厄舍尔的技术发明思想研究

吴 红

（中国矿业大学 马克思主义学院，江苏 徐州 221116）

艾伯特·厄舍尔（Abbott P.Usher，1883—1965），第一位美国技术史家［1］，世界上最杰出的经济史学家之一。他的所有专业学位都是在哈佛大学获得的，是典型的“哈佛大学的杰作”。除了中间大约有十年的光景他在康奈尔大学和波斯顿大学任教之外，其余的时间里，他都是在哈佛大学教授经济学直到1949年退休。厄舍尔的研究大体上可以归为两大领域：经济史理论和发明理论。厄舍尔为经济史领域的研究做出了卓越的贡献，他的研究涉及广泛的主题，比如英国工业史、粮食贸易史、银行储蓄史等。1929年，厄舍尔出版了影响其一生的著作《机械发明史》，并且在时隔25年之后推出了该书的修订版。在《机械发明史》中厄舍尔考察了蒸汽机、磨坊和电灯等发明史，从中总结出发明的一般原理。《机械发明史》在国际技术史领域是一项珍贵的、原创性的贡献，他成为尝试打开技术发明的黑箱的首位探索者，他的关于发明的阶段、发明的格式塔理论和发明的累积综合理论都极具特色。作为经济史学家，经济史理论是他主要研究的内容，但是，由于《机械发明史》是厄舍尔一生中影响最为广泛的作品，以至于他的别的研究也常常被认为是建立在发明理论的基础之上［2］。

尽管厄舍尔的技术史和发明理论在他所处的时代是那样别具特色，但是之后若干年都不曾被重视。或许是因为他笨拙的文学表述掩盖了他思想的精髓，他的诸多成就在经济史之外很少有人知晓。当1965年厄舍尔去世的时候，他的学生史密斯（Thomas M.Smith）在一篇悼念他的文章中提到：厄舍尔在技术史研究中的方法论和认识论贡献依然没有得到很好地理解，仍然被忽略，后来的历史学家也没有广泛认识到厄舍尔的《机械发明史》应该作为技术史研究的先导和辅助［3］。本文将对厄舍尔的技术发明思想作一系统梳理和分析。

一、对发明的先验论和机械过程理论的批判

厄舍尔对于发明研究的兴趣超越了对发明的定义和一般描述，关于发明理论的研究始终围绕一个问题展开：新事物是如何产生的？厄舍尔针对这一问题罗列出三种普遍的方法：先验论、机械过程理论和累积综合理论［4］。厄舍尔从不同的角度批判了发明的先验论和机械过程理论。

首先，厄舍尔否定发明天赋是天才人物所独有的特性，以此来批判先验论。

在先验论的思想中，发明被认为是由天才人物偶然的灵感火花产生的，他们一次次通过直觉直接获得真理知识，这些天才人物成为发明的伟人（Great Men）。厄舍尔坚持认为发明和创新成果不是与众不同的思维的神秘产物，而是普通思维过程持续活动的结果，创造天赋不过是普通思维活动的延伸。当然，不同层次的发明需要不同层次的思考，起初，发明思考是面向直接目的的经验过程；在更高的层次上，思维提升到想象的领域，转变为对间接目标的追求。

在对于伟人理论的处理上，厄舍尔采用了折中主义的处理方式，一方面，他并不完全排除伟人在历史中的作用和发明者的部分特殊能力。他发现经济史往往被认为与阶级、运动和功利性的企业相关，个人在其中的地位被削弱到最小，所以他想在经济史中为个人英雄寻找一个位置。在后来的技术发明史中，厄舍尔的确关注了一些个人的突出作用，比如列奥纳多（Leonardo da Vinci）或者詹姆斯·瓦特（James Watt）等。他对卡莱尔（Thomas Carlyle）所坚持的伟人在历史中的重要性表示赞赏。

另一方面，厄舍尔又否定技术进步中的极端的伟人理论。他认为尽管历史不能完全排除伟人理论的解释，因为很多革新活动确实是少数人做出的，但是这些解释在本质上是非历史的。在更为极端的形式中，伟人的数量被减少到非常小的部分，这对那些真正著名的历史人物是相当不公平的。对于伟人的分析，涉及一些神秘主义的元素，这必然与严格的历史观点有着最终的矛盾，因为关于革新的产生，是当做最神秘的无法解释的事物来对待的［5］60。根据厄舍尔发明的累积综合的观点，作为艺术家，列奥纳多可以是独一无二的人物，但是在科学和发明领域却不是这样，任何个人不管有多么特殊，不过仅仅是科学技术巨大洪流中的小部分［5］213。

其次，厄舍尔反对发明的机械过程理论中的绝对性和机械性，以此来批判机械过程理论。

机械过程理论是芝加哥社会学研究者对待发明的主要观点，其代表人物是奥格本（William F.Ogburn）和吉尔菲兰（S.C.Gilfillan）。奥格本和吉尔菲兰对发明进行社会学的研究，其内容涉及发明的社会原因、发明的社会影响、发明的进化和发明的文化决定论等。他们认为发明是微小细节不断组合、积累、修正、完善的过程，绝不是一蹴而就的创造［6］，但是，这一个不断组合和累积的过程是机械的，似乎只要新发明所必需的要素已经存在，这些要素组合起来就顺理成章了。相比较先验论而言，厄舍尔认为机械过程理论的观点更具有吸引力，他认同机械过程理论中的发明的累积组合模式。他说：“我们仅需要知道重大成就的数量和重要性是由于大量微小成果累积综合而成的。”［5］83发明的累积的本质显示了发明不再是非要凭借少数人偶然表现出来的神秘的天赋，发明也不再必须被看做人们精神生活中异常的和神秘的现象，发明不再是那些被称为天才的特殊阶层的人们特有的灵感过程的产物。发明的累积本质证明了技术进步是“普通精神过程的持续性的活动，并且革新现象也并不比最普通的精神活动过程神秘多少”［7］8。

尽管厄舍尔强调了奥格本和吉尔菲兰的经验成果的重要性，但是他反对过程理论的机械性，即发明组合累积的结果是绝对的，所有潜在性的充分发展只是时间上的事情。社会学研究者也否定先验论，他们论证了典型的发明的过程理论，即发明是大量小发明长时期累积形成一个新组合。只不过在奥格本和吉尔菲兰那里，当条件成熟时，发明就是不可避免的了［8］。厄舍尔认为奥格本和吉尔菲兰关于发明中的必然性是有缺陷的，因为在他们看来，任何重要阶段一旦发生，必定导致下一步发生直至问题圆满解决。这一机械决定论的观点忽视了发明过程内部非连续性的意义。

第三，在批判先验论和机械过程理论的基础上，为了解决发明的产生问题，厄舍尔借助于超出正常的技术活动之外的“顿悟”来予以说明。由此，厄舍尔提出了先验论和发明的机械过程理论中都可以选择的观点：发明是累积综合的，在发明过程中需要顿悟。

二、发明的产生

厄舍尔将发明的产生过程描述成一系列连续的阶段，并引入格式塔心理学理论来解释革新的产生。厄舍尔借助格式塔心理学理论中的顿悟来解释发明的产生问题。格式塔理论重视知觉组织和解决问题的过程及创造性思维，它强调对整体的认知。格式塔理论中的顿悟是结合当前整个情境对问题的突然解决，也是一个知觉的重新组织过程，从模糊的、无组织状态到有意义、有结构、有组织的状态。

厄舍尔认为顿悟有别于普通的技术活动。技术活动包括所有通过后天学习获得的活动，不管这个学习过程是个人独立获得结果的过程还是学习别人传授知识的过程。发明性顿悟活动则不是后天学习获得的行为，它来自于将先前的知识和经验组织成新事物的过程。独特的顿悟活动产生于对当前不满意的知识或者行为模式的感知，这种活动频繁出现在技术活动中［9］。

厄舍尔对发明性顿悟活动的关注在他的早期作品中并没有体现，而是经历了一个探索的过程。他的《机械发明史》初版发表于1929年，在其中他把发明的产生过程分成三个阶段［7］10－14。

① 一系列相对分离的发现和发明。

②把第一阶段出现的相对分离的发现和发明进行综合。这一阶段是将不同的发明连接起来形成新的设备，并将思想具体化，这个过程相当于实验室机械转化为可以实际使用的机械的过程。

③修正设计并且实施。这一阶段需要连接操作者和机械建造者的经验，并且在这样的过程中修正逐渐累积，使得发明逐步完善。

厄舍尔的发明三阶段理论中，并没有描述相对分离的发明是如何出现的，也没有阐述发明的基本设计和建造的心理活动是如何进行的。时隔25年之后，他解决了之前三阶段理论的局限性，通过格式塔心理学把顿悟应用到思维和社会过程中去。在这个框架中，发明从一些相对简单的个体发明的累积综合中得到，每一步都需要个人的顿悟活动。

厄舍尔提出著名的个体发明要经历的四个阶段理论［5］65－77，他 把发 明分 为以下四 个阶段，见图1。

图1 新事物在顿悟中产生的过程

② 搭台①感知问题——认识到一个不完美的、不令人满意的、不能充分满足需要的模式。 Setting the stage一词解释为“搭台”，借鉴于乔治·巴萨拉《技术发展简史》（2000）中的翻译。——通过特殊的搭建和思考将与解决问题所必需的要素都汇集到一块，在事件或者思想中偶然产生的结构带来有效的令人满意的结果，这是给个人提供解决方案的所有关键数据。这是一个不断试错的实验过程。

③ 顿悟活动——找到解决问题的主要方案。厄舍尔强调围绕顿悟所需的要素是不确定的，这些不确定也使得不可能预测问题解决的时间选择，也不可能预测选择哪种精致的方案。顿悟不是最终结果。

④批判式的修正——对解答方案进行批判研究，充分理解，使得解答更为完善，这可以让机械变得更为优雅和高效。这一阶段有可能呼唤起新的顿悟活动。

在这四阶段中的每一阶段，都有一些要素不断被综合进来，如图1中箭头所示。一般而言，个体发明的案例中通常会包含所有的四个分散的步骤，但是也有很多个体发明中没有面向主要发明的搭台阶段；而在让发明变得适于实用时需要实质性的批判修正，这时新的顿悟活动再次成为关键。

在发明产生的过程中，发明者的顿悟活动往往起到主要作用，厄舍尔借用格式塔理论来解释顿悟。格式塔分析把伟人当做一个具有顿悟能力的特殊阶层，发明过程涉及到来自于别的顿悟活动的许多成果的综合。厄舍尔认为间接途径才能满足人类更高层次的发明需求，这些间接途径只能借助于个人更好的感知和更丰富的想象。这些个人在对不满足需求的认知上有特殊能力，在对现存要素的重组上有更强的思维能力，因此他们能够解决他们面对的问题［7］16。总体来说，创新的社会过程由重要程度不等和感知、思考水平各异的顿悟活动组成。顿悟不是像先验论者假设的那样是稀有的、异常的现象，也不是针对假设中的没有阻力的需要做出的相对简单的反应［5］61。

厄舍尔的发明过程理论是对发明产生本质的较早的一次探索，他对于后来人们思考技术进化问题有很重要的理论借鉴意义。他关于发明过程的分析，不仅可以类推至一系列相互关联的人类活动，而且发展成为人类其他历史事件过程的普遍形式［10］。

三、发明的累积综合理论

在人类发明史中，早期的工作多是依靠兴趣和经验，这反过来产生了更好更多的人们熟知的发明，但是他们的工作有一定的限制，风格和特点都是高度个人化的。后来人们对单个独立的发明越来越不满意，发明者或多或少意识到目的的实现需要几个发明和发现相互联系，更大的任务需要更多已有的知识和发明，而不仅仅是某个单独的创新。

与同时期的其他发明社会学研究者的观点一样，厄舍尔支持发明是累积综合的结果。在1929年出版的《机械发明史》中他就提出：“发明就是先前存在的要素建构性的同化成一个新的综合体”［7］11；并且他多次明确表达类似观点，比如他说“在一些纺织和建筑领域，技术的累积发展是显而易见的”［11］。他认为重大革新只有通过累积才能变得真正重要［5］67。文化成果是建立在许多微小的个人顿悟活动的基础之上的社会成就。但是，这种社会进步的意义长期被忽略或者误解。

厄舍尔认为发明是不断累积综合的过程，见图2。

图2 累积综合的过程

在图2中，从阶段Ⅰ－Ⅳ，这与个体发明的四个阶段是一样的，只不过在每一个阶段中，都有大量已有的完备的个体发明综合进来，厄舍尔把这些完备的个体发明称为“战略性发明”（strategic invention）。图2中每个完整的圆圈都代表一个战略性发明。数量众多的战略性发明累积综合到感知到的新问题中去，经过搭台、顿悟和批判式修正之后，再次形成一个全新的战略性发明，这个战略性发明又将综合到下一个不完备的模式中去，并成为更高一层的战略性发明的一部分。如此循环，并且在每一次循环中发明都将上升到一个新台阶，整个技术进步就是在这种螺旋上升的模式中向前发展的。

以上观点在强调一些战略性发明的特殊性和重要性时被证明是合理的，这种观点和发明是累积组合的社会过程的观念也没有真正的矛盾。社会过程作为一个整体被描述成一系列相互关联的战略性发明［5］68。这些战略性发明把许多个人革新成果及许多相似的因素都抽取汇集起来，合并到一个新的综合中去，在发明的任何一个阶段合并的项目数量是任意的。一项较为完备的发明常常要涉及数量较多的个体发明，然后不断累积综合成一个又一个战略性发明。例如，往返交互式蒸汽机的发明涉及到五个战略性的发明：纽可门（Thomas Newcomen）的空气机，瓦特 （James Watt）的低压机，特里维西克（Richard Trevithick）和埃文斯（Oliver Evans）的高压机，豪克沃斯（Timothy Hackworth）和斯蒂芬逊（George Stephenson）的蒸汽机车，以及混合发动机。

战略性发明的获得涉及到个体发明所包含的所有分散的步骤，但是战略性发明的过程要涉及到较高水平的综合，组合新的和旧的元素。更进一步，顿悟活动不是必然能够得出解决问题的方案，重大的顿悟可能需要感知与理解思想和行动模式的不足，比如长期以来社会群体都认为的机械、观念或者符号等都是非常完美但是实际上并不是十分完备。在一个满意的模型被建构起来之前，有大量的艰苦工作要做，其中包括很多难题要逐步解决。假如在顿悟阶段获得的解决问题的想法还不足够完备，后来也可能会逐渐综合进入一些恰当的资料来解决问题，这些发展和可能的革新一般发生在批判式修正阶段。顿悟活动也只不过是获得结论过程中的一个阶段。同样的，新的顿悟活动可能在批判式修正这一阶段更加重要，因为在第四阶段有可能产生真正的结论中的重要元素。

在奥格本时代［12］，奥格本、吉尔菲兰、厄舍尔都坚持发明的综合累积模式，但是在他们之后，这一思想就逐渐消失了，除偶尔被提及之外，并没有引起太多的关注［13］20。亚瑟（W.Brian Arthur）认为部分原因可能在于他们都不能解释：组合怎样能产生新的发明？要说明一个喷气式飞机是由很多对于发明者惠特尔（Frank Whittle）和奥海恩（Hans von Ohain）而言是有效的部件组成的，这是件很容易的事情；但是想要解释在惠特尔或者奥海恩的头脑中那样的组合是如何产生的，这就是一件相当困难的事情了。

多年之后，亚瑟赋予发明的组合理论以新的意义。亚瑟认为，至少，组合暗示了一种在技术中产生革新的方法。假如新技术的确是先前技术的组合，那么之前存在的技术必然提供了组合的成分，因此先前技术的组合产生了进一步的组合，或者说现存技术组合产生了未来的进一步的发明。那么，这就可以得出技术进化的机制，亚瑟称之为“组合进化机制”［13］20－21。

四、发明的格式塔理论

虽然厄舍尔没能给出“发明是如何组合的”解答，但是他已经从较为根本的角度探索了在发明过程中，人类心理活动是怎样将问题和解决方案联系起来的，这就是他在发明理论中独特的贡献：发明的格式塔理论。

1.格式塔理论引入到技术发明过程中

厄舍尔认为他对技术史的研究是反对所有类型的决定论的［14］。他在创新理论中详细地阐述了他的观点，把技术看做是人类强烈进取心的结果。由此引出了格式塔心理学在发明中的解释：发明不是一步一步的逻辑过程，而是一个无意识思维能力从概念再到形成模式的充分混合体，或者称之为格式塔（完形），将之应用到技术上，格式塔理论引起对发明者的审美、情感和心灵等方面的关注［14］。厄舍尔明确指出发明是综合思维的产物，综合思维是一种感知、记忆和模仿而且带有强烈的情感的思维模式。不过，这些思维又是如此普通、如此原始，以至于人类和猩猩都拥有。厄舍尔引用了科勒（Wolfgang Kohler）的著名的猩猩取香蕉的实验：把香蕉悬挂于猩猩够不到的地方，同时在此环境中提供数个箱子和细长棍棒，最终，猩猩能够将箱子叠放起来，站在箱子上，然后用棍棒打下香蕉。猩猩认识到周围世界中不完备的模式，然后能够将现存的要素重组成一个新的形态以满足对获得食物的需求，这就是格式塔活动。科勒的实验为厄舍尔提供了证据，因为厄舍尔把发明定义为：对不完备行为的完成或者是对不满意和不适当模式的改进［7］13。此处一个关键事实是通过间接方式达到对需求的满足。

2.格式塔理论在发明中的作用

格式塔心理认知活动在发明的过程中主要应用在顿悟阶段［5］64－80。对于顿悟活动的认识要依赖于对条件的清晰的认知。在思维活动中，先验论坚持直觉思维是无条件的、不可知的、神秘的，但实际上获得直觉顿悟需要一些必要的条件。在这一过程中，格式塔心理学具有独到的见解。一旦问题被建立起来，令人满意的思想或者事物的结构早晚会通过“数据的固有属性”来揭露问题的解决方案。当一个新的联系产生的时候，思维活动必然会得到一个较高的特殊模式去解决问题，问题通过发明者对这一特殊联系的感知而最终得以解决。

发明的累积过程说明，顿悟不一定能直接产生有效的解决问题的方案，顿悟在一个战略性发明或发明的四个基本阶段中的任一阶段都可能占主导地位，在顿悟中大部分有用的材料是和主要革新直接联系的。

当我们把顿悟和战略性发明中涉及的各种现象联系起来时，顿悟和唯心主义哲学中的“直觉”的不同之处就显露出来了。顿悟既不是无条件的，也不是不经核实就直接当作正确的东西被接受的，也不能被假设用来产生最终的解决方案。尽管感知真理的“直觉”概念是对顿悟特征方面的尝试性描述，但是这两个概念绝不是相同的。顿悟是一种获得特殊目的的手段，但是并不能指望通过顿悟找到绝对的或者永恒的真理。顿悟具有不确定性，顿悟行为需要克服特殊的非连续性或者阻力，顿悟只是对有限的个体在给定问题框架条件内操作才是有可能的。即使在这些条件下对于问题的解决所需要的特殊顿悟行为的出现也是不确定的。

除了心理学家之外，厄舍尔是最早将格式塔理论应用到发明研究中的学者之一，这是厄舍尔在技术发明研究中最重要的贡献，当然他的努力尝试似乎也让一些人感到迷惑。但是对于厄舍尔来说，他把心理学理论应用到技术史中去，可以加强抽象与具体之间的重要联系。

五、简要评价

厄舍尔的发明的格式塔理论和发明过程的四阶段理论是奥格本时代发明社会学［15］的重要组成部分，他的研究建立在对同时代诸多发明理论研究的基础之上。他的《机械发明史》第一版和第二版之间间隔了整整25年，可见厄舍尔在他学术研究的高峰时期一直没有放弃对发明理论的完善。

在20世纪初期，技术发明没有得到学术的对待，它们还被束缚在简单的天才的神话和英雄主义中间。厄舍尔远远超越了对发明的肤浅的分析，他的学生史密斯说：他驳倒了标准的、无法解释的关于发明天赋的神话的论点［3］。他反对发明的决定论思想，在他看来，奥格本和吉尔菲兰的观点在本质上还是机械的，发明过程的推进依然在需求的压力下进行，一些可能相关的成果累积综合被认为是绝对的，只不过在时间上有早有晚而已。

在解释“新事物是如何产生的”问题上，厄舍尔工作的闪光点就是他对于新思想、新发明依赖和产生于已有的旧事物的理解。他认为，人类创造性的过程既不能用简单的机械过程来解释，也不能看做神秘的超越经验的解释。发明行为不是稀有的、罕见的、不可捉摸的现象，他们是人类行动的特征。这些行动能在人类的整个范围内找到，他们构成了社会过程并包含了无数的个人，这个过程中，没有哪个单独的个人是不可缺少的［16］。

美国史密森学会“莱缪尔森发明和革新研究中心”的莫勒拉 （Arthur P.Molella）客观评价了厄舍尔的贡献［17］。他认为在厄舍尔的思想中更具有发展前景的领域是关于技术进步中的“人的行动”的观点，这是在本学科领域中持续保持争议和不断遭到怀疑的部分。对厄舍尔而言，个人是历史活动的基本单位，技术从不会自己行动，所以他没有把社会力量看做技术发明中的某些作用因素。他考察了技术、设备和知识环境，但是他没有考察社会环境和社会组织对发明的影响［18］。人类行动的问题到了20世纪80年代开始成为一个严肃的话题，这时研究的趋势开始偏离传记法而转向社会学和人类学观点，强调社会、政治和制度因素。平齐（T.Pinch）、比杰克（W.E.Bijker）等人的研究创立的技术的社会建构理论几乎完全强调政治和社会力量的作用，个人地位居于次要，所以，厄舍尔的思想被扔得越来越远了。

当然，厄舍尔的研究中的局限性也不应该被忽视。厄舍尔的理论不具有对未来进行预测的能力，并且厄舍尔也没有宣称他的理论可以对技术进步作出预测。他客观地分析了在技术进步中存在的很多不可确定的因素，他说：“对于有限数量的个人，问题的成功解决需要在特定条件下才能够发生，但是这些条件不能被那些寻求解决方案的个人刻意地去创造。解决方案的获得不能假设在某一特定时间。更重要的是要区别可能的甚至是高度可能的事件和确定的事件。从表面上看，最后成就似乎是逻辑的必然，但是事实的背后我们并不知道有多少事情我们不能完成”［18］66。

厄舍尔最终的努力不仅仅在于发明史，而是一个深刻的社会理论。他从技术创新的格式塔理论快速地外推至一个较为宽广的社会变迁的概念，其中社会不断变化的和复杂的物理环境尤其还有生物环境相互作用，技术不得不被看做一个有机适应的模式，他的《机械发明史》目的就是提供一种基于有机模式研究社会变迁的方法。颇为自相矛盾的是，尽管厄舍尔把它的方法描述成为“经验的”或者纯粹实证性的，但是他的著作却揭示了一个深刻的理论思想。在《机械发明史》中，他没有为一种新的社会史理论提供一个完整的案例，但是他为后来的社会历史学家描绘了一条可以追随的研究道路［14］。

厄舍尔的发明的格式塔理论有着长期的影响，但是他的发明的四阶段理论的生命力没有超越他的《机械发明史》。经济学家、历史学家、社会学家、工程师、政策专家和其他领域的学者提出了许多发明和创新的理论，从熊彼特（J.Schumpeter）的假设到阿奇术勒（Genrich Altshuller）的TRIZ（发明性解决问题）方法，似乎还没有人挖掘厄舍尔的理论。甚至后来成为经济技术史家的厄舍尔的一些学生们，虽然他们把厄舍尔当做良师益友，但是都没有追随厄舍尔的思想。

1961年，为了纪念厄舍尔在技术史方面的重要贡献，美国技术史学会以厄舍尔的名字设立了一个奖项即厄舍尔奖（The Abbot Payson Usher Prize），鼓励本领域最高水平的、原创性的研究出版物，但是，厄舍尔依然在很大程度上被忽略［19］。可以想象，如果厄舍尔知道他所关注的人类行动在今天的技术界依然活动着，他会异常欣慰，因为在《机械发明史》出现之后的四分之三个世纪中，我们依然为他提出的人类和历史的最基本的问题而奋斗着，这个基本问题就是：新事物究竟是如何产生的。

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