工程創新論文

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摘要:基于實踐的知識論立場,科學、技術、工程、產業在現實的生產、生活實踐中同知識的生成與應用相關聯,并生成彼此相互區別而又相互聯系的知識形態。它們在實踐的聯系中形成一條無形的科學—技術—工程—產業(STEI)“四元知識鏈”。從“四元知識鏈”來看,工程創新是凝結于工程“人工物”中的工程知識被并入到生產函數中以獲得首次商業化應用的過程。從四元知識鏈的視角理解工程創新,對知識經濟時代現實中的工程創新有著重要的理論意義和實踐意義。

關鍵詞:STEI知識鏈;工程創新;知識經濟

Abstract:Viewedfromthestandpointofpracticalepistemology,thescience,technology,engineeringandindustrycorrelatewitheachotherinactualproductionandlifeandareinassociationwiththeformationandapplicationofknowledge,thusmakingtheknowledgeindifferentbutinterrelatedforms.Itimpliesthatthereisanintangibleknowledgechain,namelytheSTEIknowledgechaincomposedofscience,technology,engineeringandindustry.WithrespecttotheSTEIchain,theengineeringinnovationplaysakeyroleintheprocessofofferingthe“artificialimplements”resultingfromengineeringknowledgewhichisincorporatedintotheproductivefunctionsinordertoacquirethefirstapplicationofcommercialization.TheengineeringinnovationintheknowledgeeconomytimesisoftheoreticalandpracticalimportanceintheperspectiveofSTEIknowledgechain.

Keywords:STEIknowledgechain;engineeringinnovation;knowledgeeconomy

在當今知識經濟時代,知識創新正在成為創新的核心。工程活動架起了連通科學、技術與產業發展之間的橋梁,是產業革命、經濟發展和社會進步的強大杠桿,也成為一個國家綜合國力提高的重要現實指標。在我國建設創新型國家的過程中,工程創新已成為創新活動的主戰場,是實現新型工業化發展目標的一個關鍵性環節,事關全面建設小康社會與和諧社會的大局。因此,“工程創新應該成為創新研究的新重點”［1］。目前,對工程創新的研究已受到許多學者關注,并有了諸如工程創新的意義、特點、規律［2］,工程創新與工程人才,工程創新的一般屬性［3］,工程范式的創新［4］,工程教育創新［5］等研究成果。作為創新研究的新領域,工程創新研究還需要深入探討。殷瑞鈺院士提出的“四元知識鏈”概念［6］,為從知識鏈的角度探討工程創新提供了新的視野。本文立足于實踐的知識論立場,對科學—技術—工程—產業“四元知識鏈”進行分析,并從“四元知識鏈”的視角對工程創新進行新的解讀。

一、科學—技術—工程—產業的知識鏈

1.科學、技術、工程、產業四元知識

近代以降在相當長的時間內,人們把科學、技術、工程看做是基于實證主義知識論框架下的認識論范疇,把科學視為認識世界的理性化、系統化的知識,甚至視為認識世界唯一有效的知識,技術和工程只是科學的應用。近年來,國外學者皮特(JosephC.Pitt)、萊頓(EdwinLayton)、文森蒂(WalterVincenti)等對這種認識進行了批判。萊頓和文森蒂都贊同從具有實踐導向和深刻反思的工程師的視角來看待工程知識,他們認為:“工程知識和一般的技術知識,組成了一種不同于科學知識普遍性的離散的知識形式”［7］43。皮特也在《工程師知道什么》一文中提出:“科學知識是有理論邊界的(theory-bound),而工程知識是任務明確的(task-specific)”,“工程知識被證明要比科學知識更可靠”［8］。國內學者鄧波等也對實證主義的知識論立場進行了批判［9］,他們認為,基于實證主義知識論立場下的科學觀造成對人的生活世界的遺忘,使得人與世界最原初、最根本的關系表現為主客體二元對立的對象性關系,它是一種認識論的關系而非存在論的關系。這種認識論的關系束縛了人類從生活世界獲得知識并應用知識來進行生產和生活實踐的能力。要擺脫這種束縛并改變現有的困境,必須改變知識論的立場,即立足于生活實踐的知識論立場,依據人與世界的境域化的、存在論的關系,從生活實踐來考察科學、技術與工程三種不同知識形態的本質與特征。

筆者贊同從實踐的知識論立場對科學、技術、工程三種知識形態進行區分,但更愿意在此基礎上進一步拓展開來。由于國內外學者對科學知識、技術知識、工程知識三者的聯系未作具體的論述,并且沒有提及產業活動過程中的產業知識這一形態。因此,為了本文的目的,筆者基于實踐的知識論立場,對科學、技術、工程、產業四種知識形態的區別與聯系進行必要的闡述。

實踐是人類有意識、有目的地從事生產、生活的探索性活動,正是這種實踐使得人類不斷獲取認識和改造自然以滿足人類生存和發展需要的智慧,也正是這種實踐才是人類一切知識產生的源泉和動力。科學知識、技術知識、工程知識、產業知識就是在生產和生活實踐中生成的彼此不同而又相互聯系的知識形態。

李伯聰教授提出的“三元論”與產業哲學所倡導的“四元論”為科學知識、技術知識、工程知識、產業知識成為獨立的知識形態的合法性提供了理論基礎,從而確證了四元知識的合法性。科學知識、技術知識、工程知識與產業知識都有其自身的本質與特征。概言之,科學知識是描述性知識,旨在描述和解釋世界的存在方式;技術知識是作為行動的程序性和規范性知識,旨在解決實踐過程中“做什么”和“怎么做”;工程知識是作為造物行動中的情景化知識,旨在成功實現現實人工物的建造［9］;產業知識是作為生產產品或提供服務的社會化知識,旨在通過生產的產品或提供的服務來獲得經濟利益。它們都是在生活與生產的實踐中不斷獲得并加以運用的。從生活世界的實踐來看,科學、技術、工程、產業四元知識的區別主要體現在如下幾個方面。

(1)實踐對象與實踐目的不同。科學是探求自然和社會的構成、本質及其規律的實踐性活動。它直接以自然或社會為對象,其特點是探索與發現。科學的實踐目的在于揭示規律,發現真理,以描述性的知識形態解釋實踐對象的存在及其運行方式。技術是這樣的一種實踐活動,即發明和創造能控制、應用、改進人工自然以滿足人類社會需要的手段和方法。它主要以人工自然為實踐對象,其特點是發明與創造。技術的實踐目的是解決“做什么”、“怎么做”的問題,以多種技術知識的形式來指導程序性和規范性的行動。工程是人類有目的、有計劃、有組織地建造某一特殊人工物(或人工物系統)的實踐活動。它以人工自然物為實踐對象,其特點是建構與創新,目的在于建造具體的人工物(或人工物系統),在造物過程中要運用到情景化、境域化的知識。產業是人類借助科學、技術以及工程等手段和方法,生產產品和提供各種服務以滿足人的生產、生活需要的實踐活動。它以自然資源(或人工自然物)為實踐對象,其特點是生產與市場,實踐目的是生產產品或提供服務,以獲取經濟利益。

(2)存在形態與功能不同。在存在形態上,科學知識是描述性知識,是明言的,可以文字、數字符號、圖形等方式存在并傳播與共享;技術知識既包括理論形態也包括經驗形態,有些是明言的或可以轉化為明言的,也有些只能是默會知識(如技能、訣竅);工程知識是科學知識、技術知識以及相關知識的集成與綜合,具有復雜性、難言性、不可復制的特性;產業知識則是由同類的或相似的工程專業體系和相關的工程技術相互組織、復合而成的體系知識,具有排他性(如所謂的“隔行如隔山”)。在功能上,科學知識主要在于解釋與預測;技術知識在于發明與申請專利;工程知識服務于具體的“造物”;產業知識服務于生產產品與提供服務。

(3)實踐評價原則不同。對科學而言,實踐評價主要指其真理性檢驗,其評價原則是堅持邏輯一致性與實證或偽證原則;技術知識則講求價值性評價與事實性評價兩大原則;工程知識講求優化原則與多元性評價原則;產業知識則是追求產品的創新性、商業效用性、審美原則等。

(4)應用范圍存在差異。科學知識的基本單元是科學概念、科學定理或定律,它具有公共性、共享性特征,任何時候任何國家(地區)的任何人都可以擁有和運用。但它又是有理論邊界的,超出其理論邊界就可能產生謬誤。技術知識的基本單元是技術發明和技術訣竅(know-how),它具有私有的特性,即有專利權,這必然限制了它的使用范圍。工程知識作為一種情景化、境域化的知識,就某一具體工程而言,它是唯一的,不具有普適性;但工程知識具有可試錯性、可傳遞性等特征［7］48,往往可以適用于某些其他的具體工程領域。產業知識有共性產業知識與專有產業知識之分,共性產業知識的應用范圍較廣,而專有產業知識往往是商業機密,不外傳。

綜上可以看出,科學、技術、工程、產業作為人類認識世界和改造世界的實踐活動形式,它們從現實的生產、生活實踐中同知識的獲得與應用相關聯,生成彼此相互區別的知識形態。

2.STEI四元知識鏈

科學、技術、工程、產業四元知識不僅是相互區別的,而且在實踐中是相互聯系的,這種實踐聯系使之形成一條無形的科學—技術—工程—產業(STEI)四元知識鏈。它們之間的實踐聯系體現在以下幾個方面。

(1)就實踐目的或手段看,它們蘊涵于實踐之目的—手段之間的轉化關系中。馬克思主義的實踐觀認為,實踐是認識的源泉、動力和目的。認識活動中獲得的知識最終要為實踐服務。科學作為一種認識世界的實踐活動,獲得對世界存在方式的認識(科學知識)是目的;但當它以理論或原理的形式進入技術(工程、產業)活動領域,就轉化為手段。同樣地,技術活動中的技術發明與創造既是目的,又是手段。通過技術發明獲得技術知識是目的,把技術發明的物化成果和技術知識應用于工程(或產業)之中,它就轉化為手段。對于工程和產業,我們也可以作類似的分析。

(2)就實踐過程來看,它體現于知識在科學、技術、工程以及產業等實踐活動之間的輸入/輸出關系中。這主要強調各種知識形態之間的知識供給(knowledgesupply)或運用以及輸出或反饋。具體地說,科學知識通常是技術、工程、產業等活動過程的知識供給者(knowledgesupplier),同時經過技術、工程或產業活動過程之后以某種信息的形式(也可能是新的現實問題)予以輸出(反饋)。技術作為工程或產業的“單元”使得技術知識成為工程或產業活動的知識供給者;同時技術知識在工程或產業活動過程中也會有信息(或新問題)輸出。工程知識、產業知識等也存在類似的情形。

(3)就實踐結果來看,它體現于知識在科學、技術、工程、產業等活動中的凝結(或物化)過程中。科學知識、技術知識、工程知識、產業知識最終都以技術發明的物化(或工程所造之“物”,或產業所生產的產品)形式得以凝結。

因此,正是實踐促成了科學、技術、工程、產業四元知識鏈的形成。這種知識鏈是科學、技術、工程與產業之間的一條無形鏈,它強調實踐過程而非時間—歷史意義上的承接,不是一種簡單的線性關系,而是一種非線性的(或網絡狀的)關系。正如殷瑞鈺院士所說:“這是很復雜的知識鏈,是多層次的知識網絡,不同環節和層次之間存在豐富多彩、復雜多變的關系。”［10］要闡述它們之間的非線性(或網絡)關系,需要打開作為每一知識單元的“黑箱”來進行分析。這有待對它們進行更深入的研究。

二、STEI知識鏈中工程知識的地位與作用

工程是建造物質世界從未有過的“物”的活動,就此而言,工程知識在工程建造中的作用只能是作為“造物”的手段而發揮作用的,處于從屬地位。

1.工程知識作為科學知識、技術知識的集成體

工程知識和科學知識是兩類不同性質的知識,不能把工程知識簡單地視為科學知識的應用。ThomasTredgold(1788—1829)最早把工程視為科學的應用的觀點［11］,以及邦格的技術是科學的應用的觀點已經受到越來越多學者的批判。如萊頓、文森蒂、皮特［7］44等人從不同的角度對技術和工程是科學的應用的觀點進行了批評。李伯聰教授也明確表示,盡管不能否認現代工程活動確實存在著一定的可以解釋為“科學的應用”的成分,但決不意味著工程就是科學的應用［12］226。然后,這些國內外學者都從不同的角度說明了工程(知識)和科學(知識)是兩類不同性質的活動(知識)。正如皮特反復強調的:“工程知識和科學知識是兩類不同性質的知識,不能認為二者中的每一個必須依靠另一個,更沒有事實根據說其中一個是另一個的子集。”［8］

就實踐來看,工程知識是科學知識、技術知識以及其他相關知識的集成體。工程是一定邊界條件下的有計劃、有組織的造物活動,其目的是建造一個自然界不存在而又可帶來一定經濟效益或社會效益的人工物。在工程“造物”過程中伴隨著工程知識的生成。工程是技術性要素與非技術性要素的集成體。技術性要素包括技術設備(機械、工具等),技術原理,技術方法等內容;非技術性要素包括資源、資本、人力、社會與環境條件等因素。而技術性要素(如技術原理、技術方法)中必然包含科學知識,如技術原理是科學原理(知識)與目的性的結合［13］;非技術性要素中包含著資本、人力等屬于組織、管理等人文社會科學的知識。因此,工程活動中在對各種因素進行實踐集成的同時,也包含著科學知識、技術知識以及其他相關知識的集成。由于每一工程都是情景化的、具體的、唯一的,所以工程知識包含科學知識是相對于某一具體工程而言的,它與皮特所強調的并不矛盾。

2.工程知識作為產業知識的“知識因子”

相對于科學和技術來說,工程往往發揮“集成”的作用;而相對于產業和經濟來說,工程往往是“基層單元”和“構成單元”。相應地,工程知識往往作為產業知識的“知識因子”發揮作用。產業知識主要包括產業組織、產業結構、產業政策、市場調研與預測、產品研發、產品的標準與測定、營銷策略、產品售后服務制度等內容。而工程知識主要包括工程規劃知識、工程設計知識、工程管理知識、工程技術知識、工程安全知識、工程運行知識、工程環境知識等內容。同類工程或不同部類的工程的規劃、設計、實施、運行和管理等都在不同程度上影響著產業的組織、結構、管理、產業政策和市場,乃至對產品的研發、生產、銷售和服務都有著不可忽視的作用。作為產業知識的“知識因子”,工程知識在產業中的作用不容忽視。

三、工程創新的知識鏈視角

盡管就工程的實踐“造物”而言,工程知識只是作為“造物”(實際目的)的手段而發揮作用,但這并不說明工程知識不重要。相反地,工程知識是人類知識寶庫中重要的一部分。從知識分類和知識本質上看,工程知識還是“本位性”的知識而不是“派生性”的知識［12］261。在工程創新成為創新的主戰場、知識創新成為創新活動的核心的當今時代,從STEI四元知識鏈的視角探討工程創新有著重要意義。

1912年熊彼特提出了創新的概念,他認為,“所謂創新就是一種生產函數的轉移,或是一種生產要素與生產條件的重新組合,其目的在于獲取潛在的超額利潤”,并且他將創新概括為五種形式:①生產新的產品;②引進新的生產方式;③開辟新的市場;④開拓并利用新材料或半成品供給來源;⑤采用新的組織方式［14］。后來他又在《資本主義的非穩定性》(InstabilityofCapitalism)一文中提出了創新是一個過程的觀點［15］。針對熊彼特創新概念的界定,從知識角度看,知識在現代社會越來越成為生產函數的轉移中一個重要的參數,如追求高科技含量的產品往往成為創新的一種重要手段,這里的“高科技含量”一定意義上反映著知識的“高”與“新”。尤為重要的是,知識也日益作為一種重要的生產要素與生產條件的組合應用越來越受到知識型企業的青睞。知識已成為一種特質性的生產力［16］。因此,從知識的角度看,創新是凝結于產品中的新知識并入生產函數中得以首次商業化應用的過程。

工程設計是工程實踐活動的關鍵環節,在工程活動中有著重要的地位和作用。萊頓對工程設計的重要性作了重要的評價：“從科學的觀點看,設計什么也不是;可是,從工程的觀點看,一切都是設計。”［12］238下面以工程設計知識為典型,從四元知識鏈的視角對工程創新進行分析。

在文森蒂看來,工程設計知識包括基本的設計概念(運行原理和常規構型)，設計標準和規格，理論工具(數學、推理、自然規律)，量化數據(描述性和說明性的知識)，實踐因素和設計手段(程序性知識)等。他還發現工程設計過程本身也是一種知識的生成活動,工程知識的應用是作為實際目的的手段而發生的［17］。在這里,我們可以理解為,工程設計過程,既是已有的工程設計知識的應用過程,又是新的工程知識的生成過程。工程知識的生產不是目的,而是手段。

就實踐的工程活動而言,創新是工程本身的內在要求,是工程活動的靈魂。工程設計作為其關鍵環節也必然體現和反映著工程創新。從四元知識鏈的視角來看,這種體現和反映表現在工程設計知識的生產與應用上。工程知識既是科學知識、技術知識及相關技術的集成體,也是產業知識的“知識因子”。在工程設計中,工程師要在一定邊界條件下,設計出具體工程的運行原理與常規構型、標準與規格、有關量化數據,并結合其他實際因素(如文化風格等)最終拿出設計方案,描繪設計圖紙。在這一過程中,在同時考慮技術性要素和非技術性要素的情況下,科學知識、技術知識及相關知識進行集成,使得這一過程既包含對已有的工程知識的應用,也包含新的知識的生成。新生成的知識作為產業知識的“知識因子”最終凝結于產品的生產中,從而實現創新。實際上,對每一項工程,無論是理念、規劃、設計、實施,還是運行和管理,在每個環節上都會發生或大或小、或局部或全局的創新。從知識的角度看,每一項工程發生的創新總伴隨新知識的生成,由于新知識的生成在工程活動中不是目的而是手段,所以它只能被并入到一定的生產條件當中,形成新的生產函數,為建造出合目的性的人工物并通過進入產業活動過程實現其潛在的經濟利益服務。每一項工程的完成也預示著工程知識的一次創新,新的工程也醞釀著工程知識的再創新。如此循環往復,不斷推動工程創新。因此,從四元知識鏈來看,工程創新是凝結于工程“人工物”中的工程知識被并入到生產函數中以獲得首次商業化應用的過程。

從四元知識鏈的視角分析工程創新,對知識經濟時代現實中的工程創新有著重要的理論意義和實踐意義。一方面,它為從知識的生成與應用方面探討工程創新提供了一個符合時代特征的理論視野;另一方面,在實踐中按照工程知識如何在工程活動過程中起作用來實現工程創新,進而探尋一種新的生產力,顯然是有重要意義的。

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