科学思维、技术思维与工程思维的比较研究

■ 李永胜

科学思维、技术思维与工程思维的比较研究

■ 李永胜

科学、技术与工程是人类三种不同的社会实践活动，与此相对应，科学思维、技术思维与工程思维是三种不同类型的思维方式。从思维科学高度对科学思维、技术思维与工程思维进行比较研究，对深刻把握科学、技术与工程各自的特殊本质与本性具有重要意义，有助于我们增强科学研究、技术创新与工程实践的理论自觉与行动自觉，对于丰富和发展科学哲学、技术哲学与工程哲学具有重要意义。科学思维、技术思维与工程思维在思维对象、内容、性质、逻辑结构、功能作用、形式方法、构成要素与思维过程等方面存在着很多区别，同时它们又有密切的联系。

科学思维；技术思维；工程思维；比较研究

思维是人类用语言或符号思考和表达某种观念的活动过程，是人脑的一种独特而复杂的精神活动。思维方式就是指人们的大脑对信息进行加工和处理，以及思考问题的方式方法。“思维方式是一定时代人们的理性认识方式，是按一定的结构、方法和程序把思维诸要素结合起来的思维运行样式。”［1］一般来说，人的思维活动在思维对象、思维结构、思维内容、思维情景、思维形式、思维过程、思维功能等方面都要受到实践活动的制约和影响。所以，不同性质、内容和类型的实践活动方式必然会决定并派生出不同的思维方式。由于科学、技术与工程是三种不同性质与内容的社会实践活动，因此，从科学、技术与工程三元论的观点来看，科学思维、技术思维与工程思维必定是三种不同类型的思维方式，有一定的思维差异。然而，对于科学思维、技术思维与工程思维究竟存在什么样的具体思维差异，目前学界研究较少。哲学是关于思维的科学，从思维科学的高度探讨科学、技术与工程活动，对于我们深刻把握科学、技术与工程在思维层面的区别与联系，厘清三者的特殊本质或本性，具有重要意义。本文尝试对科学思维、技术思维与工程思维作一比较研究。

一、科学思维、技术思维与工程思维的内涵与联系

科学思维，一般具有两种含义，一是指在科学研究领域认识活动过程的思维，二是指正确思维、高效思维和具有可操作性的思维。本文主要是在第一种含义上使用它。技术思维是解决技术问题的一种特有的思维活动，其实质内容是提出确定的创造或改造事物的方案或意见，如技术发明、技术设计、工艺或施工措施，技术管理决策等。［2］工程思维，是指人们在进行工程设计、研究与建构实践过程中所形成的独特思维方式，它以集成构建性为根本特征。工程思维的核心，是综合运用并有效集成各种知识（包括自然科学、技术科学、社会科学、人文科学、管理科学等方面知识）解决工程实践问题。

科学思维、技术思维与工程思维存在着密切的相互联系与互动关系。它们同属于人类经过长期实践积累的以认识世界和改造世界为目的的对象性思维方式。工程思维离不开科学思维和技术思维。工程思维是具有科学性的思维，也是具有技术性（可行性与操作性）的思维。工程思维作为一种“设计”并“构建”新的存在物的思维，必然内在地包含着遵循事物因果联系与规律的科学思维方式以及遵循方法手段操作流程与规范的技术思维方式。简言之，工程思维是建立在科学思维与技术思维基础上的一种高阶思维（它还包括艺术思维、社会思维等），它以科学思维与技术思维为支撑。

一方面，“工程思维与科学思维的联系主要表现在两个方面。从正的方面看，科学思维为设计师和工程师的工程思维提供了一定的理论指导和方法论的启发。从‘负’的方面看，科学规律为设计师和工程师的工程思维设置了对于工程活动中存在‘不可能目标’和‘不可能行为’的严格限制。”［3］107工程思维与技术思维的联系主要表现在，从正的方面来看，技术思维为设计师和工程师的工程思维提供了一定的方法指导和有效操作手段，为工程建构的现实性、运筹性、操作性提供了技术支撑与保证。从“负”的方面来看，技术规律为设计师和工程师的工程思维设置了实际操作的可能性边界与路径限制，避免了工程思维筹划沦为不可能、不可行的主观妄想。工程思维正是在遵循科学思维与技术思维规律的基础上，充分吸收与采纳了人文思维、社会思维、艺术思维等众多思维智慧成果，围绕思维对象（待构建的人工系统）的具体历史条件进行高度的思维融通与思维整合而形成的一种综合性思维。可以说，工程思维是涵盖（兼容）了科学思维与技术思维内容的、面向并解决更为复杂的工程问题的一种高阶思维。

另一方面，工程思维的深化和发展会拓展和升华科学思维与技术思维。工程思维的创新与发展会推动工程实践的创新与发展，从而推动工程科学的丰富与发展，进而从工程科学的知识层面上积累科学思维成果，推动科学思维的拓展和发展。技术是工程的组成要素，工程是若干技术的系统集成体。工程创新过程中的思维创新，既包括了单项技术的思维创新，也包括了不同类型、不同单元、不同层次技术体系之间的集成创新，这些创新思维对技术思维会提出新的挑战与考验，从而激发人们进一步开阔技术思维的视野，产生新的思维成果，丰富和拓展技术思维的内容，推动技术思维的创新与发展。

总之，科学思维、技术思维与工程思维存在着相互渗透、相互影响、相互支持、相互促进、不可分离的复杂互动关系。

二、科学思维、技术思维与工程思维比较研究的意义

比较是认识事物的基础，是人类认识、区别和确定事物或现象异同关系的最常用的思维方法。比较研究就是根据一定的标准，对两个或两个以上事物或现象加以对比，以探寻它们之间的相似性（相同点）或差异性（相异点）的一种方法。比较研究可以帮助人们更好地认识事物的本质，把握对象特有的规定性和客观规律，并帮助人们在比较中获得新的发现（同中求异，异中求同）。

通过运用比较研究方法对科学思维、技术思维与工程思维的深入分析，我们发现，科学思维、技术思维与工程思维是三种具有紧密联系、不可分割的内在关联性的思维，它们具有共同点：都具有科学性，都必须符合客观规律，都是以认识世界和改造世界为目的的对象性思维方式。它们在思维内容与性质、思维成果的性质与表现形式、思维主体与社会关涉、思维目标与动力、思维路径与空间、思维逻辑结构与特点、思维方向与评价标准、与思维对象关系及思维趋向、思维方法与过程、思维目的与取向、思维形式与特点、思维功能与作用、思维要素与原则等方面存在明显差异，各自显现出其独特特征。它们适应于不同的实践领域——科学实践、技术实践、工程实践，并各自发挥着其独特的作用。所以，我们既不能无视它们的区别，把它们混为一谈，甚至相互代替和彼此僭越，也不能忽视它们之间的相互联系，把它们视为毫无瓜葛、彼此独立、互不相干的思维方式，而应以辩证方法正确看待科学思维、技术思维和工程思维之间的复杂关系。

那么，科学思维、技术思维、工程思维比较研究有何意义呢？

（一）对于从思维层面深刻把握科学、技术与工程的特殊本质与本性具有重要意义

从思维层面来看，科学活动是一种认知实践，以求真为本质特征。技术活动是一种发明与革新实践，以求用（实用）为本质特征。工程活动是一种构建新的存在物的实践，以造物为本质特征。可见，科学活动以探索、发现为中心展开，技术活动以发明、革新为中心展开，工程活动以造物为中心展开。这有助于我们清醒地把握科学活动、技术活动、工程活动的深刻内涵与本质特征，厘清它们的活动边界。

（二）有助于增强科学研究、技术创新与工程实践的理论自觉与行动自觉

科学研究、技术创新与工程实践是三种完全不同的实践方式，理应也应当有不同的思维方式作指导，才能取得良好的实践效果。哲学是关于思维的科学，通过科学思维、技术思维与工程思维的比较研究，可以帮助我们深刻反思这三种不同思维方式的本质与特征，清晰地把握三种思维方式的相同点与不同点，把握它们各自的独特功能与作用，把握各自特殊规律，有助于我们增强对科学思维、技术思维与工程思维的高度理论自觉，并学会自觉运用不同思维方式指导科学研究、技术创新与工程实践，以推动三种实践的健康发展。

（三）对于丰富和发展科学哲学、技术哲学与工程哲学具有重要意义

科学思维、技术思维、工程思维分别是科学哲学、技术哲学、工程哲学研究的中心议题，它们分别构成科学方法论、技术方法论和工程方法论研究的重要内容。科学思维、技术思维、工程思维的比较研究，可以帮助我们从比较的视野，在科学思维、技术思维、工程思维有许多新的发现，从而丰富和拓展科学哲学、技术哲学、工程哲学的内容，促进它们各自的繁荣和发展，并从哲学方法论的视野为科学哲学、技术哲学、工程哲学之间展开对话、交流、借鉴与融合，提供一个更宽广的平台，推动它们的融合发展。

三、科学思维、技术思维与工程思维的区别

从思维科学角度来看，科学思维、技术思维与工程思维在思维对象、内容、结构、形式、性质、路径、过程、要素、功能等方面存在着诸多差别。具体来说，它们的区别主要体现在以下13个方面。

（一）思维的内容与性质不同

从内容上看，科学思维是以探索和发现事物本质与规律、建构科学的知识体系为核心的认知性思维；技术思维是以发明与创新方法、手段、工具、技艺为核心的实践性思维。从性质上看，科学思维是真理导向的发现性思维、反映性思维，以求真为目的；技术思维是实用导向的工具性（手段性）思维，以求实（具有实效性）为目的，追求的是由目标到方案，再到问题解决的过程；工程思维是价值导向的建构性（造物）思维，以求效（效益、效率、效力）并创造价值（经济价值、社会价值、生态价值、审美价值等）为目的，追求的是创造出新的存在物。

（二）思维成果的性质与表现形式不同

科学思维的成果主要是科学理论、定律、规律等，它是普遍的、公有的、无私利的知识体系，表现为对具体时空的超越性，是全人类的共同精神财富，呈现为可物化的知识产品，科学思维可通过学习、交流与传播实现人类共享；技术思维的成果主要是发明、专利、技术诀窍，也可能是技术文献与论文，它在一定时期或范围内是“私有的知识”，是具有知识产权和独占权的专有知识，在一定范围和条件下受思维对象的具体时间空间的约束，通常表现为物化的手段（工具等）及依附于人体的非物质化的知识与技艺，可通过学习、交流与传播在一定程度上实现人类共享；工程思维的成果主要是设计图纸、规划蓝图、操作方案与实施路径等，表现为对特定主体（思维者）及时间、空间、情景的高度依赖性和具有唯一性的创造性筹划体系。一般来说，它最终落实（物化）为直接的现实物质产品（人工物或人工系统），工程思维通过学习、交流与传播始终无法做到人类完全共享。

（三）思维主体与社会关涉不同

科学思维的主体是科学家，他们属于单一角色的同质化的社会共同体——科学共同体这一群体；技术思维的主体是发明家，他们属于单一角色的同质化的职业共同体——技术共同体这一群体；工程思维的主体是工程共同体（包括决策者、投资者、管理者、工程师、工人等），它们属于扮演多种不同角色的多元异质化群体。

从社会关涉角度来看，科学思维是“排我”的——强调主观与客观相符合，尽量接近客观事实与规律；技术思维是“有我”的——强调客观手段、方法迎合主观需要（充分考虑到满足社会需要），它突出有用性；工程思维则是“为我”的——从主体目的性出发，强调合规律性与合目的性的统一，追求人工造物的“属人性”“为人性”“宜人性”等。［3］109

（四）思维目标与动力不同

科学思维的目标具有相对不确定性，它是人们在好奇心、求知欲等精神动力驱使下的自由探索与发现活动；技术思维具有相对确定的目标——发明或创新可能的特殊方法，它是人们在求新、求巧、求精的工具理性驱动下的发明创造活动；工程思维通常具有具体而明确的目标，它是在求效（效率、效益、效力）求优（结构、功能、效率优化）的价值驱动下，以解决具体问题为目标的。在现实性层面上，它满足人们生存和发展需要，是现实地营造或建构应然的、实存的、属我的人工世界和人类世界的思维活动。

（五）思维路径与空间不同

科学思维表现为不受任何限制与约束的天马行空、无羁驰骋、质疑批判、自由思考、大胆假设、无限想象。技术思维则必须遵循一定的技术规则和要求，它常常是围绕技术规范（模型、数据、规则、程序等）进行思维，要有一定精确性与严谨性［4］，它有科学原理与技术方法所规制的可能性边界（范围）。工程思维同样要遵循一定的规范与要求，也有由科学原理、技术方法与程序所规定的可能性边界（范围），它是在诸多现实约束条件下的思维。所以，工程思维不允许随意性，它需要一定的缜密性。

（六）思维的逻辑结构与特点不同

科学思维包含着理论逻辑，它是一种超越时空的纯逻辑性思维，是一种本质主义思维，讲求理论的统一性、严密性与自洽性，主要解决“怎么看”和“怎么样”的问题；技术思维包含着实践逻辑，是一种与时间无关的工具性、手段性思维，它寻求最有效的方法与手段，关注的是可行性的实践逻辑，是一种工具主义思维，主要解决如何行（操作化）的问题，遵循实用主义逻辑；工程思维内在地包含着理论逻辑、实践逻辑以及非逻辑的科学思维方法（如直觉、体验、想象、顿悟、情感、意志、信念等）多重结构。关注的是现实性的行动逻辑，主要解决“应当如何做”的问题，能够为工程实践提供更好的解决方案。

（七）思维方向（维度）与评价标准不同

科学思维的方向是单一向度的求真维，面向事实，追求真实，讲究实证性（包括证实和证伪性），其评价标准是以真理为准绳的单一评价标准（真伪标准）；技术思维的方向是单一向度的功利维，面向操作化，追求实用、可行、有效的方法与手段，其评价标准是以实用性为核心的新颖、巧妙、高效标准；工程思维的方向是多元向度的价值维，包括求真维、求善维、臻美维，其思维评价标准是多元多维的，是多元多维价值统一的综合评价体系。可以说，工程思维是一种多元互补性思维。

（八）与思维对象关系及思维趋向不同

科学思维的对象是具有一定普遍性和重复性的客观规律，科学思维与其思维对象是反映与被反映、发现与被发现的关系，其思维趋向是面向既成的、实存的、实然的客观世界，揭示并反映原因——结果性关系。技术思维的对象是具有一定普遍性和重复性的客观方法、手段、工具，与其思维对象（方法、手段、工具）之间是一种改善——革新性关系，其思维趋向是面向可能的操作性世界，寻求更实用、巧妙而有效的手段、方法，发明新方法，创造新工具。工程思维的对象是未然的、想象中的、生成中的、动态的、复杂的、带有一定理想性的客体（虚拟的而非实存的），与其思维对象的关系是建构与被建构的关系，其思维趋向是面向应然的、即将生成的、未来的理想世界，筹划、设计新的存在形式，建构出符合理性要求的工程目标（人工系统）。

（九）思维方法与过程、途径不同

科学思维在思维方法上主要采用分析—抽象的方法，通过分析基础上的科学抽象，撇开具体形象和个别属性，过滤掉偶然的、表面的、非本质的现象，揭示出事物的本质和规律，形成共相性知识。科学思维是一个不断假设→实验→验证→再假设，逐步接近真理的知识探索过程，这就使得科学思维方法具有抽象性、逻辑性。技术思维主要采用分析→抽象→形象思维→综合的方法，通过对技术信息的反思与分析，从中抽象出技术手段（方法）应遵循的逻辑，然后按照技术逻辑（原理）的要求，运用形象思维方法探寻要素选择、组合、建构的方式，构造出符合技术逻辑性要求并满足技术需求的特殊技术结构与操作系统，发明和创造出新方法。技术思维的过程是：需求分析→技术反思→技术原理→技术建构→技术系统，这就使得技术思维方法具有形象性与抽象性相结合的特点［2］。工程思维主要采用分析—综合集成的方法，它在分析工程任务、工程目标及现实约束条件的基础上，采用综合的方法，从多层次、多角度对思维对象进行综合思考。对此，它要求在思维中不断添加各种情景变量，以恢复事物的现实性、具体性与情景性，在思维具体中把握对象的整体联系与各种复杂关系，选择、组合和集成优化不同要素，根据工程目标建构出具有特定功能的人工系统。工程思维的过程是：目的引导下的工程问题辨析→综合性思维→筹划、设计、建构→人工系统。从思维途径来看，科学思维的途径是：个别抽象→局部抽象→整体抽象，科学思维运动就是科学抽象不断深化的运功，正如列宁所说：“由现象到本质，由所谓的初级本质到二级本质”［5］；技术思维的途径是：整体抽象（原理）→个别具体（元技术）→整体具体（元技术的组合与优化）［2］，它是把知识原理转化为工具与操作方式的现实物化过程；工程思维的途径是：局部抽象（理念、任务）→整体具体→实践操作、行动计划、建构方案。它是把理念、设想转化为特定人工系统的创造性实践过程（体系）。

（十）思维目的与取向不同

科学思维的目的是追求真理，探求规律，积累并拓展人类的知识体系，创造知识财富，它是在无明确目的性驱动下的自由探索与发现活动，是典型的理论思维活动。科学思维培养人的客观性、求真性、严谨性；技术思维的目的是求新、求巧、求精，完善人类改变世界的手段、具体操作系统，改善工具体系，提高人类改造世界的能力和水平，它是在工具理性驱动下的操作实践活动。技术思维是典型的技术创造活动，它培养人的创新性、有效性、精巧性。工程思维的目的是追求卓越（效益、效率、效力）、创造价值、改善生活，筹划并建构理想的未来生活，它是在人的目的性预期引导与支配下改变世界的自觉建构活动。工程思维是典型的创造现实、塑造现实、改变世界的活动，培养人的集成性、建构性、筹划性、创造性、艺术性。

（十一）思维形式与特点不同

科学思维的形式有形象思维、抽象思维、灵感思维，但它更强调和突出的是抽象思维，以探求事物本质与规律，其个体性、自主性、独立性、探索性特征强。技术思维的形式有形象思维、抽象思维、灵感思维等，但它强调和突出的是形象思维和实践经验，以探求有效的操作化手段，其集体性、计划性、工具性、目的性特征明显。工程思维的形式很多，但其更强调和突出的是在包括形象思维、抽象思维、艺术思维、灵感思维、非逻辑思维、直觉、顿悟、体验等相互贯通与交融整合基础上具有高度兼容性的综合性思维（系统集成性思维），其团队性、合作性、计划性、情景性、协调性、目的性、价值性特征更为明显。

（十二）思维功能与作用不同

科学思维的功能在于认识并反映世界，进而说明世界和解释世界，其作用在于对世界各种现象进行描述，并对其变化规律进行总结（阐明是什么，为什么），是解释世界的思维，它体现了从物质到精神、从实践到认识的思维飞跃，其思维成果对世界不发生直接作用。技术思维是一种工具性（手段性）思维，其功能在于提供人们对世界（自然和社会世界）控制、改造和利用的有效知识、方法与手段，作用在于变革世界（怎么做？），它体现了从知识到工具（技艺）、从抽象（原理）到具体操作、从主观到客观的物化转变，是创新手段的思维，其思维成果——技术手段、方法等可直接作用于世界，产生一定的客观后果。工程思维是一种目的——手段性思维（应当怎样做？），其思维的功能在于筹划和建构应然世界，建构理想实存（人工系统），其作用在于创造属人和为人的理想世界（建构新存在），它体现了从思维到存在、从认识到实践的思维飞跃，其思维成果对世界产生直接、现实、广泛而深刻的影响作用——改变人们的生存方式，建构新的生活样态，是改变世界的思维。

（十三）思维要素与原则不同

思维要素是整个思维过程中最基本的元素与单元。科学思维的基本要素是科学概念、原理和定律。科学理论就是由许多概念、原理和定律组成的知识（真理）体系。技术思维的基本要素是技术原理、技术要素和技术结构。任何一个技术系统都是建立在这三个基本要素基础上的。［2］一项新技术的发明，就是通过思维主体的统筹安排，把这三个基本要素协调为一个有机统一体，建构出若干技术要素有机关联的体现或物化某个技术原理的技术结构；工程思维的基本要素是理念、要素、设计与结构。任何一项工程都是建立在这四个基本要素基础上的。理念是工程的核心与灵魂，是工程活动展开的前提，是关于工程计划、方案、运行管理的基本思想的理性概括。工程活动始于思，成于行。设计就是通过构思（筹划）各种关系架构、组合集成各种要素将理念具体化、操作化和现实化。工程思维就是在理念的指导下，根据一定的功能要求，巧妙构思、设计结构体系，选择、组合、优化、集成自然要素、技术要素、人文要素、社会要素和环境要素等各种工程要素，使它们彼此关联，耦合互动，成为一个结构化、功能化、效率化的复杂系统，构建出积淀着工程理念、承载着设计意图、并具有一定功能的结构关系实体——人工系统。科学思维的基本原则：一是逻辑上要求严密的逻辑性，达到归纳和演绎的统一；二是方法上要求辩证地分析和综合等多种思维方法；三是体系上实现逻辑与历史的统一。技术思维的基本原则：一是协调原则（技术目的与社会要求相协调，技术功能与相关技术相协调，技术原理与元技术相协调，元技术之间相协调）；二是创新原则（技术系统从原理到元技术都追求先进性，力求功能提高，结构更完善）；三是经济效益原则；四是简单性原则（力求简单易操作）；五是标准化原则（遵循技术规范与原则）［2］。工程思维的基本原则：一是合规律性与合目的性相统一原则；二是和谐性原则（工程与自然、社会相和谐）；三是安全性原则（安全可靠）；四是人性化原则（符合人性，适宜人并造福于人）；五是现实性原则（现实可行）；六是最优化原则（结构—功能—效率的最优化）。可见，科学思维、技术思维与工程思维的基本原则不同。

［1］李秀林，王于，李维春．辩证唯物主义和历史唯物主义原理［M］．4版．北京：中国人民大学出版社，1995：398．

［2］盛世豪，金松．技术思维、科学思维与艺术思维比较论析［J］．延边大学学报（社会科学版），1988（1）．

［3］殷瑞钰，汪应洛，李伯聪，等．工程哲学［M］．北京：高等教育出版社，2007．

［4］田运．谈谈技术思维［J］．科学、技术与辩证法，1988（2）．

［5］列宁全集：第 55卷［M］．北京：人民出版社，1990：213．

［责任编辑：杨 彧］

A Comparative Study of Scientific Thinking，Technical Thinking and Engineering Thinking

Li Yongsheng

Science， technology and engineering are three different types of human social practice．Accordingly，scientific thinking， technical thinking and engineering thinking are three different modes of thinking．From the point of noetic thinking， the paper compares scientific thinking，technological thinking and engineering thinking，which can help us better grasp their particularfeatures，help usto enhance ourtheoreticaland practicalawarenessofscientific research，technological innovation and engineering philosophy．It is of great significance to enrich and develop the philosophy of science，technology and engineering．There are many differences as well as close relationship among objects， contents， nature， logic structure， functions， forms，methods，the component and the process of thinking．

Scientific Thinking；Technical Thinking；Engineering Thinking；Comparative Study

B80

A

1673-8616（2017）04-0027-08

2017－04－20

陕西省哲学社会科学基金课题“工程实践前沿的哲学问题及其哲学理论创新”（12C018）

李永胜，西安交通大学马克思主义学院教授、博士生导师、哲学博士（陕西西安，710049）。