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西蒙东|技术进化的条件

文|西蒙东

译|蓝江

第一部分:技术对象的发生和进化

第一章:技术对象的发生:具体化过程

二、技术进化的条件

这种融合在技术结构的演变中表现出来的原因是什么?毫无疑问,一定数量的外在原因是存在的,特别是那些倾向于使备件和器官标准化的原因。尽管如此,这些外部原因并不比那些倾向于类型的成倍增长的原因更强大,这些原因适用于无限多种的需求。如果技术对象确实朝着少数特定类型发展,那么这是由于内在的必要性,而不是由于经济影响或实际要求的结果;并不是生产线产生标准化,而是内在的标准化允许生产线的存在。

在从手工生产向工业生产过渡的过程中,试图发现特定类型的技术对象形成的原因,会将其结果误认为其条件;稳定类型的形成使生产的工业化成为可能。手工生产对应于技术对象演化的原始阶段,即抽象阶段;工业对应的是具体阶段。人们在手工制品中发现的量身定做的一面是不重要的;它是抽象的技术对象的这个其他的本质方面的结果。换言之,它以一个分析的组织为基础,这个组织总是为新的可能性开辟道路。这些可能性是内在偶然性的外在表现。在技术工作的一致性和系统的一致性的使用需求之间的对抗中,使用的一致性是普遍的,因为被制成衡量的技术对象实际上是一个没有内在衡量的对象;它的规范来自外部:它还没有实现内部的一致性;它不是一个必要的系统;它对应于一个开放的需求系统。

相反,在工业阶段,对象达到了它的一致性,而需求系统现在不如对象系统的一致性;需求将自己塑造成工业技术对象,而工业技术对象又获得了塑造文明的力量。正是利用成为了技术对象度量的整体。当个人的幻想需要一辆定制汽车时,制造商只能拿一个串行引擎、一个串行底盘,从外部修改某些方面,增加装饰性的细节或从外部调整配件,这才是真正必要的技术对象:可以衡量的东西是不重要的方面,因为它们是偶然的。

在这些无关紧要的方面和技术类型的固有性质之间存在的关系类型是消极的:汽车越需要满足大量用户的需求,它的基本特征就越受到外部因素制约;车身就会使用越多的配件,形状不再对应于促进最佳空气流动的结构。定制的方面不仅是无关紧要的,而且是与技术存在的本质相违背的,它就像一个来自外部的累赘。汽车的重心上移,质量增加。

它是不够的,然而,声称技术对象通过一段发生的进化从分析以合成秩序,调节通过从手工生产到工业生产:即使这进化是必要的,它不是自动的,另一个应该寻求发展运动的原因。这些原因本质上存在于抽象的技术对象的不完善之中。因为它的分析性,这个物体使用更多的材料,需要更多的建造工作;它在逻辑上更简单,但在技术上更复杂,因为它是由几个完整系统的集合组成的。

它比具体的技术对象更脆弱,因为构成功能子系统的每个系统的相对隔离,在其故障的情况下,威胁到其他系统的保存。因此,内燃机的冷却过程可以由一个完全自主的子系统来完成;如果这个子系统停止工作,引擎可能会恶化;反之,如果冷却过程是整体功能的团结所产生的结果,那么功能本身就意味着冷却;从这个意义上说,风冷发动机比水冷发动机更具体:热红外辐射和对流是必然发生的效应;它们是其运作所必需的;用水冷却是一种半混凝土的方法:如果完全用热虹吸来实现,它几乎和用空气冷却一样是混凝土的;但水泵的使用,通过传送带从发动机接收能量,增加了这种冷却的抽象元素;有人可能会说,从安全系统的角度来看,用水冷却是一种具体的方法(由于通过蒸发吸收热量,当从发动机到泵的传输不足时,水的存在可以使整体冷却几分钟);然而,在它的正常运作中,它是一个抽象的系统;此外,一个抽象的因素仍然存在于冷却回路缺乏水的可能性。

同样,通过点火线圈和蓄电池点火也比磁力点火更为抽象,而磁力点火本身也比压缩空气再喷油点火更为抽象,如柴油发动机中使用的30种点火方式。有人可能会说,从这个意义上说,一个带有磁性飞轮的发动机,是风冷的,比一个典型的汽车发动机更具体;每一件作品都扮演着不同的角色;摩托车出自一位航空工程师之手并不奇怪;虽然汽车可以保留一些抽象的东西(水冷却,电池和线圈点火),但航空必须生产最具体的技术对象,以增加安全功能,减少载重量。

准确地说,节能要求(原材料、工作和使用过程中的能源消耗减少)和技术要求是一致的:物体不能是自毁的,它必须尽可能长时间地保持稳定的运行状态。就这两种原因- -节能原因和适当的技术原因- -而言,似乎是后者在技术进化中占主导地位;节能原因确实存在于所有领域;然而,主要是在技术限制超过节能要求(航空、军事装备)的领域内成为最活跃的进展地点。

事实上,节能原因并不纯粹;它们会干扰一个分散的动机和偏好网络,削弱甚至逆转这些动机和偏好(对奢侈品的嗜好、用户对非常明显的新奇事物的渴望、商业宣传),在这样的程度上,在通过社会神话或公众舆论的时尚了解技术对象的领域,它本身并没有得到赞赏,反而显露出了某些趋向于复杂化的倾向;因此,一些汽车制造商提出使用过多的自动配件或系统求助于伺服机构作为一个完善的增加,即使直接命令在最小程度上不超过司机的物理强度: 有些人甚至如此狂热,甚至找到了一种销售论据和证据,用来压制直接的手段,例如,使用曲柄作为启动发动机的后备手段,这在脚在于使其操作更具分析性,使其从属于使用电池中积累的可用电能;从技术上讲,这代表了一种复杂性,而制造商将这种抑制作为一种简化,将显示汽车是多么现代,从而使令人不快的情感内涵的刻板形象的汽车引擎,很难开始一件事情的过去。

因此,一些可笑的细微差别会影响其他汽车——那些保留着曲柄的汽车——这些车不知何故已经过时了,通过一种巧妙的表现手法被丢弃到过去。汽车作为一种承载着精神和社会推理的技术对象,并不适合技术进步:汽车的进步来自于相邻的领域,如航空、航运、运输卡车等。

技术对象的特定演化既不是绝对连续的,也不是完全间断的;它是由阶段组成的,这些阶段产生连续的相干系统;在标志结构重组的阶段之间,可以有一种连续的演化;这是由于经验和使用,以及生产更适合的原材料或辅助设备所带来的细节的逐步完善;三十年的汽车发动机改进通过使用更好的适应条件的金属的利用率,通过增加压缩比的燃料研究的结果,并通过特殊形式的研究汽缸头和活塞头与爆炸的现象。只有通过在不同的压力水平、不同的温度、不同的体积和从确定的燃点出发,在碳化混合物的中心传播爆炸波的科学工作,才能解决既产生燃烧又避免爆震的问题。

然而,这一努力本身并不直接导致应用:实验工作仍有待完成,这条通向逐步完善的道路有适当的技术性。在这个对象的形成过程中,最重要的是促进技术对象自我规范的结构改革;即使科学在一段时间内停止发展,技术对象朝着专一性的发展仍将继续下去;这一进展的原则实际上是客体在其运作过程中,以及在其运作过程中对其运用所作出的反应中,对其自身产生原因和条件的方式;技术对象是从抽象的子系统组织工作中提出的,是若干相互因果关系的舞台。

正是由于这些关系,在特定的使用条件限制下,物体在其自身的运行中遇到障碍:反复冲击极限,一旦突破极限就是进步,这种极限就在于各种亚集合系统的进一步饱和导致互不兼容性。然而,由于其本身的性质,这种突破只能作为一种飞跃,作为功能内部布局的修正,作为系统的重新安排;曾经的障碍必须成为实现的手段。电子管的发展就是这样,电子管最常见的类型是射电灯。导致结构改革(其终点是今天的一系列灯)的是内部阻碍三极管正常工作的障碍。三极管最成问题的现象之一是由命令栅极和阳极构成的系统内的显著的倒数电容;这个电容实际上是两个电极之间的电容耦合,一个人不能明显地增大这些电极的尺寸而不冒启动自振荡的风险;这种不可避免的内部耦合必须通过外部组件来补偿,特别是通过中性化,这是通过使用带有阳极栅极耦合的对称灯组件来实现的。

为了解决而不是避免这个困难,在三极管的命令栅极和阳极之间插入了一个静电板;然而,这一增加不仅仅增加了电子屏幕的优点。屏幕不能完全完成的功能解耦的本意是:放置在网格和阳极之间的空间,它干预其微分潜力(对电网和阳极)作为另一个网格对阳极和阳极的网格。它需要达到优于栅极而低于阳极的潜力;如果不满足这个条件,电子就不能通过,否则电子就会到达屏幕而不是阳极。这样,屏蔽层作用于在栅极和阳极之间传输的电子;它本身既是栅极又是阳极;这两个共轭功能不是有意得到的;它们自身作为技术对象的系统方面所产生的盈余而强加于人。

为了把屏幕引入三极管而不影响它的工作,它必须立即完成与传输中的电子有关的功能,以及它的静电功能。把它看作是一个简单的静电板,它可以产生任意程度的电压,只要这仍然是直流电;但这会破坏三极管的动态功能。它必然成为加速电子流动的栅极,也在动态功能中起着积极的作用:它显著地增加内阻,从而使放大系数增大,当达到一个确定的电压水平时,这取决于它在栅极空间中的确切位置。这样,四极管就不再是简单的三极管,阳极和指令栅极之间没有静电耦合;四极管是一种具有很大增益的电子管,就三极管而言,它可以获得200级的放大,而不是30到50级的放大。

然而,这一发现也有一个缺陷:在四极管中出现的问题是阳极的二次发射电子的现象,它倾向于反弹所有来自阴极(主电子)的电子,这些电子已经通过命令栅格以相反的方向回到屏幕上;因此特勒根(Tellegen)在第一屏和阳极之间引入了另一屏:一旦对阳极和屏产生负电位(通常是阴极的电位或更负的a电位),这个宽网格的栅极就不再阻碍加速电子从阴极到达阳极,但作为一个负极化的命令栅格,并阻止二次电子返回反方向流动。因此,五极子是四极子的产物,因为它包含了一个具有固定电位的补充指令网格,可以完成动态的功能模式;然而,同样的不可逆性效应可以通过将电子流集中到束中来获得;如果将加速栅栅条置于指令栅线的电阴影处,则可大大减少二次发射现象。此外,在工作过程中,阴极和栅极之间的电容变化非常小(0.2 pF而不是1.8 pF),实际上,当管用于产生振荡的电路时,可以防止所有的频率漂移。

因此,我们可以说,四极管的功能模式本身并不是完全完整的,如果我们认为屏幕只是一个静电屏蔽,也就是说,它是一个可以产生任何连续电压的屏障;然而,这个定义过于宽泛;四极管的定义必须包括屏幕的多功能性电子管,既减少发生的不确定性的连续电压应用到屏幕上(为了使它成为一个加速器)及其在网状阳极的位置空间;第一个降低是规定连续电压必须是栅极电压和阳极电压之间的中介;这样就得到了一种相对于主电子的加速度来说是稳定的结构,但对于来自阳极的二次电子的跃迁仍然是不确定的;反过来说,这种结构还是太开放、太抽象;它可以关闭,对应于一个必要的和稳定的功能,可以通过补充结构-抑制电网或第三网格或通过更精确的定位帘栅对其他元素,由调整其命令的电线与网格。

值得注意的是,新增的第三个网格相当于增加程度的确定性帘栅定位:之间有可逆性的功能方面的决心结构已经存在的相互因果关系和功能方面补充结构;用增加的确定性关闭现有结构的相互因果关系系统等同于增加一个专门用于完成确定功能的新结构。在技术对象中存在着功能与结构的可逆性;在结构的功能体系内对结构系统的过度决定,通过稳定其功能而不添加新结构,使技术对象更加具体。具有定向光束的四极管相当于五极管;由于它产生的失真程度较低,因此它作为声频功率放大器的功能甚至更优越。一个补充结构的附属物,只有当这个结构具体地把自己并入动态功能图式的整体时,才构成技术对象的真正进步;因此,我们认为带有定向梁的四极管比五极管更具体。

不可将技术对象的具体方面的增加与通过其结构的复杂性而增加的技术对象的可能性相混淆;例如,一个双栅极灯(它允许在一个单一的阴极-阳极空间中两个独立的控制栅极分别起作用)和一个三极管一样不具体;它与模态具有相同的顺序,如果需要,可以用两个独立的三极管代替,它们的阴极和阳极将在外部连接,同时使命令栅极独立。相反地,带有定向光束的四极管比李德·林氏三极管更先进,因为它实现了一种发展,改进了由固定或可变电场调制电子流的原始图式。

原始三极管比现代电子管具有更大程度的不确定性,因为在其功能过程中,结构元件之间的相互作用是没有定义的,除了其中的一个,即由命令网格创建的电场的调制功能。在运行过程中出现的不便通过系统的连续规范和闭包转化为稳定的功能:网格的负极化以抵消加热和二次辐射的必要性也包含了将原始网格的功能分解为命令网格和加速网格的可能性;在有加速栅极的电子管中,指令栅极的负极化可以降低到几伏特,在某些情况下是一伏特;命令网格变得几乎完全命令网格:它的功能更有效率和管的增益增加。指令栅极离阴极更近;相反,第二个栅极,即屏幕,移动得更远,并在正极和阴极之间建立起大致相等的距离。与此同时,运作变得更加严格;动态系统就像公理系统一样封闭。第一三极管的增益可以通过阴极加热电压的电位变化来调节,该电位变化作用于电子流密度;在增益很大的五极管中,这种可能性几乎无法实现,加热电压的显著变化将深刻改变五极管的特性。

当然,似乎矛盾的是,断言技术对象的发展既遵循一个相互区分的过程(三极管的指令网格在五极管内被分成三个网格),又遵循一个具体化的过程,其中每个结构元件完成几个功能而不是一个功能;但这两个过程实际上是相互联系的;区分是可能的,因为以一种有意识的、经过计算的方式,并考虑到一个必要的结果,它使整体功能的相关效应能够整合到整体功能中,而在此之前,这些效应或多或少通过不同于主要功能的缓和作用所矫正。

在从克鲁克斯管到柯立芝管的发展过程中,同样类型的进化是显而易见的;前者不仅比后者效率低;它的功能也不太稳定,而且更加复杂;事实上,克鲁克斯管利用阴极-阳极电压将单原子气体的分子或原子分离成正离子和电子,然后加速这些电子,在它们与正极碰撞之前赋予它们重要的动能;相反地,在柯立芝管中,产生电子的功能与已产生电子的加速功能是分离的;生产是通过热电效应实现的(不恰当地称为热离子,可能是因为它取代了通过电离产生的电子),随后发生加速;因此,它们的功能通过解离得到纯化,相应的结构更加清晰和丰富;柯立芝管的热阴极在结构和功能上比克鲁克斯管的冷阴极丰富;然而从静电的观点来看,它也是一个完美的阴极;更因为它有一个相当狭窄的本地化热电子的来源,和周围的阴极表面的纤维的形式决定了电子的静电梯度,使集中焦点在一个窄束下降到阳极(在当前几平方毫米管);相反,克鲁克斯管没有一个足够窄的确定位置,使电子源能够有效地聚焦光束,从而获得接近理想时间点的x射线源。

此外,在克鲁克斯管中存在的可电离气体不仅有不稳定的不便(由于电极上的分子固定而使管变硬;设计阀门以使气体重新进入管道的必要性);气体的存在也带来了另一个重要的不便:气体分子成为已经产生的电子的障碍,这些电子正在阴极和阳极之间的电场中加速;这种不方便提供了一个典型的例子,说明了抽象技术对象的功能过程中的功能拮抗:产生要加速的电子所必需的气体,成了电子加速的障碍。这种对抗随着柯立芝管而消失,柯立芝管是一种深真空管。它消失是因为协同功能组被分配给特定的结构;每个结构从这种再分配中获得更大的功能财富以及更完美的结构精度;这就是阴极的情况,它不再是一个简单的球形帽或由任何金属制成的半球,而是变成了一个由一个抛物线碗组成的整体,在这个抛物线碗的中心有一个可以产生热电子的灯丝;在克鲁克斯管中,阳极相对于阴极占据了一个无关的位置,在几何上与前一个正极收敛;新的阳极-正极起着两种协同作用:一是产生相对于阴极的电位差(即阳极的作用),二是形成电子在差分电位差的作用下碰撞的障碍物,从而将动能转化为波长很短的光能。

这两个功能是协同作用的,因为它只是后持续整个电场的电位降电子获得最大动能;因此,在此刻和这个位置,通过突然阻止它们,它成为了提取最大电磁能量的可能。新的阳极-阴极最终起到了排热的作用(由于电子动能转化为电磁能量的效率较低,约为1%),这一新功能的实现完全符合前两个功能:一块难以熔合的金属板,如钨,被嵌入到锯成斜面的实心铜条中,在电子束的冲击点形成阳极-阴极;在这个板上产生的热量通过铜棒在管外传导,铜棒作为冷却鳍向外延伸。

这三种功能之间存在协同作用,因为高导电性铜棒的电特性与作为导热体的铜棒的热特性密切相关;此外,铜棒的斜面部分满足目标-障碍(阳极)、电子的加速(阳极)和排出所产生的热量的功能。有人可能会说,在这些条件下,柯立芝管是一个克鲁克斯管,既简化又具体化,每个结构都实现了更大但协同数量的功能。克鲁克斯管的不完善之处,它的抽象和手工的方面,在它的功能上需要经常的润色,来自于稀薄气体所完成的功能的对抗;正是这种气体在柯立芝管中被排除。与电离相对应的模糊、不确定的结构完全被阴极的新型热电特性所取代,这种热电特性是完全清晰和定量可调的。

这两个例子都表明,分化的方向与同一结构中多个功能的缩合方向相同,因为相互因果关系系统中结构的分化允许抑制迄今为止一直存在障碍的副作用(通过将它们整合到功能中)。每个结构的专门化是一个合成的正功能单元的专门化,摆脱了影响功能的不良副作用;技术对象的发展是通过功能的内部重新分配,成为相互兼容的单元,取代原始分配的偶然性或对抗性;专业化不是一个接一个的结点,而是一个接一个的协同,它是协同的功能群,而不是构成技术对象中真正子系统的独特功能。正是由于对协同作用的寻找,技术对象的具体化可以转化为一种简化元素;具体的技术对象是一个与自身不再冲突的对象,在这个对象中,没有对整体的功能有害的副作用,或在这个功能之外。

通过这种方式,并且由于这个原因,一个功能可以由几个相互协作的结构来完成,这些结构在技术对象中已经成为具体的,而在原始的和抽象的技术对象中,每个结构都负责完成一个确定的功能,通常只有一个功能。技术对象具体化的本质是在整个功能中组织功能子集合;根据这一原则,我们可以理解在什么意义上,功能的重新分配发生在不同结构的网络中,无论是在抽象的技术对象中还是在具体的技术对象中:每个结构都实现几个功能;但在抽象的技术对象中,它只起一种本质的积极的作用。

这两个例子倾向于表明,分化的方向与同一结构中多个功能的缩合方向相同,因为相互因果关系系统中结构的分化允许抑制迄今为止一直存在障碍的副作用(通过将它们整合到功能中)。每个结构的专门化是一个合成的正功能单元的专门化,摆脱了影响功能的不良副作用;技术对象的发展是通过功能的内部重新分配,成为相互兼容的单元,取代原始分配的偶然性或对抗性;专业化不是一个接一个的结点,而是一个接一个的协同,它是协同的功能群,而不是构成技术对象中真正子系统的独特功能。正是由于对协同作用的寻找,技术对象的具体化可以转化为一种简化元素;具体的技术对象是一个与自身不再冲突的对象,在这个对象中,没有对整体的功能有害的副作用,或在这个功能之外。

通过这种方式,并且由于这个原因,一个功能可以由几个相互协作的结构来完成,这些结构在技术对象中已经成为具体的,而在原始的和抽象的技术对象中,每个结构都负责完成一个确定的功能,通常只有一个功能。技术对象具体化的本质是在整个功能中组织功能子集合;根据这一原则,我们可以理解在什么意义上,功能的重新分配发生在不同结构的网络中,无论是在抽象的技术对象中还是在具体的技术对象中:每个结构都实现几个功能;但就抽象的技术对象而言,它只起一种基本的和积极的作用。在具体的技术对象中,结构所履行的所有功能都是积极的、本质的,并与整体的功能相结合;在抽象的技术对象中被纠正措施消除或减弱的功能的边际后果,在具体对象中成为阶段或积极方面;功能模式包含边缘方面;无关或有害的后果成为其运作的链条。

这一过程预设了工程师有意识地赋予每一个结构以与其功能的所有组成部分相对应的特征为前提的,就好像从能量交换以及物理和化学变化的所有可知方面来研究人造物体和物理系统之间没有差别一样。在具体的对象,每一细节都不简单,本质上对应于完成一个功能的建设者所期望的,但一个系统的一部分,在众多的力量作用和产生的效果,是独立于制造意图。具体的技术对象是一个物理-化学系统,在这个系统中,相互作用根据所有的科学法则发生。技术意图的目的,只有当它与普遍的科学知识相同时,才能在对象的构造中达到完美。应该强调的是,后一种知识确实是普遍的,因为技术对象属于被制造的对象这一事实,符合人类的特殊需要,并没有反过来限制或以任何方式定义物理化学作用的类型,这些作用可以发生在这个物体或这个物体与外部世界之间。

技术对象与作为对象被研究的物理-化学体系之间的区别,只存在于科学的不完善之中;作为预测技术体系内相互作用普遍性的指南的科学知识,仍然受到某种不完善的影响;它不允许对所有效果进行绝对精确的预测;这就是为什么在与既定目标相对应的技术意图系统与实现这一目标的因果相互作用的科学知识系统之间仍然存在一定的距离;技术目标永远不会被完全了解;正是由于这个原因,它从来就不是完全具体的,除非它是偶然发生的。只有完全掌握了可能存在于技术对象中的所有现象的科学知识,才能完成结构的最终功能分配和结构的精确计算;因为事实并非如此,所以在对象的技术架构(包含对人类目标的表征)和作为其基础的现象的科学图景(只包含相互或循环的有效因果关系的架构)之间存在着一定的差异。

技术对象的具体化是以缩小科学与技术之间的距离为条件的;原始手工阶段的特征是科学和技术之间的弱相关性,而工业阶段的特征是强相关性。一个确定的技术对象的建造,只有当这个对象变成具体的时候,才能成为工业的,这就意味着,按照建造的意图和科学的观点,人们对它的认识几乎是相同的。这就解释了这样一个事实,即某些物体可以以工业方式制造,比如绞车、提升机、抓斗和液压机等,它们在很大程度上是技术对象,其中的摩擦、充电、电动力感应现象、可以忽略热和化学交换,而不会导致对象的破坏或故障;对于这些我们称之为简单机器的物体的功能特征的主要现象的科学知识,理性经典力学是足够的:然而,在17世纪工业上是不可能制造离心气体泵或热机的。第一台工业生产的热机是纽科门大气热机,它简单地使用了降压过程,因为蒸汽在冷却作用下冷凝的现象是科学上已知的。静电机器也仍然是手工近至今,因为生产和运输费用的现象通过电介质,然后通过电晕效应,流动的电荷被定性至少自十八世纪以来,尚未受到严格的科学研究;在温什尔斯特机器之后,即使是范德格拉夫发电机也保留了一些手工的东西,尽管它很大,功率更大。

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