不得出结论，科学研究和技术进步之间的联系并不简单和直接。

对技术史的新兴趣也导致许多学者开始挑战普遍的观念，即技术是科学的一个分支学科，它只不过是应用纯科学产生的理论和发现，而没有对这些科学理论和发现做出任何根本性的贡献或改变。许多技术历史学家开始争辩说，科学和技术基本上是相互独立的，而不是科学和技术之间依赖关系的模型。纵观历史的大部分时间，我们现在所说的科学和技术之间存在着重要的差异和区别。除了一些例外，科学和技术遵循不同的社会和知识道路。自古希腊时代以来，科学就与哲学联系在一起。作为自然哲学的一种形式，科学关注的是发现有关物理和自然世界的最终真实性的知识。科学家使用数学和实验方法将问题理想化，以便可以普遍化单个问题的解决方案，以便为人们提供整个自然界的知识。由于科学主要被视为心灵工作的结果，它也与精英联系在一起。中世纪大学建立后，大多数科学家都拥有大学学位，并通过教科书和期刊文章的书面传统获得和传播科学知识。

与科学不同，技术与手工艺术有关。因此，技术主要关注使用行动和尝试的经验主义和能者规则的工艺，为特定的实际问题开发可行的解决方案。由于技术被视为用手工作的结果，因此它与工匠或工人阶级联系在一起。在19世纪之前，很少有机械师或工程师将教育或大学培训正规化。通过观察和经验获得的技术知识是通过学徒制获得的，并通过师傅和学生之间的直接接触传播，很少有技术知识被记录下来。

当历史学家开始研究技术的历史时，他们几乎没有发现任何证据证明对科学有很强的依赖性。对活字印刷术、机械钟、枪支和火药、冶金学、蒸汽机、纺织机、机床、铁路和汽车等重大技术发明的详细历史分析得出的结论是，这些发明几乎没有依赖性。 如果有的话，它们都很大程度上依赖于可以称为技术知识、技能或手艺的东西。技术史学家也开始挑战普遍的假设，即 16 世纪和 17 世纪的科学革命是 18 世纪和 19 世纪工业革命的主要责任。几乎所有促成工业革命的重要技术发展，例如亚伯拉罕·达比（Abraham Darby）使用焦炭生产铁、理查德·阿克赖特（Richard Arkwright）的纺织机械和托马斯·纽科门（Thomas Newcomen） 的蒸汽机， 对任何科学理论或发现的贡献都不大。

即使可以确定技术和科学之间的某种联系，但这种联系很多时候被证明是间接的，或者比应用科学模型所表明的要复杂得多。例如，虽然牛顿力学解释不了力对粒子或原子的作用，但它在确定铁梁在复杂负载下如何在桥梁中的作用方面有很大帮助。波义耳定律解释了理想气体中压力和体积之间的关系，但在描述蒸汽在工作蒸汽机中的作用时几乎没有用处。经典流体动力学的伯努利方程和纳维—斯托克斯 方程解释了理想流体的作用，但在解释经历非层流的实际流体的作用方面应用有限。麦克斯韦方程组提供了与电和磁相关的数学理论，但在它们是在黑维塞得（Oliver Heaviside）重新改写方程式后，才在分析和设计实际电路中广泛使用。

许多支持纯科学理想的科学家认为，科学应该独立于技术。他们将科学视为一种精英主义活动，其目标是在自然界中寻找真理和美。随着科学被视为一项专业活动，许多科学家开始看到他们的地位与将科学与技术等实践活动区分开来有关。1876 年，丹尼尔·科伊特·吉尔曼 （Daniel Coit Gilman）在约翰·霍普金斯大学的校长演讲中可以看到这种为科学而科学的理念，当时他呼吁鼓励研究本身，而不是为了实际目的。在 1883 年对美国科学促进会的演讲中，题为“呼吁纯科学”，美国著名物理学家之一亨利·罗兰（Henry Rowland）主张“在这个国家建立一门物理学，而不是把电报、电灯和这些便利设施称为科学......为餐桌发明一道新的可口菜肴的厨师在一定程度上使世界受益;然而，我们并不用化学家这个名字来尊敬他。”他接着说，他“厌倦了看到我们的教授们因为追求应用科学而不是纯粹的科学而贬低他们的教席。”哈佛大学校长查尔斯·威廉·艾略特 （Charles William Eliot） 代表许多科学家说，科学的目标不是它的实际应用，而是科学“使心灵高贵和净化”这一事实。 历史学家克里斯塔·荣格尼克（Christa Jungnickel）和罗素·麦考玛赫（Russell McCormmach）已经证明，理论物理学不仅独立于技术，而且独立于实验科学，从而将自己定位为“对自然的智力掌握”，而不是“对自然的物质掌握”。

支持科学技术独立的一些最重要的论点来自哲学家和历史学家，他们已经开始分析科学和技术的哲学特征。这些学者攻击了科学作为应用科学的定义，试图证明许多（如果不是全部）技术知识不仅独立于科学，甚至不能简化为科学知识。哲学家亨利克·斯科利莫夫斯基（Henryk Skolimowski）在一篇题为《技术思维的结构》的论文中，抨击了技术只是应用科学的观点，反而试图通过对科学和技术知识目标之间差异的分析来证明科学和技术是相互独立的。对于斯科利莫夫斯基来说，科学和技术的方法论和认识论之间存在根本差异，这些差异造成了他们的思维结构。科学思考的目标是调查大自然赋予我们的现实，而技术思考的目标是根据我们的设计创造现实。虽然斯科利莫夫斯基没有提到大卫·休谟的哲学，但他对科学和技术的区分反映了休谟对“是”和“应该”的区分。从这个意义上说，科学关注的是现在是什么，而技术关注的是应该是什么。正如休谟认为是和应该之间不可能有逻辑或哲学上的联系一样，斯科利莫夫斯基认为“技术进步的标准不能被科学进步的标准所取代，甚至不能有意义地转化为科学进步的标准。

“什么是”和“什么将是”之间的区别使斯科利莫夫斯基看到了科学和技术在不同的进步观念方面的本质区别。科学进步关注的是追求知识，而技术进步则关注行动的有效性或效率。斯科利莫夫斯基认为，技术有效性可以表现为不同技术分支中的特定思维模式。例如，测量员考虑准确性，土木工程师考虑耐用性，机械工程师考虑技术效率。这些思维方式中的每一种都将技术与科学区分开来。尽管一些学者质疑有效性是否始终是技术知识的基本特征，但斯科利莫夫斯基在将注意力集中在技术知识与科学知识根本不同的事实上具有影响力，因为目标和方法根本不同。

在一篇被广泛引用的经典论文《技术在历史上独立于科学吗？基于统计学的历史图像研究》中，德里克·德·索拉·普莱斯（Derek J. de Solla Price）根据两个领域的社会学差异来区分科学和技术。普莱斯定义和描述科学和技术的意义不是通过关注科学家和工程师个体的行为，而是通过关注他们作为一个社会群体或社区的更大规模的行为。他不是根据某些知识体系来定义科学，而是根据科学家的活动来定义科学，特别是科学家的主要目标是发表科学论文的想法。通过这些出版物，科学家们建立了联系网络，普莱斯将其称为“新的无形学院”。这是对以下观点的扩展：学者，特别是科学家，在不同的地方和机构，通过诸如书籍和期刊的同行评审以及雇用彼此的学生等活动形成一个关系网络，这些活动创造了一所相当于一所大学，而不是位于特定地点的大学。

普莱斯认为，技术与科学的不同之处在于，大多数技术专家的目标不是生产一篇论文，而是生产一个人造物。虽然科学家通过在科学期刊上发表文章与其他科学家分享他们的发现来获得地位，但许多技术人员通过对他们的突破和发现的细节保密来获得地位。如果一项新技术的所有要素都被公开，发明者将失去从发明中获得任何经济利益的能力。事实上，专利制度的出现是为了诱使发明者公开他们的发明细节，从而鼓励更多的技术发展，同时保证发明人从他们的发明中获得一些经济利益。

利用科学家和技术人员之间的这些差异作为单独的活动社区，普莱斯基于科学是“纸莎草纸中心”而技术是“纸莎草纸恐惧症”的观点，将科学与技术区分开来。知识生产之间的这种差异也导致了知识消费的差异。普莱斯认为，虽然科学家发表书面论文，但他们的大部分知识是通过无形学院网络的口头报告获得的。另一方面，虽然技术人员避免发表文章以防止他人获得优势，但他们也希望通过尽可能广泛地阅读来获得优势。尽管技术人员的这种活动可能被一些人解释为对科学的依赖，但普莱斯认为，这是一种非常有限的依赖，因为工程师所消费的科学状态或水平是为学生设计的水平，而不是当时的前沿科学。也就是说，对普莱斯来说，科学和技术的互动仅限于在学校或培训期间学到的最新技术。正因为如此，他认为将技术视为应用科学是天真的。

对普莱斯对科学和技术学的描述受到了一些批评，甚至普莱斯也承认他的模型不太适用于计算机技术、电子和化学工程等高科技领域。但其他学者对普莱斯的观点给予了一些支持，他们认为技术与科学不同，因为它更具非语言的特点。在一篇经常被引用的题为《心灵之眼：技术中的非语言思维》的文章中，历史学家和工程师尤金·弗格森 （Eugene Ferguson） 认为，技术知识是通过图纸、模型和指导复制技能传播的，这与科学知识不同，科学知识是通过书面教科书和期刊文章的传统传播的。由于这种社会差异，科学和技术之间很难发生重大互动。如果科学领域发生了一些重要的进步，那很可能是用一种高度数学化的语言表述并在科学期刊上发表的，而在 20 世纪之前，大多数工程师都不可能轻易获得这两项。

许多主张科学和技术独立性的学者都集中在技术知识的概念上。在他的著作《技术的故事讲述者》中，约翰·施陶登迈尔 （John Staudenmaier） 提出了技术知识与科学知识不同的四个特征。首先，由于与材料可用性、成本和时间压力相关的限制，技术知识必须不断重组。因此，如果技术利用科学概念，那么这些概念必须根据特定的设计问题进行重组，然后才能有任何特定的用途。其次，技术知识必须处理有问题的数据，这是因为与科学数据不同，技术数据必须反映在给定实际情况下出现的特定设计特征。对有问题数据的依赖反映了这样一个事实，即技术知识只能导致对现实生活中的人工制品的实际理解。第三，技术知识利用工程理论。也就是说，它使用一个形式化的数学系统来描述人类构建的人工制品而不是自然物体的行为。工程理论关注的是设计原理，而不是自然法则。最后，技术知识包括通过工作场所经验学习的技术技能，而不是在大学等一些正式教育环境中学习的抽象概念。

最近，工程师和历史学家瓦尔特·文森提（ Walter Vincenti ）在他的著作《工程师知道什么以及他们如何知道它》中提出了使工程知识有别于其他形式知识的六个特征。首先，工程师必须对他们试图设计的设备有基本的设计概念。其次，工程师必须对要设计的项目有一些标准和规格。第三和第四，工程师使用一系列理论工具和一系列定量数据。第五，工程师还必须考虑实际因素。最后，工程师必须知道如何使用一些设计工具（如判断技能、非语言和视觉思维）来完成任务。根据文森提 的说法，工程和科学之间的主要区别在于，工程师主要使用知识来设计人工制品，而科学家使用知识来产生更多关于自然世界的知识。

当根据斯科利莫夫斯基、施陶登迈尔和文森提提出的特征进行分析时，很难将技术知识边缘视为科学知识的简单应用或简化。例如，在他的书中，文森提分析了 1930 年代飞机齐平铆接的发展，作为现代高科技行业技术知识发展的案例研究。在 1930 年代之前，大多数飞机都是用铆钉建造的，铆钉的圆顶形头部突出在飞机的皮肤上方。但航空工程师开始认识到，这种铆钉会导致不良的空气阻力，如果飞机要变得更高效并达到更高的速度，就需要消除这种阻力。虽然齐平铆钉的想法相当明显，但文森提表明，实际制造带有齐平铆钉的飞机的能力绝非简单或直接。文森提表明，齐平铆接的成功发展需要大量的新技术知识，但他认为这些知识的发展完全独立于科学。齐平铆接是在没有任何科学知识或新科学发现的情况下完成的。

通过证明齐平铆接的发展独立于科学知识，文森提能够使用该案例研究来分析技术知识的一些基本特征。他得出结论，技术知识包括描述性知识（关于真理或事实的知识）、规定性知识（关于程序或作的知识）和隐性知识（隐含的、无言的、无画面的知识）。他表明，不同类型的工程活动涉及技术知识的不同方面。例如，学习设计需要描述性和规定性知识，但相对较少的隐性知识，而学习生产需要大量的规定性和隐性知识，但需要较少的描述性知识。

文森提对描述性、规定性和隐性知识的区分为理解技术和科学知识之间的差异提供了一些有用的见解。虽然一些历史学家和哲学家根据知道和技术之间的差异来区分科学和技术，但文森提的嵌入式铆接案例研究表明，技术知识仍然可以涉及知道（即描述性知识），即使它独立于科学。最终，科学和工程之间最重要的区别可能是文森蒂所说的隐性知识。由于隐性知识难以编纂或传达，这可能是普莱斯观察到技术独立于科学的基础，因为技术是厌纸莎草的，而科学是纸莎草中心的。

未完待续：科学和技术的关系（三）

——转载至《言值无价》