技术与科学

当然，这一切的发生都需要理解，或者至少需要知道关于效应以及如何利用这些效应的知识。那么，这种知识在哪里呢？很明显，知识，即信息、事实、真理、一般原理，对我们正在关注的这个主题至关重要。让我以尖锐的方式再问一遍同样的问题：现象的正式知识（科学）在哪里呢？科学又是如何与现象的使用联系起来的？或者可以直接问，科学是如何联系到技术本身的？

科学与现象的关系：

•　科学提供观察现象的手段。

•　科学提供与现象打交道时所需的知识。

•　科学提供预测现象如何作用的理论。

•　科学提供捕获现象、为我所用的方法。

科学对于发现现代现象以及那些隐藏更深的效应集群，并据此建构起技术来说，无疑是必要的。它提供观察现象的手段，与它们打交道时所需的知识，预测它们将如何作用的理论，以及捕获它们为我所用的方法。因此，在我们和现代现象打交道的过程中，科学的介入很有必要。这样讲没什么不对，甚至是无法反驳的，但是接下来的推论则一直是学术界具有争议性的焦点：科学发现新现象，而技术则利用了它们，所以看起来科学在发现，而技术则在进行应用。

技术就是科学的应用吗？这种观点当然有它的支持者。已故的杰出工程教授约翰·曲克索（John G. Truxal）就曾宣称：“技术，就是应用科学知识来达到人类特定的目标。”

那么，技术真的就是科学的应用吗？仅此而已？我认为不是。至少真相要比这复杂得多。过去许多技术（例如，动力飞行）的诞生都几乎与科学毫无关系。事实上，直到19世纪中期，技术才开始大规模地向科学进行“借贷”。科学之所以在这个时候链接到技术，不仅是因为它能对结果提供更多的洞见和更好的预测，还因为一些新的现象簇开始被揭示了，比如，电学和化学的现象簇，而就它们的规模或所处的世界而言，如果不借助科学的方法和仪器，人类就无法直接观察到。在拿破仑时代，要建筑一个传递信息的巨大的木制双臂信号装置，常识就已足够。但是如果想创造一种用电进行信息传输的方法（类似电报），则需要关于电现象的系统知识。技术之所以应用科学，是因为这是去理解深层现象的工作机理的唯一的方式。

但是这并不意味着技术人员只是向科学思想伸手，然后简单地对其加以应用。技术人员应用科学思想就如同政客们应用已故的政治哲学家们的思想一样，他们日复一日地使用这些思想，对其起源的细节却知之甚少。但这并不是出于无知，而是因为起源于科学的那些思想会随着时间的推移被消化吸收到技术体自身当中，例如融入电子工业或生物技术。它们在这些领域中与经验和特定的应用融合在一起，创造出它们自己固有的理论和实践。所以，断言技术只是科学的“应用”是幼稚的，毋宁说技术是从科学和自己的经验两个方面建立起来的。这两个方面堆积在一起，并且随着这一切的发生，科学会有机地成为技术的一部分，被深深地融入了技术。

技术也同样被深深地融入了科学。科学需要通过观察和推理，来获得其洞见，但正是对方法和设备的利用才使得观察和推理变得可能。科学可不是在很小的程度上利用仪器和方法——利用技术——来观察自然界。在开创现代天文科学方面，望远镜与哥白尼和牛顿的推理同等重要。如果没有X射线衍射的方法、设备以及提取和纯化DNA所必需的生化方法，沃森和克里克也不可能发现DNA的结构（以及其后的互补碱基对现象）。没有观察和理解现象的仪器，没有显微镜、化学分析方法、光谱学、云室、测量磁电现象的仪器、X射线衍射分析方法以及大量衍生方法，现代科学根本不可能存在。虽然我们通常不这样看，但上述所有这些其实都是技术，科学正是从这里出发并建立起它的理论的。

那么科学实验呢？它们也和技术有关联吗？当然有些实验只是寄希望于幸运的发现而进行探索。但是严肃的科学实验一定系统地探索大自然的运作，并且在头脑中总带有一个明确的目标。因此，它们是实现人类目标的工具，它们是技术意义上的方法，通常包含或体现在物理仪器之中。当罗伯特·密立根（Robert Millikan）在1910年和1911年实施他那著名的油滴实验时，他的目的是测量一个电子的电量。他建构（组合）了一个方法来完成这件事。这个理念，或曰基本概念，就是将很少数量的电子附着在很微小的油滴上，使用已知强度的电场，控制带电油滴的运动（带电粒子在电场里会被吸引或排斥）。在重力和电场力交替作用下，让油滴反复上升、下落若干次。通过测量油滴在已知电场（并单独算出它的大小）的运动，密立根就能计算出电子所带的电量。

密立根用了5年多的时间来不断完善实验方案，以不同的方式尝试改进实验方法。 在最终选定的测量方式当中，他选择用喷雾器喷出微小的油滴，然后将负电荷（电子）附着在这些油滴上面。这样他可以通过显微镜挑选出特定的油滴，让它在重力（没有磁场）作用下在两条水平十字准线之间自由下落，测定油滴在空气中坠落的时间，再运用斯托克斯流体运动方程最终确定电荷的大小。然后再切换成正电场，使带负电荷的雾滴向上飘移或静止不动，达到和重力制衡的效果。由油滴的运动速度（或必要的控制电压）及大小，就可以计算出它的电荷。密立根以这种方式观察了几十个油滴，发现油滴所带的电量总是某一个最小固定值的整数倍，并和附着在油滴上的电子数相对应。密立根因而得出结论，最小的整数值就是一个电子的电量。

像所有优秀的实验一样，密立根的实验优雅、简单。但是我们要注意它的实质所在，即它是达到目的的一种手段，是一种技法（technique）或方法技术（如果你注意到其中的步骤的话）。这些步骤发生在各个组成部分（喷雾器、油滴室、带电板、电池、离子源、显微镜）的建构过程中。而这些组成部分本身也是实现目标的手段。事实上，在密立根的工作中，最引人瞩目的是他倾注在建构实验方法上的努力。因此，他为之奋斗了5年时间的任务，他对测量方式的完善，实际上是技术性的：他需要不断地、一件一件地完善各个零部件，即那些构成实验装置的集成配件。密立根本来是在探究一种现象，这完全是科学的方式，但是为完成这种探究，他建构的却是一个方法——一种技术。

这正是科学探索的方式。它使用仪器和实验等技术形式来回答特定的问题。但是，科学的自我建构当然不止这些。它用科学的解释、推理和理论建立了自己对世界如何运作的理解。我们确实可以说，至少从这些方面来看，科学是远离技术的。

但也不尽然。解释、说明这类事当然不太像是技术，但它们是带有一个目标的建构。它们的目标是弄清楚这个世界上被观察到的一些特征是如何运作的，它们的内容是一些依规则组合在一起的概念性要素。所有的解释都是从相对简单的部分建构起来的。当牛顿“解释”行星轨道时，他建构了一个概念的版本，这个概念版本从质量、质量间的重力作用以及它的运动定律等更简单的部分开始建立起来。也可以说，他建构了一个关于行星如何绕轨运行的数学“故事”。这个故事是从已有内容和规则的基础上讲起的。由此我们甚至可以将牛顿的理论，或其他解释性理论也称作技术了。如此一来，我们便乐见，科学也是目的性系统，它拥有技术的形式，或者至少可以说它是技术的堂兄弟。

由此可见， 科学不仅利用技术，而且是从技术当中建构自身的。 科学的这种自身建构当然不是来自于桥梁、钢铁或运输这些标准技术，而是从仪器、方法、实验以及它所采用的概念中而来的。这没什么可惊奇的，毕竟科学是一种方法：一种关于理解、探究、解释的方法，一种包含许多次级方法的方法。回到它的核心结构（core structure），科学就是一种技术形式。

最后的这个观点可能会干扰甚至吓到我的读者。所以，我需要澄清一下我在说什么和我没在说什么。我现在说的是，科学形成（forms from）于技术，即仪器、方法、实验和解释等，它们是科学的肉身。我不是说，科学和技术是一样的。科学是内里孕育着美的事物，一种超凡脱俗的美，而且它的内涵要比由各种仪器、实验、解释构成的那个核心结构多得多。科学是一系列教寓观念，即自然在本质上是可知的，可以被探察、被究因的。如果以高度控制的方式对现象及其背后的含义进行探索，就可以获得对自然的理解；科学是一套实践和思维方式，包括理论化，想象和猜测；科学是一系列认识（knowings），一系列由过去的观察与思考积累起来的理解；科学是一种文化，一种关于信仰与实践、友谊与思想交流、观点与信念、竞争与互助的文化。

科学和技术是两个不同的概念。科学建构于技术，而技术是从科学和自身经验两个方面建立起来的。科学和技术以一种共生方式进化着，每一方都参与了另一方的创造，一方接受、吸收、使用着另一方。两者混杂在一起，不可分离，彼此依赖。

这些都无法简化为标准技术。事实上，可以设想一种没有技术的科学，没有望远镜、显微镜、计算机、测量仪器，这样的科学只建立在思想和猜想之上。但这种设想更证实了我的观点，即没有技术的科学将是软弱的，这样的科学和希腊时期的思辨科学相比并没有什么不同。

那么这又提示了我们什么呢？我们可以这样说，技术是对现象的驾驭，而这很大程度上是由科学揭示的。同样，科学也建构于（builds from）技术，或者说，科学是从它的技术中形成的，从那些要使用技术的仪器、方法和实验当中形成的。科学和技术以一种共生关系进化着，每一方都参与了另一方的创造，一方接受、吸收、使用着另一方。这样做之后，两者混杂在一起，不可分离、彼此依赖。科学对于揭示和理解深藏的现象至关重要，而技术对于促进科学也同样重要。

最近，经济史学家乔尔·莫基尔（Joel Mokyr）就提出，技术是随着人类知识的增长而推进的。他是这样阐述的：“过去400年呕心沥血的知识积累，辅之以社会的、科学机制的推动及知识扩散，共同奠定了工业革命和现代技术的基础。”

我相信这一点。事实上，我和莫基尔都相信，无论怎样讲都不会夸大知识的重要性。你不可能在缺乏气流流过翼面（这里指涡轮机和压气机的叶片）的知识的情况下设计出现代的喷气式发动机。不过，我想表达一下与莫基尔的观察不一样的意见。因为在现象被发现和探索初期，围绕在它周围的通常是对这些现象的理解的半影区 。这些对技术发展有很大帮助的对现象的理解（理论和知识）都来自于这个半影区。事实上，直到现在，理解的半影区也是不可或缺的。曾经常识可能直接产生新的设备，比如纺织机；而现在只有详细、系统、可编码的理论知识才可能产生基因工程或微波传输等新技术，或是帮助人们寻找太阳系以外的行星。这是由于现代技术所使用的现象是无法仅仅通过随机观察和诉诸常识就能被发现和理解。不过，这只是故事的一半。新的设备和方法形成于被发现和理解的现象，技术反过来会帮助建构进一步的知识和理解，以及帮助揭示更进一步的现象。知识和技术就是以这样的方式一起聚集发展的。

我已经在本章讨论了现象以及技术如何从现象中产生，但这对于技术会随时间发展意味着什么呢？

新现象与新技术构成一个良性循环。新现象提供了发现新现象的新技术，或者说新技术发现了导致新技术的新现象。

大自然中存在着许多现象簇，几万年来，我们已经有目的地挖掘了这些现象：史前对火的利用和金属加工、17世纪的化学和光学、18和19世纪的电、20世纪的量子现象，以及20世纪末的遗传效应。其中许多效应已被驯服，并被运用到技术当中了。同时，它们又成为建构未来技术的潜在模块。而有些技术（例如，科学仪器和方法）则主要用于帮助发现新现象。这是一个良性的因果循环。我们可以说，新现象提供了发现新现象的新技术，或者说新技术发现了导致新技术的新现象。无论哪种方式，技术和已知现象的聚集是前后相继地发展的。

这一切都不应被理解为技术始终是直接产生于现象的。大多数创造技术的现象模块与驾驭一个现象之间的距离可不只是几步之遥。火星探测器是由驱动马达、数字式电路、通信系统、转向伺服系统、摄像头和轮子组合起来的，但是对以上每样东西背后的现象的直接认识并不能直接促成火星探测器这个技术的完成。大多数技术都是如此。但是要谨记，所有的技术，包括行星车，归根到底都来自现象的。所有的技术最终都是现象的“合奏”。

现在这一点应该已经很明确了，没有现象，技术就不会存在，但反之则不然。现象本身与技术无关，它们（至少物理现象）仅仅是存在于世界中，我们无法控制其形成或存在。我们所能做的，只是在某些地方利用它们。如果我们这个物种在另一个拥有不同现象的宇宙诞生的话，我们将开发出不同的技术；如果我们过去发现现象的历史序列有所不同的话，我们也将开发出不同的技术。假设在宇宙的某个地方，我们认为正常的现象不再起作用了，那么，现有技术将失灵。我们对宇宙的了解只能通过追寻现象提供的暗示来逐步增加。这听起来像是一出科幻剧，但是用不着远离地球，这种失灵就可能发生。在太空中，连最简单的事情（例如，喝水）都必须重新考虑，而我们可能仅仅缺失了一个效应：引力。 gApCHbJojzsNZht0rHsCVCbxRQnKpWmRlwdcZ0SIXOCIit6brWP1tg8rRK8tpQS0