創造創新理論與實踐26(2 / 3)

從以上分析可見每個技術係統都對應著一個技術載體係統。載體係統則是由蘊含技術單元的所有技術整合而成。技術係統的創新與進化都是在技術載體上表現出來的。

二、技術整合的發生機製

1.技術三要素的標誌特性

根據技術與技術係統定義,一項技術由三個要素構成即輸入、確定的可行的操作程序(某些技術係統操作程序是通過技術結構來表現的)和輸出。

一般來講“輸入”主要反映該項技術所用的資源,是技術資源的標識,資源的選取既要滿足需求目的又要接受自然選擇規律,同時也必須與社會環境相融合。“確定的、可行的操作程序”主要反映了該項技術運行的規則和過程,這既是滿足預定功能(輸出)的主體“結構”部分,也是最活躍易變異和影響效能的關鍵部分,還是技術進化與創新的主體表現與關注點。“輸出”主要反映了該項技術對應的產出物,對應輸出的產出物,可以分成兩個部分:一是與該項技術直接相關的目的物,以能實現某種人們需要的功能特性和效果為宗旨;二是跟該項技術的目標無關,遵循物質不滅定律而屬於輸入資源的物性轉化相關的非目的產物。例如內燃機技術的輸出物:目的物是能驅動各種機械(由活塞、連杆、曲軸形成)的轉動力矩;而非目的物,則是完全或不完全燃燒所產生的二氧化碳、一氧化碳、碳氫化合物、高壓和高溫形成的氮氧化合物,以及炭黑、焦油及金屬磨損的顆粒物、廢氣、熱量、噪聲等。這些非目的物往往成為載體與環境相互作用時不可忽視的不利因素(汙染,也可以稱之為負動能)。每項技術中的輸出是形成該項技術各種子技術因素參與整合的關鍵部分,一般稱之為功能,也是直接的創新點和進化形式表現。

2.技術的基本信息

在討論技術的進化與應用問題時,把單個的技術單元作為最根本的要求是否很恰當?筆者認為從研究與開發的關注點考慮是恰當的。但是把單個技術的進化與生物進化類比來研究技術的進化,目前還是難以解決、更談不上

·第五章.技術與技術係統·

實用的問題,因為兩相類比不存在嚴格上的生物分子基因的技術對應物。而比照生物進化較為成熟的理論來研究技術的進化規律用以指導創新實踐還是大有益處的。

對比生物基因技術,物質有相應的分子,原子或更小的結構元素,有些人工技術結構與生物結構則完全類似或相同(如漆、膠);對應的合成技術、冶煉技術等都是改變其構成元素的變化關係來實現的。常態時,也受環境影響有發生蛻變和趨向穩定性狀態結構或性能的變化,至於生物技術更是把生物基因特性作為研究基點的。因而可以把物質的基本特性作為技術進化與創新的基本信息來研究與應用。

3.“縻母”概念在技術進化與創新實踐的指導意義。

從中文字(詞)義理解“縻”有“係住”、“聯結”、“羈留”之意,“母”可以表示可以產生其他事物的能力或作用,在用於技術進化時,從詞意理解,隻能理解為與原型的聯係或相似。因為它不可能存在“產出的”含義。

用“縻母”概念認識和運用技術進化與創新問題,又可以分為“基本元素”的“縻母”關係和“複雜係統”的“縻母”關係。

(1)

從“基本元素”角度理解,因為基本技術元素,相對結構簡單。很多進化後的“技術”或其載體與發明原型是有各種聯係的,如作用原理一致、形體結構一致、功能一致,如“取火技術的燃燒原理”與“力學原理”,“鋼筆的流體力學原理(張力與毛隙現象)”,“車輪的結構原理”與“作用原理”,錘子的“形體結構與功能作用”等。以齒輪傳動技術為例更能說明這一問題:最早的齒輪傳動的齒形隻是兩個圓柱齒齒輪的齒合,隨著傳動技術的進化直線齒逐漸進化為弧形齒形齒輪、漸開線齒形齒輪、擺線齒輪、蝸輪蝸杆,從結構形態也由剛性齒輪發展為諧波齒輪(彈性體),從傳動方式上又變異出鏈傳動、行星傳動,時至今日“齒輪”為縻母的傳動技術還有進化的空間。也為技術創新提供了途徑。

(2)

從相對複雜係統理解“縻母”的作用,主要體現在“技術係統”或其“載體”的特性與功能表現上。由於複雜技術係統“載體”是多種整合而成的多種元素的“縻母”在係統中綜合,因而也就疏遠了與原型的聯係;如果把“載體”的“標識”概念的技術含義規範得寬泛一些,則使用“縻母”來說明技術進化的關聯性也就相對容易,也會為創新得到啟發。如以自行車為例:從雙腳踏地的兩輪車、經過前(大)輪傳動的兩輪車直到演化成現代的自行車是無法用“縻母”來解釋的;如把自行車技術含義表示為人力驅動的兩輪運輸車,那麼在生產各種各樣自行車的技術背後,就有一個持久不變的底層信息,

認為所有自行車都蘊含有這一底層信息,把其看成“縻母”也許更可取。

底層信息一般來自科學知識,實踐經驗或二者的結合。19世紀中葉以前設計者或使用者在對其操作原理毫無概念的情況下,大多數技術得到應用。偶然的認識或發現、試錯,甚至錯誤的原理也導致行之有效的技術,在選擇過程中得以存在。由於近代科學有了巨大的發展,更多的縻母信息可能多來自於科學的定律,理論和知識。

4.技術單元在“標識”下的彙集與實現整合。

“標識”是對應於某種人工製品的名稱,一個標識是已存在或將要存在的人工製品的代名詞,它表示直觀,也易於人們的了解。比如自行車,洗衣機等。

人類基本生活的必需品,必定具備某種或某些特定的功能。功能是通過若幹技術單元整合而成。因此所有跟該標識所代表的功能有關的技術單元,都可能彙集在該標識之下。比如以人力驅動的兩輪交通工具,其主要功能是靠人力,驅動兩輪,以較快捷和省力的方式載人行進的,人工製品“標識”為自行車,為實現自行車所代表的功能相關技術就會彙聚到自行車名下:即有軋鋼技術、焊接技術、塗裝技術、機械加工技術、橡膠成型技術、製動技術、減振技術,生產管理技術等。每種技術又都包括多個技術單元。對這些技術單元,圍繞功能特性還要做出合理的選擇。

選擇是根據功能特性及目的指標進行的,即要彼此協調,又要恰當匹配。如鏈輪的傳動比,就要根據省力與速度協調優化的基礎上合理選擇,傳動比太大滿足了速度要求卻不省力;傳動比太小(如1∶1)省力了,速度又太低,因此要根據人力驅動的“動力”條件,速度指標,車架強度的合理匹配,實現整合。多級變速自行車就是結構優化整合的創新典型。

5.整合動力條件及其作用

一般情況下,技術整合是圍繞人工製品的標識發生的。新材料、新理論、新技術、新工藝、新經驗、新觀念等的出現都將成為促進新標識產生的推動力,以促成整合的發生,我們把新材料等新發現全稱之為整合動力條件。蒸汽機問世推動了歐洲的工業革命,紡織、采礦、冶煉、交通等行業都取得突飛猛進的發展;電磁原理,推動了電力能源和通信技術的革命;納米技術不僅導致納米材料的問世更間接地促進了紡織、醫藥等新“標識”產品不斷湧現。事例證明,新科學理論的誕生成為新技術整合發生的動力條件。