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在可能世界推进装备科技创新

  • 时间:2021-05-26
  • 来源:战略前沿技术

装备不仅是人类征服自然的物质基础,而且是认识自然不可或缺的前提条件。科技创新在很大程度上围绕装备展开。随着一些发达国家向深地、深海、深空、深蓝等尚未明确界定的公共空间拓展,装备的重要地位和作用正日益引起全世界的普遍关注。然而,创新绝不仅仅是科技或装备问题,它已超越现实世界进入可能世界,依靠历史经验远远无法满足,要求人们转变思维方式。

 

创新是新旧两个不同世界的转换

 

       

 

 

创新的“新”,意味着前所未有、从无到有。也正是因为如此,它才弥足珍贵,需要人们去“创”。如果世界上已经有了,再谈创新,就不免有点自欺欺人。这样的“创新”,虽然在现实世界不可避免,但毕竟浪费人的生命与智慧,长期泛滥,事实上是守旧,把教育和科研引向这样一个方向,将阻碍人类社会的健康发展。因为真正的创新不是重复已有的东西,而是创造一个新的可能世界。

可能世界是模态逻辑中的概念,一般指现实世界中的事物和现象可能的存在方式与存在状态。克里普克曾以掷骰子为例直观、形象地阐释过这一理论,两个骰子A和B各自都具有6个面,倘若把它们同时投掷以后,分别出现一个朝上的面和数字。两个朝上的面和数字,共同构成骰子A和B的一种存在状态,这就是一个可能世界。对于其中任何一个骰子来说,投掷后都存在着6种可能的结果,两个骰子A和B总共应当存在36种可能的结果或存在状态,这36种可能的结果或存在状态就是36个可能世界,类似现代概率论“样本空间”中的样本点。

从哲学上讲,人类可能生活的世界是无限的。但是人们具体生活在什么样的世界中,完全取决于其自身的创造。在可能世界语境中考察创新,无论新思想、新理论、新方法,还是新创意、新产品、新工艺等,都隶属一个新的可能世界。从托勒密到哥白尼,从牛顿到爱因斯坦,科学创造是这样;技术发明也是这样,爱迪生的电灯、贝尔等人的电话、史蒂芬森的火车、莱特兄弟的飞机、蒂姆·伯斯纳·李、温顿·瑟夫、罗伯特·卡恩等人的互联网等,人类正是在这一系列科技创新中从古代世界走向现代世界的。创新是一项开拓未来的创造活动,是以可能世界为蓝本对事物存在方式和状态的理性重建,涉及事物两种不同存在状态之间的相变,需要一个从可能到现实的转化过程才能够加以实现。如何选择一种新的稳定状态并顺利推进这一相变过程,是形形色色创新成败的关键所在。所以应当在可能世界平台上加强关于事物除现存状态之外其他N-1种可能的存在状态的逻辑性、现实性、前瞻性等研究,加强关于事物可能存在方式的理性反思。

 

装备在创新活动中的独特职能

 

       

 

 

在人类形形色色的创新活动中,装备始终具有自己独特的职能,从某种意义上可以说,它把人类带到一个新的世界中。具体说来:第一,装备是一切新思想、新观点、新理论和新方法的物质载体,是科学与玄学的分水岭。伽利略自由落体定律之所以不同于亚里士多德,是因为他使用了比萨斜塔和斜面这样一些真实或虚拟的实验仪器设备;他之所以被称为现代科学之父,也是因为他使用了望远镜和显微镜等全新的物质装备让可能世界转化为现实世界。现代科学实验方法所以能够奏效,是因为拥有一套相应的物质装备,这是科学方法的灵魂。这一点如果在伽利略时期还看不清楚,那么看看今天的加速器、对撞机、同步辐射等大科学装置便一目了然。没有相应的物质装备,就没有现代科学与现代世界。工程化的科学是现代科学的本质,科学、技术、工程的一体化也恰恰根源于伽利略时期。

第二,装备是可能世界的现实载体,一种新的装备就是一个新的世界。太空望远镜就是太空世界,电子显微镜就是细胞世界,“阿波罗”飞船是月球世界,“毅力号”火星车是火星世界,“旅行者”探测器是星际空间世界等。根据爱因斯坦相对论,以光速旅行的人同我们生活在不同世界中。这种差别比乘坐飞机的现代人同骑在驴背上的古代人之间的差别更加深刻。装备不仅决定人们所生活的世界,而且决定着他们的世界观。从这种意义上讲,装备创新带给人类的是一个截然不同的世界。其实早在古希腊时期,亚里士多德还认为装备是人所以区别于动物的本质特征。也就是说,装备发展和人的发展是统一在一起的。如此看来,装备创新首先需要一些具有不同世界观念的先行者,他们拥有丰富想象力。

第三,新的装备概念可以促进科学技术的全面繁荣。从传统的光学望远镜到射电望远镜、红外望远镜、X射线和伽马射线望远镜的发展推动了现代天文学、宇宙学的发展;隧道扫描显微镜的出现使人类第一次能够实时地观察单个原子在物质表面的排列状态和同表面电子行为有关的物化性质,促进了表面科学、材料科学、生命科学等领域的发展;电子计算机的发展促进了信息、控制、人工智能和网络等科学与技术的发展,并启发了光子计算机、量子计算机、生物计算机的发展。一般说来,抽象的科学认识需要诉诸于具体的物质装备进行实证,而新的物质装备又把人类的科学认识带到一个新的领域,二者相互促进,共同推动人类从一个可能世界走向另一个可能世界,技术则是实现这种转换的能力。

 

以创意与设计引领装备科技创新

 

       

 

 

装备科技创新存在两种不同的模式:一种从现实世界出发,一种从可能世界出发。现实世界的装备是现实装备,它已经存在,不需要创新,直接购买或引进就可以。如果由于种种原因无法获得,确实需要科技人员自行研制。这是发展中国家常常遇到的问题,当代中国的科技创新也处在这个阶段。但这种从已有装备出发重复研制出来的装备,原则上不是真正的创新,本质上还是仿制,尽管其中也渗透了科技人员的心血与劳动。相反,可能世界的装备是人们构想出来的某种可能装备,它尚不存在,无从购置,需要科技人员结合科学或工程中的具体问题进行创意、设计、研制与生产等。这是一个从无到有的过程,极具创造性。

在可能世界推进装备科技创新,应当加强有关装备发展趋势的前瞻性研究,以当代科学、工程与技术的发展为前提和基础,预测未来的可能装备。例如根据爱因斯坦广义相对论,宇宙中两个可能的时空区域之间应当存在一条狭窄隧道,被称为虫洞。如何利用宇宙飞船穿越虫洞,已被列入NASA(美国航空航天局)的研究计划中。当代国防科技发展的趋势是理性化、纯粹化和理想化,即自觉运用现代科学技术原理、方法和手段,进一步开发时间、距离、速度、质量、能量等一系列经典物理量,探索其在各自极限状态存在的现实性及其特点和规律,尽可能超越地球村,开发新的时空,抢占有利态势,寻求瞬间展开打击的最佳途径、方法与装备,从具体现实的物理世界走向抽象逻辑的可能世界,以可能装备引领科技创新。

装备科技属于工程科学,在这一领域,创意与设计尤为重要。可能世界的可能装备是无中生有,结局是无,还是有,及其具体形态,首先取决于创意与设计,这是装备科技创新的源动力。在现实世界,装备已经是“有”了,所以绝大多数设计师很难体会到无中生有的设计乐趣,更谈不上创意。从这种意义上讲,超越现实世界,走向可能世界,充分发挥想象力,大胆创意与设计各种可能装备,以未来的可能装备引领现在的科技发展,应当成为当前科技、教育和管理体制改革的一个原则。这涉及从经验到理性等思维方式和价值观念的根本转变,要求人们面向未来,面向各种各样的可能,让新的可能装备在颠覆性创新中从科幻的可能世界走向现实的物理世界。

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