技术人工物二重性问题对产品设计方法的启示

2023-06-22陈廷煊张洪雷袁启慧

艺术科技 2023年3期

陈廷煊张洪雷袁启慧

摘要：技术人工物的二重性难题似乎让产品设计的合理性永远无法得到保障。一个产品除了自身结构和主体意向，还与外界有着广泛的联系，根据外部关系建立模型是保障产品设计合理性的可行进路。基于此，文章探讨技术人工物二重性问题对产品设计方法的启示。

关键词：技术人工物；经验转向；难问题；设计方法；产品设计

中图分类号：N02；TB472 文献标识码：A 文章编号：1004-9436（2023）03-00-03

人为创造出来的产品在技术哲学中属于技术人工物的范畴。技术产品是物理对象，也是具有某种功能的对象。技术人工物可以用要素、结构、功能和环境进行完整描述，且表达为相应的技术陈述［1］。如果一个设计从设计目标到设计成品能够如同演绎推理一般，从前提到结论必然为真，那么这个设计就是客观的，或者说是“合理的”。

产品设计十分复杂，要充分考虑选择的材料、工艺、尺寸、颜色，以及产品所具有的功能、使用场景、文化属性、艺术价值。同时，设计可以是动词，也可以是名词，它可以指设计过程，也可以指设计结果。设计无论是作为过程还是作为结果都具有二元性。它既体现用户或者设计师的意向性，又作为物理世界中的一部分，能用物理语言进行描述。绝大多数设计对象的性质与目标并不是同一个层次。那么，用于描述设计对象的尺寸、质量、颜色、材质等物理性质方面的语言，与描述其功能方面的语言之间是否有通约性？或者说能否通过功能演绎推导出所要设计的产品结构呢？

1 技术人工物结构—功能二重性“难问题”及解决进路

关于上述问题，答案是否定的。Kroes与Meijers于2001年提出了技术人工物的“难问题”。他们认为，技术人工物不能仅由结构或功能进行完整描述，而是具有双重性质：既不能在物理概念化中被详尽地描述，也不能在有意的概念化中被详尽地描述。这个问题普遍存在于工程设计中，结构与功能之间存在一个逻辑鸿沟，即结构描述不能由功能描述演绎得出［2］。在认识论方面，荷兰学者霍克斯认为，技术人工物功能方面的知识无法还原为技术人工物结构方面的知识。

基于理论理性对技术人工物结构—功能关系的研究，得出的结论都是技术人工物结构与功能之间具有否定性关系［3］。而在实践理性进路上，有学者给出了二者的肯定性关系。

1.1 直觉沟通明言知识与默会知识

周雪健认为，在技术实践中，主体之间的人机互动会受到场域内惯习的影响而生成实践感，而直觉在其中扮演着重要角色。技术人工物二重性本身是不确定的，在某种意义上，任何关于设计和实用的技术知识的表述都是相对默会的。无论是何种原因造成的默会性，都形成了关于技术人工物的一定认识，而这也丰富了技术主题的存在意义，并在场域内为技术创新、功能市场等做出了合理解释［4］。

1.2 后现象学的现象身体与物质诠释

后现象学从意向关联的角度分析意向性。刘铮认为，在梅洛-庞蒂身体现象学的视角下，作为事物的技术人工物的结构与功能之间的关系是合一的，因为在现象身体面前，事物是身体的知觉场的一部分，现象身体对技术人工物的把握同现象身体对其他事物的把握一样，皆把事物意向性地延伸到身体知觉的现象场或“身势圈”中。而技术人工物的结构和功能，皆是身体意向性的一种“投射”［5］。伊德将解释学扩展到物质领域，他指出可通过工具形成非文本的解释，在这个过程中，工具的使用能够让事物显示出本质，并呈现意义［6］。

1.3 结构类函数与功能类函数

潘恩荣认为，技术哲学的经验转向强调，关于技术的哲学反思必须基于充分、可靠的关于技术的经验研究，以反映现代技术的丰富性和复杂性。用于描述意向性的类论证随附性理论和构成性理论都不能满足非充分决定性和实现限制这两个本体论标准。他从实用进路，以非还原论的角度提出了具有相似性的功能类函数和结构类函数。同一个技术人工物可以分别用两个类函数进行描述，功能类函数能够描述意向动作和意向效果，结构类函数能够描述物理动作和现实世界中的物理效果。通过案例检验发现，功能分析的意向效果与结构分析的物理效果等效，从而给出了指定对象结构与功能之间的肯定性关系这一结论［7］。

2 类函数方法的局限

“难问题”的不同解决方法有三点共性：一是都采用非还原论的进路；二是都放弃了理论理性，采取了实践理性；三是都在经验世界中进行哲学研究。技术设计中的经验性研究对技术哲学产生了巨大的作用，而类函数方法本身就是具体的经验研究。

2.1 类函数方法能够成功的必要条件

在类函数方法中，肯定性关系来源于功能类函数与结构类函数在时空中的等价。功能描述与结构描述都可以用坐標与时间进行描述。功能与结构即使本质不同，只要在形式上是相同的，就可以建立模型进行仿真。描述意向性的函数与描述结构的函数等价，就能得到功能与结构的肯定性关系。技术人工物可以有无数种模型，而产品最终要在工厂中制造出来，因此用于制造产品的工程模型总是可以被建立的。在理想条件下，实物都可以表述为三维空间中的坐标与时间，运动轨迹同理。功能与结构都是对物理现实的模拟，它们可以演绎地被公式描述，即功能与结构的描述在形式上一致。这是类函数方法能够成功的必要条件之一。

2.2 常用方法并不能准确描述意向性

当所要的功能并不是具体的物理运动时，功能类函数就不再和结构类函数具有同样的形式。在涉及较为抽象的功能时，设计师需要根据经验对不同维度的指标进行打分、赋值，依靠人的经验来消除功能—结构关系的复杂性，从而得到一个简易的设计评价模型。Kano模型通过用户的主观感受对产品的质量特性进行打分，从而体现产品性能和用户满意度之间的关系。质量功能展开（QFD）理论则建立了用户需求和设计需求的矩阵，但是用户需求的来源及用户需求向设计需求的转化过程并不严谨。Gero等人提出的FBS模型可以在原型设计中将功能域映射到行为域，再映射到结构域，通过对人与产品交互行为的分析，进一步映射到具体的结构设计中［8］。层次分析法（AHP）是将多维度的复杂系统进行简化的决策分析方法，这一方法依赖决策者的经验判断。此外，熵权法（EWM）、灰度分析法（GRA）等方法被用于消解主观带来的模糊与不确定性。

上述方法都将产品作为一种抽象对象，用有限的语言描述其性质，旨在建立起不同意向与结构之间的对应关系，同时尽可能地消解意向的随意性，在某种程度上逼近从功能到结构映射的真实形态。但是，基于主观的评分和模糊的量化是无法得到功能性意向与结构的肯定性关系的。

3 利用外部关系构建技术人工物的功能模型

意向与结构的关系正是高阶对象与其物质基础之间的关系。二者关系的显现依赖实践、使用场景、语境，只能采用不同的模型去描述。设计实践中设计师必须把最终的产品当作具体的对象，建立描述设计对象产品性质的框架。

3.1 功能描述需要大量的经验研究

结构是指从内部的组成和关系上来认识客体或系统，而功能则主要从外部的关系与作用来认识客体或系统。功能解释并不是演绎解释，功能的推理是一种高概率的归纳推理［9］。一个人工物要实现安全可靠这一功能，需要每个零件都能正常运作。而单个零件的损坏是有一定概率的，不同零件的物理特性决定了它们在同样工况下的安全性有所不同。产品可以在-40℃的冬季工作，同样也可以在锅炉边工作。产品安全极限是无法描述的，需要营造一个标准的外部环境，在实验室中测试极端工况，从而描述产品的属性。

理论上只要搜集足够多的使用场景信息，并找到合适的模型，就能描述所有售出产品的平均可靠率。而当某一种技术客体传播范围较大时，就需要技术协会或者政府出台相应的技术标准。这些技术标准的出台背后经历了大量的经验研究。

3.2 多维度描述产品的外部关系

在《工业设计概论》一书中，作者从现象学出发，将设计归为生活世界、科学世界、哲学世界中的生活世界。生活世界由人、自然、社会三要素构成。据此可将设计分为三个领域：视觉传达设计、产品设计和空间设计（见图1）［10］。产品设计不仅与人和自然有联系，还与社会有着千丝万缕的联系。复杂的意向性或者产品复杂的使用场景都来源于社会，当对社会的认识或对社会的建模能够较好地模拟社会的真实情况时，就能够建立起关于一个系统的外部关系陈述，尽管这一陈述是概然的而不是实然的。

产品的外部约束条件很多，且可以形式化。从产品的使用频率来看，产品在大多数时间并没有与人产生互动。在产品被购买后但没有使用的原因中，“不能建立使用习惯”的占比约为25%，排在“态度改变”和“动机缺乏”等原因之前，是占比最高的原因［11］。用户一天的时间要分配给不同使用场景及不同使用场景中的特定产品，每一个产品均会占用一定的时间。然而，一个人每天的体力、精力是有限的，身体对外做功、大脑处理信息的总量都是有限的。即便产品具有再强大的功能，一旦超出了用户每天所能进行交互并处理的信息量，它也无法融入用户的生活。

从使用场景来看，在一定空间内，一个人能够进行的操作是有限的，我们能够用人因工程分析软件用有限的语言刻画一个产品的使用场景。

从社会宏观来看，社会的劳动力总量是相对固定的。一定时间内设计师能够使用的原材料、配件种类和量也是相对固定的。产品的环保指标、能耗标准、碳排放量都是相对固定的。

从历史角度来看，产品的迭代更新类似于生物进化。多个竞争品之间的优胜劣汰关系可以用模型来表示。对有类似使用场景和功能的产品而言，其是能够确定的。

4 结语

设计是将抽象的目标性质转化为量化的、可控的工程语言。结构语言是对物理现实的直接描述。如此看，结构语言是客观的，它是对物质世界的复刻。将人脑中的意向用结构语言、客观规律进行描述，将精神活动中抽象的事物转化为可以客观陈述的设计方案，再转化成物质世界中的产品。

类函数方法的成功表明，功能和结构之间的肯定性关系依靠合适的模型就能够得到。基于此，当从技术人工物本身及其使用环境中得不到更多的规律时，可以将目光放远到潜在的场景及整个社会中去寻找答案。一个设计师尚且无法穷尽近乎无限的使用场景，但是国家标准给出了保障安全的底线。所以，设计师可以针对社会的复杂性进行专门的攻关，通过技术标准来满足研发新产品的需要。

参考文献：

［1］吴国林.论分析技术哲学的可能进路［J］.中国社会科学，2016（10）：29-51，202.

［2］彼得·克洛斯，安东尼·梅耶斯.技术人工物的二重性［J］.科学的历史与哲学研究，2006，37（1）：2.

［3］张培富，马肖.试析技术人工物结构-功能进化关系［J］.科学技术哲学研究，2021，38（3）：68-72.

［4］周雪健.直觉：技术人工物二重性“難问题”的新方案［J］.自然辩证法研究，2022，38（2）：36-41.

［5］刘铮.分析技术哲学的“难问题”及其身体现象学解决进路［J］.自然辩证法通讯，2018，40（8）：112-118.

［6］周瑄，戴端.后现象学技术哲学视域下设计的认识论问题研究［J］.湖南社会科学，2022（5）：42-47.

［7］潘恩荣.技术人工物的结构与功能之间的关系［D］.杭州：浙江大学，2009.

［8］章彰，张琳，丁伟.基于QFD-Kano与FBS的产科等待座椅设计研究［J］.家具与室内装饰，2023，30（1）：38-43.

［9］张华夏，张志林.技术解释研究［M］.北京：中国社会科学出版社，2020：7.

［10］程能林.工业设计概论［M］.北京：机械工业出版社，2011：8.

［11］詹尼弗.拉布雷克.习惯流失：消费者无意中抛弃了新产品［J］.市场科学杂志，2017，45（1）：119-133.