（5）子係統創新引起的技術係統演化
技術係統功能原理與主體功能結構的不變的情況下，對個別子係統的功能原理與結構的改變是技術演化的又一條可行的途徑。比如在汽車傳動係統子係統中采用液力變矩器與行星變速係統取代機械離合器與分級有機齒輪變速即可減少變速時的衝擊與操縱的複雜程度，無疑是汽車係統製造有效演化進程。
2．突變引發的技術係統演化
技術係統演化過程受環境與習慣性思維的影響會出現漸變和突變：當客觀環境出現較大的變化（如新理論新技術的問世），需求矛盾加聚，人們的思維也隨之活躍，誘發技術係統演化的躍進。
技術係統演化中的躍進，可分為功能原理不變和功能原理變異兩種類型。火柴的發明則屬於前者，由於對磷性能的了解和利用改變了幾千年的取火方式；而采用高頻放電原理製的打火機則屬於後者，這是取火的原理發生了徹底的改變。壓電陶瓷打火機是在衝擊力作用下產生高電壓而放電的，而打火灶中的點火裝置則是引出外界電源（電池）而產生高壓放電的。磁懸浮火車是技術係統原理突變的典型例子。輪胎改變了傳統車輛依靠支撐麵（地麵或鐵軌）與車輪附著力作推動車輪滾動的原理，使車懸浮並利用電磁作用原理用磁力推動列車快速前進，從而消除了摩擦阻力。這種原理突變的演化是劃時代的，但也是以電磁理論形成前提條件的。
3．技術轉移中的係統演化過程
一項技術係統的發明與完善都有目的、有針對性的，一般限於一定的領
·第五章.技術與技術係統·
域甚至一個相對較小的應用範圍。所謂技術轉移是根據係統日趨完善的功能及其結構直接或稍稍改動、調整應用其他領域發揮功能作用並繼續發展的一種技術係統演化方式。技術轉移是在人的主觀參與引導下進行的，是建立在對客觀環境的觀察證實與實踐經驗基礎上。技術係統轉移演化有以下三種主要方式：
（1）技術功能演化
技術進化與生物進化最大的不同點在於技術進化有人的主觀參與和引導，而人的主觀參與引導並非異想天開，而是建立在對客觀環境的觀察認識所積累的知識與經驗基礎上的。以輪子為例，技術功能演化主要表現為以下兩種形式。
①作為動力轉換技術的輪子“功能”的演化
從表5-1可以看到加任何一種外力都可以使輪子轉動。流水是一種自然動力，水輪也就成為輪子的另一種技術係統結構，而其功能卻是實現動力的傳遞。
表5-1.輪子功能的演化
動力葉片形式 水動力 蒸汽動力 燃油氣 空氣動力
經向葉片、螺旋葉片 水輪機、水力葉輪機 蒸汽渦輪機 渦輪噴氣發動機、內燃油渦輪機 風車
水輪是在輪輻邊緣固定葉片的一種結構，通過流水的功能衝擊葉片使輪子轉動，並由輪軸輸出轉矩以帶動其他機械係統做功。
水輪也是一項古老的發明，水輪的異變體現在葉輪及葉片結構改變、外動力介質性能改變等方麵，並由葉輪不同結構與不同動力介質的組合產生縱橫向進一步演化。
②作為加工技術“輪子結構功能”的演化
輪子的旋轉運動特性，作為加工技術係統首先應用陶瓷器具（毛坯）成形這也是一項古老的技術。陶土毛坯在輪上同輪子一起旋轉產出徑向（輪子經向）離心力，操作者用手對泥坯施加適當的作用力同時並向上沿著預定陶製器具形狀（母線軌跡）移動製成毛坯，經燒製而成陶器。這種應用於陶、瓷製品的旋轉製坯技術一直沿用到現在。按照器具基本成形原理（相對運動原理——加工物與加工工具，按主體運動和軌跡運動作用成形）製坯轉輪逐步演化為木工旋床，金屬加工機床。
（2）技術結構演化
成熟技術結構，無論是元素還是組件都有其相廣泛的應用範圍，如軸、曲軸、偏心軸、凸輪軸、曲柄連杆機構、偏心連杆機構等都在轉移技術領域發揮有效的功能效用。這便是技術結構演化的現實反映。
輪子的單體應用於動力的傳動技術，也在不斷地進化，由最早應用於中間傳動的繩輪、圓柱形齒輪（如圖5-9牛轉翻車a）發展為皮帶輪、鏈輪、齒輪等，也體現了技術進化的多樣性。
（3）技術係統功能擴展演化
一些技術係統是為某些技術功能研製開發，並經實踐所驗證成為經典的技術係統，如各類機床、粉碎機等。隨著人類生產生活的需求範圍擴展，將典型的技術係統稍稍改進即可演化為適應其技術領域的技術係統。如根據機床“球”加工技術與套技術製成蘋果削皮製瓣機。根據粉碎攪拌技術研製的家庭用豆漿機、攪拌機等均使原有技術係統實現了擴展演化。
4．技術係統的組合與交融演化
兩種或兩種以上幾技術係統依據原有功能原理及相應結構通過組合或融合使技術係統完成係統升級或功能原理的演化，即可稱之為組合與交融演化。
組合演化即是在功能原理與功能結構基本不變的情況，通過係統向組合演化為新的技術係統。多功能手機集通訊功能、攝影功能、錄像功能等於一身，功能原理與結構各自獨立，隻有能源與控製係統相關。
融合演化則是兩種以上的功能原理與結構組合相關形成一個總功能輸出。如壓電打火機機構雖然簡單但卻是壓電陶瓷組件在衝擊力的作用下將熱能轉換為高壓電能形成高壓放電產生電火花，實現點火功能的。
塑料製品的注塑機也屬這種功能原理融合技術係統。加熱外套用於將電能（電阻係）轉化為熱能連同螺旋杆運動消耗的機械能轉化的熱能對塑料原料的（常溫態）加熱發生機變轉化為粘流態並通過注塑曲杆的軸向壓力注入。
a 轉引自宋應星著. 天工開物【M】，沈陽：萬卷出版社2008：31
·第五章.技術與技術係統·
5．科學技術發展促進技術係統演化
一切技術的生成都必須以科學原理為基礎，客觀規律為指導原則，盡管古人缺乏科學知識，以實踐經驗推動技術係統的演化，取火技術演化經曆了幾萬年，車的演化也有幾千年，缺少科學理論的技術演化速度緩慢也是不爭的事實。隨著力學理論、電磁理論、相對論等科學理論的提出與發展，在一百多年中技術演化進程可謂日新月異，現代科學技術發展已經成為技術演化的第一推動力，為技術創新提供了許多新思路、新途徑。
四、技術係統進化的基本原則
技術係統進化過程中應當關注如下的基本原則：
1．技術進化中的自我增長原則
技術本身是為滿足社會需求用以改造自然（含人工自然）的重要手段。而對於具體技術也有明確的需求，兩者各自需求的目的是有區別的。社會需求通常是原則性的、定性的，技術目的則是具體的、明確的、甚至是有定量指標的。技術目的與技術手段之間存在矛盾是客觀的必然。
技術的發育有其內在的根據和機製，因此技術也是原動力，技術的自我增長決定於內在矛盾機製。內在矛盾主要表現為技術目的與手段的矛盾、繼承與創造的矛盾、結構與功能的矛盾、專門化與綜合的矛盾、規範與實踐的矛盾等，這些內部矛盾也就構成了技術發展的原動力。對於技術發展進化，技術目的與技術手段等相互作用、相互轉化導致了技術本身的自我增長。
技術的目的與手段的劃分是相對的，技術目的的設定隨著科學技術進步而變化，因具備更先進的技術手段而逐步升級。技術手段的完善又會成為技術自身的目的，技術手段的目的化使技術目的與技術手段的相互推移、相互轉化構成技術的自我發展、自我成長、自我積累，永無休止的運動。如發電機性能與係統冷卻直接相關，水冷好於風冷，然而對於轉動部件的水冷卻無法實現。目的與手段的差距關鍵在於水冷係統與機件密封問題，加工技術的提高，解決了密封的精密度，才有雙水內冷發電機的產生。
應用這一法則進行技術創新中應注意以下問題：首先，技術目的不能脫離技術手段，兩者必須相互依存相互製約。其次，技術目的的合理性、可行性與技術手段的完善性有效性互為依存。
2．進化的連續性原則
技術本質是根據需求完成某種功能。當需求功能不變的情況下，隨著環境及需求品質要求的不斷提高，技術係統進化則保持連續的變化過程。在滿足基本功能的情況下不斷提高品質，而產生連續性的進化過程。如錘子是用來粉碎（脆性物）和鍛打（韌性物）的，以使被作用物體產生整體變形（尺寸或性狀改變），這一過程中是用衝擊力來實現係統功能的。
古人最早使用石錘，為了增加打擊力，改造為加柄石錘；當有了金屬材料後，石錘進化為金屬（銅、鐵）錘，為了適應不同的打擊需求，在錘部頭的結構發生了性狀變化。錘的進一步發展是由機械動力、流體動力代替了人力操作，演進為由偏心軸、曲軸、帶動的機械錘和由高壓空氣或蒸汽為動力的空氣錘和蒸汽錘。
3．進化的多樣性原則
如果說進化的連續是根據科技的進步，功能的需求提出更高的要求，使技術係統向複雜、高效發展；進化的多樣性則反映了根據需求的廣泛性，向適應性與專業化發展和進化，反映同類係統近似功能類型應用多種技術的發展趨勢。
技術的多樣性可分為縱向和橫向兩種進化趨勢。現以運輸技術係統這樣一個龐大的體係來說明。
運輸技術係統其基本功能是運送人和物，早期運輸隻有水上和陸地兩種運輸方式。運輸工具可以包括人、畜力、車輛、船舶，原動力除人力、畜力外尚有風力、水力。隨著科學技術的發展又發明了火車與飛機，原動力機也逐步為蒸汽機、內燃機、電動機、燃氣輪機所取代，先進的磁懸浮列車采用的則是先進的電磁原理。這也是車輛原理一次質的突變。運輸技術係統作用力分析如表5-2 所示。
環境對係統的共同作用包括支持力、支持麵阻力和空氣阻力，為係統在保證適應環境的同時達到行進的目的，這就要求係統具有相應的特性與功能。
表5-2.運輸技術係統作用力分析
汽車 火車 船舶 飛機 其他
支持力 地麵支持力 地麵—鐵軌 水浮力 空氣舉升力 地麵支撐力
阻力 地麵阻力、空氣阻力 鐵軌阻力空氣阻力 水阻力空氣阻力 空氣阻力 地麵阻力空氣阻力
驅動力 電動機、內燃機 蒸汽機、電動機、內燃機 蒸汽、內燃機，風力（帆）水力（槳、櫓） 內燃機、渦輪噴氣機
類型 客、貨、特種功能 客、貨 客、貨、特種功能 客、貨、直升、特種功能
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以船舶為例可以概略表述為：應用阿基米德原理製成中空適型結構（一般為流線型），利用水的浮力浮於水麵，在槳、櫓、帆、輪機驅動下，在水麵上沿縱向前進實現運送人或物的功能。
4．科學性進化原則
科學性主要體現在係統結構關係的合理設計，而其根本在於符合科學原理並以相應的科學原理進一步發展變化。進化多樣性則體現在新科學原理的發現與應用，材料、能源與信息變化的多樣性及功能的多樣性。延續性是使知識與技術積累及產生的漸變過程。創新是技術係統的異化或突變。選擇性是由客觀環境和主觀需求對技術進化產物的取舍與客觀決定的進化方向。連續性功能的發展方向又可以體現為縱向連續和橫向發展兩種進化方式。如果一個係統由多個子係統組成，子係統同樣遵循上述規則進化。