论技术设计的进化

刘 炜，程海东

(东北大学 科学技术哲学研究中心，辽宁 沈阳 110819)

生物进化论早已超出了它自身的解释范围，进入到了众多的其他领域。齐曼很早就发现技术不仅可以遗传，还可以融合，并能够以不同的方式繁殖，形成了越来越多的不同类型的技术物，技术自身也变得越来越复杂。齐曼这一发现的目的是要强调社会环境在技术变化中的重要性，“进化隐喻通过聚焦于选择的作用而非有意识的设计，强调了有利的社会环境在促进技术变化中的重要性。它也许能够揭开过去误入歧途的秘密”[1]。本文聚焦于技术设计，试图描述技术设计进化的现象和微观过程，因为如果我们将之前称之为“技术革命”的阶段放大，就会发现技术革命其实是由很多细节的进化聚集而成，更具有进化的特征。

一、技术设计进化的表现形式

最能体现技术设计进化的是产品，即技术物。技术物的进化意味着技术设计的进化，克罗斯认为技术物具有双重属性——结构和功能。分析技术设计进化的表现形式也可以从结构和功能两个方面进行。

在新的技术设计中，如果某个结构能够被设计者多次选用，那么它就会得到保留和加强，而其他结构只是起着一般的辅助作用，而不会得到特别的关注;随着环境的变化，某些原来没有被关注的结构可能会表现出很好的适应性，从而得到保留和加强。从大的时间跨度上看，技术物的结构会越来越复杂和多样化。这种复杂化和多样化在设计过程中是如何实现的呢?有三种途径可实现这一过程。一是结构的附加，即在原有结构的基础上附加上新的结构。例如电机和电源是电路中的基本部件，与汽车并无关联，但将电机和电源附加到汽车上，构成了电动车，结构就比原来的汽车复杂。二是原有结构的演进，即在原有结构的基础上不断发展，结构逐渐复杂化。例如汽车动力系统的演进使得汽车的整体结构也逐渐复杂化。三是旧结构的改造，即能够实现原有功能的结构朝着实现某一新功能的方向转化，最终形成能够完全实现新功能的复杂结构。例如潜水镜是由眼镜发展而来，为了实现新功能，潜水镜的结构也相应发生了很大的变化。

技术物的出现就是为了实现一定的功能，而环境是不断改变的，原功能也会随着这种改变而不断进化，结构也会随着功能的进化而进化。功能的进化主要表现为三种形式。一是强化，即原有功能进化得更为突出。冰箱的主要功能是创造低温以保存食物，随着环境的改变，最初的冷冻或冷藏功能不断得到强化。二是扩展，即独立功能的增多。通常产品最初的功能会很少，随着环境的变化，其功能不断增多，新功能不断出现。三是新功能的突显。新需求的出现需要新的产品，新的产品就能实现新的功能。当然，新产品的出现也是在原有产品的基础上进化而来。

在技术物结构和功能的关系上，虽然克罗斯从一般意义认为结构和功能是相互独立的，但在技术设计的过程中，结构是为功能服务的，随着功能的进化而进化。因为一定的环境需要产品具备一定的功能才能适应，一定的功能必须由一定的结构来实现，结构会朝着实现一定功能的趋势进化。

二、技术设计的遗传

进化的规则可用于解释观念是怎么扩散和传播的。道金斯在《自私的基因》一书的最后一章中引入了模因(meme)这个概念，并用它代替基因，用于解释人类文化的传递。“正如同在基因库中繁衍的基因，借助精子或卵子，从一个身体跳到另一个身体以进行传播;模因库中的模因，其繁衍的方式是经由所谓模仿的过程而发生的，他将自己从一个头脑传到另一个头脑，从而在模因库中进行繁殖。”[2]368究竟什么是模因?道金斯认为模因是“一种文化传播单位或者模仿单位的概念”[2]267-268，“可以通过从一个人的大脑到另一个人的大脑，从一个人的大脑到书本，从书本到一个人的大脑，从一个人的大脑到计算机，从一个计算机到另一个计算机等的方式传播它们自身”[3]110。后来，布莱克摩尔更是认为“所谓谜米，就是任何通过模仿而被传递的东西”[3]96。与基因构成生物体类似，模因构成了我们的文化和心理结构，“基因总是自私地，不顾一切地要进入到下一代的身体之中，最终决定了生物世界的格局及其结构;与此相类似，谜米总是自私地、不顾一切地要进入到另一个人的大脑、另一本书、另一个对象之中，我们的文化以及我们的心理结构，就是从这一过程中产生出来的”[3]432。模因虽然通过自我复制的方式进行传播，但其复制能力是有区别的，总有一些模因能够得到更多的复制机会。道金斯列出了三个有助于提高模因生存价值的特征:“长寿、生殖力和精确的复制能力。”[2]271这就意味着，作为一个模因，它必须要能够被精确地加以复制，复制品在数量上必须巨大，而且复制品必须能存在很长时间。

技术设计作为人类文化的一种形式，其发展和传播的过程必然是在模因的作用下不断进化的过程。“由于每个认识主体都有保持自身认识范式稳定的要求，任何一个主体必然都有抵制范式变化的惯性，受这种惯性的制约，这种范式突变或者说创新非要受到主体内外的不同因素的刺激，这种因素从主体外部来说是市场，市场是社会组织最大化的最有力机制，它能刺激不同技术共同体的整合，从而促进不同技术縻母的杂交。”[4]

什么样的技术模因才能传递给新的技术设计?具体到技术设计中，模因需要具备四个特征。

第一，有效性。有效的技术设计，才会倾向于被模仿、复制和传播，从而形成技术模因。技术设计的产生源于人类生存和发展的需要。新的技术设计最初一般源于个体的创造，由于其有效性，从而得到人们的接受和认可，也会得到其他设计者的认可，这个设计就具有了某种普遍性，随着适用范围的扩大和模仿传播次数的增加，就会成为一个技术模因。也就是说，一些技术设计模因之所以能够得到不断的模仿和传播，就在于它们对人类的生存和发展确实有效，技术设计越能满足人类的需要就越能得到被模仿的机会。

第二，实用性。有效性还只是技术设计成为技术模因的基础，是否能够成为模因还需要考察其对人类生活的实际效能，即实用性。具有实用性的技术设计才会被模仿和传播，从而成为模因。技术设计要想得到保留和强化，一个最重要的因素即是此设计具有较强的实用性。尤其是当下多元开放的社会，那些能够实现相同功能的技术设计因其不同的实用性而被广泛模仿，被不同的人们用于不同的场合。相同功能的技术设计意味着一定程度的竞争，对于不同的人群而言，因其不同的年龄、身份、文化背景、志趣等，会倾向于模仿、接受和传播对其更具有实用性的技术设计。例如，当前的手机不仅具有通讯功能，娱乐功能和办公功能日益凸显且处于不断的发展中，在选择手机的过程中，年轻人更倾向于其娱乐功能，而商务人士更易于考虑其办公功能。

第三，新颖性。新颖性指技术设计在有效和实用的基础上美观时尚。美观时尚的技术设计会引起人们不自觉的模仿，这样才能流行起来，从而实现广泛的复制和传播。技术设计越是时尚新颖，就越易于被模仿。外观、结构和功能上的新颖性能够让人们感到新奇和渴望，能够反映一定时期内的社会潮流和社会心理，易于被广泛接受和传播。在20世纪30年代，受经济危机的重创，企业将外观设计作为重要的促销手段，流线型风格大行其道，影响到当时设计的方方面面。流线型外观设计相对于早期的严峻简单设计而言，能使得产品圆润而动感，因此，从汽车到电视、从订书机到冰箱等都采用了这一外观设计，到了20世纪60年代，这一外观设计才被新的设计风格所取代。

第四，代表性。技术设计如果具有代表性，即由具有一定威望、身份、魅力或者其他原因有影响的人所作出的，易于引起人们的关注、模仿和传播。有代表性和权威的设计者对技术设计的运用和创造能够在很大程度上影响普通人对技术设计作出类似的行为。有代表性的技术设计最初至少有一个人进行构思和描述，然后通过某些方式传递给为他人，因为这种技术设计是敏感的代表性人物对环境作出的适应性反应，从而引发新的行为并传递给他人。“对环境变化的敏感使得这些个体能够产生适应性的反应，带来崭新的行为，然后他人通过模仿、社会学习的其他形式，以及从众偏差(一旦行为变得十分普遍)，将这些行为普及至人群当中。”[5]

具备这样四个特征的技术模因能够进行传递，那么这种传递过程是怎样的呢?一般来看，这一过程可以分为四个阶段。一是凸显，即成功的技术模因必须能够从众多的技术现象中凸显出来，让新的设计者能够关注和意识到它，从而进入设计者的观念。这需要两个基础，首先是新设计者需要与此模因有接触，通过思考，重组自己的认知结构，发现这一模因;其次是模因必须被设计者所理解、认可和接受，并成为设计者所关注的焦点。二是存储，即技术模因停留在设计者头脑中。模因停留的时间越长，就越有机会传播到其他设计者。人的记忆具有很强的选择性，因此只有那些印象深刻的少数模因能够被存储下来。三是再现，即存储在设计者观念中的技术模因获得某种物质形式再现出来，常见的形式有图纸、模型、样品和产品等。四是传递，技术模因再现之后，需要传递给新的设计者，除了模因的载体之外，也需要其他媒介进行传递。传递的媒介需要很强的稳定性，能够准确地传递模因而尽可能减少信息损失和变形，图表、文字音像材料、互联网等都是当下传递技术模因的重要媒介。通过这些媒介的传递，技术模因就有可能凸显出来，引起新的设计者的关注和记忆，形成新的传递过程。技术模因的传递过程是迅速而广泛的，如同病毒一样，正像道金斯在书中引用一个评价者的一段话所说的，“觅母应该看成是一种有生命力的结构，这不仅仅是比喻的说法，而是有其学术含义的。当你把一个有生命力的觅母移植到我的心田上，事实上你把我的脑子变成了这个觅母的宿主，使之成为传播这个觅母的工具，就像病毒寄生于一个宿主细胞的遗传机制一样。这不仅仅是一种说法——譬如说，‘死后有灵的信念’这一觅母事实上能够变成物质。它作为世界各地人民的神经系统里的一种结构，千百万次地取得物质力量”[2]268。

在生物遗传学上，基因突变发生的概率很低，是随机而且非方向性的，即便是这些很少发生的突变，其中大多数会形成不利的影响，造成个体被淘汰，只有很少一部分能够增强个体对环境的适应性。技术设计的突变与生物突变类似，并非是一个颠覆性的革命，而是需要一个相当长的时间和一个缓慢的过程。正如达尔文所说:“自然选择只能通过累积轻微的、连续的、有益的变异而发生作用，所以不能产生巨大的突然的变化，它只能通过长而慢的步骤发生作用。”[6]技术设计突变的方向也是不确定的，即使是设计者也不能完全预知设计的所有细节，大多数的突变是尝试性的，对设计也是不利的，并且大部分的突变会被否定，只有很少的部分会被保留下来。当然，突变是技术设计进化的关键，没有突变，技术设计就不会有进化，而只是简单的复制，突变的积累才会形成设计的阶段特征和更替。

突变为什么会发生?对生物界而言，突变是生物体适应环境改变的尝试。对技术设计而言，突变发生的原因则要复杂一些。宏观上来说是由于设计环境的改变，即技术设计过程中的科技水平、文化传统，以及地域特色中的任何一个方面发生变化都会影响到设计者，促使其对技术设计作出适应性的改变。中观上说，由于不同设计者对技术模因的再现不尽相同，设计者的模仿复制能力并不是一样的，即设计者个体之间存在着的差别会影响技术模因传递过程中的精确性，从而在结构或者功能上出现变异。微观上说，在技术设计过程中，从图纸到产品的过程并非完全的复制，设计图是一系列的图纸或者物理模型，无论设想得多好，也只是停留在设想上，毕竟不是直接的物质产品，在转换成产品的过程中会采取一系列的步骤保证产品是对设计图的完整复制;但在转换过程中，会出现细小的错误，产品出现之后，这些错误或者会被当做没有影响的，或者会被当做有着重大意义的，能够使生产或者产品取得进步，而这些细小错误就是突变。

三、技术设计的选择与适应

自然选择是有助于生存的遗传特性在后代中变得更为普遍。此处的“自然的”可以将自然选择与人为控制下的选择区分开。“人工的”在某种程度上局限于表述人造物，而非有机物，这就需要关注它用于表述人的行为和能力与自然的行为和能力之间的紧密联系。选择性培育通常被用于表示人工驯养动植物中的人工选择，在这种情况下，繁殖的过程是自然的，但是选择由人(人又是有目的的)控制。自然选择与人工选择之间有一个很明显的不同:自然选择没有目标，也没有机制来考虑目标设计;人工选择通过设计者的预期能力，来保持或者加强某个特定的性质。可见，人工选择是技术设计的特质，并且会保留在随后的产品中。如果没有这样的选择，技术的进展就会慢下来而且不会走很远。

在技术进化的过程中，选择会将有利的变异保存下来，淘汰不利变异，不断积累着遗传信息以致形成新的模因组合，使新的设计成果与环境相适应。因此，技术设计的进化不是单纯的随机过程，而是一种人工选择的过程。突变是随机的，但人工选择是非随机的而且是有方向性的，将具有适应性的遗传组合在设计中保留下来。这些遗传信息的逐渐积累，不断生成更为复杂和更具有适应性的新设计。

因此，可以这样说，凡是保留下来的技术设计都是适应环境的，反之，被淘汰的都是不能适应环境的，这就是技术设计中的适者生存。人工选择是一个长期的、连续的过程，通过选择积累后续细微的变异。人们对设计变异的选取倾向是不同的，或者将极端的变异淘汰掉，保留中间类型的变异，以保证设计的稳定性;或者保留某一倾向的变异，淘汰其他类型的变异，以保证设计朝着某一方向进化;或者保留各极端的变异，淘汰中间类型的变异，形成新的不同类型的设计。

文化环境的多样性造成了技术设计的多样性，同时，技术设计的多样性强化了文化环境的多样性。技术设计作为人类的实践活动之一，自然会受到文化环境的的影响，同时也会影响整个社会的文化环境，因为设计作为文化的积淀，能不断地流传下去，推动人类文化的发展。技术设计对文化的推动既包括继承旧文化的遗传，也包括变异出新文化，正是在这种遗传和变异中，技术设计才参与到人类文化的积淀中，即在接受前人文化遗传的基础上，服务于当前人们的生活，为后人的技术设计提供模仿的来源。

设计者所创造出来的新成果虽然对原有的秩序有一定的破坏，但这种破坏只是个别的突变，这种突变只有在接受社会的选择和适应社会环境之后才能扩大，也就是说设计必须适应社会环境，技术设计也不例外。技术设计的适应是指新的技术设计能在一定社会环境下的生存和发展。这就要求新技术设计的变异对其生存有帮助，具有选择上的优势，并且能够遗传给下一代;同时也要求环境的变化是有方向的，这不仅保证了选择的方向性，也使设计上有利于生存的变异不断得到积累和加强，最终适应改变了的环境。

需要明确的是，技术设计中的适应是相对的，并非绝对的适应。因为适应相对于环境的变化而言是滞后的，遗传具有相对的稳定性，而环境的变化是多样的，所以，技术设计对环境的适应是对环境中某些条件的适应，而非对所有条件的适应。适应的相对性表明适应只是一种暂时现象，当环境出现新的变化之后，原有的适应就可能失去其作用。

如前所述，适应环境的技术设计能够不断得到加强，而那些不适应环境的设计就会逐渐退化。退化在生物学的意义上是说，器官或者生物体在一定的条件下逐渐失去了其全部功能，却又通过进化得以保留，并没有消失。技术设计中是否存在类似的情况?很明显，这样的情况是常见的，不能实现其原始功能的结构常常保存在技术设计之中，如灯罩。为什么技术设计中会保留这种看似多余的结构?在技术设计中，退化是改变的先决条件。在自然选择中，如果某个有助于生存的特性被凸显出来，而其他某些方面也保留着，这种状况是很正常的:自然知道优势在哪。技术设计中也如此。最早的汽车看起来就像马车，在机器提供“马力”的情况下，要设计者同时改变所有的设计是不可能的，车轮的发展、刹车的进步、气动布局提高等等方面都需要等待一代一代成功的设计，要想一下子解决所有的问题是不可能成功的。在技术设计进化的过程中，如果不需要某些结构实现其功能，至少是在一定时间范围内还需要保留这种结构，否则就会对整个的设计造成破坏。

四、结 语

之所以能用进化论的观点分析技术设计，就在于技术设计与生物进化继承和发展两个方面具有相似性。如前所述，技术设计与生物的进化一样，方向是多维的，是环境决定了进化的方向，而这种方向就是在结构上不断复杂化，功能上不断复合化，环境的适应能力越来越强。然而，二者毕竟是不同的领域。虽然其发展都受环境的影响，但环境的内涵是不同的。生物进化的环境基本上是客观的自然环境，而技术设计进化的环境在内容上丰富得多，不仅有自然环境，还包括人文社会环境，其中的因素是众多的。

从进化论的视角分析技术设计，并不是要否定和排除设计者在其中的作用，相反，正是由于设计者的作用，技术设计的进化才得以成立。就单个具体的技术设计而言，设计者的主导作用是明显的，但就整个人类的技术设计而言，进化才是其发展的样式。

进化论的核心观念的影响已经超越了生物学，已经影响到人们的日常生活和多个学科，虽然其包含的意思有时并不明确，但都源于进化论所确立的观念。很明显，知道怎么做的技术源于遗传，源于选择过程中进行的一系列通常是小的改进。同样，要求设计者避免使用“进化”这个概念几乎是不可能的，虽然他们对于进化的确切含义、包含着怎样的机制、在什么样的情况下说的都不是很清楚，但不可否认的是其中包含了很多像遗传、有益的变异、适应性等此类的进化论概念。因此，从进化论的角度分析技术设计的发展至少为研究技术设计提供了一种新的分析工具。

[1]约翰·齐曼.技术创新进化论[M].上海:上海科技教育出版社，2002:中文序.

[2]道金斯.自私的基因[M].北京:科学出版社，1981.

[3]布莱克摩尔.谜米机器[M].长春:吉林人民出版社，2001.

[4]陈家琪，王耀德.创新动力的哲学考察[J].自然辩证法研究，2004，20(10):52-54.

[5]邓巴.进化心理学:从猿到人的心灵演化之路[M].万美婷，译.北京:中国轻工业出版社，2011:144.

[6]达尔文.物种起源[M].北京:商务印书馆，1997:538.