【思想与探索|武际可】漫谈技术

风流知音(FLOWS:Physics & beyond)【思想与探索|武际可】漫谈技术 CFDST(2018)1037

漫谈技术

武际可

北京大学力学系，教授

技术，在现今人类活动的任何方面，都离不开它，人类活动任何方面的进步都紧密地与它相关。

技术是一个十分广阔的领域。它门类繁多，任何人都难以了解和掌握它的方方面面，它的进步日新月异，任何专家都难以准确预测它的未来。我们这里只想从一个角度大略谈一谈技术的分类。或许对于从事教育的人有一定参考意义。

我们可以从三个层次上来看待技术。

第一个层次的技术是基于科学发现的技术。

人类通过科学研究，揭示的自然界的客观规律，为技术的创新与发明开辟了广阔的天地。

例如从摩擦起电开始关于电的研究，直到控制电磁现象的麦克斯韦（James Clerk Maxwell，1831-1879）方程组出现，才有各种电的技术应用，电机、电讯、电子技术、电声等等。据有人估计，现今社会产值大约有一半是和麦克斯韦方程相关的。人类从研究基本粒子开始，逐渐使原子核内部的结构清晰起来，随后才有原子弹、氢弹、放射医疗以及和平利用核工程的产生与发展。在遗传学上，从孟德尔的豌豆实验开始到摩尔根的果蝇实验，直到沃森（JamesDewey Watson，1928-）和克里克对DNA分子双螺旋结构的发现，为生物的育种和转基因、遗传病的诊断与治疗、刑侦新技术、亲子鉴定技术、生物进化理论奠定了基础。其他像空气动力学研究导致飞机的发明，变质量力学的研究给火箭技术奠定了理论基础。图林（AlanMathison Turing，1912－1954），对抽象的逻辑自动机的研究，为现代电子计算机的诞生拉开了序幕。

第二个层次的技术是工具与工程的技术。

人类是使用工具的动物，在历史长河中，积累和改进了无数的工具和设施以及建造各种大型工程的技术。特别是近三百年来随着机械化和电气化社会的进展，各种高效的工具被发明和制造出来。

毛兹利的车床

1769英国人瓦特（JamesWatt，1736－1819）改进了蒸汽机并在同年的4月25日提出了专利。新的蒸汽机效率提高了很多，开启了英国产业革命。1797年毛兹利（HenryMaudslay，1771-1831）制造出全金属、刀具可以滑动的车床。后来又进行改进，制成了有丝杆的车床，能很好地切削螺丝。纳斯密希(James Nasmyth 1808-1890)于1839年发明蒸汽锤。这种汽锤能够分级调节锤锻力。这些都是工业化早期的重要发明。后来有汽车、火车、飞机、计算机、手机、高铁等等的发明，又有大型桥梁、摩天大楼等等的施工与建造。

纳斯密希的蒸汽锻锤

第三层次的技术是技艺技术。

这是由人的个体掌握的技术，技术的水平因人而异。同样是外科医生，手术的技术有高低。同样是车工，用同样的车床，车出的零件精度有很大的不同，同样用一把锉刀，锉出的零件精度也很不同。更不要说，在书法、乐器演奏、厨艺、篆刻、绘画等领域，训练有素身怀绝技者和门外汉，其差别就天上地下了。中国俗话说的“家有良田数顷，不如薄技在身”。这里的技，就是指的这第三层次的技术。

大略介绍了三个层次的技术后。还有许多话可以说说。如果把第一层次中的科学发现看为“道”，是指客观规律。那么由“道”产生的革新就是所谓“器”，而第二层次的技术发明，也可以看作“器”。这就是中国古代哲学家经常谈论的“道”和“器”的关系。第一层次的开拓者，大多是学者，或者是从实验室和书斋中走出来的学问家。而第二层次技术的发明者起先大多是工匠，如瓦特、毛兹利和纳斯密希等都是，近二百年来，在世界范围工科教育逐渐普及，于是有众多的工程师参与其中。形式上看，对于第二层次的技术，它对于“道”，即客观世界的基本规律，好像依存关系不十分大，其实，它仍然密切地与客观规律相关的，只不过它不像第一层次那样在时间上联系得那样紧，例如车床的发明，是和传动、力的大小紧密相关的，只不过传动的运动学和力的传递是人类很早就积累起来的知识而已。因此，即使是工科教育，有相当的一部分学时是给与数学、力学、物理、化学、生物的基本规律的学习的。因此，在理工科教育中，需要重视理科的建设，因为它是关乎“道”的问题，而且对于工科教育中的基础课建设也应当给以重视，这就是教育中的厚基础的主张。

对于第三层次的技术，固然他对客观规律认识的深度，会影响他的技术高低。不过，对理工科的学生来说，有人虽然理论上很不错，但一谈到具体的技术，还是不入门。这就是我们通常说的动手能力的问题。我们应当要求学生，既对理论牢固掌握，也要有相当的动手能力。但是我们的教育体系中，似乎没有安排动手能力的培养。平常有的人动手能力强，一般都是从小在教育之外获得的，例如有的学生会修自行车，会装收音机、会木工或金工，就不是在学校的教育学会的，因为在我们的各级学校里是不包含这些内容的。很难想象，一个人如果连最常用的工具都不能得心应手，在他进入与专业有关的领域中，会驾驭很复杂的机器、会设计制作仪器设备。所以要想培养一代有高的理论水平，又有强的动手能力的新学者，在中小学的教育期间就应当对他们进行最常用的工具使用的培养，例如最初步的木工和金工的培训，从中学会榔头、钳子、锯子、手电钻、刨子、凿子、锉刀等工具的使用，至少使他们对这类问题感兴趣，有进一步熟练的追求。在大学教育期间则一律应当有适当的时间进行实习。当下，我们似乎很强调素质教育，其实动手能力就是一种最重要的素质。

固然，我们一般地希望，我们培养的学生是全面发展的，又会动手，又会动脑。不过在实际上，人们在成长的过程中，还是会有所偏向的，在社会人才的需求方面也会需要有不同专长的人才。所以，在教育上，也需要与之相适应的分工。有的学校专门培养搞设计的人，也有的学校专门培养搞加工和工艺的人才。那种对培养人才的一刀切的办法是不能适应需要的。一个时期，社会上“理科无用论”很时髦，理科被批得臭不可闻，于是就出现理科人才的断层。一个时期，社会上又认为好像世界上只有研究型大学水平最高，是世界一流的。于是在赶超世界一流大学的口号下，许多技术学校不见了，一些中等专业学校不见了，一律戴帽变成了大学，于是在我们的工厂里高级技工奇缺，形成技工的人才断层。

社会对人才的需求是多方面的，即使单从技术发展的这个角度来看，也是这样。何况，社会还有对文化、经济、政治、医学、宗教等许多方面的需求，所以对于培养人才的教育，就更应当多层次、多方位、多方面，切忌一刀切。

编辑：一溪清泉

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