知识传播视野中的技术创新历史范式

■陈家琪

科学与技术是技术创新和科学技术政策讨论中的核心概念。科学与技术的关系是技术创新理论讨论中最核心的问题，在不同时代，科学与技术的关系有着不同的样式，科学与技术的相互作用决定着科学创新与技术创新的速度和水平。国家是影响科学与技术关系的最重要力量，它的介入大大促进了当代科学创新与技术创新的速度和水平。国家介入是如何促进技术创新速度的加快的呢?这值得探讨。

技术创新是一个复杂的社会过程，当代技术创新首先是一种新知识的创新，从知识来源上看，迄今为止，知识可以分为两种类型，即经验知识和科学知识。从文明史上看，近代科学革命是人类发现可靠知识的新方式，从根本上改变了技术创新的方式。但科学知识和技术知识是有区别的，路甬祥认为:“科学要认识客观世界，而技术则要遵循客观规律、创造工具和方法，最终改造客观世界为人类造福。”[1]邹承鲁说:“科学和技术是有区别的。自然科学是不能规划的，技术发展规划可以，但也不能叫‘科学技术规划’。”[2]科学共同体与技术共同体之间的知识传播方式影响着技术创新的速度。从知识传播的视角看，创新的过程可以分为知识类型、知识创新方式、知识传播方式三种形式，其中，知识的创新方式和知识传播速度直接影响技术创新的水平和速度。

一、从经验到科学——知识创新方式的革命

英国科学史家李约瑟在研究中国的历史时，提出了著名的李约瑟问题，即:“为什么现代科学只在欧洲文明中发展，而未在中国或印度文明中成长。”在谈到李约瑟问题时，林毅夫在《李约瑟之谜:工业革命为什么没有发源于中国》的文章中提出了一种技术创新的解释模型。[3](P244－273)本文把林毅夫的技术创新概括为经验型和科学指导型。这种技术区分隐含的一个前提就是把近代科学知识的出现作为历史分水岭，进而考察影响技术变化的知识因素。他认为从技术史上看，在科学出现以前，技术创新的最早表现来源于经验知识，技术是经验型的，由于一个民族经验知识的积累与人口成正比，因此，这个时期一个国家技术发明的总量与它的人口数量成正相关关系。据此，我们不难推出，在科学知识出现以前，由于中国在相当长的历史时间内人口数量居世界第一，在社会相对稳定的前提下，中国成为技术发明大国是合乎逻辑的结果。科学知识出现以后，知识创造从经验生活中分离出来，或者说从日常生活和生产活动中分离出来，成为一种独立的认知活动。人们借助科学实验和以数学为内容的逻辑工具，把自然现象从自然中分离出来，创造一种纯粹的人造自然环境，纯粹地研究自然现象，以发现人类在一般自然条件下难以发现甚至不可能发现的自然规律，这种知识我们叫作科学知识。在17世纪以后的欧洲，以发现科学知识为目的的科学研究逐渐成为一种独特的文化和职业，知识创新开始决定于科学文化(或者说科学家的数量)而不是人口数量。近代中国由于没有产生科学文化，技术发明在总量上逐渐落后于欧洲也就是自然而然的事了。林毅夫在通过区分技术的知识来源之后，转换了李约瑟问题，把科学看成是一个既定的事实，部分地回答了李约瑟之谜，也即回答了近代中国为什么落后于欧洲，蒸汽机革命为什么产生于欧洲而不是中国。

林毅夫的这个理论范式强调了知识创新类型对技术创新的决定性意义，但从历史的时间坐标和空间坐标来说，仍然不能解释为什么当代知识的转化速度比过去快，也不能解释在一些国家某种程度上存在着基础研究与应用研究的分离现象，即为什么有些国家基础科学研究比较发达，而技术创新却相对滞后了呢?笔者认为，技术创新作为一种特有的社会现象，科学共同体与技术共同体之间的知识传播是影响技术创新速度的重要因素，对此，林毅夫的范式并没有给出有说服力的理论解释。

在科学与技术的关系上，万尼瓦尔·布什的线性模式值得一提。他认为，新技术和新工艺是“建立在新的原理和新的观念之上的，而新原理和新观念本身又通过最纯粹的科学领域里的研究而艰辛也发展着”[4](P64)，因此，他建议成立美国国家科学基金会，以支持自由的基础研究。布什关于科学与技术关系的说法被称为科学与技术的线性关系，即:基础研究→应用研究→开发。这种对科学与技术关系的论述及对美国一系列科学与技术政策的建议，对战后美国科学与技术的发展起到巨大的作用。这种线性关系认为，科学发展决定技术发展。抛开时空因素，或者说，从大尺度的历史时空来说，这种观点是对的，即，只要科学发展了，技术进步就一定会发生。但真理与谬误往往只有一步之遥，如果把时间和民族国家的空间因素放在这个理论框架内，这个模式的解释力是有限的，或者说，科学的进步并不一定带来技术的进步，线性模式与林毅夫模式都只强调了科学知识对技术创新的重要意义。

从科学与技术的社会关系史角度看，科学与技术的关系不是简单的线性关系，科学不是技术进步的唯一变量。在近代欧洲，科学研究基本上是一种满足人们智力需要的活动，它的目的是增进知识，而技术创新的主要目的是物质利益。库恩认为，把科学看成是技术创新的唯一变量是人们创造的现代神话。从知识史上看，技术先于科学而出现。近代科学革命以后，科学才逐渐成为影响技术创新的主要因素，很多重要的技术创新建立在对科学原理的突破之上，如原子理论对原子弹，电磁理论与电力技术和无线电技术。但有科学史家认为，即使科学出现以后，很多技术也并非是由科学推动的，如蒸汽机等，甚至在生物领域，是技术在先，然后才有理论的出现，如巴斯德的研究。为此，普赖斯(D．de S．Price)在1965年提出科学与技术是“舞伴关系”。D．E．司托克斯在《基础科学与技术创新——巴斯德象限》一书中提出了解释科学与技术关系的“巴斯德象限”模式。

科学与技术的关系像一部不断变化、没有结尾的历史剧，角色越来越多，关系越来越复杂。曼哈顿工程是这部历史剧的重要一幕，它改变了科学与技术的关系，一个新的角色出现了，曼哈顿工程宣示:国家作为一种力量可以促进技术创新。那么国家是如何加快科学知识转化为技术的速度的呢?

实际上，在曼哈顿工程之前，基础研究转化为应用研究的速度是很慢的。1831年，法拉第发现了电磁感应现象，但到19世纪70年代，美国和德国才开始第二次工业革命，进入电气化时代，从1831年法拉第发现电磁感应理论到电力技术的实际应用，中间约经过40年的时间。1939年，哈恩(O．Hahn)和迈特纳用中子轰击法制成新的人工放射性元素，发现铀原子核吸收慢中子所引起的核裂变反应原理。1945年7月，第一颗原子弹爆炸，从理论发现到实际应用，中间仅用了6年时间。原子能理论向原子技术的转化速度如此之快，超出许多人的预料。1933年9月，原子模型的创建者卢瑟福在不列颠协会的演说中曾声称:“用这种方法从原子中获得有用能量似乎是没有多少指望的。”1936年，由于没有找到产生慢中子的高效方法，他在《新炼金术》中说:“用人工的转变过程从原子获得有用的能力是看不到希望的。”[5](P360－361)

是什么因素导致核裂变反应原理的应用转化如此之快?笔者认为，其原因是人类在曼哈顿工程中创造了一种技术创新的新范式，即国家力量通过工程组织的形式介入到技术创新中。在曼哈顿工程以前，科学知识转化为技术知识通过教育途径，知识传播的速度很慢，技术创新的目标是个人的、随机的，科学共同体和技术共同体之间横亘着一条社会的鸿沟。曼哈顿工程使得技术创新成为组织目标，科学共同体和技术共同体有机地结合在一起，科学共同体的知识(基础研究知识)可以很快地转化为技术共同体的知识，同时，技术创新过程中工程师遇到的新原理困难可以迅速得到科学家的帮助。科学家不仅获得了来自实际技术研究中的问题，工程师在技术上遇到要求解决的知识困境也可以迅速解决，从而使功利和真理找到了结合点。曼哈顿工程成为国家组织力量介入科学研究的转折点，它意味着技术创新范式的转变。

二、工程组织——知识传播如何影响技术创新

林毅夫从知识分类的角度，解释了近代欧洲崛起的原因，但他的理论范式不能解释现代技术创新加速的特征。对此，我们不妨加以扩展，从知识的组织传播角度看，曼哈顿工程是技术创新史上的划时代事件，它创造了一种以技术创新为目标的组织制度，加快了科学共同体与技术共同体之间的知识传播，从而开创了现代技术创新的新范式。为建立一种解释范式，笔者将技术创新历史进程概括为三个历史范式，即:经验导向型技术创新，科学导向型技术创新，工程导向型技术创新。

经验导向型技术创新。经验导向型技术创新是人类早期技术创新模式，从时间上来说，它是指在近代科学出现之前的技术创新。在经验型技术时代，技术发明的知识来源于经验，人们只是在生产和生活中被动地、直官地观察自然，或者说是“自然地”观察自然，知识的获得是零星的、局部的、不系统的。关于经验的知识大多不成体系，传播速度很慢，导致一种技术创新的时间比较漫长。技术创新是生产的一部分，生产者和发明者合一，技术创新目标的确定是随机的、个人决定的，在经验知识指导下的技术创新，创新周期长。此时，科学实验或者说发明还没有从生产中独立出来，知识生产的科学方法没有出现，以生产知识为职责的职业也几近于无。社会政治力量也就不可能介入到技术与知识的生产中，当然不可能成为影响技术发展的主要要素和直接力量。就个体生命来说，个人的经验知识与个人的寿命正相关;从民族国家来说，其新知识总量与人口正相关，因而一个国家的技术发明总量与人口成正比。

经验型技术与人类自然经济条件下的生产实践相对应，反映了人类早期对未知自然的试错方式，这种蕴含于农牧业生产实践的技术创新试错是一种原始的试错，时间成本极高，受自然条件的局限，一种技术往往要几十年甚至几代人才能定型。由于自然经济时代社会生产的封闭性，知识传播极其缓慢，具有私密性、个人性、生活性的特点。在这个阶段的早期，现代意义上的学校还没有出现，知识的传播速度极其缓慢。经验型技术不仅技术成熟的时间长而且技术扩散的速度也极慢。在这个时代，知识是个人生存的最重要要素，没有表现出公共产品的属性。

科学导向型技术创新。所谓科学导向型技术，就是技术发明的知识来源于科学，到了近代，人类发明了一种纯粹的试错法——科学实验，知识创新从生产实践中分离出来，科学研究成为一种普遍职业，这大大减少了人类技术创新的时间成本。创新作为一种学习行为，与思维的联系更紧密，也更加纯粹化。科学实验是人类寻找到的自觉的、能动的认识自然的方式，人们摆脱表面、被动的观察方法，借助实验工具再现自然现象、诱发自然界不大可能存在的现象、创造典型条件，以空间创造换取时间效率。

有别于经验知识，我们把在科学研究中发现的关于自然的知识称为科学知识。在自然条件下，科学知识不容易或者说不可能发现，科学研究不仅使人类出现了新型的知识，加快了知识发现的深度，从逻辑上说科学知识也带来了一种新的技术类型，因为这种技术发明没有科学理论的指导是不可能获得的。

在科学成为一种职业以后，科学家成为一个共同体，现代的学校也跟着出现了，现代学校把科学知识作为一种公共产品，具有典型的公益性质。科学的出现，虽然加快了知识创新的速度，但科学研究这种新型的实践也拉开了与生产实践的距离，实质上在科学共同体与技术共同体之间筑起了一道篱笆，科学共同体与技术共同体之间的知识联系主要由现代学校和学术会议等组织方式承担。由于现代大学的出现，科学知识传播速度与前科学时代相比大大加快了，科学文化成为社会文化的主要特征。在利益的刺激下，社会力量通过资本投入开始介入到创新过程，创新目标的确定进入利益链条，科学知识和技术发明成为一种特殊的生产。相对于经验导向型技术创新，科学导向型技术创新周期较快，一个民族的技术发明总量决定于科学文化，与科学家的数量正相关。但学校作为知识传播的方式有其延缓滞后的特点，技术共同体的知识往往被闲置，而有用知识往往难以扩展。

工程导向型技术创新。所谓工程导向型技术创新，是指曼哈顿工程之后，国家以工程组织的方式实现的技术创新，这种创新范式的出现是由于现代技术创新的复杂性，不仅需要风险巨大的投资，而且需要调动庞大的各类社会资源，私人企业无力承担这一任务。由于国家利益的需要，二战后，起初是战争的逼迫，继而是罗斯福总统与万尼瓦尔·布什的推动，国家力量通过工程组织的方式全面直接介入到技术创新中。国家决定技术创新的目标，这个目标通常是民间研究组织不感兴趣或难以实现的。由于人力投入和资本需求十分巨大，为完成目标任务，国家成立专门的工程组织机构，在这个设定具体创新目标的工程组织里，科学家与工程师协同合作，科学家的研究为具体的技术目标服务，工程师可以第一时间获得技术发明需要的科学知识，科学家也可以第一时间获得来自技术创新中的实际问题。科学获得了动力，技术得到基础研究的有力支持，知识转化加快。我们把这种国家通过工程组织全面介入的技术创新模式称为工程导向型技术创新。由于基础研究与技术开发混合在一起，普赖斯曾把国家大规模介入的科学研究称为大科学。在大科学时代，以工程组织为特征的创新虽然有基础研究，但组织关注的是技术目标而非知识创新。笔者认为，从知识传播和技术创新的组织形式上，把它称为工程导向型技术创新更为贴切。

工程一词，现代汉语词典的解释是“生产制造部门用比较大而复杂的设备来进行的工作”，汉语“工程”一词对应的英语单词及其含义是“project:a piece of work that needs skill，effort and careful planning”，从中可以看出，从技术角度说，工程强调的是技术目标和组织特征，据此，我们不妨把工程定义为:预先设定创新目标，并通过复杂组织协调大量人力物力，以实现其创新目的的过程或实体。其主要特征是目的性、组织性、科层性。技术创新工程既是政府实现技术目标的科层组织，也是科学家和工程师共同创造出技术实体的过程。在技术创新的工程组织目标中，这种目标是技术的、功效的，知识创新相比技术创新而言是次要的，创新技术实体是工程组织的最终目的。

从牛顿时代开始，科学研究逐渐成为一种职业，科学共同体慢慢形成，但在曼哈顿工程以前，科学共同体与技术共同体一直是分离的。在蒸汽机技术革命中，有学者认为蒸汽机的发明与近代科学革命没有直接的关系，但笔者认为，没有真空与压力等现代科学知识的发现及普及，蒸汽机的发明是不可能的。因此，我们可以把近代经典力学革命作为划分经验导向型技术创新与科学导向型技术创新的历史关节点。

正是由于科学的作用，以个人方式传递技术知识的技术共同体到19世纪发生了质的变化。“在1800年就已经成为行业事物的技术共同体被重组，作为科学共同体的孪生兄弟，这种行业事物自中世纪以来几乎没改变过……仿照科学那样，新的技术专家用大学教育、职业组织和技术学校，取代了师傅将技术口授给徒弟的传统。”[6](P36)在这里，技术共同体只是模仿科学共同体进行了改造，知识传授的方式发生了变革。科学共同体与技术共同体之间的知识传播主要依靠学校和学术会议，技术从经验主义走向了科学的理性主义，它标志着经验导向型的技术创新真正被科学导向型的技术创新所取代。但科学共同体与技术共同体仍然处于疏离状态，并没有创造出一种组织整合方式，因而科学知识向技术转化仍然是缓慢的、自发的。

以曼哈顿工程为标志的工程组织制度的出现，是人类技术创新能力提高的又一标志性事件。由于战争的需要，知识甚至某些技术作为公共产品的属性开始登台。工程组织促进了技术共同体和科学共同体的碰撞，既刺激了知识的创新，又加速了知识的传播，扩大了技术共同体的有用知识集合，并通过标准化的方式提高了人类创造复杂技术产品的能力，使得技术扩散的速度大大提高了，国家的创新能力也大大提升了。曼哈顿工程的历史意义不仅仅是爆炸了原子弹，重要的是创造了一种技术创新的历史范式，开创了一个技术创新的历史新时代。

在讨论技术创新史时，技术知识的来源是一个重要的理论视角，林毅夫有精彩的分析。从知识传播的角度看，曼哈顿工程打破了科学共同体和技术共同体之间的社会鸿沟，创新了知识传播的组织方式，是现代技术创新时代的标志性事件。在基本原理突破以后，国家介入到技术创新目标的制定，技术创新的目标不再是个人的、随机的。围绕具体的技术创新目标，科学共同体和技术共同体有机地结合在一起，科学共同体的知识 (基础研究知识)可以很快地转化为技术共同体的知识，同时，技术创新过程中工程师遇到的新原理困难可以迅速得到科学家的帮助。科学家不仅获得了来自实际技术研究中的问题，工程师在技术上遇到知识困境也可以得到迅速解决，知识建构的逻辑路径与实践路径融合了。可以说，曼哈顿工程成为国家组织力量介入科学研究的转折点，它意味着技术创新范式的转变。

三、警惕科学政策中的工程思维

科学研究与技术工程设计是两种不同的活动，两者在思维方式上有着本质的不同。徐长福把这两种思维分别称为“理论思维”和“工程思维”，人们在实践中失败的重要原因是两者互相僭越，一是用理论思维僭越于工程设计，一是用工程思维构造思维体系，后一僭越是人文社会工程失败的重要原因。[7](P8－18)笔者认为，徐长福说的后一种僭越虽然古今皆有，但自曼哈顿工程之后，已成为中西文化共有的社会问题。

为什么曼哈顿工程会诱致人们用工程思维的方式去处理科学创新，其实不同学科都进行过深入的探讨。迄今为止，学术界讨论较多的是曼哈顿工程正面的历史推动意义，作为科学与技术社会建构的历史性事件，国家从此开始全面介入到技术创新和科学研究中。究其原因，主要是由于技术发展开始呈现出大科学的特点，制造原子弹的庞大工程已经超过了科学家的想象，也超出个别科学研究机构的能力，依靠当时美国的科研体制，原子弹的研制任务是难以顺利完成的，原子弹的研制需要制度创新。对此，万尼瓦尔·布什认识到了，罗斯福总统也意识到了，技术创新需要“新政”，凯恩斯的新古典经济学思想顺理成章地进入到技术创新和科学研究领域。

我们可以看到，当代科学与技术关系的演变，深刻影响了国家本质和功能的变化，自二战后，国家作为一种力量全面介入到西方社会经济生活中，但这与传统的国家理论和古典自由经济学理论格格不入，正是在这个背景下，以公共产品概念为核心的公共选择理论的出现进一步解释了国家介入经济生活的必要性。对此，马克思早在19世纪就提出了国家介入到经济生活的基本设想。但直至曼哈顿工程，国家作为一种力量仍然没有全面介入到西方国家的科学研究和技术创新中，这里有古典自由主义国家理论的约束，当然也有科学自身的原因。

20世纪以后，科学的研究特征出现新的变化，现代科学研究越来越超出人类感觉器官所能把握的层次。这主要表现在，科学实验仪器越来越复杂，科学研究的投入越来越大，远远超出个人或企业所能承受的范围，即科学研究呈现出普赖斯所说的大科学的特征。另一方面，由于科学知识的公共品属性，即使企业能够提供，也没有足够的动力，科学知识的本性和科学发展的新特点，需要创造出一种更加有效更加迅速的制度，曼哈顿工程的出现适时地承担了这一历史使命。

曼哈顿工程以及万尼瓦尔·布什的历史功绩在于，在所谓的公共品理论出现之前，他们就通过总结曼哈顿工程的经验，提出了国家应该通过基金会等形式有力地支持科学发展，国家要从战略层面制定科学政策，支持基础科学研究。值得注意的是，布什强调，国家在支持基础科学研究时要尽量尊重科学的自由创造精神，因为自由创造精神是科学进步的动力。因此，布什提醒，曼哈顿工程的经验有局限。在曼哈顿工程中，对科学研究和技术创新不得不实行的战时控制需要改变，恢复探索的自由和健康的科学竞争精神对战后的科学发展十分重要。

在以技术创新为目标的工程组织中，科学家尽管也能有效地创新知识，但知识创新是服从于技术创新目标的，或者说，科学家在共同体中处于从属地位。这种组织不能有效替代科学共同体实现知识创新的目的，它与以知识创新为目标的科学研究在精神上并不完全相融。因而，工程导向型技术创新并不能替代自由的个人的科学研究，更不能替代科学革命，因为科学理论的革命需要自由的研究精神。

当代工程导向型的技术创新确实大大加快了技术创新的速度，同时也促进了知识创新。在各国的科学和技术政策实践中，政府因为尝到了工程组织促进技术进步的甜头，便把工程组织当成知识创新的不变法宝加以普遍推广。国家权力全面介入到科学研究中，这是战后不管是社会主义国家还是资本主义国家科学政策的共同特点，也是战后西方经济政策从保守走向激进的原因。虽然从经济学理论上看，新古典经济学比较好地解释了国家渗透到经济生活中的必要性，但新古典经济学理论没有很好地解释国家权力渗透的边界在哪里。在哲学上，这种科学政策走向是典型的工程思维的僭越，它是战后许多科学创新工程失败的原因。不过，由于西方国家政治生活中根深蒂固的自由主义传统，当代国家权力的无限扩张所导致的问题被部分掩盖了。在中国，工程思维也已经成为一种政治思维，滥觞于工程思维的“举国体制”，作为一种普遍的政治动员方式正对我们的社会生活实施着无孔不入的影响。其对科学发展的负面影响已引起有识人士的警惕，但由于现代技术加速发展的特点遮掩了这一问题的深刻性和严重性。

当代技术创新需要国家力量的适当介入，这已被历史所证明，但基于科学创新和技术创新的差异，在科学研究中，对国家权力的边界要时时保持足够的警惕。国家以工程的方式介入到知识创新中，这种工程思维的僭越往往扼杀个人理论思维的空间，这是当代中国科学创新缺乏的文化原因。在技术创新和经济生活中，我们不应被当代技术发展的成就所陶醉，因为国家在很多方面是低效率的。公共选择理论虽然解释了国家介入经济生活的必要性，但没有揭示国家权力过度膨胀仍是因为工程思维的僭越和泛滥。

[1]路甬祥徐匡迪答记者问[N]．科学时报，2003－01－27

[2]邹承鲁，王志珍．1000亿科技资金如何分配[J]．中国新闻周刊，2004，(47)．

[3]林毅夫．制度、技术与中国农业发展[M]．上海:格致出版社，2008．

[4](美)万尼瓦尔·布什．科学——没有止境的前沿[M]．北京:商务印书馆，2004．

[5]阎年康．卢瑟福与现代科学的发展[M]．北京:科学技术文献出版社，1987．

[7](美)D．C．司托克斯．基础科学与技术创新——巴斯德象限[M]．北京:科学出版社，1999．

[8]徐长福．理论思维与工程思维—两种思维方式的僭越与划界[M]．上海:上海人民出版社，2002．