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技术创新的逻辑8篇

时间:2023-05-31 08:34:51

技术创新的逻辑

技术创新的逻辑篇1

关键词:工业设计 逻辑思维潜能科学教育生态时代

引言:

2010年以来,全球金融危机促使世界经济低碳化进程加速,称作“第四次工业革命”的“低碳经济”给人类带来的是生产和生活方式深刻变革。中国作为一个处于工业化和城市化发展中的大国,对外投资新的增量和重点领域调整优化,由“中国制造”正向产业链前端“设计、研发”和后端“营销渠道”延伸,“中国设计”将为“中国创造”转型升级提供强大助力。世界已由工业文明向生态文明时代转换。设计也面临着新的机遇和挑战。

设计人才思维潜能智慧的培养,是在当今全球经济一体化语境下,实现我国从“加工制造型”转变为“设计创新型”可持续发展的和谐社会,再加之对设计思维潜能概念的理解,方法的掌握所提出的。

科技的进步为设计人才的发展带来契机。数字技术的发展和普及促生了以技术与艺术相结合为特征的数字艺术。数字艺术的产生正是基于计算机技术的广泛应用。不仅传承传统艺术形式,而且为艺术创作带来了新的创作方式和艺术语言,为设计师、艺术家们提供了发挥才能的工具,使他们在艺术的创作中获得了更大的自由。计算机作为当今高科技的产物,不仅为艺术家提供了一种全新的艺术表现形式和空间,而且开拓了艺术家创意思维潜能,带来审美标准和审美形式的深刻变革。注入艺术家的个性和深厚情感,使科学技术与艺术内涵完美融合,非逻辑思维能力和价值更加凸显。

要使人的智慧和创新思维能力处于最佳状态,就要不断使人的知识、逻辑思维能力、非逻辑思维能力这三个要素都得到全面发展。人的创造性思维潜能才能在良好的外部环境和内部条件保障的基础上,得到最大限度的释放和发挥。“设计”才能在机遇和挑战面前展示出人“心灵的创新能力”,也才能推动社会的快速发展。如何规范人们思维,使人的思维更加正确合乎理性呢?

1.思维理性梳理

从亚里士多德创建逻辑学以来,其发展已成为一门成熟科学,主要是研究思维的形式及其规律、规则,以规范人们思维形式,使人们思维正确合乎理性。

思维,是人脑对知识、信息进行加工与处理的活动。思维有两种主要形式:一是理性的、抽象的、逻辑的思维,一是非理性的、形象的、非逻辑的思维,其两种基本形式:一是矛盾原则,一是充足理由原则。人类个体思维发展过程和整个人类思维发展过程是一致的。

1.1 思维形式

人类思维的开端主要是非逻辑思维。人类的认识始于对对象世界的猜测和自由自在的思想,由此,往往是错误的、不准确的。经过对大量实践经验概括和总结,人们找到了使人类思维准确的一系列规律和规则,人们把经过逻辑规范的思维叫做逻辑思维。

逻辑思维必须是符合充足理由的原则,纵向思维是逻辑思维,因为它是建立在充足理由基础上所进行的思维活动,形式是理性的、有规则和规律的思维,具有条理性、层次性,对思维有充足理由要求。由幼时的原始的非逻辑思维发展到后来的逻辑思维是一个进步,使人的思想更加正确,更加符合客观实际。

非逻辑思维作为一种认识过程,一种脑的功能,贯穿在人的生活的各个方面,延伸于创造活动的所有领域。在实际生活中非逻辑思维比逻辑思维运用的范围更广,次数更多。凡有直接的综合判断这种思维活动的地方,凡有创造性认识与行为的地方,都有人的非逻辑思维活动存在。“灵感”是非逻辑思维的一种典型形式,和直觉、猜想、顿悟等形式的非逻辑思维内在机制一样,艺术家借助于灵气创作艺术品的能力。

非逻辑思维是在前提材料不充分或很不充分情况下所进行的思维活动。是不符合充足理由原则的,直觉、灵感、顿悟、猜想、假设、幻想、横向思维形式,都具有不符合充足理由律这一共同本质特征。知道对象一点信息做出假定性结论是非逻辑思维典型形式,其突发性多见于,深思熟虑后或不经意突然产生一种思维现象,结论有概然性,产生新思想是可错的。不能否认非逻辑思维作用,或怕犯错误不敢进行大胆尝试性思维活动,新思想就永远不会获得,知识就不会进步。

现在计算机能模拟代替人进行逻辑思维活动,还不能代替人进行非逻辑思维活动,计算机的出现和发展使人的非逻辑思维能力重要性凸现出来,非逻辑思维能力也就成为人类特有的能力和价值。设计思维更多来自于非逻辑思维的作用。

由此,在人们认识事物上,非逻辑思维作用在于提出新思想,逻辑思维作用在于对新思想做出论证。没有非逻辑思维,思维只能在原来范围里打转转,新的思想就不会产生,人类也就不会进步。没有逻辑思维,人类思维就会混乱,就不准确,效率低下,或许会重蹈覆辙。因此,非逻辑思维如果没有逻辑思维构筑坚实的知识基础也是寸步难行。所以两种思维形式对于人类来说都是必不可少的。

1.2 思维关系

非逻辑思维和逻辑思维彼此渗透、相互交融,可以转化,两者之间界限不是绝对分明。非逻辑思维是建立在前提材料不充分基础上的,逻辑思维是建立在前提材料比较充分基础上的。为了验证非逻辑思维做出尝试的结论是否正确,就要搜寻支持结论的证据,如果搜寻证据材料否证非逻辑思维做出的结论,就要重新进行非逻辑思维活动,寻找其它可能是正确结论;如果搜寻不到足够证据材料证明非逻辑思维结论,非逻辑思维结论是否正确就无法确定;如果搜寻到充分足够证明材料证明非逻辑思维结论,非逻辑思维结论会逐步转化为较为系统知识,非逻辑思维的猜测妄断也就逐渐转化为逻辑的证明。

人的思维由以非逻辑思维为主阶段发展到以逻辑思维为主阶段是一个进步和提高,这并不证明逻辑思维比非逻辑思维更重要。非逻辑思维的缺陷和不足以及逻辑思维的优点和长处,两者是相互对立统一的两个方面,在一定条件下相互排斥、联结,获得同一,是唯物辩证法客观规律决定的。只有在两种思维能力同时得到培养时,既可以进行有效地逻辑思维,也可以进行有效的非逻辑思维。放弃或压抑两种思维能力的培养,都是危险的。

北京奥运会是中国向全世界展示自己五千年文明的一张名片。不管是设计精巧的火炬,还是壮丽宏大的开幕式,那充满着中国元素颁奖音乐,都洋溢着中华文明光辉。流光溢彩,是中国灿烂文化展现给全世界的一幅美景,是逻辑思维与非逻辑思维创新思维“设计”盛宴。

2.激发思维潜能

2.1 思维转化

1984年第23届洛杉矶奥运会的组织成功,是在洛杉矶政府不提供任何资金情况下,获得纯利润1.5亿美元,令全世界为之惊叹。尤伯罗斯认为这届奥运会成功秘诀之一,就是运用许多新观念和新创意,在很大程度上要归功于逻辑思维和非逻辑思维的反复综合运用。

北京奥运会前,就任美国奥委会主席彼得,尤伯罗斯在芝加哥接受杨澜访问时曾提醒中国:“凡大国办奥运会,一定会出现政治争议,这是难以避免的。不要被情绪左右,要继续专注的工作,用最后奥运会的效果说话。”中国从申奥,到2008年第29届北京奥运会成功举办,历时七年,经受洗礼,将百年奥运之梦化为现实,成果辉煌。

我们知道,非逻辑思维是建立在前提材料不充分基础上的,而逻辑思维是建立在前提材料比较充分基础上的。中国从首次申办奥运会失败,到七年后申奥成功,经历了一个从非逻辑思维到逻辑思维过程。实践证明:首次申奥,我们是满怀热情的,结果失败了,可以说主要是建立在前提材料不充分基础上的;七年后申奥我们比较冷静,获得成功,主要是建立在前提材料比较充分基础上的;2008年我们“专注的工作”成功举办第29届北京奥运会,各地参赛国家或地区以及参赛运动员总人数超过雅典,创奥运史之最;700万张奥运门票在奥运会上史无前例;实现5400d\时现场实况转播各项赛事,比2004年雅典奥运会多2000/J\时,是奥运史上第一次使用全高清新技术全程电视直播奥运会。中国成功了,令世界震撼!实践告诉我们:非逻辑思维结论会逐步转化为较为系统知识,非逻辑思维的猜测妄断也会逐渐转化为逻辑的证明,两者之间彼此渗透、相互交融,是可以转化的。

2.2 潜能激发

潜能,是被隐藏的智慧和能力。人所以能创新,就是因为创新思维训练,就是逻辑思维和非逻辑思维这两种形式反复“碰撞”,使知识、非逻辑思维能力、逻辑思维能力都得到充分的发挥,从而使人的思维潜能得到习得和培养,实现“冲击”的合一,这就是思维的创新。

水墨画卷。2008年8月8日当我们期待已久的奥运会开幕式出现在全世界面前的时候,最能表现中国艺术形式一张永不褪色中国水墨画:没有油画中斑驳的色彩,仅仅用黑白两种颜色,将山水人物描绘得栩栩如生,所有的人都被卷轴创意所征服。

中国需要展现的文化因子太多,当全场数千人击宏大场景出现在鸟巢灯光下时,“中国”这两个字顿时闪现在现场所有人脑海里。一幅巨大的卷轴展开,水墨渐渐晕散,中国古老四大发明一一出现在这水墨画之中。现代高科技光影技术和中国古代文明,用一种天衣无缝方式结合在一起。卷轴上水墨变幻,便是中国几千年文明发展史,一切韵味,尽在这简单黑白之中映辉传递。

卷轴内、外融入的汉服,京剧脸谱、唱腔,活字印刷、太极拳的印记;激动人心点燃的圣火与鸟巢上的天空完美地结合“天人合一”;现代声光电、人和多媒体放与传统舞台器械、装置、道具、服装等元素结合;整齐划一“活字印刷”、变化万千“星光人”,由“人体表演的机械化”演变成一个民族智慧勤劳的象征;各国无数运动员把自己的足迹永远留在中国奥运画卷上,成为最具震撼感人的行为艺术;中国获得金牌51枚、居第一,残奥会上获得金牌89枚、居第一。中国向全世界传递了和平友谊的美好心愿,实现了对全世界的承诺!

若干年之后,熊熊燃烧的火炬,会在我们的心中渐渐淡去。但是,北京奥运会开幕式设计者们绘出的这幅黑白水墨画,却永不褪色。

实践证明:从最能表现中国艺术形式一张永不褪色中国水墨画,到激动人心“天人合一”点火仪式;从开幕式画卷画面轴上显示屏,带有绘画感、美学感平面两维视觉效果高技术含量数字设计,到应用现代声光电多媒体手段把大量人和多媒体放在一起与传统舞台器械表演的三种元素结合;从2008年最具震撼感人的一幅立体画卷的行为艺术,到中国获得奥运100枚金牌居第一的成绩,说明非逻辑思维能力是人类特有的能力和价值,是人们精神生活的需要,人们用“灵感”非逻辑思维典型形式,直觉、猜想、顿悟等,经过艺术家逻辑思维和非逻辑思维,借助灵气创作的艺术品的能力,远远超过奥运本身价值。放眼后奥运“北京奥运会留下许多有形和无形的财富”,留给人们的是全新的思考——非逻辑思维与逻辑思维多极反复冲撞的训练——思维潜能的正确发挥,“人”赋予设计的创造与辉煌。

3.实现潜能路径

9月14日,总理在“世界经济论坛2011年新领军者年会”发表了题为《实现更长时期、更高水平、更好质量的发展》致辞中指出:中国的发展进入新的历史阶段,仍处在重要战略机遇期。2020年奋斗目标紧密衔接,突出体现了加快转变经济发展方式、实现科学发展、让全体人民共享改革发展成果的要求。

世界经济正在缓慢复苏,这是一场全球性的挑战,检验着国际社会加强合作的诚意和水平,是对各国政府和企业远见与智慧的考验,是驱动在低碳经济博弈内在动力,是生态时代工业设计对具有国际影响力高素质行业领军人才的诉求。

如何在新一轮产业革命中,提升设计人才心理素养,内在创新思维能力,真正承担起责任,把自己的事情做好。实现更长时期、更高水平、更好质量的发展。在新一轮科技革命和产业革命中赢得发展的主动权。明确设计人员不同的目标与方向,找出各自最为恰当激发思维潜能发展路径,是对设计教育远见智慧的考验。

3.1 教育为先(路径一)

总理在“世界经济论坛2011年新领军者年会”讲话精神,是设计教育培养领军人才的指导思想和首要路径:坚持优先发展教育,全面提高人的素质,把经济发展建立在提高人力资本质量的基础上。着力培养创新型人才,加快从教育大国向教育强国,为中国经济持续发展提供强大的智力支撑。加快建设国家创新体系,大力增强科技对经济社会发展的支撑能力。激发全社会创新活力。坚持节约资源和保护环境,走绿色、低碳、可持续发展道路,是我国的—项基本国策。

3.2 设计思维(路径二)

中国设计的未来需要的是具有逻辑思维能力和非逻辑思维能力设计思维。思如风发,高质量、多数量、新思想、在国际设计舞台上具有话语权的领军人才。

奥运会开幕式的设计是人“心灵的创新能力”典型发挥,从宏观大背景出发,应用传统哲学战略式的“虚”“大”“空”,体现设计的哲学性,思维性,战略性极致的思想。通过辨证分析,总结设计纲领,提炼事物的魂。魂是事物最具有长远发展的核心价值,最高无形资产,最具闪光点,最有影响力,最有精神极致取向的。找出事物的魂,以求核心优势的最大提高,是一种极致的追求,设计的美最大发挥,体现中国同世界“渊源共生,和谐共融”思想的设计。

在当今新一轮科技革命和产业革命中,设计人才瞄准世界科技发展前沿,激发思维潜能、充分发挥工业设计在应用新技术、新材料、新工艺、新装备改造提升传统产业中的领军作用,赢得发展的主动权。

3.3 训练启发(路径三)

发展教育,以人为本。设计人才的思维能力可以通过训练得到提高,已经成为众多成功人士的共识。

3.3.1 借鉴思维导图训练。帮助开启每个人智慧,进行“创意思维”启发和引导,提出问题、解决问题,得到启发,是一种科学、易行训练方法,教学效果成效显著。思维导图(Mind Mapping)是将发散性思考(Radiant Thinking)具体化,通过对颜色、图像、符号的使用,刺激左脑和右脑,让人在思考、记忆、分析时充分发掘潜能,激发灵感与想象,思如泉涌,增强我们的创造力。被誉为21世纪全球性简单、有效、美丽的思维工具。在英国、美国、澳大利亚、新加坡等国家教育领域广泛应用。

3.3.2 基础思维创意训练。爱因斯坦说得好:“启发孩子的想象力,比给他知识更重要。”不是“大题小做”限制思维的空间,而要学会“小题大做”。和“一题多方做”。开发想象力,进行发散思维训练,在发散性联想中找到各种事物与它的联系。在差异中把握有形与无形、虚与实的思维尺度,在联想中、严谨准确、拓展思路、表现轻松,迅速做出反应。发散思维法、逆向思维法、头脑风暴法、自由联想法、强制联想法(列举法、奥斯本检核表法)不完全归纳法、类推法是非逻辑思维的训练方法。从而,使新思想不断涌现,达到创新思维潜能发挥的最佳状态。

3.3.3 发挥角色参与作用。激发学习兴趣,将设计描写的客观世界成为自己的主观感受,在角色参与、角色转换中不仅丰富想象,加深对设计理解,同时,增进情感体验,升华思想认识,远远超出设计本身局限的内容。充分调动以往积累的生活、情感、知识等因素,以独特的感情和经验模式介入到设计实践中。经历体验过程,释放自我潜能,蓄积情感意识,体验真实、多元深入,实现与对话主体互动交往中的超越与创新。既丰富设计人才想象,又使心灵产生感应,激发思维火花,注重前后知识的运用。

汤姆·霍普金斯,国际销售培训传奇冠军。曾学习一期世界第一激励大师金克拉短暂培训班,激发了他身上的潜能,找到开启“潘多拉魔盒”钥匙,使他在短时间内获得了惊人的成功,27岁成为千万富翁。

3.4 创新体制(路径四)

以社会资本为资源配置基础,将人的观念、经验、智能等资源组合在一起,对其发展导向、监测预警,展开全景式科学分析,进行描述评价,反映其发展变化和动态趋势,弥补政府与市场机制的不足,在世界各国实践中显示出对经济社会发展强有力的推动力。

按照我国现实释放与整合社会活力的社会创新实现路径,加快建设国家创新体系,加强生态时代工业设计基础性研究和战略高技术研究,加大科技教育投入,提升知识产权创造、应用、保护、管理能力,破除体制机制障碍,保障设计人才的权利和合法权益,激发全社会创新活力,设计教育创新应为推动实现世界经济强劲、可持续、平衡增长做出新贡献,赢得“国际话语权”。

结语:

技术创新的逻辑篇2

关键词:数字资本主义;意识形态;资本逻辑

中图分类号:F03文献标识码:A文章编号:0257-5833(2020)08-0023-09

作者简介:邓伯军,南京航空航天大学网络空间公共安全研究中心主任、教授、博士生导师(江苏南京211106)

近年来,互联网、大数据、云计算、物联网等数字信息技术得到迅速发展,“数字化”正在深刻地改变人们的生产生活方式,也仿佛将人们带到了超越国家、超越政治、超越意识形态的数字环境之中。毋庸置疑,数字技术正在改变当代资本主义的存在样态,凭借数字技术,资本形态从实体资本转化为数字资本,数字资本成为继产业资本、金融资本之后的第三种支配性资本样态。正如美国学者丹Wingdings2VB@希勒所言,当代资本主义悄然进入了所谓“数字资本主义”时代。但实际上,数字技术并不是纯粹价值中立的,数字技术作为一种支配性力量,隐蔽了劳动的剥削,推动了资本的增殖,制造了数字拜物教。数字技术在成为建构生产方式的本体的同时,也成为服务于资本逻辑的意识形态力量。也就是说,“变化的只是资本主义的‘’和‘保护带’,也即其具体的运转方式,以通过资本增殖来攫取剩余价值为目的资本主义的内核并没有变”①。因此,就要在马克思主义政治经济学批判的分析框架下,打通数字资本主义的意识形态批判理论。“互联网时代,资本主义的再生产与积累正寻求新的途径扩张,我们的日常生活全部被纳入商品化的经济自由主义逻辑之中,我们需要重新思考马克思主义的‘批判’之意,考量数字资本主义时代背后的政治经济发展。”\[瑞典\]福克斯、\[加\]莫斯可:《马克思归来》(上下册),传播驿站工作坊译,华东师范大学出版社2016年版,第67页。在历史唯物主义的理论视野下,运用政治经济学批判方法,全面深入地检视数字资本主义所建构起来的意识形态,数字资本通过资本逻辑的空间扩张构建起了资本帝国主义治理体系和统治体系,数字资本通过数据算法实现对消费世界的重新规划来完成对消费者的无意识操控,数字资本通过资本逻辑生成智能主义为轴心的技术意识形态并将全部社会生活纳入到数字坐标中,数字资本通过市场逻辑定义政府并将其纳入资本主义市场体系之中使之成为市场逻辑的担保人。

一、引言

资本作为以物化逻辑所架构的政治经济学框架体系,不仅创造了普遍利用自然屬性和人的属性的社会建制,而且建构了服务于资本统治的意识形态逻辑体系。数字资本通过变物化逻辑为数字化逻辑完成数字政治经济学的框架体系的建构,同时也以数字化逻辑完成对资本主义意识形态逻辑体系的重构。新帝国主义乃是资本帝国主义,资本逻辑已经完成其全球扩张的历史使命,资本逻辑成为世界政治经济秩序构建的理论基础,资本逻辑的全球空间扩张构建起了全球化的资本帝国主义治理体系和统治体系。数字帝国主义通过变物理空间扩张为数字空间扩张,以数字资本的逻辑力量完成对现实社会历史性重构,数据算法成为世界市场体系建构的资本权力,形成以数据为核心的完整产业链条,数据算法以意识形态力量获得了对世界政治经济秩序前所未有的操控。消费主义是资本逻辑的内生性产物,是服务于资本逻辑的意识形态,资本逻辑推动消费从目的性消费走向工具性消费,推动消费从实物消费走向符号消费,推动消费从真实需要走向消费欲望。消费主义暴露资本逻辑的理论危机、实践危机、意识形态危机。新消费主义是由数字资本所建构的意识形态,数字资本通过变实体消费为电子消费,数据算法直接接管消费世界,消费世界都要按照以数据算法为核心的数字资本逻辑重新规划,数据算法成为一种强劲的意识形态力量巧妙地实现了对消费者的无意识控制。技术主义是资本逻辑和技术逻辑共谋的意识形态结果。资本逻辑因技术逻辑的介入而成为技术生产力,技术逻辑建构起了资本权力的统治力量,技术逻辑因资本逻辑的介入而成为资本的生产力,资本逻辑构成技术创新的力量源泉,二者共谋演绎现代资本主义变奏曲。新技术主义是由数字资本所打造的技术意识形态,数字资本通过变劳动创造为技术创造,数字技术架构了一种数字坐标,将全部社会生活纳入到数字坐标中去并具化为逻辑的自动化,同时还会生成以数字坐标为轴心的意识形态的智能主义。自由主义是资本意识形态的集中体现,资本逻辑本性就决定了其国家治理原则和方案,资本的流动性决定了“自由化”,资本的趋利性决定了“私有化”,资本的安全性决定了“市场化”。自由主义的资本逻辑就是通过资本主义制度安排将公共资源私有化。新自由主义通过以数字形式对资本和劳动重新赋值,资本的技术优势加深资本和劳动的数字鸿沟,数字革命使资本作为强者愈强,使劳动作为弱者愈弱,加深垄断资本集团对普通劳动者全方位地渗透与宰制。

二、数字资本与新帝国主义逻辑

新帝国主义乃是指全球化时代的帝国主义,是一种新的资本主义的帝国主义,即资本帝国主义。埃伦·M·伍德将新帝国主义命名为“资本的帝国”,大卫·哈维将“新帝国主义”明确定义为“资本帝国主义”。新帝国主义不同于传统的以殖民扩张为特征的帝国主义,也不同于列宁所界定的资本主义的垄断阶段。在帝国主义阶段,资本逻辑已经拉开全球扩张的序幕,资本逻辑开始与民族国家主权合谋,公开利用政治军事手段建立殖民地,对殖民地进行殖民扩张和殖民掠夺,并将其纳入到资本主义的“中心—”依附型国际分工体系之中。在新帝国主义阶段,资本逻辑已经完成全球空间扩展,资本逻辑超越民族国家主权成为国际秩序的主导性原则,并且资本逻辑渗透到人类社会所有的空间中,“资本逻辑已经从地理学意义上的显性广度空间扩张转向了文明学、人类学意义上的隐性空间扩张,并最终打造出资本力量操控一切、人们普遍认同的全球控制社会。”陈培永:《新帝国主义与资本逻辑的深度空间扩张论》,《理论视野》2013年第7期。资本逻辑成为全球化资本主义的真正主宰者。新帝国主义和传统帝国主义相比,关键在于“权力的主权逻辑”和“权力的资本逻辑”在秩序构建中的决定性地位,传统帝国主义“权力的主权逻辑”占据主导地位,“权力的资本逻辑”为“权力的主权逻辑”开辟地理空间。新帝国主义“权力的资本逻辑”占据主导地位,“权力的主权逻辑”为“权力的资本逻辑”开辟市场空间。在某种意义上讲,“新帝国主义之‘新’并不在于一种新的资本主义‘统治’范式的出现,而是居于支配地位的权力运行方式的改变,以及适应这种改变而表现出来的帝国主义新样态。”贾学军:《基于资本积累逻辑的新帝国主义批判》,《理论与现代化》2018年第1期。新帝国主义以资本逻辑完成对全球经济、政治、文化、生态等领域的全面掌控,构建全球的资本主义治理体系。新帝国主义通过资本逻辑突破非资本主义国家的“超经济强制”对资本扩张的障碍,推进资本帝国主义的全球经济扩张战略,建立全球资本主义市场体系,形成全球经济霸权。新帝国主义通过资本逻辑和力量分布来确立国家权利体系,建构了为资本逻辑所支配的世界政治秩序格局,表现出资本权力对全球政治秩序的控制。新帝国主义建构以资本逻辑为核心的生态帝国主义的“碳”话语和“碳”体制,这充分彰显了资本逻辑在在全球生态议题和生态架构上的“领导性”角色。新帝国主义将服务于资本逻辑的“普世价值”向全球输出,获得意识形态话语霸权,通过策动“颜色革命”,将资本主义自由化推广开来,以建构起资本逻辑的全球秩序。总而言之,资本逻辑作为一种制度建构超越民族国家主权形式上升为一种普遍性的全球秩序,即资本秩序;升华为一种新的规则,即资本的规则;创制了一种新的主权形式,即资本主权。资本的全球化就是资本逻辑的全球化,就是资本制度的全球化,就是资本主义的自由民主制度的全球化。资本逻辑的全球空间扩张最终会构建一个全球化的资本帝国主义治理体系和统治体系。

在互联网时代,数字成为获取数据资源的权力,成为支配生产、分配、交换、消费的指挥棒,成为攫取利润的数字资本,改变了资本主义生产方式,催生了数字资本霸权的数字帝国主义。因此,“我们今天面临的时代,不是平台和互联网让我们成为诸众,去抵抗帝国的时代,而是数字帝国主义兴起的时代,数字帝国主义意味着一种数字霸权兴起,它通过各种平台和APP掌控了大量的普通用户的日常数据,并将这些数据变成了庞大的数据体系。我们每一次网络上的对话、购物、娱乐、消费,实际上都成为了数字资本主义的产物。”蓝江、王欢:《从帝国到数字帝国主义——重读哈特和奈格里的<帝国>》,《求是学刊》2019年第2期。数字帝国主义之所以是帝国主义,就在于“帝国芯”没有根本改变,虽然是通过数字资本的增殖逻辑来实现其资本霸权,但数字资本的增殖主要是通过与数字技术合谋、与知识逻辑合谋、与文化逻辑合谋来加以完成的。数字帝国主义在生产过程中创制了新的“数字奴隶制”,ChristianFuchs,DigitalLaborandKarlMarx,NewYork:Routledge,2014,pp.155-181.以数字技术对资本主义生产过程进行严谨的数据计算,以数字技术对资本主义生产过程进行严密的监控,以数字技术的逻辑优先实现劳动者对资本逻辑的价值体认,将劳动力的投入降到最低,将劳动生产率提到最高,榨取劳动者更多的剩余价值。从这个角度讲,数字帝国主义决不是对帝国主义的技术化改良,而是对帝国主义剥削的技术化遮蔽。换句话讲,数字帝国主义是数字技术与资本逻辑的合谋,数字只是掩盖资本逻辑剥削性和压迫性的遮羞布。在此意义上,数字帝国主义也就是一种技术剥削。数字帝国主义凭借数字技术优势,在数字资本集聚过程中,通过技术创新、产业重组和数据垄断获取“先行优势”,牢牢占据了信息技术和人才竞争的至高点。广大发展中国家电信设施落后,信息化水平落后,知识创新体制落后,在全球信息技术和人才竞争中处于下风。数字帝国主义加剧了发达国家和发展中国家之间的数字鸿沟,导致了非均衡的国际数字秩序,发展中国家处于数字帝国主义的压榨和盘剥之中。换句话讲,数字帝国主义是知识逻辑与资本逻辑的合谋,资本逻辑只有在知识逻辑中才能够充分实现,资本经济转化为知识经济。在此意义上,数字帝国主义也就是一种知识垄断。数字帝国主义凭借其所掌握数字技术优势,如互联网、智能软件、移动终端、数字平台等进行系统化的文化输出和价值观传播,渗透其意识形態,灌输其价值观,推行其生活方式。正如曼纽尔·卡斯特所言,“网络形态也是权力关系剧烈重组的来源。连接网络的开关机制是权力的特权工具。如此一来,掌握开关机制者成为权力掌握者。”\[瑞典\]曼纽尔·卡斯特:《网络社会的崛起》,夏铸九等译,社会科学文献出版社2000年版,第571页。换言之,数字帝国主义利用其所控制的数字权力的“命门”,监控和猎取其他国家政府和公民的安全信息,挑动全球社会在数字安全领域的敏感神经,并且打着数字民主的旗帜,使用各种网络媒介和数字手段来推动现实变革,策动“颜色革命”,强化数字帝国主义的世界霸权。就此,数字技术成为数字帝国主义推行其意识形态和文化模式的数字武器。质言之,数字帝国主义是文化逻辑与资本逻辑的合谋,资本逻辑驱动着文化逻辑出场,文化逻辑成就资本逻辑的霸权。在此意义上,数字帝国主义也就是一种文化霸权。

三、数字资本与新消费主义逻辑

如果说经典资本主义将消费看作是资本运行的基本环节,那么垄断资本主义则是将消费看作是资本增值的手段。资本逻辑就是通过大量和快速消费实现资本自身的增殖,因此如何刺激消费就成为制约资本增殖的关键。至此,消费就完成从享受功能到生产功能的质变,升级为消费主义。这就意味着,消费主义是资本逻辑的内生性产物,是服务于资本逻辑的意识形态,是资本逻辑所建构的生活理念和生活方式。资本逻辑推动消费从目的性消费走向工具性消费,推动消费从实物消费走向符号消费,推动消费从真实需要走向消费欲望。消费主义赋予资本逻辑以理论合理性与实践合法性,为资本逻辑建构了商品文化为核心的价值体系与意义系统,为资本逻辑的全球扩张提供了文化态度与文化策略。资本逻辑与消费主义的合谋演绎了垄断资本主义的发展史。资本逻辑推动消费从目的性消费走向工具性消费,“消费不仅是满足物欲的纯粹行为,还是出于种种企图而对‘象征物’进行操纵的行为、手段和策略。”袁三标:《资本逻辑背后的意识形态迷雾》,《社会主义研究》2017年第1期。消费从生产的目的转变为资本增殖的工具,消费不再是以生理需求为导向的自然消费,而是以潜在欲望为导向的建构消费,消费异化为消费主义。资本逻辑推动消费从实物消费走向符号消费,致使资本主义异化“从物品的层次进入到精神的层次,而精神层次的异化是最为深刻的异化。”孔明安:《从物的消费到符号消费——鲍德里亚的消费文化理论研究》,《哲学研究》2002年第11期。消费不再是物的使用价值,而是物的符号价值,物的逻辑转变为符号的逻辑,就此,人生的意义从道德领域的至善理想落实为消费领域对符号意义的消费诉求,人们关注的是消费品所代表的符号价值,重视的是消费品给人带来的心理体验,赢得的是消费品给人带来的社会评价。资本逻辑推动消费从真实的需要走向虚假的需求,而虚假的需求是由符号系统所建构的,符号系统通过对人的消费欲望的操纵和控制来制造虚假的需求,来生产着消费者所需求的结构性意义和符号价值,消费升级为建构关系和秩序的意识形态工具。“消费是用某种编码及某种与此编码相适应的竞争性合作的无意识纪律来驯化他们;这不是通过取消便利,而是相反让他们进入游戏规则。这样,消费才能只身取代一切意识形态,并同时只身担负起整个社会的一体化,就像原始社会的等级或宗教礼仪所做到的那样。”\[法\]让·鲍德里亚:《消费社会》,刘成富等译,南京大学出版社2008年版,第90页。消费主义暴露了资本逻辑的理论危机,消费主义是一种颠倒人、物关系的“倒置逻辑”,将人当作资本增殖的客体和手段,而把物当作社会的主体和目的,物的世界的增值与人的世界的贬值成正相关关系,消费主义将资本逻辑带到自相矛盾的理论困境之中。消费主义透露了资本逻辑的实践危机,消费主义放大了资本逻辑对剩余价值的追求,过度消费,超前消费,攀比消费,奢靡消费,炫耀消费等,生为消费,死为消费,为资本逻辑所裹挟的消费主义,使消费者陷于丧失社会批判性为物所役的危险境地。消费主义泄露了资本逻辑的意识形态危机,消费主义将生命的意义寄希望于符号的世界,符号逻辑对人的生活世界的殖民,使人无法正视生活的真实需求,只能在虚妄的符号意识形态内不断创造着虚假消费的欲望和冲动,导致人在符号意识形态的遮蔽之下生存,深陷于无边的价值虚无主义泥潭之中。

数字化时代的到来,资本的运行建立在数据算法基础之上,每一件商品,每一个生产者,每一个经销商,每一个消费者,每一个产业链的上、中、下游都被数据算法连接起来。任何事物都必须采取数字编码的形式在数字资本所设计的界面上获得其存在意义。“这种新特征恰恰是一种客观性的力量,即由数据和云计算形成的庞大的关联体系,我们可以称之为一般数据。而今天的数字资本主义正是在这个一般数据基础上架构出来的体系。在这个意义上,数字时代的所有要素,包括所有个体,所有的物,都无一例外地被这个一般数据所中介,只有在一般数据的坐标系上,所有对象才能找到其特定的存在意义。”蓝江:《一般数据、虚体、数字资本——数字资本主义的三重逻辑》,《哲学研究》2018年第3期。从资本的逻辑到数字资本的数据算法,一般数据具有了本体性力量,为资本逻辑所建构的符号价值进一步抽象为可计算的数字资本的数值关系,形成了比消费主义更为抽象的意识形态形式:新消费主义。一般数据将推动资本主义从生产到流通再到消费的升级浪潮,曾经的消费主义将可能很快消失在新消费主义的地平线上。因此,对新消费主义的批判,必须基于政治经济学批判的哲学方法论,从消费背后的数值关系析出人与人的社会关系,透视出新消费主义的资本主义意识形态本质。数字资本以其算法优势构建起全新的体验消费,消费从拥有更多物质财富转向享受美好生活,尽情地展现生活的情感、激情、爱欲、冲动、活力等身体感觉向量,将生活的美学体验撒播到数字网络空间的各个角落,消费的欲望、行为、动作、表情、姿势等成为数字技术的计算要素,从消费的数值关系中就能够洞察到消费欲望的膨胀、消费感觉的扩张、消费创意的展露、消费想象的升级、消费体验的创新、消费意向的走势。同时也要看到消费为数字技术所控制,数字空间的后台数据算法成为架构消费秩序的资本力量,数字空间成为消费数据控制的新场域。在数字化时代,“罗斯的‘社会控制论’或没有了‘规训社会’的话语秩序与体系空间,社会结构已被掏空成一个非物质经济社会,支撑社会结构的是一个虚拟的社会网络。”潘天波:《微媒介与新消费主义:一种身体的想象》,《现代传播》2019年第7期。数字资本以理性计算推动消费的理性回归,消费从功能满足转向想象创意,数字技术破除身体消费的物理空间域限,身体想象成为虚拟空间消费叙事的主题,消费者获得仪式感、娱乐感、幸福感等美学体验。在数字空间的消费叙事中,身体、图像、视觉、直觉、想象等成为消费叙事的操作变量和操作助手,或将消费叙事文字化,或将消费叙事图像化,或将消费叙事声音化,或将消费叙事视频化,或将消费叙事动画化,从而将身体的需要,生活的美好,情感的愉悦等消费感受以数字叙事形式表达出来,进而暗示出对社会生活的理解或态度。同时也要看到数字平台后面的数据编码完成了消费叙事控制,数据编码成为架构消费叙事的资本力量,数据编码成为消费控制的新形式。数字资本推动数字技术和感觉器官的融合,虚拟的数字技术打破了消费的物理空间活动的局限性,消费从物理空间在场转向数字空间在场,以身体的直觉、感知、想象、情感等为中心,建构起以身体为核心的直觉商品化和商品直觉化相交汇的全新消费制式,创造出数字消费空间的新体验、新概念、新故事,在数字消费空间中展现身体美学隐喻,进而提高消费在想象、创意、审美上的文化含量。但是也要看到“美感控制”是数字空间消费控制的核心形态,它借助感官直觉与数字技术的融合,数字技术的美感控制已然进入到生产、流通、消费等领域之中,“美感控制”成为消费控制的新路径。

四、数字资本与新技术主义逻辑

现代社会是资本与技术的社会。资本作为以物化逻辑才开始获得历史存在的现实性,技术也只有物化逻辑才获得社会存在的现实性,物化逻辑构成资本与技术的共同性本质规定。资本逻辑就是资本增殖的逻辑。“资本只有一种生活本能,这就是增殖自身,创造剩余价值,用自己的不变部分即生产资料吮吸尽可能多的剩余劳动。”《马克思恩格斯文集》第5卷,人民出版社2009年版,第269页。资本借助技术逻辑而获得体系化的扩张力量,资本权力以技术逻辑实现其价值增殖的目标。正如芬伯格所指出,“资本霸权不是依赖于一种社会控制的特定技巧(technique),而是在更根本上依赖于从技术上将资本霸权运行于其中的整个社会关系领域进行重新建构。”\[美\]安德鲁·芬伯格:《技术批判理论》,韩连庆等译,北京大学出版社2001年版,第73页。技术逻辑就是谋划与计算的效率逻辑。海德格尔认为,现代技术的本质在于“座架”,“什么是现代技术?它也是一种解蔽。唯当我们让目光停留在这一基本特征上,现代技术的新特质才会显示给我们。”\[德\]马丁·海德格尔:《技术的追问》,载《海德格尔选集》(下卷),孙周兴译,三联书店1996年版,第952页。技术借助资本所创制的普遍性的物化逻辑而成为真正的现实性的物质力量,技术权力因此也使资本逻辑实现其社会扩张职能。正像马克思所言,“科学和技术使执行职能的资本具有一种不以它的一定量为转移的扩张能力。”《马克思恩格斯文集》第5卷,人民出版社2009年版,第699頁。在某种意义上讲,资本逻辑与技术逻辑具有内在的共契性,二者殊途同归于增殖和求利的共谋之中,资本逻辑与技术逻辑的耦合汇演了现代资本主义的变奏曲。以资本逻辑对技术进行重构,技术成为属于资本的生产力和再生产力,一种属于资本本身的生产力。在某种意义上讲,技术是属于资本的,技术在资本中存在,技术被资本所支配,资本“创造”技术。质言之,资本是技术的灵魂与胆魄,同时也是技术创新的力量源泉。技术的资本化要求技术被纳入资本的运作机制之中,技术要服从于资本的选择、调制与整合,技术成为资本权力扩张的有效工具,同时以资本的社会权力解决技术的逻辑权力的现实性问题,由此生成隶属于资本的技术主义意识形态,在技术资本化过程中若是缺乏对资本的意识形态批判,势必堕入资本拜物教囹圄之中。通过对资本的意识形态批判,发现了资本的物化逻辑背后的剥削密码,透视出资本主义的社会存在的奥秘,指出了资本主义社会变革的实现路径。以技术逻辑对资本进行再造,资本按照技术的逻辑规则进行运转,资本成为一种技术权力。在某种意义上讲,技术成为资本权力的统治工具,资本权力经过技术的包装具有了工具合理性。资本的技术化要求资本被归入到技术的逻辑架构之中,将资本问题的解决予以技术化,并且通过建构技术指标体系来对资本问题解决进行效果评价,以技术合理性为资本做合法性论证,因此生成依托于技术的资本主义意识形态,在资本技术化过程中如果没有对技术的意识形态批判,势必导致技术逻辑的肆意扩张。通过对技术的意识形态批判,揭示技术合理性是如何为政治合理性辩护,解析技术是如何成为资本剥削的工具,剖析技术是如何成为维护资本统治的合法性力量。总而言之,无论是隶属于资本的技术主义,还是依托于技术的资本主义,都是资本逻辑和技术逻辑共谋的意识形态结果。

以互联网Internet、人工智能ArtificialIntelligence、区块链BlockChain、云计算CloudComputing、大数据BigData等为代表的数字技术,克服了技术的机械性,实现了技术的智能革命,将人从技术异化的框架中解放出来,开创人类社会的新技术主义时代。数字资本以数字技术对世界重构,新制造、新零售、新物流、新消费、新金融、新媒体等等,所有品类都要按照数字技术逻辑重新推演,这一切背后都是数字技术的力量,都是资本化的数字技术的力量。“在现今的信息时代,技术意志对功用和效益的追求演变为对‘数字’有着一种近乎本能的敏感和格外的偏好,又把人抛入‘数字化’生存的状态之中,人被还原为二进制数字称为比特的东西,‘数字化’更全面彻底地剥光了人作为人所拥有的一切。”倪瑞华:《论技术主义对人类道德责任的消解》,《伦理学研究》2004年第1期。也就是说,数字技术成为新一轮科技革命和产业革命的核心驱动力,数字技术加速向社会经济各领域全面渗透,推动以万物互联、万物感知、万物智能为主要特征的数字经济时代加速到来。一切皆可数字化定义,一切皆可数字化驱动,一切皆可数字化连接,一切皆可数字化呈现,一切皆可数字化融合,数字技术将实现从技术主义向新技术主义的最关键跳跃。新技术主义不只是一种技术意识形态,而是通过真正将自身本质力量对象化建构起来的数字化存在方式,只有在数字技术的坐标轴上,以身体为核心的生产叙事和生活叙事才能找到其特定的存在意义。数字化成为社会运行的支配性规则,技术主义的物化逻辑的外衣被剥掉,数据算法“第一次以最为赤裸的方式成为架构人与人之间关系的利器,我们不仅仅是被还原为物,在这个物的外壳破裂之后,我们进一步被还原为一种数值关系。这样,在今天的拜物教中,我们看到的不纯粹是商品拜物教和货币拜物教,我们可以透过这两种拜物教,看到与资本拜物教联系更为密切的是一种全新的拜物教形式:数字拜物教。”蓝江:《数字异化与一般数据:数字资本主义批判序曲》,《山东社会科学》2017年第8期。因此,在新技术主义时代,我们看到的不再是物化的异化,而是数字化的异化,这并不是对物化的扬弃,而是更深层次的异化。数字资本主义的数字决定论,决定了剩余价值规律和等价交换规律的运转不是取决于劳动,而是取决于数字,似乎是劳动价值论变成了数字价值论。“由此必然导致资本主义的生产、交换、分配和消费更具数字化和信息化的特点,更仿佛与劳动无关。”白刚:《数字资本主义:“证伪”了<资本论>?》,《上海大学学报》(社会科学版)2018年第4期。事实上,数字劳动是非物质化劳动,是数字资本主义的新的劳动形式,是数字资本形成和积累的根源。在此意义上,新技术主义只是表明数字资本“比资本更加具有压迫性、更加飞扬跋扈、更加具有剥削性、充满矛盾和邪恶。”\[美\]杜娜叶夫斯卡娅:《哲学与革命》,傅小平译,辽宁教育出版社2000年版,第66页。数字资本将人类社会生活的方方面面都还原为二进制数字编码,从生产到流通再到消费都是数字资本的最佳生态安排,数字资本通过赋能建构数字资产交易所打造人类社会的数字共同体的同时,却也必将衍生出充满非确定性的属于智能机器人社会的平行世界。因此,对新技术主义不仅要进行政治经济学批判来解决数字技术的价值分享问题,而且还要进行存在论批判来解决数字技术所开创的机器人社会和人类社会的平行世界的镜像关系,前瞻性研究数据算法在机器人社会对人类社会的多维镜像中的演化机理及其潜在风险。

五、数字资本与新自由主义逻辑

资本是资本主义生产方式的核心范畴,资本的核心价值理念是自由,资本在追求价值增殖过程中对私有化、市场化、自由化的需求衍生出社会制度构建的原理和方案,并以此来担保资本逻辑的实现。换句话讲,自由主义的本质是资本逻辑,是资本利益的意识形态集中体现。自由主义的资本逻辑就是通过彻底的“私有化”、绝对的“市场化”、极端的“自由化”将公共资源转化为资本所有。因此,自由主义从“诞生开始就沦为国际垄断资本主义的政治纲领与意识形态,深刻反映了国际垄断资本主义通过全球化、市场化、私有化攫取自身利益的要求,具有鲜明的阶级性。”范逢春:《新自由主义国家治理方案的逻辑谬误》,《人民论坛》2018年第6期。自由主义的资本逻辑本性就决定了私有化、市场化、自由化的国家治理原则和方案。“资本的流动性决定了自由化的要求,资本的趋利性决定了对开放市场的追求,资本的安全性追求政府干预的最小化。”盖艳梅:《新自由主义的资本逻辑》,《科学社会主义》2016年第5期。资本的流动性要求建构开放的市场体系,尽可能地减少国家对市场的干预,信奉“管得最少的政府是最好的政府”的有限政府理念,以开放的市场化制度建构,来突破资本空间流动的体制性障碍,以实现资本在全球范围内的优化配置,催生出强调流动性的市场原教旨主义,导致全球资本空间配置的非正义性。事实上,“政府与市场在不同程度上可以互相替代,但两者互相替代的那个点,永远在以‘政府’变量为横轴、以‘市场’变量为竖轴的反比例函数中的曲线上运行,政府在最大程度上代替市场,市场也可以在最大程度上替代政府,但二者都不能完全取代对方。”曹文宏:《建国以来政府与市场关系:基于政治和经济的二维解读》,《东南学术》2014年第6期。因此,既需要市场“无形的手”来激發活力,也需要政府“有形的手”构建秩序,这是成熟市场经济的基本常识。资本的趋利性要求以私有制的利益最大化原则进行市场资源配置,以保证劳动和资本都发挥最大效率。劳动力的人力资本化,人力资本具有了社会性,劳动力的人力资本化赋予了人力资本以资本逻辑,劳动力变身为功能性资本,成为能够获取剩余价值的资本形态,这样,人力资本就和物力资本的所有者一样能够获得剩余价值,从而更好地提高人力资本的劳动生产率。资本的金融化推动资本从产业部门转向金融部门,从实体经济转向虚拟经济,金融资本越来越脱离为实体经济服务的本质,追逐资本自身的独立和增值,资本的金融化增强了资本对劳动的控制权力,如果说实体资本对劳动的控制权局限在宏观领域,那么金融资本对劳动的控制权已经深入到微观领域。在强制与非强制、实体与虚拟、宏观与微观的张力中资本对劳动的权力已经走向极致。在自由主义制度框架内,既要激发资本的活力,又要规避资本的贪婪,既要保护劳动的权利,又要保障生产秩序,建构协调的资本与劳动关系。资本的安全性要求在尊重个人权利的基本前提下规范国家权力。所谓个人权利乃是市场逻辑的自由交易,所谓国家权力乃是公共权力的强制实施,国家权力以个人权利的确立和保障为基础,个人权利以公共选择的过程和结果为前提。个人权利和国家权力是分野的,因此,要限制国家权力,反对国家权力对个人权利的不适当干预。个人权利和国家权力又是暗合的,因此,承认国家权力,主张依靠国家权力来保护个人权利。相反,“自由主义思想的权利与权力关系是在充满悖论色彩的自由主义的人的观念中完成的,这种悖论孕育了自由主义式权力体制对权利保障的可能的最大缺陷——自由竞争带来的权利的被剥夺和被侵犯。”黄其松:《走出国家权力与个人权利关系的困境——从自由主义的悖论到马克思的批判性建构》,《湖北行政学院学报》2010年第3期。因此,就要将个人权利与国家权力置于特定社会关系中,来阐明个人权利与国家权力之间的耦合关系。

新自由主義是对古典自由主义的再造,如果说古典自由主义基于政府与市场非此即彼思维定势,强调“看不见的手”的市场隐喻与“守夜人”的政府定位,那么新自由主义则是以市场定义政府,政府依照市场逻辑运行,政府接受市场监管,政府为市场服务。在数字资本主义时代,数字技术渗透到资本逻辑之中,将会引导资本逻辑的因果走势,解释和预测资本逻辑的此消彼长,解构和整合资本逻辑的单元组成,由此,数字资本成为一种自发性的市场逻辑和自觉性的技术逻辑相结合的权力范式,数字资本以这种复合型权力范式来重构资本主义生产方式,可能导致公共领域和私人领域的风险错配和冲突,由此国家治理现代化就需要形成一种审慎理性的数字权力共识和数字治理观念。数字资本的流动性要求借助市场和政府的双重力量建立起社会化、法治化、智能化、专业化的新型数字治理体系。以数字资本原则再造政府,政府成为数字资本的化身,政府被数字资本赋予推行数字化新秩序的职能,不是数字资本接受政府的监管,而是政府接受数字资本的监管,政府为推行数字资本服务,数字资本变身为新的利维坦,数字资本凭借数字技术优势在全球建构起帝国主义统治体系。从这个意义上讲,数字资本主义就是以数字资本逻辑打造的新自由主义体系。数字资本的趋利性要求以私人性和公共性相结合原则打造开放的数字空间架构,数字资本的公共性原则要求建构网络空间结构的公共意义系统,来解决数字暴力数字恐慌数字灾害等数字风险问题,数字资本的私人性要求保障数字空间的数字自由,来解决数字安全数字隐私数字利益等数字权利问题。数字资本凭借数字技术优势创造出无数的数字平台,将数字要素资源转变为数字价值资源,建构起数字资本猎取剩余价值的有效场域,并且利用数字技术优势将其意志强加于国家,逐步控制世界,最终形成数字资本为核心的数字帝国主义体系。数字资本的安全性要求通过核定数字资本和数字劳动的权利边界来实现数字权益的保护,数字资本重塑了劳动过程,数字资本以数据算法对数字劳动进行标准化处理,数据的运算规则真正成为数字资本主义劳动过程的支配性力量。数字资本重塑了劳动产品,数字资本将数字产品整合进数字秩序框架之中,形成以数据产品为核心的完整的产业链条。数字资本创新了劳动方式,分化了物质劳动和非物质劳动,区分了实体劳动和虚拟劳动,模糊了雇佣劳动和免费劳动等,开拓了数字劳动价值论的新场域。数字资本重组了劳动关系,数字劳动是在数字资本的框架下进行的,数字劳动已经成为数字资本的要素,是数字资本实现价值增值的手段,是数字资本剥削逻辑在虚拟网络空间的延展。总而言之,数字就是数字,只有被用来作为价值增值手段时才成为数字资本。这就是数字资本对数字劳动更加隐秘的剥削关系。

技术创新的逻辑篇3

逻辑学是一门工具性学科,也是支撑人类思维大厦的基础性学科。在大学教育中,它是培养求真精神与创新水平的重要手段。大学教育旨在培养创造型人才,旨在提高学生的学习和语言表达等能力,而这些都是以逻辑思维素质为基础的。但就是这样一门重要学科,在我国的地位并不高,它有时被当作形而上学加以批判,有时被当作形式主义而饱受歧视;而在我国高等教育中它也同样面临着被边缘化的境况。“在高等教育中,普通逻辑作为一门课程大有被驱逐出课堂之势。逻辑学教师的数量与学术水平急剧下降。”“我国许多高校的人文社会科学专业的课程设置中已经没有逻辑学了。即使部分高校的部分专业设有逻辑课,但他们已经把逻辑学由原来的必修课改为选修课。有些专业虽然把逻辑学作为必修课,但教学学时较以前有所减少;师资队伍状况堪忧;逻辑教学的观念、内容、方法与素质教育要求不相适应。”而这些都与逻辑学基础学科的地位极不相称。尽管造成我国逻辑学教学和研究不景气的原因很多,但与人们尚未充分认识逻辑学的地位和作用不无关系。因此,要促进逻辑学教学与研究的繁荣和发展,重新认识逻辑学在学科体系中的地位和作用是十分必要的。

逻辑学是一门古老且极具生命力的科学,在其两千多年的发展历程中,无论是在古代、近代还是在现代,也无论是在东方,还是西方,都曾有过辉煌时期,都曾涌现过丰富的逻辑思想、逻辑学著作和一大批逻辑学家,为人类思维的发展和社会的文明进步作出了巨大贡献。也正是由于逻辑学对现代科学、技术、文化、教育等方面发展的重大影响,所以在联合国教科文组织1974年编制的学科分类中,明确地将逻辑学列为相对于技术科学的七大基础学科的第二位,即:数学、逻辑学、天文学和天体物理学、地球科学和空间科学、物理、化学、生命科学。在1977年版的英国大百科全书中,逻辑学被列为知识的五大分科之首,即:逻辑学、数学、科学(包括自然科学、社会科学和技术科学)、历史学和人文学(主要指语言文字)、哲学。由此可见,逻辑学的地位之重要,影响之深远。

一、逻辑是各门科学产生和发展的必要工具

在人类知识系统中,逻辑是最早产生的知识之一。逻辑理论和方法对其他各门科学的产生和发展均有着重大的影响,逻辑是促进自然科学和人文社会科学进步的基础科学。即便是在科学飞速发展的今天,尽管科学的门类众多,内容不同,研究方法各有所异,但它们的产生与发展都离不开逻辑。因为任何一门具体科学都是由一系列的概念、命题、推理构成的理论体系。同时,随着科学不断地向前发展,其理论体系也要随之不断地进行修改或者重新建构,而这都离不开逻辑学的参与,离不开逻辑知识的应用。正是在这个意义上,列宁曾引用黑格尔的话说:“任何科学都是应用逻辑。”因此,不论是自然科学还是人文社会科学,都要运用逻辑以形成具有严密、科学和逻辑性的理论体系。没有必要的逻辑知识,没有良好的逻辑训练,人们就不可能创造出高水平的理论。英国物理学家法拉第和丹麦天文学家第谷的教训就充分说明了这一道理。法拉第曾经首次对光的电磁学说提出过基本理论,但由于他的表述缺乏合乎逻辑的论证,一直没有引起学术界的注意。而在他之后的另一位物理学家麦克斯伟,在表述光的电磁学说基本理论时,由于概念准确、判断恰当、论证合乎逻辑,很快得到了学术界的公认,成为光的电磁学说基本理论的创始人。丹麦著名的天文学家第谷,长期观察行星绕日运动,三十年如一日,共观测750颗星,并记录了它们的相对位置的变化,从而积累了丰富的感性材料。但由于他不善于理论思维,缺乏逻辑素养,终究未能揭示出行星运动的规律。正如恩格斯所说:“当真理碰到鼻尖上的时候还是没有得到真理”。而他的学生和助手开普勒,精于理论思维和逻辑推演,因而能够借助老师所积累的宝贵资料,发现了行星运动的三大定律。可见,任何科学理论都必须以逻辑为基础,必须合乎逻辑,不合乎逻辑的理论绝不是科学理论。如果没有逻辑的参与,所有科学的产生都将成为不可能。严复在介绍逻辑学时曾说:“是学为一切法之法,一切学之学”。

此外,逻辑学的昌盛与否在某种程度上还决定着整个科学事业的发展状况和发达程度。如我国近代科学落后于西方的重大根源之一,就是我国在逻辑学研究和应用方面一直落后于西方。爱因斯坦认为,近代西方科学的发展是建立在两大基础上的:一是亚里士多德创立的演绎逻辑体系,二是近代实验科学家创立的探求因果联系的方法(即培根为代表的归纳逻辑)。正是由于有了演绎逻辑和归纳逻辑,西方近代科学才得以稳步发展,也正是由于缺乏逻辑基础,缺乏逻辑传统,尽管中国有引人称羡的悠久文化,却没有产生一门系统的自然科学。尽管我们历代科举制度培养了500多名状元,还有不计其数的进士、举人、秀才,却没有培养出一名牛顿或爱因斯坦式的科学家。著名历史学家、美国最富盛名的中国问题观察家费正清教授在论及中国近代科学不发达的问题时也认为:“中国科学未能发展同中国没有订出一个更完善的逻辑系统有关”。

二、逻辑是获取新知识的重要工具

恩格斯曾经指出:传统形式逻辑“首先是探寻新结果的方法,由已知进到未知的方法”174。逻辑对获取新知所起的作用,主要是靠演绎、归纳和类比等推理方式实现的。具体地说:我们可以运用演绎推理,将已知的一般原理、规律的知识应用到个别的特殊事物上去,从而得出新的结论,获得新的知识;或者运用归纳推理,由已知的个别性的知识概括出一般性知识,从而扩大我们的知识面,获得新的知识;我们还可以运用类比推理,通过从个别到个别认识方法,举一反三,触类旁通,获得新的知识。

在人类文明史上,依靠逻辑推理获得重要科学发现与发明的史实比比皆是。欧几里德几何学就是根据已知的若干公理,运用演绎推理,推导出一系列人们原先未曾发现的科学定律的。爱因斯坦为此曾感慨地说:“我们推崇古代希腊是西方科学的摇篮。在那里,世界第一次目睹了一个逻辑体系的奇迹,这个逻辑体系如此精密地一步一步推进,以致它的每一个命题都是绝对不容置疑的——我这里说的就是欧几里德几何。推理的这种可赞叹的胜利,使人类理智获得了为取得以后的成就所必需的信心。”著名的化学家门捷列夫运用归纳推理,发现了化学元素的周期律,创建了元素周期表;同时他还根据元素周期律,运用演绎推理,推导出了当时尚未发现的3种元素,即在元素周期表上序数为21的钪、31的镓、32的锗。类比推理在科学发现与发明中具有开阔思路、触类旁通的特殊作用。人类许多重要科学理论的创建往往是通过类比推理触发的。如哈维的血液循环理论、达尔文的自然选择理论、魏格纳的大陆漂移说、卢瑟福的原子模型理论等。同样,许多重大技术的发明也往往是通过类比推理触发的。如鲁班对锯的发明、瓦特对蒸汽机的发明、计算机技术、克隆技术等。德国著名的科学家、哲学家康德曾经强调:“每当理智缺乏可靠论证的思路时,类比这个方法往往能指引我们前进。”由此可见,逻辑是获取新知识的重要工具。

三、逻辑是培养创新思维和创造性人才的重要手段

据有关专家预测,发达国家将在2010年建立起以知识创新为基础的国家高新技术体系,发展中国家将于2030年达到这个目标,整个人类将在21世纪下半叶全面进入知识经济时代。随着这一时代的到来,知识创新将成为社会文化的基础和核心,创新人才将成为国家竞争力的关键。因此,我国要在知识经济时代占有一定的地位和具有较强的竞争实力,就必须培养一大批具有创新意识、创新思维和创新能力的高素质人才,而逻辑是培养创新思维和创造性人才的重要手段。

逻辑思维作为文明人与野蛮人的根本区别之一,是人类不断发展进步的表现。在创新人才的综合素质中,严谨而科学的逻辑思维能力可以说是最主要的带有基础性的素质。逻辑思维能力不但具有创新功能,而且还是创新思维形成和发挥作用的坚强后盾。一个人如果缺乏逻辑思维能力就容易出现概念不明确、判断不恰当、推理不合乎逻辑、论证没有说服力等诸如此类的逻辑错误,就难以对事物的本质属性作出正确的判断,即使他的创新意识非常强烈,也难以使其思维准确严密地反映客观实际。从一定意义上说,创新思维是一个过程,这个过程离不开逻辑思维的基础能力。所以,创新人才只有掌握了必要的逻辑知识,受到良好的逻辑思维训练,具备了较高的逻辑思维素养,才能运用创新思维进行创造。

技术创新的逻辑篇4

英国著名的哲学家、思想家和科学家培根说过:“史鉴使人明智;诗歌使人巧慧;数学使人精细;博物使人深沉;伦理之学使人庄重;逻辑与修辞使人善辩。”法律逻辑学是一门逻辑学与法学相互渗透、相互融合而产生的边缘性、应用性的学科,一方面,它将逻辑学的基本知识和基本原理应用于法律和司法活动过程,从而探讨关于法律思维活动的一般逻辑形式和逻辑规律;另一方面,它要结合法律与司法活动思维的特殊性,研究法律思维活动特殊的思维形式及其合理性规则。我国对法律逻辑学的研究起步于20世纪80年代初,“由于历史的原因,早期对法律逻辑的研究主要体现在如何应用传统逻辑知识来解释司法实例问题上,实际上是停留在‘传统逻辑在法律领域中的应用’这一层面上。”目前在我国,随着法制建设的进步以及法学教育的发展,法律逻辑学的教学研究在广大法律工作者与逻辑工作者的广泛关注下取得了长足的进步,但是与法学的其他传统学科相比,法律逻辑学依然是一门相当年轻的学科,我们要加大对法律逻辑学教学方法改革与创新的关注力度,通过教学方法的改革与创新进一步推动我国法律逻辑学教学体系的不断完善。就目前的法律逻辑教学实践来说,典型案例教学法、辩论教学法、多媒体技术教学法、情境教学法与法律职业特征相吻合,值得探索。

一、典型案例教学法

“典型案例教学法是指教师在教学中选择最典型的例子讲授,使学生能依靠特殊来掌握一般,并借助这种‘一般’独立地进行学习的教学方法。”使用这一方法的主要目的是启迪受教育者的思维,培养其推理和解决问题的能力,让学生在短时间内掌握同一类知识和规律,同时使学生在实例中独立学习。由于法律逻辑学是结合着法律工作者的实际思维过程和法律条文来研究人的思维形式结构和逻辑规律的,这一独特的研究视角,使得典型案例教学法在法律逻辑学教学过程效果显著。笔者之所以推崇该教学法,主要是基于如下理由:一是由于法律逻辑是一门实践性与操作性都很强的专业基础课,其内容繁多,公式复杂,概括抽象,使人易感枯燥乏味,而典型案例教学法可以把比较抽象、枯燥的知识内容,在典型案例分析中,逐渐的刻画到了脑海中;二是利用典型案例激发学生学习法律逻辑学的兴趣、促使学生养成主动学习和批判思考的推理能力、为学习者提供一种不用亲自实践但却能在短期内接触并处理大量实际问题的机会;三是典型案例教学法可以运用于法律逻辑学的任一章节,易于学生对相关知识的理解记忆。但是,案例教学法并非孤立的教学活动,应与法学教育中的其他教学方法有机地结合起来,既可以进行举例说明,又可以进行模拟训练;既可以进行个人练习,又可以展开小组讨论。总之,典型案例教学法实际上是一种理论联系实际的教学方法,在法律逻辑教学过程中,利用典型案例把逻辑理论与司法实践紧密结合起来,用法学的观点看逻辑,用逻辑的观点看法律。“法律逻辑学应属于逻辑学,即它主要是逻辑科学在司法实践中的应用,因而属于应用逻辑的分支。”列宁曾说过:“一切科学都是应用逻辑。”

二、辩论教学法

法律逻辑学是研究法律思维的逻辑学科,是培养法律思维能力的重要工具。因此,该课程教学的根本目就是要培养和提高学生的逻辑思维能力,促进其自觉地运用逻辑知识,更好地为我们的生活、工作服务。而法律思维能力只有通过逻辑思维和法律实践的紧密结合才能得以不断提高,辩论教学法正是这一过程的真实再现。辩论教学法有如下优势:一是有助于学生对所学知识的融会贯通。通过辩论,学生可以根据自己所掌握的知识,运用正确的逻辑推理形式获得新知识;二是有助于提高学生的表述能力。人们表达思想和建构理论都力求思想明确、条理清楚、结构严谨、首尾一贯,这些都需要有较强的逻辑思维能力。说过:只有学会语法、修辞和逻辑,才能使思想成为有条理和可以理解的东西;三是有助于学生提高运用所学法律知识论证个人观点和反驳他人观点的能力,提高其论证能力。对于法官和律师来说,都应善于说理、善于辩论、熟练运用论证方法。辩论中教师不告诉学生现成的结论、定理和正确的证明,也不表明自己的态度,而只是引导学生通过自己的分析理解,自己去发现其中的规律和方法,得出自认为合乎逻辑的结论。

三、多媒体技术教学法

边缘性的学科性质注定了法律逻辑学具有高度抽象性。在法律逻辑学教学中,将多媒体技术教学法这一现代化的教学方法和传统的教学方法相结合,可以大大提高教学效果。现代化的教学手段在教学过程中是必不可少的,作为现代化教学手段之一,多媒体技术教学法就是利用PowerPoint软件系统把法律逻辑学的概念和原理制作成演示文稿的形式,向学生进行展示和讲解的方法。通过多媒体教学教学,可以使学生利用现代化的高科技技术轻松地理解掌握内容较为抽象的法律逻辑知识。同时,多媒体教学法也弥补了教学与社会实践相脱节的缺陷。多媒体技术教学法的优势突出表现为:一是具有较强的表现力和感染力,容易调动学生的学习兴趣和学习积极性。例如,在讲到复合推理的综合运用时,运用多媒体课件,将案发过程和侦查人员的调查经过重演,引导学习者列出侦察人员所掌握的情况,并以此作为前提进行推理,破获案件;二是知识容量大,可以拓宽课堂教学的时空范围,优化教学资源的合理利用。

技术创新的逻辑篇5

关键词:数字电子技术;逻辑电路;实践教学;软件仿真

中图分类号:G642 文献标识码:B

1引言

“数字电子技术”是计算机专业学生必修的一门专业基础课。本课程的主要目的是使学生掌握数字系统分析和设计的基本知识与原理,熟悉各种不同规模的逻辑器件,掌握各类逻辑电路分析与设计的基本方法,为数字计算机和其他数字系统的硬件分析与设计奠定坚实的基础。

为了使学生能够真正将课本上的理论知识与实际的数字电子技术电路融会贯通,我校“数字电子技术”课程组授课教师在课堂教学的基础上,精心组织、设计该课程的相关实验,让实践教学环节成为理论教学的有力支撑,使学生更好地将理论与实际结合,高效率地吸取本学科的前沿知识。

2实验教学现状

数字电子技术主要包括小、中和大规模数字电路的分析与设计、可编程逻辑器件和现场可编程门阵列器件、数字系统分析与设计。其教学侧重整个电路的逻辑功能及其应用。在以往相当长一段时间内,由于不具备支持大规模实验的设备,数字系统仿真软件也不成熟,因此国内大多高校只基于“SD―2型数字电子技术实验设备”开设了传统的中、小规模电路的实验,均未开设体现现代电子技术的中、大规模电路的实验。这导致本课程的理论不能全面与实验交融,更不能体现现代数字电子技术的核心,显然不利于学生接受该门课的知识,也与计算机技术的发展格格不入。

近年来,多功能专用硬件实验设备的投产给“数字电子技术”课程提供了全方面的基础实验平台,使“数字电子技术”大规模硬件实验的开设具备了基本条件。另外,为了让学生掌握EDA核心技术,一种可行的方式是在PC机上利用VHDL实现硬件功能,仿真其工作过程,根据时间波形图分析、改进和完善逻辑电路。这种软件仿真模式为学生掌握现代技术,适应社会需求提供了极大的帮助。

3实验教学目标

对逻辑变量、逻辑运算、逻辑函数、逻辑电路的感性和理性认知,能描述各种逻辑问题,并基于逻辑设计和物理设计的层次给予实现,这是学生在“数字电子技术”课程中必须达到的水平。为此,授课教师在给学生提供理性认知帮助的基础上,必须精心设计配套的实验课程,让学生通过实践环节透彻感性地掌握教学内容,进而掌握数字逻辑电路的设计与实现方法,以及性能分析、评价的手段。

“数字电子技术”实践教学内容的设计是在验证性实验和开放性课程设计并存、“软硬兼施”的模式下实施的,目标是使学生感性地认识、理解数字逻辑的基本概念、并能灵活运用,还能掌握先进的数字电子技术,实现复杂数字电路的分析和设计。

4实验教学内容

为了使学生全面地了解和掌握数字电子技术,在具体实践中加深对所学理论知识的理解,针对“数字电子技术”课程教学中的重点难点,我们安排了两类实验:基于硬件的验证性实验和基于软件仿真的实验。

4.1硬件实验

硬件实验采用了浙江大学方圆科技有限公司开发生产的“SD-2型数字电子技术教学实验系统”实验箱作为实验平台,用来达到验证性实验的目的。本课程选择开设如下硬件实验。

① 集成逻辑门的测试

实验目的:掌握TTL集成与非门逻辑功能的测试方法;了解TTL与非门主要参数的意义及其测试方法;学习用与非门实现其他逻辑门的逻辑功能。

在这个实验中,要求学生74LS00芯片完成TTL与非门的逻辑功能,高低电压等测试,以及实现与、或、非、异或等逻辑关系,达到感性理解逻辑变量、逻辑运算的目的。

② 利用SSI设计组合逻辑电路

实验目的:掌握用SSI器件设计组合逻辑电路的基本方法;学习用给定的SSI器件设计组合逻辑电路。

在这个实验中,要求学生利用74LS10等小规模芯片实现一个保密电子锁、产品质检器和一个灯控电路,达到掌握小规模组合逻辑设计的能力。

③ 利用MSI设计组合逻辑电路

实验目的:掌握用MSI器件设计组合逻辑电路的基本方法;学习用给定的MSI器件设计组合逻辑电路。

在这个实验中,要求学生利用74LS138、74LS151和74LS283等中规模芯片实现一个数字判断电路、多功能组合逻辑电路和一个代码转换器,达到掌握中规模逻辑设计的能力。

4.2软件仿真实验

如前所述,数字电子技术的硬件实验只能提供中、小规模电路的设计,而且实用数字逻辑器件的电路一般较复杂,连线繁多,学生在实验中极易出错,且难以及时查错,导致实验效率不高,同时无法实现大规模电路的设计,也不能为学生提供掌握现代数字系统设计技术的条件。为此,我们在硬件实验的基础上采用MAX+PLUSⅡ在PC上进行仿真,实现各种规模的数字电路和简易系统。这既能开拓学生的创新设计能力,又方便可行。具体开设的实验分别在验证性实验的后阶段和开放性课程设计阶段完成,具体来说以下实验①②为实验内容,③④⑤为课程设计内容。

① 移位寄存器

实验目的:掌握软件MAX+PLUSⅡ的安装方法;掌握软件的初步使用方法;掌握原理图输入方法;熟悉FPGA设计流程和相关步骤的主要命令;掌握移位寄存器的逻辑功能及其测试方法;学习移位寄存器的应用。

在这个实验中,要求学生在PC机上用MAX+PLUSⅡ验证74LS194芯片的功能,并用来实现环行脉冲分配器、分频器,达到熟练运用MAX+PLUSⅡ的水平。

② 计数译码显示电路

实验目的:进一步熟悉软件的使用和原理图输入法FPGA设计流程;掌握层次设计方法;掌握中规模TTL集成计数器74LS161的逻辑功能及其应用;学习使用74LS48BCD―7段译码/驱动器和共阴极七段显示器;学习设计计数译码显示电路,并了解其计数、译码显示过程。

在这个实验中,要求学生用层次设计方法,先用74LS00、74LS161和74LS48等芯片实现模10的计数器,再级联扩展成模100的计数器,并用十进制显示,达到能设计中规模时序电路的能力。

③ 数字电子钟的设计

实验目的:熟悉使用VHDL文本输入法设计PLD芯片的流程;学习数字电子钟的秒信号源及秒、分、时、星期计时器的设计;学习秒、分、时、及星期译码,显示电路的设计;掌握对波形图的量化分析方法以及调试技术,提高设计能力。

在这个课程设计实践中,让学生主动学习,开拓创新,在老师的指导下掌握方便的VHDL文本设计方法。

④ 控制器的设计

实验目的:掌握控制器的ASM图描述方法;熟练掌握控制器VHDL文件的建立。

在这个课程设计实践中,学生可以利用各种资料学习现成的程序代码,并加以改进后实现自己确定的控制功能,实现大规模集成电路的设计,达到训练学生收集资料和合理运用资料的能力。

⑤ 十字路通管理器

实验目的:进一步掌握ASM图的应用;编写十字路通管理器的VHDL文件;深入理解层次化描述的基本要领;进一步掌握对时间波形图的量化分析方法。

以上课程设计内容只是学生在选题时的一个启发,抛砖引玉,学生还可以自由发挥,结合实际应用和自己的兴趣确定很多实用有效的选题,并完成相应的任务。

5实验教学效果

实践教学环节的实施表明,“数字电子技术”实验课程很受学生欢迎。以上硬软两部分实验将传统简单的数字电子方法和现代先进的数字电子技术有机地结合起来,让学生既深入理解了成熟的理论,又掌握了现代化数字电路的开发技术。特别是基于软件仿真的课程设计,调动学生的自主创新激情,学生将抽象的理论与实际相结合,对书本的理论知识有了更深入、更具体的认识,并掌握了量化分析方法,最后达到从数字逻辑部件整体功能的角度来研究、评价数字系统的目的,这使得学生在学好“数字电子技术”专业基础课后,为后续的课程学习打下坚实的基础。

 本门课程的实践教学从06级学生开始改革实施。06级学生在“数字电子技术”的实践教学环节中表现出强烈的兴趣和积极性,他们按照要求很好地完成了每一个实验。在调查问卷中,学生们对于“数字电子技术”课程的实践教学给予了高度认可。

调查问卷中也体现出学生对软件仿真实验的兴趣和收获大于硬件实验。经分析,原因在于硬件实验平台对实验内容有一定的局限,没有软件仿真实验那么充分的设计和创新空间,也不如仿真实验那么灵活方便。

6结束语

我校“数字电子技术”课程组在教学中,本着理论结合实践的宗旨,突破传统数字电子技术实验平台的局限,

开设各类规模电路的设计,软硬兼施,提供可行的实验环境,设计可操作的实验内容。实施效果表明它很好地支撑了理论教学,有利于培养学生分析问题和解决问题的能力,开拓了学生的创新思维。

下一步我们将着重研究和设计如何把模拟仿真正确的代码、文档下载到CPLD,使其更有设计性和创新性,为“数字电子技术”课程的教学构建更有利的实验平台。

参考文献:

[1] 欧阳星明. 数字逻辑(第二版)[M]. 武汉:华中科技大学出版社,2005.

[2] 汪国强. EDA技术与应用(第二版)[M]. 北京:电子工业出版社,2007.

技术创新的逻辑篇6

关键词:通用技术课程;技术素养;逻辑思维

《通用技术课程标准》的基本理念明确提出:“(一)关注全体学生的发展,着力提高学生的技术素养。(二)高中学生正处于创造力发展的重要阶段,他们的想象能力、逻辑思维能力和批判精神都达到了新的水平。在学习活动中,要培养学生的探究能力和敢于创新、善于创造的精神和勇气,使学生的创造潜能得到良好的引导和有效的开发,使学生的实践能力得到进一步的发展”。

一、 逻辑基础

“逻辑”,或称为“理则”。最初的意思有词语、思想、概念、论点、推理之意。1902年严复译《穆勒名学》,将其意译为“名学”,音译为“逻辑”;日语则译为“论理学”。在现代汉语词典里,逻辑的涵义是思维的规律或客观的规律性,逻辑学被定义为研究思维形式和规律的科学”。

逻辑思维能力是指正确、合理思考的能力。即对事物进行观察、比较、分析、综合、抽象、概括、判断、推理的能力,采用科学的逻辑方法,准确而有条理地表达自己思维过程的能力。

二、逻辑思维能力培养的必要性

“设计是一项非常严谨的技术规划活动,但由于目前通用技术领域几乎所有的同行自身缺乏设计经历,没有实际设计经验,也不具备一定技术素养,这些人存在一个错误认识,认为设计是一件非常容易的事,学生即使没有实际的经验,也会设计。这种把设计看得太简单的思想,是一种轻浮的技术思想,即不利学生严谨设计思想的形成,便有可能他们在今后的生产生活中造成极大祸害”。

从目前的学生作品来看,轻浮的设计是很简单,设计新颖、方便携带的小板凳、设计外形美观的台灯、设计利用课桌剩余空间的小书架,学生都会。但是,实际情况却是,因为学生缺少实际的制作经验,设计仅仅是方案草图漂亮、有想法而已,而且,草图里掺杂了大量的文字说明,而文字说明则是东打一枪西换一炮,文字组织大都是没有理性、没有严谨的逻辑性,是想当然的一种说明。那这种设计方案,要么制作不出来,要么制作出来的产品与其设计方案相去甚远,面目全非,从而使高中学生的设计作品沦为小学生的劳技作品。这也是目前网上看到的都是一些劳技作品的原因。所以,通用技术课程要使学生充分认识到设计的复杂性与严谨的逻辑性,小到标准件螺丝钉的连接,大到整体方案的构思,都要进行严谨的逻辑推理,理清事情的来龙去脉,这样才能设计制作出好的设计作品,而不是劳技作品。

三、学生如何形成严谨的逻辑思维能力

1.参与辩论

墨子有言:“夫辩者,将以明是非之分,审治乱之纪,明同异之处,察明实之理。处利害,决嫌疑。”通过辩论,能够格物致知、探求真理,可以锻炼思维的完整性、准确性、清晰性和敏捷性。法国作家福楼拜曾精辟地指出:“思想准确是表达准确的先决条件。”思路清晰、有层次,才能用有条不紊的文字语言来表达自己的设计思想观点。

2.熟能生巧

就逻辑而言,有使用技巧问题。何来?熟能生巧。三视图画得多了,方法应用得多了,自然而然就会熟练了,然后从中可以归纳出最适合自己的方法。学数学的可知,解题解多了,你就知道必然会出现怎样的情况应用什么样的方法才能解决问题,这可以叫数学哲学。

3.通用实践活动、通过项目载体的实施

例如“简单三棒孔明锁制作”。孔明锁是中国传统的智力玩具,结构巧妙,易拆难装,作为通用技术学生实践的一个载体,三棒孔明锁的制作对榫卯的加工精度要求较高,有利于培养学生严谨的工作学习态度。其制作过程分为划线、锯割、划线、凿切、修平、安装调试等一系列相关的流程,且每个工序的要求各有不同,但又互相联系,环环相扣。

通过这些项目的制作,学生们才体会到,制作过程的复杂与严格的尺寸要求,远不是当初设计时想得那么简单,远不是当初画设计草图时那种想当然的心态,要想制作出较好的三棒孔明锁,就要考虑制作的流程和制作的精度,要考虑工具、材料、划线、锯割、凿切、修平等等,这些内容在理论层面上可能会掌握,但知道是一回事,做却是另一回事了,知易行难!而通过制作可以形成一种技术上的逻辑思维,并将其推理、物化到其它项目中,从而提高学生的逻辑思维能力,形成实事求是、精益求精的学习工作态度。

【参考文献】

[1]中华人民共和国教育部.普通高中技术课程标准.[M].北京:人民教育出版社,2008.

[2]维基百科.

技术创新的逻辑篇7

功耗由静态和动态功耗组成。静态功耗是采用可编程目标文件(.pof)对FPGA进行设置,但时钟还没有工作时消耗的功率。数字和模拟逻辑都存在静态功耗。在模拟系统中,静态功耗主要来自模拟电路不同接口配置带来的静态电流。

动态功耗是器件工作时由于信号触发和容性负载充放电所带来的功耗,影响动态功耗的主要因素是电容充电、供电电压和时钟频率等。按照摩尔定律,小工艺尺寸降低了电容和电压,从而降低了动态功耗。而难点在于小工艺尺寸上实现了更多的电路,提高了最大时钟频率。随着工艺节点的减小,相同电路的功耗在降低,但是FPGA容量在不断加倍,最大时钟频率不断提高。

体系结构和工艺技术的功耗创新

FPGA可以采用创新的内核、I/O和收发器体系结构以及最新的工艺技术和电路技术来解决这些功耗难题。

1 可编程功耗技术

FPGA内核主要包括逻辑、存储器和数字信号处理(DSP)模块。在Virtex-5FPGA等标准FPGA中,所有逻辑模块都设计运行在一个速率上一一最大速率,导致非常大的功耗。

Altera公司的工程师分析了71个设计的基准测试结果,估算一个设计一般需要多少高速逻辑。他们对设计进行编译,在FPGA架构上实现所能达到的最佳性能。在这些设计中,所需要的高速逻辑大概平均占20%。

图2所示为一个典型的余度直方图,大部分通路(左侧)都有一定的余度,只有少量关键通路(右侧)需要性能最好的逻辑以达到时序要求。

利用这一事实――设计中的大部分电路都有一定的余度,不需要将所有逻辑置于高性能状态。以Stratix IVFPGA为例,它由逻辑阵列模块(LAB)、TriMatrix存储器和DSP模块构成,利用可编程功耗技术将少量的关键时序逻辑模块设置为高速模式。时序不重要的逻辑模块设置为低功耗模式,能够大大降低低功耗逻辑的泄漏功耗。而且,可编程功耗技术将没有使用的逻辑、TriMatrix存储器以及DSP模块设置为低功耗模式,进一步降低了功耗。

在任何设计中,Quartus II软件能够自动确定设计中每一通路的余量,通过调整晶体管反向偏置电压,把晶体管,同时把逻辑模块设置为合适的模式――高性能或者低功耗。例如,将Stratix IV FPGA内核的n-MOS晶体管设置为这两种模式。

・低功耗模式,Quartus II软件减小反向偏置电压,使得晶体管很难接通。这降低了时序不重要电路的亚阈值漏电流和不需要的静态功耗。

・高性能模式,Quartus II软件增大反向偏置电压,在几个关键时序通路上的晶体管更容易接通,以满足设计中规定的时序约束要求,提高性能。

采用同样的方法也能将p-MOS晶体管设置为合适的模式,从而设置LAB、TriMatrix存储器和DSP模块为高性能或者低功耗模式。这样,通过改变晶体管的电气特性,Stratix IVFPGA可编程功耗技术以高速逻辑和低功耗逻辑的最佳组合,实现了最好的性能和最低的功耗。例如,图3所示的Stratix IV EP4SE680 FPGA在85℃时的典型设计,和没有采用可编程功耗技术时相比,静态功耗降低了37%。

我们可以精确地控制一个设计达到其性能要求而需要的高速逻辑数量。在每一个逻辑块基础上控制高速和低功耗逻辑的设置(每个逻辑块包括两个LAB,或者一个LAB和DSP模块,或者一个TriMatrix存储器,都含有相关的走线)。例如,在Stratix IV FPGA中,可以分别对5000多个逻辑块进行控制,设置为高速或者低功耗模式,把设计功耗降到最低。Quartus H开发软件能够将逻辑块设置为高速或者低功耗模式,自动对设计进行优化,无须用户的干预。

Quartus II软件每次针对StratixIII FPGA进行设计编译时,自动对设计进行优化,达到规定的时序约束,同时实现最低功耗。得到的编程文件被装入FPGA,包括将每个逻辑块设置为高速或者低功耗配置的信息。在Quartus II软件中完全可以看到逻辑块高速或者低功耗模式的最终设置。

2 MulfiTraek互连

Stratix系列器件还采用了MultiTrack互联来提高性能,降低拥塞和功耗。MultiTrack互联提供不同LAB之间的连接,可以采用一个LAB到另一个LAB之间的“跳转”数量来对其性能进行衡量。由于增加互连跳转数量会增大电容,因此,跳转数量越少,就可以采用越少的高速逻辑来达到性能要求。

ALM和MultiTrack体系结构相结合后。能够以更少的布线连接更多的逻辑,从而提高了性能,降低了功耗。

3 分级时钟

分级时钟可以在LAB层面上来控制每一时钟网络的传播。作为QuartusII软件中逻辑优化的一部分,通用时钟逻辑被划入LAB中。只有在逻辑使用时钟时,才启用该时钟。关断所有其他时钟信号,以降低功耗。

4 DDR3和动态片内匹配

以Stratix IV FPGA为例,其I/O创新技术包括I/O中直接内置读/写调平功能,更迅速方便地与1067Mb/s(533MHz)DDR3 DIMM进行接口。从1.8V工作的DDR2过渡到1.5V工作的DDR3,使I/O静态功耗降低了30%。

为进一步降低I/O静态功耗,可在数据传送期间动态接通和关断串联匹配(Rs)及并联匹配(RT),这一功能被称为动态片内匹配(DOCT)。在写周期,RS接通,RT关断,以匹配线路阻抗,而在读周期,RS关断,RT接通,实现与总线的远端匹配。在一个典型72位DIMM上,和使用DDR2但不具有DOCT的标准FPGA相比,Stratix IV FPGA在1067Mb/s时I/O静态功耗降低了65%(1.9W)。

5 内置硬核IP和收发器技术

以Stratix IV FPGA为例,它为各种×1、×4、×8 PCI Express Genl和Gen2应用提供一系列完整的PCI―SIG兼容FPGA解决方案。Stratix IVFPGA新增特性提供4个PCI Express硬核知识产权(IP)模块,嵌有完整的PCIExpress协议堆栈(端点和根端口)。这包 括收发器模块、PHY MAC、数据链路层和协议层。

和软核IP相比,Stratix IV FGPA中的硬核IP不但节省了逻辑和嵌入式存储器资源,缩短了设计和编译时间,而且大大降低了功耗。表l为Stratix IvFPGA中PCI Express硬核IP内核Gen2的功耗。

40nm工艺的电路技术

40nm工艺要比以前包括65nm节点和最近的45nm节点在内的工艺技术有明显优势。最引人注目的优势之一是其更高的集成度,半导体生产商可以在更小的物理空间中实现更强的功能。和65nm工艺相比,45nm工艺密度提高了1倍,而40nm工艺密度达到了2.35倍。

半导体行业一直在不断迈向更小的工艺节点,在设备、工艺技术、设计工具和电路技术上进行大量投入,以解决出现的各种问题。整个行业普遍面临的挑战是小工艺尺寸上越来越大的泄漏功率问题,40nm工艺节点(以及以前的节点)采用了很多技术手段来管理泄漏功率,进一步提高性能,或者保持性能不变。

1 全铜布线

铜替代铝之后,减小了电气损耗和功率损耗,从而提升了性能。以Altera为例,该公司在150nm工艺节点开始采用全铜金属进行片内布线,在所有130nm、90nm、65nm和40nm产品中都采用了全铜布线。

2 低k绝缘

绝缘材料实现了金属层之间的隔离,支持多布线层。采用低k绝缘后,降低了布线层之间的电容,显著提高了性能,降低了功耗。

3 多阈值晶体管

晶体管电压阈值影响晶体管的性能和泄漏功率。Altera对性能要求高的高速晶体管采用低阈值电压,对性能要求不高的慢速低泄漏晶体管采用高阈值电压。

4 可变门长度晶体管

晶体管的逻辑门长度影响其速率和亚阈值泄漏。当晶体管的长度接近45nm工艺的最小门长度时,亚阈值漏电流会显著增加。在性能要求不高的电路中,可使用长度较长的逻辑门以降低漏电流。对于性能非常关键的电路,Altera使用长度较短的逻辑门来提高性能。Altera在90nm、65nm和40rimStratix系列器件中采用了可变门长度晶体管来降低功耗。

5 三重氧化

逻辑门氧化层的厚度会影响晶体管的性能和漏电流。Stratix IV FPGA在I/O电路和核心逻辑中使用了三个分立的氧化层(三重氧化)。这些核心氧化层中的两个被用于在低性能晶体管中实现最小泄漏,在高性能晶体管中被用于实现最佳性能。

6 超薄门氧化

三重氧化技术还包括针对高性能晶体管的超薄门氧化技术。这些晶体管即使使用长度较长的逻辑门也可以达到最佳性能,适当的提高栅极导致的漏极泄漏以及栅极直接沟道泄漏,能够大大降低亚阂值泄漏。

7 应变硅

应变硅技术增大了晶体管沟道跨导,从而提高了晶体管的性能,如图4所示。Stratix III和Stratix IV FPGA的所有晶体管中使用了应变硅技术,以提高FPGA的性能。

Ouartus II功耗优化

详细的设计实施可以提高性能,减小面积,降低功耗。以前,通过布局布线设计流程,寄存器传送级(RTL)自动在性能和面积上达到均衡。Quartus IIPowerPlay优化工具自动在Stratix IVFPGA上继承了这些节省功耗的特性,进一步降低功耗。

Quartus II软件的许多自动功耗优化功能对设计人员而言都是透明的,而且还提供Stratix体系结构详细的优化措施以降低功耗,这些措施如下。

1 分析和综合优化

・主要功能模块变换映射用户RAM,降低功耗。

・重新规划逻辑以降低动态功耗,正确的选择逻辑输入,降低高频触发网络的电容。

2 适配器优化

・降低核心逻辑的面积和连线要求,以降低布线的动态功耗。

・修改布局以降低时钟功耗。

・在对时序不重要的数据信号进行布线时,降低速率以减小功耗。

・将关键通路上的逻辑块设置为高速模式,所有其他逻辑块设置为低功耗模式(Stratix III和Stratix IV FPGA)。

功耗估算

在设计概念构思直到实施的整个过程中,PowerPlay都支持功耗估算。在设计构思阶段,设计人员使用PowerPlay EPE,而在设计实施阶段使用PowerPlay功耗分析器。这些工具是精确的FPGA功耗分析工具。

PowerPlay EPE是一种基于表格的分析工具,可以根据器件和封装选择、工作条件以及器件使用情况来进行早期功耗估算。EPE具有FPGA内部精确的功能元件模型,但是,由于在RTL设计之前采用EPE,因此,它缺乏很多关键信息,如逻辑配置、布局布线等,限制了其精度范围。然而,用户还是依靠EPE作为主要的功耗估算工具,在设计早期阶段进行功耗估算。

PowerPlay功耗分析器是更精细的功耗分析工具,它使用实际的设计布局布线和逻辑配置,以及仿真波形精确地估算动态功耗。总体上,功耗分析器结合精确的设计信息,其准确度在±15%以内。

Quartus II PowerPlay功耗模型与实际的芯片测量结果密切相关。Altera公司使用了8500多个不同的测试配置来测量Stratix系列器件每一组成的功耗。每一配置专门针对FPGA特定配置下的某一电路组成,例如9×9模式下的DSP、×16模式下的M9k存储器模块,以及特定逻辑配置下的ALM等。

所采用的测试方法简单、精确。对特定配置下FPGA中单个模块进行精确的功耗测量,最好的方法是采用待分析配置状态测量的模块实例来配置FPGA。所有其他逻辑和功能模块配置为低功耗工作模式不被激励。然后,在所有被测模块中运行设计好的、能够重复激励的模式,产生清晰的功耗参数。得到的芯片功耗主要来自于大量被测模块,可以从总功耗中提取出多余功耗。得到的功耗除以配置模块数后,得出该模块在该模式下的精确功耗。

技术创新的逻辑篇8

〔关键词〕 科学创造,表征,语言,逻辑,想象

〔中图分类号〕N34 〔文献标识码〕A 〔文章编号〕1004-4175(2014)01-0031-05

〔收稿日期〕 2013-11-16

〔基金项目〕 国家社会科学基金项目(12BZX018),负责人魏屹东。

〔作者简介〕 魏屹东(1958-),男,山西永济人,山西大学科学技术哲学研究中心、山西大学哲学社会学学院教授、博士生导师,主要研究方向为认知哲学。

今日之世界,可以说是科学技术化的世界,人们的生活、工作和学习的方方面面,社会经济发展的方方面面,都与科学技术密切相关。根本原因在于科学技术具有创造性(包括发明与发现)的特质。科学创造性是人类特有的。科学发展史表明:在创造过程中,人类无疑会使用语言和逻辑,会运用记忆和想象。那么,什么是创造性,其范围是什么?语言和逻辑在其中起什么作用?科学与技术在创造性方面有什么区别,二者如何互动?如何进行科学创造,如何对其表征?这些问题无疑是格外重要的,它们也正是本文要着力探讨的。

一、创造性的范围与表征

就人类的生存范围而言,人类生活在两个世界:一个是固有世界或者实在世界,也就是经验领域;另一个是超验世界,也就是形而上的精神领域。前者的表现形式主要是世俗社会或者人们的常识世界;后者的表现形式主要是宗教,还可以加上形而上学哲学。

对科学来说,其研究对象决定了它主要存在于固有世界或实在世界范围,也就是说,科学的研究对象是实在世界的各个方面,比如物理的、生物的、化学的,等等。人类发展史和科学发展史表明:经验的实在性以三个支柱——语言、逻辑和科学为基础 〔1 〕 (P3 )。没有人能够准确知道促进人类交流的语言何时出现,距今最少应该有十万年;人类文化的第一个书写记录大约出现在距今一万年前,这是集体记忆的开端;逻辑距今约2500年,由艾皮门尼德(Epimenide)提出,而科学的出现距今不过400多年,由伽利略开始。可见,语言的出现最早,逻辑和科学是基于语言的。没有语言,也就谈不上逻辑和科学。在这个意义上,语言具有优先性,没有语言,我们就无法进行表征和交流,更谈不上科学的发展了。

反过来说,科学不能先于逻辑产生,逻辑不能先于书面语言形成,书面语言也不能先于口语而产生,而口语的形成肯定经历了一个漫长的肢体语言过程。这充分说明,科学的产生离不开语言和逻辑,科学作为人类的主要认知方式,表明认知的发展与语言密切相关。假如没有语言,就不会有科学,因为我们无法表征科学。

当然,在日常生活中,当我们说“语言”时,事实上,我们很少使用逻辑,科学在其中也不起任何作用。对我们人类来说,语言就意味着文学、音乐、艺术、经济、政治等,这些学科在没有发现逻辑和科学之前业已存在。也就是说,表征语言的文学、音乐、艺术、经济、政治等比逻辑和科学的出现要早得多,它们是逻辑和科学形成的基础。在这个意义上,科学的创造性与这些看似无关的学科有着千丝万缕的联系,只是我们没有意识到而已。因此,我们可以说,文学、音乐、艺术、经济、政治等是逻辑和科学的基础。

意大利物理学家兹奇奇(A.Zichichi)认为,存在范围由创造性(creativity)、支配(leadership)、创新支配(innovative leadership)和动机(motivation)来描述。创造是指产生以前从来不知道或者没有被看见或被观察到事物的能力。支配是指激发和激励人们的能力。创新支配是激发和激励人们做出创造行为的能力。动机是达到目标的动力 〔1 〕 (P4 )。在他看来,在人类活动的经验范围,语言、逻辑和科学都需要创造性、支配和动机,其中创造性是最难的。也就是说,在人类活动中,创造性普遍存在于语言、逻辑和科学中。正因为创造性最难,所以在语言、逻辑和科学的产生过程中,创造性就成为人类认知活动的核心。

在语言中,创造性是通过审美学、公共诉求、成功等表征的,人们常说的“满足具体的形式审美标准”,“具有社会价值”,“漂亮”等,就是创造性的具体体现,它们强化了创造性的必要性。创造性相应地把艺术、音乐、文学的新形式变为现实,反过来,艺术、音乐、文学也成为创造性的表现形式。

在逻辑中,创造性仅有一个表征方式,那就是“无矛盾”。导致自我矛盾的逻辑结构不能存在。也就是说,逻辑系统一定是自洽的、无矛盾的,否则的话,就不成其为逻辑,逻辑本身就意味着“前后一致”。这说明创造新的逻辑结构不能自相矛盾。一个典型的例子是无限或无穷大。我们不能同时肯定一个事物既有限又无限。

在科学中,创造性也仅有一个有效表征方式——真或假。无论一个命题或理论的描述多么漂亮,科学的观点没有美或丑之分,只有真或假之别。因为科学的目的就是求真。当然,这并不排除科学理论在表征形式上也讲究“漂亮”和“优雅”,比如数学方程的简单美。一个科学理论不仅要求在逻辑上无矛盾,而且在实验上也要求可重复。也即一个科学理论首先应该是逻辑结构上严格无矛盾的,而这一点不必然满足科学证明的要求。有许多逻辑理论结构在自然中并没有被发现,比如无限维的空间没有产生任何自相矛盾。从数学的观点看,无限维空间是存在的,但在我们生活的空间中,维度是有限的(三维空间)。对于科学而言,无限维的空间是不存在的。一个由实验证据支持的理论是伽利略式的科学的逻辑结构。没有实验证据支持的理论就会被放弃。这样,科学中的创造性就是要通过重复性的实验发现真理。或者说,科学的任务就是发现自然的逻辑。

那么,创造性的语境又是什么呢?是什么前提条件促使了创造性的形成呢?兹奇奇认为是记忆与想象。为了避免重复犯错误,为了不再从零开始探讨,我们需要记忆;为了设想我们从来没有想过或见过的东西,我们需要想象。通过开发记忆和想象,创造性相应地就能够把想象的结果变成现实。如果没有创造性,很难设想有现在的人类的一切。换句话说,记忆是为了避免重复研究,想象是为了拓展研究范围,比如不可观察的微粒子或者广阔无垠的宇宙。

这表明,记忆和想象在创造过程中起背景或语境的作用。在兹奇奇看来,记忆在语言、逻辑和科学中有相同的作用,也就是避免与先前的创造重复。语言中的想象相当于创造新诗、新音乐、新艺术等智力活动。逻辑中的想象意味着运用公理和规则创造新的数学结构。科学中的想象相当于思考一个新的原则、一个新现象和新规律,相当于设想一个新实验。

对于一个科学家来说,记忆、想象和创造性是平衡的吗?我们通过兹奇奇亲历的一个真实故事来说明。

物理学家范纽曼和魏格纳是好朋友与合作者,他们常常讨论物理和数学问题。有一次范纽曼告诉兹奇奇,说他能够记得1933年6月25日喝了多少咖啡,并相信他的想象力并非他所表现的那样强大,只是因为他记忆得很多。魏格纳是一个想象力极强的人,而魏格纳的记忆力不如他强。在一次讨论中,魏格纳突然说已经到中午了,他必须马上去参加一个午餐。当魏格纳要离开时,范纽曼说“你那么聪明,为什么不让时间停止呢?”紧接着又说:“对不起,太晚了,你应该让时间倒流。”就是这么一句不经意的话启发了魏格纳,于是他开始思考基本粒子和自然的基本规律。

我们知道,一个基本粒子,无论是电子还是质子,既没有大脑也没有手表,它不能区别过去和将来。如果时间向一个方向或超相反方向飞逝,基本粒子间的所有基本相互作用必须是不变的。就在范纽曼邀请魏格纳合作研究的三个月后,魏格纳发现了著名的“时间不变性”原理,其中建立了“时间反转算子”(Time-reversal operator)。这一原理说明,所有物理规律都应该是“时间不变性”的,比如,物理实在应该保持不变,假如我们能够让时间倒流。

1964年,有人发现KL介子 ①在衰减过程中打破了“时间不变性”原理。 兹奇奇做了一系列实验来证明,在电磁相互作用中“时间不变性”是否还有效。实验证明,电磁力遵循“时间不变性”原理。魏格纳作为20世纪最伟大的物理学家之一,他创造的“时间反转算子”的操作过程在自然逻辑中不产生任何矛盾,而且他的原理经受了重复性实验的验证。

这是科学创造性的一个典型例子。它表明:创造性的观念往往源于日常生活,我们不经意间的谈话与交流都有可能导致新观点的涌现,当然,“机遇偏爱有准备的头脑”,如果没有对某个问题的长期思考,即使有再多的交流和对话,也不会有助于对那个问题的解决。

二、创造性在科学与技术中的差异

创造性在科学和技术中是否相同?表征方式是否有差别?接下来我们讨论这个问题。

在普通人的观念里,科学和技术没有什么不同。其实,二者是两个完全不同但密切相关的领域,前者在于发现,后者在于发明。比如,与魏格纳同时代的著名物理学家费米发明的核消防照明就不是科学而是技术。兹奇奇认为,我们必须弄清科学与技术的区别。他把伽利略之前的技术称为“前科学技术”,伽利略之后的技术称为“后科学技术” 〔1 〕 (P7 )。

前科学技术是基于试错法产生的,不是根据基本规律的理解产生的,也就是靠的是经验而不是理性原则。这就是为什么在前科学技术时期,没有人确切地知道轮子和火是谁在何时发明或者发现的。但是,我们确实知道的是对于轮子和火的理解则是发现科学以后的事情。

后科学技术植根于人们对自然基本规律的深刻理解。比如,蒸汽机的发明先于热力学规律的发现,但是由于热力学的产生,人们才对这项技术有了深刻的理解,而且在此基础上产生了许多技术发明。也就是说,科学是技术的思想来源,技术是科学思想的运用。科学要求我们将智力工作投入到“发现”中,技术要求我们将智力工作投入到“发明”中。因此,科学只能发现而不能发明新的自然规律。技术进步是基于一种新观念,这种新观念以一种新方式将不同“结构”或“部件”结合在一起,并以一种以前从来无人尝试过的方法使用它们。这就是技术创新的含义。

需要指出的是:虽然科学与技术的关系密切,但是二者还不是一回事,技术不仅仅是科学的应用,科学发展有自己的规律,技术进步也有自己的规则。比如科学与战争武器的关系,不仅仅是科学与技术的关系,其中还包括政治、道德、经济等因素。一旦我们的世界遭到核武器的毁灭,难道这仅仅是科学家或者技术专家的责任吗?我看主要是政治家的责任,因为从决定制造武器到决定使用武器都是政治家做出的。

在兹奇奇看来,人们把后科学技术看作是科学的应用其实是一种误解。人类通过科学发现自然规律,通过技术运用自然规律,这与科学没有多少关系。比如,科学家发现核裂变规律,不等于制造了原子弹。人们误把后科学技术当做技术看待。技术是一种决裂的元素,它使得我们在使用它时面临有益于还是有害于人类和社会的选择。比如机器人技术,如果用于替代人做危险和繁重的工作,无疑是益于人类的,如果用于战争则是有害的。

还有一个问题需要澄清,那就是“科学的使用”或者“应用科学”这个概念蕴涵了“科学先于技术”的意思。也就是,人类先发现自然的逻辑,然后运用这些逻辑于实践之中,形成各种技术。科学家对科学的应用要担负责任。这是又一种误解,担负责任的应该是政治团体,不是科学共同体。更糟糕的是,人们认为科学源于技术,这也是一种误解。甚至有人说社会不需要科学家,如果他们不是为了技术进步的话。技术先于科学的观点出于这样的事实,即近代科学或伽利略式科学产生之前,轮子和火已经被发明,也就是说,轮子与火的发明与科学无关。

然而,对轮子与火的原理的理解则是伽利略式科学产生以后的事情。发明一种东西不必然意味着理解它为什么工作,知“其然“不一定知“其所以然”。一种科学发现相当于理解所有可能被发明的东西。比如,电磁力这一自然基本力的发现,使得我们能够理解我们的所有感觉——视觉、听觉、嗅觉、触觉、味觉,它们是同一且唯一基本力的表现方式。这种力源于一种唯一实体“电荷”。当我们关掉电荷,我们的感觉就消失了。这样,所有发明,无论是现在的还是未来的,都与感觉相联系,即使它们还没有真正被使用前,都能够基于电磁力得到理解。或者说,科学有助于我们认识世界的规律,从而使得我们知其“所以然”。

反过来,一种新技术的发明,也有利于科学的发现。比如伽利略发明了望远镜,利用这项技术,伽利略发现月球表面不是完美的,太阳表面有黑子,这颠覆了一直认为月球和太阳是完美球体的传统观点。可以说,没有望远镜的发明,就不会有现代天文学。同样,没有显微镜的发明,也就不会有现代微生物学。这说明科学与技术是相辅相成的。如果技术中不渗透自然规律,则技术也是盲目的。技术发明为科学发现添加了“飞翼”。

当然,不是所有的发现都会借助于技术。伽利略对惯性定律和相对性原理的发现就是如此。这些发现既不需要望远镜技术的发展,也不需要任何技术仪器,他用一块石头和一条栓石头的绳子研究了石头的摆动,借此他发现了摆定律。用一块圆石头和一块木板来研究圆石头在木板上的运动,然后变换木板角度,借此他发现了自由落体定律。根据此定律他推测,如果没有空气阻力,羽毛和铁块下落速度是相同的,由此他预见了“真空”的存在,月球表面的情形就是如此。这表明:伽利略的发现依赖的是对自然基本规律存在的信念,而不是望远镜技术的发明。因为石头、绳子、木板不能算作技术,关键是伽利略相信,某一物质一定携带着宇宙创造者的印迹,其规律在时空中处处起作用。伽利略既没有发现摆定律,也没有发现自由落体定律,他发现的是混沌 〔1 〕 (P12 )。毫无疑问,伽利略开启人类智力的新视界,他的工作表明科学的任务就是发现自然的逻辑。

还有,爱因斯坦发现相对论也是如此。他曾经说,相对论的发现仅仅靠一片纸和一只铅笔。事实上,相对论的发现主要靠他的想象力,他之所以那样说,那是在工具使用的意义上而言的。没有纸和笔,爱因斯坦照样会发现相对论的。只不过他会使用别的什么东西,比如黑板和粉笔。这进一步说明:科学的发现,特别是抽象层次上的原理和理论的发现,不一定要借助于技术。

三、创新思路与新观点的表征

科学已经告诉我们关于世界的几乎所有方面。现在让我们超越现存世界,进入一个超世界视域。这是科学创新的一种新思路。比如,如果有光,一定有超光存在;如果有电子,一定有超电子;如果有物质,一定有超物质(反物质);如果有恒星,一定有超恒星。如果这些东西存在,我们为什么没有观察到它们呢?这就需要科学的创造性发挥作用。

我们知道,原创工作是非常艰难和非常复杂的事情。兹奇奇认为,首先我们需要丰富的想象。想象丰富不意味着观点越多越好,观点多反而可能适得其反。你必须集中于一个新观点,此新观点你认为是最具原创性的。然后你必须考虑这个新观点的所有可能结果。在这些结果中,如果有实验证据或数学的严格证明与你的新观点相矛盾,你必须发现或理解其中的缘由。如果你不能消除这个矛盾,那么你以为是新观点可能被其他人想到但是已被放弃,因为其他人已经发现了其中的矛盾。此时,你必须格外小心,你能够克服这个矛盾的情形可能发生,如果你比其他人更能够理解其困难所在。你不要限制自己简单地读其他人的论著,你要做的是你必须理解所有细节。这是创造性的关键所在,其中,理解发挥着重要作用。

而理解是一种认知和智力过程,它由两个基本要素构成 〔1 〕 (P17 )。

第一,是你意识到而不是他人。为什么这么说呢?你尽可能深刻地研究和理解你一直思考的新东西的意义。这可能是一个新概念、一个新观点、一个新实验。接着你尽力想象所有可能的结果。这可能花费一天、一周、数月甚至一年。经过废寝忘食的不断思考,有时一筹莫展,突然豁然开朗,找出出路。

第二,有强烈的动机。创新是一个极其艰难和痛苦的过程,其中有许多困难需要克服,克服困难就要有强烈的动机。因为你需要将一个新观念变成真且具体的东西。动机因研究的目标而异,这取决于你的新观念所涉及的问题与自然的逻辑关系,比如纯科学,或技术创新形成新实验等。

接下来,我将通过兹奇奇亲历的三个新观念和技术创新结合的研究工作来分析科学的创造过程。

第一,填隙技术(shimming)与高精密磁场的产生。使用非常薄的铁片产生多种形式的高精密磁场的观念是兹奇奇经历数周苦思冥想想到的。这是一个既省时又省钱的技术。因为如果不是这样,每一项实验都将花费大量时间、物力和财力。比如机械形成一个磁极就需要一个月,一个多项磁场需要至少6个月,产生第一个高精密磁场这项工程至少需要三年时间。如果运用他的新观点,仅需要一天时间而且几乎无需花钱。假如兹奇奇没有这个新想法,产生高精密磁场的实验也就不能实现。当然有了新观念还不够,还需要克服许多技术困难设计新实验来实现新观念。

在兹奇奇的实验中,材料很普通,在市场很容易买到,但由于观念是新的,实验自然就与以往的不同。事实上,最伟大的创造力在于,当新观念需要实现时,相应的新实验也非常简单。为什么说如果实现一个创新观念的实验非常简单时这个创新就是一个原始创新呢?因为在此之前没有人产生使用这个简单办法的观点。

我们知道,伽利略科学是从两个非常简单的技术创新开始的。一个是摆,另一个是斜面板。摆由一块石头加一根绳子构成。这两件东西是世界上最普通不过的,但是没有人想到用绳子拴住石头,然后研究其运动。伽利略仅使用一块石头和一根绳子,就成功地准确测量了引力的加速度。摆和斜面板就是伽利略的两个技术创新,使用它们他发现了自然逻辑的第一个要素——科学。

发明填隙技术产生高精密磁场是兹奇奇进入欧洲粒子物理研究所开展的第一项创新性研究工作。根据他的设想,实验室制造了“扁磁铁”也叫6米(g-2)磁铁。它是当时世界上最大的磁铁,它能够进行介子这种基本粒子的所谓“异常磁时刻”(anomalous magnetic moment)的第一次高精密测量。这个实验表明,介子是一种与电子同一的粒子,但介子的质量却是电子的200倍。为什么介子比电子重200倍,但其属性几乎与电子相同呢?或者说,如果使用电子得到相同结果,为什么自然还给介子200倍的质量呢?

为了理解这个问题,我们需要测量一个基本量——介子的“异常磁时刻”。为了得到这个精确的量,我们需要建立一个非常大的磁铁,它具有高精密的磁场和多种形式。这项实验以前从未做过,因为没有人知道如何建造如此复杂和精密的磁场。

第二,预簇射(pre-shower)与新粒子的发现。在兹奇奇60多岁时,他有了寻找一种比介子重的新粒子的想法。在已经观察到的粒子序列中,第一是电子,第二是介子。寻找第三种轻粒子②不是一件容易的工作,这需要一种新的创新技术,它能够把电子与其他核粒子区别开来。这种新技术就是预簇射技术,它能够使欧洲粒子物理研究所的科学家做一系列的实验,以识别第三种轻粒子的最佳产生过程,以及寻找它的最佳方法。预簇射技术使得一种被称为J-粒子的新粒子的发现成为可能。J-粒子的发现非常重要,它是人们熟知的“11月革命”,因为它的发现发生在1974年11月。预簇射技术现在已经被用于所有实验,在这些实验中,你想选择“电子”并确定它不是由一个标准核粒子(介子)模拟的信号。

第三,飞逝时间与核反物质。狄拉克预测的反粒子如反电子、反质子、反中子等已经被发现,它们被称为核反物质。对于反物质的研究进展怎样呢 困难有两点:一是实验室中产生的反物质非常少;二是一旦产生了反物质,需要确定它的确具有正质量和恰当的性质。技术上的困难在于测量时间间隔,即飞逝时间(time of flight)。兹奇奇发明了一个简单的仪器——闪烁计数器,它的制造思路是:一旦反粒子产生,(光)信号穿行并到达检测器(四个光电管构成)所花费的时间,必须独立于撞击点,而且电子连接必须引导最小时间量程。这一新的实验仪器能够让兹奇奇测量同一反粒子通过两个检测器的时间间隔,检测结果的精度是前所未有的,达到一百兆秒 。这一发明导致兹奇奇发现了第一个核反粒子。

这三个例子说明:一个新想法的实现或者表征需要一项新技术的支持。新想法不能仅仅停留在大脑中,我们必须想方设法实现它或者表征它。实现或者表征是需要借助技术手段的。在当代科学研究中,新观念与新技术的结合已经成为一种不二选择。

四、结束语

创造对于一个民族或国家的生存和发展来说,无论怎样强调都不会过分。今日的中国要实现富民强国的“中国梦”,就更需要强调和注重创造。纯语言、纯逻辑和纯科学是我们经验世界的三个支柱,它们构成了创造的语境。在这个语境基底上,人类充分发挥想象和有目的的动机的内在心理作用,认识世界并改造世界。在语言、逻辑和科学的运用中,创造性既能够造福人类也能够祸害人类,这就要看人类自己的选择了。创造性在这些智力活动中的运用必须受到人类存在的超验价值的制约,这就是人类生存的终极关怀问题。我们只有把超验范围与经验范围紧密结合起来,才能运用语言、逻辑和科学这些工具认识并改造世界,也只有持正确的价值观才能很好地利用科学的创造性造福人类。

注 释:

①一种长寿K-介子。

②电子和介子叫做轻粒子,以便把它们的性质与夸克的性质区别开来。事实上,物质由夸克和轻粒子构成。

参考文献:

〔1〕Antonino Zichichi. Creativity in Science. Singapore: World Scientific publishing Co〔M〕.pte.Ltd. 1999.

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