技术人工物的自然类分析

叶路扬+吴国林

摘要： （2017）03-0026-11

doi：1019366/jcnki1009-055X201703010

技术哲学研究的一个重要进路是分析技术哲学，其中技术人工物的自然类是当前分析技术哲学研究的热点论题。技术人工物是否属于自然类，技术人工物是否构成实在类，学界正在争论之中。本文将对技术人工物的自然类与实在性展开细致的讨论。

一、自然类及其标准

自然类（ natural kinds）是指自然的而不是人工的分组，它独立于人的意识。一种自然类是一系列相同的事物，自然形成的群集（natural grouping）。此自然类区别于彼自然类。[1]比如海洋生物类与陆生类动物是两种不同的自然类分组，继续细分有鱼类与猴类等。自然类是按照类成员所具有的共同或相同特征进行划分的，它是不依赖于人的意识而存在的自然实体类。类与类之间具有清晰的划分标准，这种标准反映了一类事物所具有的主要性质和特征。

已有学者对自然类的分类标准进行了分析。波德（A. Bird）给出自然类划分的一般标准：（1）自然类的所有成员都具有一些共同的特征；（2）自然类划分应承认归纳推论；（3）自然类划分应该遵循自然律；（4）自然类群体应该形成一个类；（5）自然类应该是层级式的划分；（6）自然类之间的界线是绝对清晰明显的，也就是自然类之间有着清晰的范畴区分。[2]为方便讨论，笔者将上述6个标准分别简称为B1，B2，…，B6标准，下面我们对这六个标准进行讨论。

标准B1指出，类成员之间具有共同特征。比如树类，树干、树枝、树叶等是所有树类的共同特征。但是这是一般意义上的特征，如果将类成员进行细分，我们发现“共同特征”标准并不能实现不同类成员之间的区分。比如，人造树，它们不仅在外形上像树，在设计上，有的假树也能像真的树一样从空气中吸收二氧化碳，只是真树以光合作用吸收二氧化碳，而人造树被设计成具有吸收二氧化碳的功能。自然樹与人造树一个根本的区别在于吸收二氧化碳这项功能背后的组织结构的不同。自然树是通过光合作用，也就是绿色植物和某些细菌利用叶绿素，在可见光的照射下，将二氧化碳和水转化为有机物（主要是淀粉），并释放出氧气的过程。人造树吸收二氧化碳的功能所对应的内部结构是利用一个电视机大小的过滤器来吸收空气中的二氧化碳。因此划分自然类共同特征标准包含类成员的结构特征（外部结构和内部结构）以及功能特征。其中，不同类成员结构特征的不同，体现为组成结构的要素也是不同的。所以类划分的共同特征标准是结构、功能、要素的一致或统一。

B2 归纳推论标准，来自惠威尔（W. Whewell）和穆勒（J. S. Mill）的归纳理论。与B1面临的问题一样，并且按照B2标准，类与集合的概念混为一谈。奎因（W. V. Quine）认为“类”的划分应该承认归纳推论。将相似的物体归为一类，一个类是具有共同性质或至少是具有相似性质的物体的集合，一个类在广义上是一个集合。[3]117-118假设一个集合包含a， b， c三个成员，成员a与b的相似性大于与c的相似性，所以a与b共享的性质是多于a与c。[3]119a有性质a1，b1，c1，…；b有性质b1，c1，d1，…；c的性质包含c1，d1，e1，…。那么a 与b共享的性质b1，c1多于a与c共享的性质c1。在这个集合中所包含的所有性质是所有个体成员性质的总合，成员之间所共享的相似性质一定是少于这个总合性质，也就是不管a， b， c这三个成员各自是什么，只要他们共享了相似的性质，它们就是一类。a是红色的...，b是红色的...，c是红色的...，它们共享了性质，a， b， c是一个关于“红色的...”的集合。但实际上，如果a“红色的”是红色的玫瑰花，b是红色的月季花，c是红色的牡丹花，显然a， b， c并不是同一自然类。因此根据一些共同性质或相似性质对物质进行归类形成的是“红色的”集合，而不是同一个类。

类成员之间的共同特征或相似性质应该是更为复杂的结构性质的相同或相似，并不是简单的颜色、形状、体积、大小、味道等外部性质。[3]118-122奎因指出，还原到本质的层次，相似性的类成员之间的结构是不可通约的。比如，鲸鱼与海豚是相似的哺乳类动物，追溯到基因层次，鲸鱼与海豚是DNA本质上不同的两类动物。[3]128-129奎因提出了类划分的重要因素，即结构，包括一般的物理结构（颜色、形状、大小等等）和复杂的内部结构。

自然类划分应该遵循自然律（B3），但是自然律并不充分的决定类的划分。正如埃利斯（B. Ellis）所说，在我们所知道的自然律中，还有很多自然律是既不适用于动力学也不适用于静力学。按照本质主义者的观点，自然律描述了自然类的本质，自然类成员是本质实在的基础，所有的自然律是由自然类成员的内在本质决定的。自然类以分组的形式存在，并且是层级式的（B5），因此自然律成为一个具有层级结构的自然律系统。Brian Ellis.The philosophy of Nature A Guide to the New Essentialism[M].England：Acumen Publishing Linited，2002：82. 自然类及其个体成员受到自然律支配，这是普遍意义上的自然律。自然类个体内在的深层次的根本性质及其各个性质之间的相互作用、关系以及类成员之间的相互关系共同形成了不同类之间的不同规律。

自然类群体应该形成一种类（B4）。一方面，能称之为类的一定是由大量的个体形成的一群或一组。比如，鱼类，现有的鱼类有24618种。另一方面，类群体是在长时期的繁殖、进化过程中形成的。鱼类是最古老的脊椎动物，最早的鱼类化石显示距今已经约5亿年之久。而个体寿命最短的有翅类昆虫——蜉蝣（朝生暮死）也达到2000多种。因此，一种类还体现为拥有庞大的数量和长久时间的生存进化过程，而一个群体应体现为上述这两个方面，才可称之为一个类。endprint

自然类之间具有明显的界线，类与类之间有范畴上的区分，一个自然类不能连续地滑向另一个自然类（B6）。物种之间有着明显的范畴区分。植物类与动物类是不同的两个范畴，正如树类与哺乳动物类。微观范畴不同于宏观范畴。比如，原子类与基本粒子类。原子由原子核和电子组成，构造了自然界的原子和分子，但是不能解释核力。基本粒子比原子、分子还要小，每一类型的粒子都由相应的量子场描述。

按照波特的B1，B2，…，B6标准，从自然类的共同特征、自然律、层级、范畴以及归纳推论几个方面，可以对类划分进行一般意义上的描述，但是还不够具体和深入。共同特征具体所指哪些性质特征还不明确。所有的自然类都遵循同一的自然律吗？同一的自然律，还是每一个自然类的自然律没有做出区分。而归纳推论本身具有无法克服的归纳悖论难题。如果继续追问，自然类的层级式划分和具有范畴上的区分的标准是什么，波特也没有给出详细的论述。

与波特的标准不同，埃利斯（B. Ellis）提出的标准更为嚴格。（1）自然类是真实的，绝对的。自然类是真实的是因为自然类之间的不同差异以不同的方式显示；自然类是绝对的是因为自然类之间的区分无关于任何人的认知角度。自然类不依赖于人们的兴趣、心理、感知器官、语言、实践或选择。（2）自然类是自然的分组，不是人为的。（3）自然类的区分是由类成员的内部结构决定的，不是外在的因素（外貌、位置）决定的。（4）自然类具有层级上的区分，最低的层级是基本粒子类，然后是原子类，再从简单的单原子分子类到包含成千上万个原子的高级复杂结构，每一个不同的分子结构决定了不同的自然类。（5）每一个自然类都具有本质属性，即结构属性，结构是原子—分子结构。埃利斯（2002：26-27）提出自然类划分的5个标准。 笔者将埃利斯的上述5个标准分别简称为E1，E2，...，E5标准。

E1与E2是对自然类概念的重复，E4标准是对B5标准的补充和完善。同时E标准的最大优势在于，埃利斯明确提出了类划分的结构（基本要素的排列组合的结构）和要素（基本粒子、原子、分子等）标准。

其中E3明确指出，一类之所是的标准是由内部结构决定的。就自然类个体成员而言，决定其成为一个特殊的客体依赖于该成员的内部结构。就“柠檬”这一实体而言，决定它之所以是柠檬的根本性质是染色体结构。决定“酸”这一特性的是同位素结构。[4]11-12

E5则给出组成结构的原子、分子等要素。普特南曾引用阿基米德谈黄金（化学元素符号Au）的例子。当谈到某些东西是黄金时，并不是说它具有黄金的表面属性就是黄金，而是任何一块黄金都具有共同的一般的隐蔽结构，即金的原子序数为79，也就是金的原子核含有79个质子。见Ian Hacking（伊恩？哈金，2007：5-12）。

隐蔽的结构决定了自然种类。一种液体或固体的根本性质是结构上的性质，是构成这些液体或固体的基本粒子的排列组合。如氢、氧，或者泥土、空气、水、火以及其他形成表面特征的基本元素的排列和组合。物种的区分根源于基因的不同。与普特南（Putnam）同时期的生物学家们已经普遍相信物种是由确定的隐蔽分子结构决定的，这种结构就是DNA。[5]对个体而言，氨基酸的排列顺序的细微差别就会产生个体之间的很大差异。

结构（物理结构、化学结构等）是自然类划分的重要标准，决定自然类成员之所是的根本性质。结构的形成在于基本要素的排列和组合。大脑由上亿的神经细胞（包含双极细胞、单极细胞、多级细胞等等）组成。细胞的种类千差万别，但是它们都具有相同的基本结构，由细胞体、树突和轴突三个要素组成，并且这些要素各自都具有相应的功能。细胞体提供所有细胞活动所需的物质，如细胞核、DNA、线粒体、核糖体等。树突接收来自其他细胞的信息，并将信息传递给细胞体。轴突则是将电冲动（electrical impulses）从细胞体传送到其他神经细胞、腺体或肌肉。[6]

对结构、要素的描述往往伴随着功能描述。大脑是一直处于进化过程中的系统组织。最一般的大脑，我们称之为原脑（old brain），包括脑干（brain stem），脊髓由此进入头颅，脊椎上面是延髓（medula）。原脑的功能是自主运作，不需要任何意识参与，就像心脏的跳动、肺部的呼吸一样。在延髓上面的是脑桥（pons），帮助协调动作。脑桥的上面是丘脑（thalamus），它接收视觉、听觉、触觉、味觉等感觉信息。网状结构（reticular formation），负责睡眠、走路、知觉疼痛等重要功能。小脑负责非言语学习，记忆，对时间的知觉以及情绪调控。所以原脑系统是维持机体基本功能的顺利进行。任何动物都需要这样的脑系统和功能，比如爬行动物。而完成更高级的功能，需要更复杂的脑部结构。比如，杏仁核（amygdala）负责记忆的整合；小丘脑（hypothalamic）保持身体的稳定、调节体温和饥饿，也帮助控制内分泌系统，以及感觉快乐；海马（hippocampus）是学习、记忆的中枢，如果受损将会丧失学习新事物的能力，记不住东西。在所有的脑结构中最高级的要素是灰质（grain matter），占据左右两个脑半球的85%，监督思考、说话等能力。连接两个脑半球的结构是胼胝体（corous callosum）。语言的产生由左侧大脑半球控制，右侧大脑半球控制一些创造性的功能。[7]由此可见，同一类事物中，不同的要素、不同的结构对应不同的功能。

另外，不同的“自然类”具有不同的功能。[8]417比如，在生物自然界，蜜蜂有传授花粉的功能，蚯蚓具有增强土壤肥力的功能，绿色植物具有维持地球大气中氧气与二氧化碳平衡的功能。所以，功能也是划分自然类标准的一个根本性质。

要素之间具有物质、能量或信息的关联。自然类客体的结构不是机械式的几何结构，而是由不同要素相互连接、相互作用交织在一起的物理的、化学的、生物的结构。如果没有要素作为结构的节点，就像化学式没有元素，人体没有相应的组织、器官一样，就不可能形成一个完整的客体，更不可能运行相应的功能。所以，要素是自然类划分的重要标准。endprint

“类”表现为东西的类别，每类东西分享一些最基本的物理的、化学的性质以及功能性质。比如水是透明的液体（物理性质）；它的化学分子式是H2O，即一个水分子包含了两个氢原子和一个氧原子（要素）；具有维持生命的功能等。这些性质是决定水可以划分为水类的根本性质。只有同时满足水的结构、要素、功能这些根本性质的统一，才能被划为水类。

通过对波德的B标准和埃利斯的E标准的对比分析，笔者认为，自然类的划分标准是要素、结构与功能的统一，而且还需要增加一个时间性标准。一个自然类是在自然进化与自然选择中形成的，自然类具有层级结构，层级的形成是进化的必然产物。一个自然类层级结构的形态的进化必定需要一定的时间。[9]182比如物种的进化，南猿（250-420万年前）→能人（230万年前）→直立人（180万年前）→智人（尼安德特人，25万年前）→智人（现代人，10万年前）。就生命个体而言，在不同时期，形成不同层级结构。比如，十月怀胎，果树的花期和果期等。因此，时间性也是划分自然类的一个重要标准。

二、人工类概念与分类标准

人工物是人的行为意图的产物，是基于一定功能目的而被设计、制造的物质客体。人工物并不脱离自然。人工物遵循自然法则，同时它们符合人的目标和目的。[9]3托马森（A. L. Thomasson）认为，人工物是因为特定功能目的而被设计和定义。人工物（1）具有功能意图；（2）功能意图决定人工类之所是；（3）人的功能目的和意图改变，人工物也随之而变。[10]45-46

人工物以功能性质来定义和区分，从功能的执行和表现来定义技术人工物，人工类等于功能类。[10]70-71比如，闹钟是用来看时间的，咖啡机是用来磨咖啡的。

功能可以通过多种形式来实现。按照弗兰森与克罗斯对人工类功能与结构关系的讨论，功能与形式、结构并不是一一对应的关系。 比如，无线电话，它的基础功能是用来实现远距离通讯。贝尔实验室发明无线电话最初的意图是，在较广或较远的范围内，为信息的传递提供方便和可能性。如今的无线电话的功能已经多样化。同一部手机可以执行多种功能，除了最根本的通话功能，还可以音乐、拍照、游戏、阅读等等。未来手机的功能还会继续扩充。所以，手机可以被定义为是用来通话的技术各体。而反过来，就不唯一指手机了。计算机、电视或其它电子设备也可以实现远距离通讯功能。但是，无线电话、计算机、电视等它们与手机是不同的人工物。

所以，在一定程度上功能性质可以确定人工物。但区分一个人工类之所是，只考虑功能标准是不充分的。人工物不能被任意的按照功能进行分类，人工物的分类必须加入适当的结构。技术人工物的结构是指它的内部要素所构成的稳定的关系。一部计算机的结构就是硬件系统（包含电源、主板、CPU、内存等零部件）和软件系统（包含操作系统、语言处理系统、数据库管理系统、应用软件等要素）之间的相互联结、相互作用组成的体系。

通过结构和功能能否完整地描述一个技术人工物呢？克劳斯（P. Kroes）与梅耶斯（A. Meijers）提出技术人工物的二重性，结构是物质基础，人的功能意向性作用于结构，形成具有功能性质的人工客体，即他们认为结构與功能可以完整地描述技术人工物。

然而，按照本文笔者之一吴国林提出的技术人工物的系统模型，仅用结构和功能无法对人工物进行完备的描述。因为结构与功能之间存在两类“非充分决定性”。一类是一种功能可以由多种结构实现；一类是一种结构可以实现多种功能。[11]18造成这种结构、功能之间鸿沟问题的是对“质料”（要素）的忽视，要素部分的描述被纳入结构属性之中。

要素是一个独立的物质客体，技术人工物与要素之间有很大的关系。[12]西蒙（Simondon）认为，在一个复杂系统中，要素（element）是一个独立的客体，通过与其他要素的组合，形成完整的系统结构，并实现其功能。对于计算机来说，显卡是关键零部件，如果缺失，计算机就无法实现显示功能。

一个技术人工物是由结构、功能与要素三者的统一决定的。西蒙栋提出“聚集”（convergence）是构成人工物的根本原因。比如，三极管是一种控制元件，主要用来控制电流的大小，三极管内部各个部分具有不同功能：阴极提供电子，阳极捕获电子，栅极控制电子从阴极向阳极流动。三极管的功能被栅极和阳极之间的电容所限制，这就会导致电子管中产生不希望出现的电流震荡。在阳极和栅极之间加入另一个栅极，实现静电绝缘功能，因为阳极和新加入的栅极之间的电势能，以及新、旧两个栅极之间的势能，新加入的栅极功能同时表现为阳极额外的控制栅极以及原有的栅极的阳极，这样三极管的放大功能就极大地提升了。这时，功能在这个元件装置中被再次整合，新的栅极解决了原有的功能问题，同时又提升了整体功能。四极管的新问题是电子轰击阳极导致新电子的二次发射，二次发射电子会导致控制栅极来的电子被阻碍。为了解决这个问题，在绝缘栅极和阳极之间又加了一个栅极，给这个栅极一个负的势能（跟三极管差不多大），这样到达阳极的电子就不会被阳极出来的二次发射电子所阻碍。每一个元件（element）有多个功能，这些功能决定了元件，每一步元件功能具体化都伴随着新元件集合的形成，功能问题也会得到解决。对元件结构的调整，使其功能发生改变，功能反过来限制元件本身，每一步元件结构、功能的具体化都是一次新的聚集。[13]西蒙栋对真空管新旧更替升级描述，包含了元件、功能、结构的一次次的聚集，也就是说，每一次不同的要素、结构与功能的统一决定了不同的人工物的形成。

可见，人工物与自然物一样，都是结构、功能与要素的统一。技术人工物与自然物一样，只是组成结构的表现形式（材料、元素）不同。自然物，比如自然人，以碳水化合物的形式（碳、氢、氧）存在。而人工物，像机器人，是各种金属元素的组织合成。自然人具有发达的神经系统、完整的身体结构（骨骼、器官、四肢、皮肤等等）以及核心要素（大脑）。而机器人的神经系统由无数晶体管连接所代替，核心要素由中央处理器和存储器代替，身体的外部结构由金属类的机械器件代替。endprint

人工物具有时间持续性。当我们分析各类人工物的结构、功能与要素时，其实也是在考察它们的进化史。就像物种的多样性一样，人工物的种类也是丰富多样的。正是因为人工物种类数目的庞大，有时甚至无法精确统计，才称之为人工类。并且有些人工类经历长时间的进化，这种进化包含在自然类的进化中。自然类以遗传、进化的形式实现自然类的持续性。人工类的持续性以模仿、复制、大批量生产、传播以及内部结构要素更新—功能改进的形式保存下来。[14]80比如计算机。从第一台电子计算机产生开始，随着时代的变迁，计算机经历了电子管计算机、大规模或超大规模集成电路计算机、微型计算机的更新换代。甚至苹果公司在计算机史上实现前所未有的创新，将主机的部件全部集成到显示器内部，显示器只是一台电脑。计算机的进化表明，人工物的时间持续性表现为其结构、要素与功能在更新过程中的相互匹配与统一。

计算机的出现至今，其核心的运算功能在进化中趋于完善，这取决于计算机的核心结构与零部件微型处理器（CPU）技术的成熟。尽管计算机的功能逐渐多元化，其结构和零部件（要素）的更新速度加快，但是计算机的专有功能（计算）、核心结构（硬件系统和软件系统）、核心要素（CPU等）并没有被取代。

可见，人工类是专有功能、核心结构、核心要素与时间性的统一。按照自然类的标准，人工类属于自然类。核心结构、专有功能与核心结构的统一构成技术人工物的内在性质，决定了不同的人工类。[12]

三、人工类的实在性分析

由于人工物的设计与生产总是与人的意向性有关，那么，人工类是否像自然类一样具有实在性呢？弗兰森（M. Franssen）在其论文《人工类，本体论标准以及心灵依赖的形式》中指出，哲学界存在着一个奇怪问题，就是对人工类是否是实在类的质疑。人工类是否是实在类所争论的核心问题是，人工物是人的意向行为的产物，[10]64而实在的物质是不依赖于任何意向行为的。

有的学者提出了真实存在的标准。贝克（L.R. Baker）提出了判断真实存在的5个标准：任意真正的实体（1）只要具有内在的活动原则；（2）只要有适用于它的规律，或者是关于它的科学；（3）判断一个东西是否是实体，不能仅仅由这个东西是否满足一些描述而定；（4）只有该客体具有潜在的内在的本质；（5）只有它的同一性和持续性是独立于任何意向性活动。[10]3贝克认为人工物并不完全满足这五个标准，尤其不能满足第五个标准。因此，人工物并不是严格意义上的物质实体的成员。然而，弗兰森认为，意向性很难成为否认实在性的标准。因为在人类持续存在的过程中，无论人类实体本身，还是人类的意向性所扮演的角色都不能被排除在外。就像我们不能因为人具有意向性而否认人的实在性一样。

克劳斯等学者将人工物的意向性归于功能性质。但是意向性与功能性质还是不同的两个方面，不能简单地归为功能方面去理解。张华夏认为一个复杂的系统中，结构—功能—目的/意向性是三位一体的关系。在生物自然界，生物是有目的的或计划的客体，这种目的性由生物体的结构显示出来，并通过功能行为得以实现。比如人的口腔的目的是为了汲取水和食物，而汲取的功能就是保证人体的水分、营养和能量，最终的目的是維持人体的生存与繁殖。因此，参与实现根本计划、目的的所有结构、行为和活动，都称之为“目的性”（teleonomic）。[15]5-9在笔者看来，人工物的目的、计划或意向性已经内化在结构和功能活动中，意向性并不能改变人工物的实在性，因此，意向性只能更有力地证明人工物的实在性，而不是否定。

技术人工物的实在性体现为功能的实在。人们发明技术是为了获得功能，制造技术人工物是为了执行功能。一个人工物如果不能发挥特有的功能，就不具有技术的本质，就不能成其为真实的技术，甚至它不再是技术实在。[16]42相对应的结构实在也只是一种科学实在论意义上的物质实在即要素实在，比如随意堆放的机器零部件，或废弃已久的汽车或家电。

技术人工物的功能实在必须通过一定的结构实在和要素实在来保证。没有要素，结构就无从谈起。比如汽车变速箱与发动机的关系配合，或者变速箱内部结构出现问题，导致汽车行驶功能失灵。如果没有齿轮、轴等这些要素，变速箱就不能成为一个完成变速功能的结构。

要素实在同样作用于结构实在和功能实在。对于一辆汽车来说，轮胎是重要的零部件，发动机是汽车的核心要素。如果没有核心要素，人工物的结构和功能是不可能实现的。而要素实在也要受制于功能实在。假设按照相同的比例制造房屋，真正的房屋与房屋模型结构相同，但是要素不同，真正的房屋的要素是大理石，房屋模型的要素却是泡沫材料，那么它们最终实现的功能就会大相径庭。

同一类的人工物也会发展变化，那么，什么是不变的呢？笔者认为不变的是核心要素、核心结构和专有功能的统一。技术人工物所体现的技术实在是核心要素、核心结构和专有功能相统一的实在。比如，不论汽车如何改变，汽车的核心零部件、由此构成的核心结构以及专有功能不会发生变化，变化的仅仅是一些附加的功能或性质，促使汽车更快、更舒适、更环保等等。

因此，在笔者看来，技术人工物的实在是结构、功能与要素三者实在的统一。核心结构、核心要素与专有功能的统一决定了人工类的实在性。

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