技术人工物核心公理和全维度演化公理(一)
目录
写在前面
一、以公理为基础的学科的一般结构
二、技术人工物全维度永恒公理之公理前概念集合
三、技术人工物核心公理和全维度演化公理
技术人工物核心公理和全维度演化公理(二)
目录
四、技术人工物全维度动态公理的简单简要解读
五、皮亚诺算术公理与技术人工物核心静态公理的比较研究
六、技术人工物核心公理版与全维度演化公理版的比较
七、公理体系从不证自明性到实用性和广泛接受性的转变
八、从确定性命题到概然性命题的转变
九、结论。
技术人工物核心公理和全维度演化公理(一)
写在前面
去年10月底作者在科学网博客发表了关于技术人工物公理的博文。这个公理体系包括,三个命题。其公理的基本结构类似于皮亚诺公理:公理给出了一个起点,即原始物,给出了一种方法,现在称为内置方法。即广义连接和广义改变方法,用于构建人工物。这是一个基本的公理雏形(现在称为核心静态公理),发表时也不是十分满意。这三个命题的版本来源是作者提出的十几个有关公理命题中选出的三个命题。删去其它命题有忍痛割爱的感觉。这些命题是深入探讨的结果。感觉这些命题具有作为公理命题的资格。当时考虑,基础性,简单性等诸多因素,仅选择了三条命题。
自发表后,作者一直没有停止对公理体系的思考。特别是今年3月以来,作者又开始深入研究探索技术人工物公理体系。试图优化,改造公理雏形,得到一个令人满意的公理体系。
想法很简单,但做起来举步维艰。要收集尽可能多的现有的公理体系的实例,甄别出哪些是比较规范的公理,哪些只是以假说为主的类公理,要分析他们的利弊。还有要了解现有的技术人工物学科各个领域的技术人工物的特点,了解技术人工物与非技术人工物的分界线。这都是十分困难的工作。数学原理的高深,分支众多,自然科学和社会科学的多个专业,人工物学科的多样化、多专业化,给研究带来了相当的困难。这种跨学科的研究,理论上讲,这应该是一个团队协作完成的任务。很多专业的内容,也超出了个人的理解能力。作这个工作,有点像“赶鸭子上架”。而驱赶者又是“鸭子”自己。这就只能勉为其难了。好在公理的建立仅涉及最基础的部分,多不需要深入细节或高精尖的部分。例如,理解皮亚诺公理,不需要攻读数论专著。
其间,也走了不少弯路,构建了几条很有意思的命题,颇有吸引力的命题作为公理的预选项。后来经过仔细分析后,给予了否定。这个过程占用了有五六个月时间。还好,每日的思考都能带来快乐,弯道上也有很多风景,每天同样有一些日就月将的感觉(这方面的工作以后有机会再详细来谈)。
自7月份后,没有再走太多的弯路。首先从方法入手,发现,公理都内置基本方法,无一例外。一些公理体系仅依靠内置方法就足够了,这些公理体系,在形式上是比较完美的。还有大多数公理体系,仅仅依靠内置方法是远远不够的。大部分公理体系还有一套外置的方法,例如外部逻辑方法支撑。这套方法是暗含的,并不直接指明的。一个方法在内,一个方法在外,两个方法不同,有一种分离分家的感觉,形式上不那么完美,至少从完整性的角度观察是这样。于是产生了将内置方法与外置方法合二为一的想法。合二为一,两种方法全部外置是不可能的(因为那样,公理就不成为公理了)。只有方法全部内置一条路。就有了组建内置方法公理的想法。即设想把外置的一些方法移到内部,形成一个完整的自带全部方法的公理。把外置方法引入公理内部,于是方法公理出生了。有了第二组公理:方法公理模块。
经过反反复复的论证,检查、测试、评估,发现这是一个可行的方案。至少是一个没有弊端的方案。有了方法,有了起点,感觉公理理论体系生成公理产物,还缺点什么:缺失动力。构建公理体系自身要有动力,要第一推动力,由公理构建公理生成物,生成定理,还需要动力,需要持续的推动力。
纵观自然界和各个学科,都需要推动力,需要第一推动力。自然界需要第一推动力,物理学也需要第一推动力;医学有药物动力学,物理有流体动力学,刚体动力学,技术人工物科学也应该有动力学。
以公理为基础的学科也应该需要第一推动力,没有第一推动力,公理就是一个静止的一堆陈述,不能形成一个庞大的学科。这个第一推动力就是人,于是想到把人的因素作为第一推动力加入公理体系。于是产生了动力学公理。这是一个动力学新模块。
动力有了,在公理内部,人如何作用操作原始物,方法是连接原始物与人的纽带。
然后逐渐又想到了其他的一些方面,包括关系。引入方法公理引入动力学要素,于是产生了三者的关系。关系公理就产生了。
后来又发现这样的一个公理体系是一个放任无边、天马行空的学科:他需要约束。约束可以外置,也可以内置。目前的公理体系,约束是外置的、是隐含的,虽然没有指明,却是实实在在存在的。于是又把有关约束引入了公理体系,称之为约束公理。
最后,考虑技术人工物的未来发展和今天显示的趋势,又增加了有关独立物种和混合物种的命题,逐渐修改、优化,将其发展为一组自主和协同发展公理。
最后形成了现在六个公理组模块,形成了一个新的公理形态的初步模样。说是一个新的公理形态,是因为它有现有公理形态不具备的诸多结构特点。
我们发现,这个公理体系的多数命题不具有不正自明的特点。很多命题带有假说的性质,是需要说明或需要证明的一些命题。这些命题是否具有作为公理命题的资格,这是一个需要认真思考和明确回答的问题。这个问题确实费了很大脑筋。我们的思路是,一个是从学科的特点寻找依据,另一个是从已有的公理体系寻找依据。
首先发现现有的公理体系,特别是涉及到应用科学的公理体系,并不都具有不证自明的特色,一些数学领域的公理体系,发展到今天,也不是都具有不证自明的特点。就是说不证自明不是公理体系必须坚守的底线。
另一个是技术人工物科学的特点,不允许全部是确定性的命题。技术人工物世界的复杂性、开放性以及人-物-环境交互的动态性,决定了其公理体系无法、也不应追求静态的、百分之百的确定性。例如,两个或多个部件组合,形成一个新结构。我们不能断言这新结构就是一个人工物。因为还有技术的标准、主观的判断和或社会规范。只能说这个新结构具有成为人工物的可能性。所以,这是与技术人工物这一研究对象的本质属性深度契合的、必然且合理的选择。
于是,形成了一个混合的,由不正自明的命题和一些并非不正自明的命题组成的一个混合型的公理体系。由追求不证自明,转向追求实用性,追求一致性,追求解释力。该公理体系通过巧妙融合确定性与或然性命题,形成了一种逻辑自洽、内涵丰富且面向未来的理论框架,其表达方式是合理的、近乎唯一的,是构建一门关于人造物生成与演化的科学所必需的。
当建立了这样一个新的公理形态的雏形之后,还发现,这是一个由确定性陈述和概然性陈述构成的一个复合型命题组合。而且,盖然性命题占多数。新的公理体系与现有的公理体系具有较大的差异。
为什么会出现这种情况?这样做合理吗?如何理解这种情况?自身一个问题,一个大问题。
为解决这个问题,我们做了两方面的工作,得出了一个确定的结论。
在我们讨论概然性命题的时候,我们要指出,应用概然性的语言是正常的,是合理的,是必须的。盖然性命题是必须的,这是问题的一个方面。这是技术人工物学科的特点所决定的。
另一方面,分析表明,盖然性命题间接的表达了确定性。而确定性正是我们需要的,是所有学科需要的。因为任何一个学科如果没有确定性,则是没有办法建立起来的。所以,这种或然性的表达方式,表面上表达了一种或然性,一种可能性,实际上它是间接的表达了确定性。或者说是表达确定性的另一种方式。公理的或然性表达,最终的落脚点是确定性。
对于学科建设来说我们需要的不是一种可能性,需要的是一种确定性。数学公理命题提供的确定性是100%的确定性。技术人工物公理体系给出的确定性是一种有一定概率的确定性,不论是概率具体是多少,只要不是零,那么就是有存在的必然性。技术人工物公理体系提供的或然性的概率都是不为零的。也就是说,这种存在性或可能性是确定的。概然性的表达在技术人工物当中,需要的正是这种概率非零带来的确定性。
正是这种确定性,奠定了技术人工物结构学科的基础。
公理自身有确定性的命题,也有或然性的命题。而或然性包含确定性。所以,技术人工物公理体系,最终都落实到确定性。所以用这种概然性和确定性的辩证关系,完全可以论述技术人工物公理体系的确定性。或然性命题还有一个特点是,提供了一个发展演化的范围,一个在大范围内寻求确定性的可能性,一个在某个范围内具有可能性的确定性。
所以必须明确,使用概然性语言表达技术人工物的公理体系是合理的,是必须的。同时还要说明,这种概然性的表达的最终目的是要寻求一种概率非零的确定性。而确定性是我们所需要的,是学科的建设所需要的。所以,这个公理体系的表达方式是合理的。考虑到技术人工物的复杂性和多样性和评价的主观性,采用这种表达方式是必须的,甚至可以说是唯一可行的方式。
建立完这样一个公理体系之后,发现每一组公理都是一个公理模块,这些公理模块在某种程度上具有某种独立性,当然它们之间也有一些很重要且紧密的联系,例如方法与人与原始物之间的关系。各个模块具有某种独立性。
例如第一个公理模块是一个基本模块,是必不可少的模块,称为基元模块。
基元模块可以自立门户,自成体系。一个基元模块就是一个精简版的技术人工物公理体系,称为核心公理体系。2024年10月底版本的公理版本是一个核心公理版本。这次提出的六组公理中的第一组公理就是一个新的核心公理,是技术人工物核心公理的升级版本或优化版本。
两个版本的公理体系的名字,构思了多个。最后定下来,以基元公理命题为主的公理体系称为核心静态公理, 简称核心公理,配合专业名称,称为某某核心静态公理。六组公理体系称为全维度演化公理体系,简称全维度演化公理。配合专业名称,称为某某全维度演化公理。例如皮亚诺公理就是一个核心公理,称为皮亚诺数学核心公理。技术人工物公理就是一个全维度演化公理,称为技术人工物公理全维度演化公理。
由此进一步设想,公理模块进行不同的组合,可以形成不同的公理模式。就是说还可以建立不同的公理模式。于是对公理模式做了一些简单的分析和组合,把技术人工物的第一组公理作为一个基元公理,这个基元公理可以独立的构成一个公理体系。这个基元模块与其它模块组合,可以构建另一种公理模式。就是说原来内置的一些公理模块,作为一个外置的成分,那么这样一个基元公理就类似现在的数学上的好多公理,外置的方法是不包含在内的,是一个开放的公理体系。
以基元公理为基础,模块的组合,有多种模式。例如,基元公理模块+动力学模块,外置方法和其它模块;基元公理模块+环境关系模块,+约束模块,外置方法和其它模块等等。不同的组合用于不同场景。
其它的现有公理,也可以内置一个或多个模块,构成一个公理模式。
引入全部的因素的这个公理体系就是完全封闭的吗?不是的。这个公理仍然是开放的,因为他的多个命题都是开放的,整体上具有开放性。
回想起来,从最初的想法,即构建机械科学的底层逻辑,统一机械学科,到统一机电学科包括液压气动系统,再到试图统一技术人工物,最后发展到建立技术人工物的公理体系,走过来一个漫长的道路。看上去,有一个清晰的脉络。实际过程却是一个摸索的过程,探索的过程,是走一步看一步的的过程。有些步子是随机的,是下意识的,是突发的,是偶然的。清晰的脉络是事后整理出来的。
有几个关键节点,是必须记住的。其中,每一次方法的转变都是一个重要的节点。
本文应用的研究方法,从研究初始到建立公理体系,有多次的变化。最初,统一机械学科应用的方法是类比方法,还有系统论方法,类比生物学的细胞学说的统一框架,建立了一个类似生物的统一的结构框架,解决机械学科的结构松散问题。后来又用移植法把机械领域的成果推广到液压气动和电工电子领域,形成了一个机电液一体的大的统一框架。最后,引入公理化方法,试图为技术人工物建立一个比较稳固的理论基础。进一步把技术人工物统一起来。每一次方法的变更,都带来新进展。
从这个研究过程的早期就有建立公理化体系的一种思想,而这是一种辅助的研究的线条,它不是研究的主线。到了后来在基本建立了一个统一的框架之后,应用公理化方法的愿望提升了,变成了主要的研究意向。后来发现,这个统一和公理化两个东西融合在一块是比较困难的。但是不论是用哪种方法,总的目的就是把这个人工物整合到一起,建立一个统一的框架。无论是那种方法,类比方法还是移植方法,整合方法还是系统论方法,还有这个公理化方法都是手段,目的是整合技术人工物。把统一和公理化放在一起,确实有很大的挑战,而在多方面存在着不容易一致的地方,他们的出发点不同,技术手段不同。但是在一些学科已经有了一些先例,例如牛顿的力学就是在公理方法的基础上建立了一个统一理论框架。这都是可以借鉴的。
从公理的第一个版本发表,后来优化公理体系,已近一年。从基元公理到引入动力学,再从内置方法到外置方法的引入。从无限制发展到引入约束,再到协调发展,一步一步扩展,深入,前瞻。每前进一步,都左顾右盼,瞻前顾后,研判再三。考虑公理的形式,公理的本质,公理的结构,公理的历史,公理的现在,公理的未来,直到六组公理的模块形成,又反反复复的验证,寻找漏洞,规避冗余,推敲语言,查证逻辑等等等等,经历多少次修改已经记不清。至此,给出一个比较满意的方案。然而,还必定有不妥之处,留待有兴趣的学者给与斧正,也有待作者持续的跟进和优化。
下面,分四个方面集结研究结果。1,公理的基本结构。2,技术人工物公理前概念。3,技术人工物核心静态公理和全维度演化公理。4,关于公理的解读和两点说明。先发表前三个部分。关于技术人工物公理的解读和其他研究,待日后发表。
以下是正文。
技术人工物核心公理和全维度演化公理(一)
一、公理体系构成的学科的一般结构
1.1、以公理为基础的学科的一般结构
由公理体系构建的完整学科,其结构以共同的结构发展层次划分,存在两种核心模式:四要素模式和三要素模式。二者均以概念、命题、产物为核心框架。主要差异在于对于“公理外部支撑和约束系统”的归属处理。
四要素模式:包含公理前概念集合、公理概念和命题集合、公理产物集合、公理外部支撑和约束系统(简称外部系统)四部分。外部系统独立于公理命题,为体系提供外部保障。经典数学公理体系,几何公理体系多是四要素模式。例如,皮亚诺公理。
三要素模式:将公理外部支撑和约束系统内置为公理命题的核心组成部分,仅包含公理前概念集合、公理命题集合、公理产物集合三大部分。其公理命题天然融入支撑(如工程实践逻辑,方法)与约束(如安全规范)要素,无需额外设置外部系统。典型案例为技术人工物全维度演化公理体系。
两种模式的共性在于:均以“概念-命题-产物”为逻辑链条,确保公理体系的严谨性与生成性。差异则体现了学科对“外部条件”的不同处理策略,反映了理论学科与应用学科(如技术科学)的公理在构建方面的差异。
1.2 四要素模式
1.2.1公理前概念集合:公理前概念集合是公理体系的“概念素材库”,是学科概念的基石。其科学性与完备性直接决定公理命题的逻辑起点质量。公理前概念集合为公理命题提供不可或缺失的基础概念支撑,可分为原始概念与界定概念两类。二者随学科发展呈现动态演化特征。
1.2.2. 原始概念(Undefined Concepts) 原始概念需同时满足“不可定义性”与“体系基础性”两大核心准则。
不可定义性:无法通过学科内更基础的概念进行逻辑界定,仅能通过直观描述或经验实例阐释。例如欧氏几何的“点”“线”“面”,仅能描述为“点无大小”“线无宽度”,无法通过几何术语进一步定义;集合论中的“集合”概念,亦需依托“直观感知”而非逻辑定义。
体系基础性:是构建公理命题的必要前提,缺失则整个公理体系逻辑断裂,且需绝对避免“循环定义”(即不能通过后续衍生概念反向定义)。例如若移除欧几里得几何中的“点”概念,“过两点有且仅有一条直线”这一公理命题将失去意义。
1.2.3. 界定概念(被定义概念) 界定概念需通过原始概念或已验证的界定概念进行严格逻辑定义。常见定义方法包括属加种差定义法、发生定义法等:
属加种差定义法:如数学中“等腰三角形”定义为“有两边相等的三角形”,其中“三角形”是属概念,“两边相等”是种差;发生定义法:如“圆”定义为“平面内到定点距离等于定长的点的轨迹”,通过描述概念的生成过程完成定义。 典型案例为希尔伯特几何中的“线段”——需依托“点”与“线”两个原始概念,定义为“直线上两点间的有限部分”,确保概念的逻辑严谨性。还有复合定义法,采用两种定义的方定义一个概念的方法。
公理前概念集合的演化与构成 对确定学科而言,公理前概念集合在特定阶段呈“相对稳定态”。但随认知深化与学科发展,存在“概念升级”与“概念补全”两种演化路径: 概念升级是指部分界定概念因学科普适性提升,转化为原始概念。例如17世纪微积分公理体系中,“极限”需通过“无穷小量”(界定概念)定义;19世纪实数理论完善后,“极限”成为推导导数、积分的基础,升级为原始概念,推动微积分体系严谨化。 概念补全是指经典体系因时代局限存在概念缺失,需补充界定概念以修复逻辑漏洞。例如欧几里得几何未明确“顺序”概念,导致“三角形内角和定理”证明中存在“默认点的顺序”的逻辑缺陷;希尔伯特1899年完善几何公理时,补充“顺序公理”及“在……之间”(界定概念),彻底解决该问题。
此外,公理前概念间存在包含、并列、对立等关系,是构建公理命题的逻辑纽带。例如集合论中“集合与元素”的包含关系、“空集与全集”的对立关系,为“空集是任何集合的子集”这一公理命题提供概念支撑。
从构成上看,公理前概念集合分为三类:
纯原始概念集合:如欧几里得几何公理的公理(点、线、面)均为原始概念;
原始与界定概念混合集合:如技术人工物结构学,既包含“物体”“人”或“人类”(原始概念),也包含“人工物”(界定概念,由人加工改造得到的基元为人可用的特性的物体);
纯界定概念集合:多见于交叉学科,其前概念均需通过母学科的原始概念界定。
1.2.4公理命题和公理衍生概念集合
这是学科逻辑的核心。命题和公理概念集合是公理体系的“逻辑引擎”,决定体系的推导能力与生成潜力,该几乎包含“公理命题集合”与“公理衍生概念集合”两部分。 前者是逻辑规则,后者是规则生成的核心概念。二者共同构成学科的逻辑核心。
1.2.4.1. 公理命题集合的分类 公理命题集合分为“基础公理命题”与“衍生规则命题”,二者形成“起点和方法” 。
基础公理命题:体系的逻辑起点,无需证明即可作为前提,分为“存在性命题”与“关系性命题”。 存在性命题:确认体系核心对象的存在,如皮亚诺公理(1889年提出)中的“0是自然数”,集合论中的“空集存在”; “0是自然数”和“空集存在”就确认了两个体系各自的核心对象的存在。关系性命题:界定对象间的核心关系。例如,“每个自然数有唯一后继”(皮亚诺公理)、“过两点有且仅有一条直线”(欧几里得几何公理)。
衍生规则命题:公理内置的方法性命题,规定从基础公理推导新结论的路径,是体系“生成能力”的关键。例如数学归纳法可表述为“若0具有性质P,且自然数n具有性质P,则n的后继也具有性质P,则所有自然数都具有性质P”;希尔伯特几何中的“结合规则”,规定“过两点可生成唯一直线”,为几何图形推导提供方法支撑。
1.2.4.2 公理命题的方法体系与动态性 公理命题集合的内部结构需满足“至少1个起点+1组方法”。其中方法分为“内置方法”与“外置方法”:
内置方法:公理体系自带的方法,分为“生成方法”与“推理方法”。生成方法用于构建体系内新对象。如皮亚诺公理的“后继数生成法”(n→n+1)生成所有自然数,技术科学中“部件组合法”生成新人工物(如手机由芯片、屏幕组合生成);
推理方法用于推导新命题。如数学归纳法、三段论推理(希尔伯特几何中“若A在B与C之间,则B不在A与C之间”的推导)。
外置方法是位于公理体系外部的方法,多数体系需内置方法与外置方法结合(如数学分析中,公理内置“极限推理法”,外置“不等式放缩法”辅助定理证明)。 外置方法是不在公理中指明的方法,是隐含的方法,是不可或缺的方法。 数学公理,逻辑学是其必须伴随的外置方法。
公理命题并非静态固化,随学科发展可修正、补充:最典型案例为非欧几何的诞生——欧几里得几何的“平行公设”(“过直线外一点有且仅有一条直线与已知直线平行”)长期被视为不可动摇的前提,但罗巴切夫斯基(1829年)、黎曼(1854年)分别修正该公设,提出“过直线外一点有无数条平行线”“无平行线”的新公设,构建非欧几何体系,推动几何学从二维平面拓展至弯曲空间,印证了公理命题的动态发展特性。
本部分的“公理衍生概念”(如皮亚诺公理中“自然数”由后继生成法衍生),与后续“公理产物集合”中的衍生概念(如微积分中的“导数”)分属不同层次——前者是公理命题内部生成的核心概念,后者是公理应用生成的拓展概念。
1.2.4公理产物集合:公理产物集合是学科理论的丰富成果。公理产物集合是公理体系“应用与演化的结果”,是学科理论价值与实践价值的直接体现,包含“公理衍生概念”与“公理衍生产物”两类,且多数体系的产物集合呈“开放增长态”。
1.2.4.2 公理衍生概念 在公理应用过程中生成,用于细化学科认知、拓展概念边界。例如微积分体系中,“极限”作为原始概念应用于函数研究时,衍生出“导数”(描述函数变化率)、“积分”(描述曲边图形面积)等概念;量子力学公理体系中,“波粒二象性”公理应用于微观粒子研究,衍生出“概率波”“量子纠缠”等概念,丰富了物理学的概念体系。
1.2.4.3 公理衍生产物 由公理推导或依托公理构建的具体成果,涵盖定理、规律、人工物等多种类型:
定理:通过严格逻辑推理从公理命题得出的基础结论,是学科理论的核心组成。例如勾股定理(从欧几里得几何公理推导)。规律,是对领域现象的概括性描述,由公理衍生定理进一步归纳得出,如牛顿力学定律概括“宏观物体运动规律”,热力学第二定律概括“能量传递方向性规律”。
人工物是依托公理体系设计制造的实物或虚拟产品,是公理实践价值的体现。例如,一根木料,经过加工重组构成家具等等。
公理产物对学科与社会的影响深远:牛顿力学定律推动工业革命(蒸汽机、机械制造的诞生),量子力学公理推动信息技术革命(芯片、量子计算机);同时产物间存在复杂关联——定理是规律的推导基础(如“万有引力定理”支撑“行星运动规律”),人工物依赖公理生成各种复杂人工物。随着应用场景拓展,产物集合持续增长。例如数学分析中,从极限公理衍生的微分方程理论,仍在随金融、工程需求不断产生新定理与解法。例如,人工物的数量,已经超过生物的数量。
公理外部支撑和约束系统
1.2.5公理的外部支撑和约束系统是学科发展的保障与规范。公理外部支撑和约束系统是四要素模式的重要组成部分,为公理体系提供“动力资源”“方法支撑”与“发展边界约束”。内部与外部相互制约、相互促进,共同保障体系健康发展。
1.2.5.1. 支撑系统:公理体系的动力与资源 为公理体系提供推导工具、发展动力与科学依据,主要包括三类:
逻辑支撑:提供严谨的推理框架,决定推导过程的有效性,分为“经典逻辑支撑”(同一律、矛盾律、排中律,适用于数学、逻辑学,例如,集合论中“一个集合不能同时包含与不包含某元素”)与“非经典逻辑支撑”。例如模糊逻辑、模态逻辑。
动力学支撑:推动公理体系研究与发展的主体力量,现代社会分为“人类驱动”与“智能体辅助驱动”。 人类驱动包括大众需求(技术人工物领域“对高效能源的需求”推动热力学公理应用)、学者研究(希尔伯特对几何公理的完善)、工程师实践(桥梁建设推动材料力学公理优化);智能体驱动是指人工智能辅助参与人工物开发过程。正从“辅助参与”向“自主驱动”演进。
自然规律支撑可确保公理体系的科学性,要求公理及其演进过程与客观自然规律一致。例如物理学公理需符合实验现象(牛顿力学适用于宏观低速物体,相对论适用于高速物体),化学公理需符合分子运动规律(“原子守恒定律”符合微观粒子运动规律)。
其他支撑:上述三类以外的支撑,例如跨学科理论支撑。
1.2.5.2. 约束系统:公理体系的边界与规范 为公理体系划定发展范围,避免逻辑混乱或社会危害,约束包括多种形式。
科学规律约束:公理及产物需符合自然规律,如基于几何公理设计的飞行器,其结构需符合空气动力学(“机翼上凸下平产生升力”);
逻辑约束:确保体系逻辑连贯,核心是“相容性”(公理命题无矛盾,如“自然数是整数”与“整数包含自然数”无矛盾)与“完备性”(体系内真命题均可证明,如皮亚诺公理对自然数命题的完备性);
社会约束:符合伦理道德与法律法规,如人工智能公理体系需规避“伤害人类”的推导规则(符合《人工智能伦理指南》),数据公理体系需符合《数据安全法》(保护用户隐私,禁止“未经授权使用数据”的推导);
1.2.5.3. 支撑与约束的相互作用及外部影响
支撑系统与约束系统是“动力与边界”的关系。支撑为体系提供发展资源(如逻辑支撑让公理可推导),约束确保资源不被滥用(如社会约束避免公理产物危害人类),二者协同推动体系健康发展。
跨学科因素:其他学科既提供新支撑(如计算机科学为数学公理提供“算法支撑”),也带来新约束(如伦理学为AI公理带来“伦理约束”),推动公理体系交叉融合。
1.3 三要素模式
三要素模式就是把四要素公理模式的外部支撑和约束系统内置为公理命题所以,三要素模式仅包含公理前概念集合、公理命题集合、公理产物集合三大部分。 外置方法、约束、人的推动等变为公理的命题。一般不在额外设置或附加外部系统。典型案例为技术人工物全维度演化公理。三要素模式公理de具体结构在技术人工物全维度演化公理中由详细介绍。不赘述。
1.4、展望 由公理体系构成的学科是“有机整体”:公理前概念集合提供基础素材,公理命题集合构建逻辑核心,公理产物集合体现价值,外部支撑与约束系统保障发展(或内置为命题组成),四者(或三者)相互关联、相互作用,共同推动学科演进。 深入研究该结构具有重要意义。可为新学科建设(如人工智能公理体系)提供方法论指导,为传统学科优化(如补全逻辑漏洞、升级核心概念)提供依据。
未来,随着智能体驱动的深化、跨学科融合的加强,公理体系研究需进一步探索“外部系统内置的普适性”“智能体自主修正公理的边界”等问题,以应对新机遇与挑战,促进学科可持续发展。
二、技术人工物全维度演化公理之公理前概念集合
2.1公理前概念的定位
公理前概念是构成技术人工物公理体系的逻辑基石。包括两类核心概念:其一是原始概念。这一类概念是基于领域共识,无法在体系内部进一步拆解,属于不可定义的基础单元;其二是派生基本概念,这类概念是对公理的建设至关重要的,并在公理命题中高频出现。这一类概念需要通过准确定义,以消除歧义,并规避循环论证风险。公理前概念集合的遴选和确认遵循四个原则:一是参考希尔伯特公理体系等通用方法论的原始概念设定原则;二是依据技术人工物的公理的命题内容需要;三是依据技术人工物全生命周期视角,覆盖设计、制造、使用、维护、废弃五大阶段的核心要求;四是确保概念间的系统性与关联性。目的是建立一个完整的、全面的、准确的和简单的公理前概念体系。确认公理前概念集合,不能面面俱到。一些重要的,但是没有歧义的比较重要科技方面的概念没有列入。这些概念仍然认为是公理的重要组成部分。
2.2原始概念(不必定义的、只需说明的公理前概念)
此类概念作为公理体系的元概念,其内涵植根于技术领域共识 ,无需在本体系内展开定义,仅需明确其在技术人工物语境中的核心指向。经过反复筛选,认真辨识,确定把物质,人,存在,需求,实践等五个概念作为原始概念。
(1)物质
物质是构成宇宙万物的基本实体,具有客观实在性和可认知性。物质作为公理体系的物质性起点,是所有技术人工物生成的客观基础。技术人工物首先是客观存在的物理实体,其结构、性质是可被感知和可被改造的。
物质在人工物中扮演结构载体的角色;并且它处于与人类意向和客观知识的协同关系中。
物质分实体物质(物体)和场型物质两个类别。
实体物质即物体: "物体"是"存在"的具体实例和基本载体。它是人类实践活动的直接对象和原料,具有可被感知、被操作的可能性。原始物可通过重组形成新结构,即人造物。"物体"在其存在的时间窗口内,其结构与功能在特定情景下保持相对的动态稳定。这意味着我们可以在一定条件下谈论和应用物体的属性,为技术活动提供稳定性前提。
场型物质:它们充满整个空间。虽然无形,但也是物质的一种特殊形态,具有能量、动量等属性。如电磁场、引力场,现代很多技术人工物离不开场型物质。
物质是哲学、物理学等学科的原始概念之一。
(2)、人 :包括人类个体和人类群体。人作为公理体系的主体性和动力源泉,是意向性、实践和价值的承载者。 人是技术活动的发起者和目的,人的实践(劳动)和能力是实现从“物”到“人工物”转化的根本动力。
"人"是"需求"的承载者和体验者,也是基于需求而发起行动(如重组物体)的主体。人工物的价值归根结底是由"人"的需求来赋予和判定的。
人类个体具有生物性、意识性、能动性:个体具有特定的需求、意图和身体能力。 人类群体具有社会性、历史性、结构性,群体拥有个体不具备的集体知识、文化传统、制度规范等。人类个体是需求的感知者、设计的构思者、工具的直接操作者、人工物的最终使用者。 而人类群体构成实践的背景与平台,可提供知识库、技术标准、市场机制、文化意义等 。
在哲学、社会学等学科中,人是该学科原始概念之一。
(3)、存在: 作为最根本的本体论范畴,为整个体系提供了最基础的哲学基底。存在断言了有某种东西“在那里”,为讨论“物体”和“人”提供了舞台。它的含义在于,我们所讨论的一切,都预设了某种形式的存在。"存在"是公理体系得以展开的逻辑前提和背景域。"存在"包含多种形态。“存在”分为“自在存在”(物)和“自为存在”(人)。
存在不仅指独立于人类意识的物理实体之存在(如山川、河流),也包括人类精神世界的存在(如思想、情感),还包括由符号承载的客观知识世界的存在(如理论、书籍)。
存在性是指某事物具有存在的性质或特征,是对事物是否存在的一种属性判断。
存在是生物学、哲学等学科的原始概念之一。
(4)需求 作为公理体系的目的性导向和终极动因,解释了技术活动为何发生。“需求”是技术发展的核心驱动力。
"需求"是解释技术人工物为何被构想、设计和制造的最终原因。它是连接"人"与"物体"的桥梁。"需求"是一个多元、动态发展和层次性的概念。需求包括物质需求和精神需求。马克思也指出“人的本质是人的需要”。
需求是生物学、心理学等学科的原始概念之一。
(5)实践
实践是指人基于需求,能动地改造物质世界并创造新存在的社会性物质活动。它既是将主观意图转化为客观存在的创造性(生成)过程,也是在此过程中不断反思和修正意图本身的价值性活动。它使“人”从静态的“主体”变为能动的“行动者”;使“物体”从被动的“原料”变为实践的“对象与媒介”;使“需求”从抽象的“动因”变为在行动中被检验、修正和创造的“指南”;最终,实践活动生成了新的“存在”(技术人工物)。
实践过程清晰地展现了 “人” 基于 “需求” ,通过有意识的活动(实践),作用于 “物质” ,从而催生新的 “存在”(人工物)的完整链条。
实践是哲学、社会学等学科的原始概念之一。
这五个概念并非孤立存在。它们之间构成了一个紧密的逻辑链条,描绘了技术人工物从无到有的完整的动态图景:作为物质的原始物是“存在”的,“人”(主体)基于“需求”(动因),通过实践(重组),作用于“物质”(客体),得到一个满足需求的新物质(人工物是存在的),从而开启了技术人工物的生成之旅。这个概念序列说明了“道生一”的过程 。
2.3、派生概念(必须定义的公理前概念)
派生概念是需要精确定义的公理前概念。此类概念高频出现于公理命题中,需基于不可定义概念或大众概念展开、界定,确保内涵明确无歧义,符合领域规范。下面27 个概念是派生概念。
(6)、可能与可能性:“可能”通常指事物存在或发生的潜在状态,可能是描述“有条件达成”的属性。而“可能性”则是“可能”的量化表达,反映潜在状态发生的概率或程度 。
(7)、关系:关系是事物之间相互联系、相互作用的状态或属性,反映事物之间的关联方式,如因果关系、空间关系、逻辑关系等。关系是发生在技术要素间、要素与系统间、系统与环境间的有效关联模式。例如,结构关系(零件装配)、功能关系(动力协同)、信号关系、约束关系(成本-性能权衡)等等。
在工程技术领域中,关系涉及系统各要素之间的连接方式、交互逻辑、功能依赖等。工程中的关系需要明确、可量化。
(8)、变化:指技术人工物在时间维度上的状态或过程差异,分为状态变化与过程变化,变化是描述全生命周期的基础 。
(9)、规律:特指自然规律(物理\化学定律,不可突破)与技术规律(结构决定功能、成本-精度正相关,可优化),前者是硬约束,后者是经验法则 。
(10)要素:
要素是事物存在、运行或功能实现的基本单元。要素具有不可替代性和协同性,工程技术领域要素是构成技术人工物的基本单元 。 技术系统的要素包括硬件要素(如机械零件、电子芯片)、软件要素(如控制算法、系统代码)、能源要素(如电力、燃料)及环境要素(如温度、湿度)等 。要素之间通过相互作用形成整体功能
(11)、 能力(Capability)
能力是人工物或人类实现目标的内在潜力。人类能力(实践、思维)是人工物生成的动力。人工物能力(感知、重组、自主)体现主体性
(12)、作用:
作用是事物间相互影响或产生效果的关系与过程。作用是描述力、能量、信息传递的基础。作用涵盖物理、化学、生物等领域的交互效应,如力的作用改变物体运动状态,化学反应的作用生成新物质。工程技术领域,作用体现为具体技术系统中的功能传递与效应实现。例如,力相互作用,热相互作用,电磁相互作用,信息相互作用,系统相互作用等等。
(13)、时间 :时间是物质运动变化的持续性与顺序性的量度,是描述事件发生过程的基本物理量。时间与空间共同构成四维时空。时间是物质运动变化的持续性与顺序性的量度,是描述事件发生过程的基本物理量。
时间是人工物性能与演化的永恒变量,影响结构与功能的动态稳定性。
时间具有持续性、顺序性、不可逆性和可测量性。
(14)、劳动:人类为创造/使用/维护技术人工物进行的目的性活动称为劳动。劳动是将意向性转化为技术实体的过程,包括脑力劳动(如设计)与体力劳动(如制造)。
(15),结构 :
结构是指事物内部各组成部分之间的相互关系、搭配和排列方式。它决定了事物的形态、功能和性质。结构普遍存在于自然界和人类社会中 。在技术人工物中,结构是指技术人工物内部要素(零件、模块)间的稳定关联模式,涵盖空间结构(装配位置)、时间结构(工序顺序)、逻辑结构(软件代码逻辑)等。结构是功能实现的必要条件。引入“空结构”概念(要素无有效关联,无法承载功能),强调层级性(整机-部件-零件)。结构具有系统性、层次性, 稳定性和功能性。
(16),功能 :指技术人工物在特定环境与约束下满足人类需求的能力集合,分为客观功能、主观功能等。
(17)、环境 :人工物在全生命周期所处外部条件集合,分为自然环境(温度/湿度)、人造环境等。人造环境又包括技术环境 社会环境(政策、法规、文化、习惯)等。
(18)、方法 :方法是指为实现特定目标或解决问题而采取的手段、步骤或程序。通过合理的路径和逻辑关联的动作来提升效率。方法广泛应用于哲学、科学、编程及日常生活等领域。方法具有多样性(逻辑、实验、仿真等)和动态性(可迭代、可优化)。方法受约束条件限制,并随认知能力提升而发展。
在工程技术领域,方法是实现“意向性-实体化”的系统性操作路径和实践中介,包括方法基元、方法流程(基元的有序组合),以及方法流程组合等。
方法的本质是提供一种结构化的路径来有效解决问题或实现目标 。
(19)、约束 :约束是指对系统、对象或行为的限制条件或规则,用于规范其状态、运动或相互关系。在物理与工程领域,约束是限制物体运动或系统状态的条件。约束的核心作用是通过施加限制条件,确保系统或对象在特定范围内行为或存在,从而保证安全性、有效性或符合性。不同领域中,约束的具体形式和应用虽有差异,但本质均为“限制”或“规范”。
(20)、知识(Knowledge):知识是经过验证的、系统化的信息集合,反映客观规律与主体认知的统一。一般性定义中,知识包含事实、原理、技能及经验,具有可积累性和可传播性。工程技术领域,知识是支撑技术创造与使用的信息与规律集合,分为技术知识 、经验知识 、科学知识等。
(21)、能力 :,能力指个体或组织或技术系统运用知识、技能、经验算法程序及判断完成特定任务或目标的综合本领。工程技术领域的能力更具实践性、系统性和创新性 。在“人-技术人工物”系统中,指执行任务的潜力与技能,分为人的能力(创新能力/操作能力)与技术人工物的能力(加工能力/运算能力)等。
(22)、载体(Carrier):在工程技术领域,载体指承载特定功能、物质、信息或能量的物理实体或系统。例如:半导体材料作为电荷载体,实现电子器件功能;机械结构中的框架作为载荷载体,支撑设备运行;通信系统中的光纤作为光信号载体,传输信息。优盘光盘是信息载体。
载体是工程实现的关键介质,载体需具备稳定性、适配性。
载体是承载无形人工物(软件/算法)的实体或媒介,核心作用是实现无形要素的实体化或传递 。
(23)、价值(Value):价值是客体对主体需要的满足程度,是主体与客体之间需求与满足的关系。工程技术领域,价值体现功能的实现与效益的最大化,包括:技术方案的实用性(如设备性能)、经济性(成本与收益)、可持续性(环保与资源效率)及创新性(技术突破)等等。
(24)、生物(Organism):具有生命特征的有机体(人/动物/植物)。在技术场景中核心角色为使用者(人)、被服务对象或约束来源等。
(25)、寿命(Lifespan):技术人工物从生成到失去核心价值的时间跨度,分为物理寿命(制造到损坏)、功能寿命(使用到无法满足需求)、经济寿命(投资到性价比低于阈值)等。
(26)、意向性 :意向性是心理状态指向或关联外部对象的特性。人类在技术实践中具有的目的性与目标导向,分为设计意向性(创造者目标)与使用意向性(使用者目标)。工程意向性需通过技术方案具体化,并经实验验证其实现程度,是“目标—实现路径”的逻辑映射。意向性是技术创造的动力源之一。
(27)、重组 :技术人工物生成的核心实践过程。重组包括结构重组、功能重组以及结构和功能组合的重组等。
结构重组包括建构性重组和解构性重组。建构性重组是一个组合,连接的过程,是一个有两个或两个以上的要素构成整体的过程。重组的结果得到一个整体。解构性重组是一个分解的过程。解构性重组包括内部结构的调整与重构。
功能的重组是功能的组合与分解,功能组合是以目标导向的重组。功能组合是一个先定目标,在依据目标反推结构的过程,是一个逆过程。不同的功能组合对应不同的结构。
结构和功能组合的重组是结构与功能的不同组合方式。结构与功能的匹配也是重组。同一个结构可以对应不同的功能,构成不同的技术人工物。移植就是这样一种重组,结构不变,对应了不同的功能。同一个功能可以由不同的结构去实现,构成新的发明。
重组是要素的重组。包括要素自身结构内部的重组和两个或多个要素的组合。各种要素都可以参与重组。广义的重组还包括方法基元的组合,方法流程的组合。重组的过程构成方法基元或方法流程。
不同的重组方式可以构成几乎所有的人工物生成方式。
重组是一个实践过程。重组能力是所有人工物必有的特性之一。
(28)、系统 :系统是由相互联系、相互作用的若干要素(基元)组成的具有特定功能的有机整体。系统是人工物的整体性框架,系统是人工物的层次性、涌现性及内部作用机制,是复杂性的基础。系统的组成要素具有多元性和相关性:多元性是指系统由两个或两个以上的不同元素组成。相关性是指元素之间按照一定方式相互联系、相互作用、相互制约。
系统特性包括整体性、层次性、目的性和环境适应性。
(29)、演化 :演化通常指事物随时间推移而发生的渐进或突变的变化过程,可能涉及自然选择、适应环境、遗传变异等,如生物进化论中的物种演化。工程技术领域,演化是指技术人工物全生命周期内随时间的动态变化过程,分为生成演化(设计到实体)、运行演化(性能衰减/功能拓展)、衰退演化(结构损坏/价值丧失)等。工程技术领域的演化可能包括技术系统的迭代升级、设计方法的改进、材料科学的进步、制造工艺的优化等。
(30)、反馈 :系统运行中将系统输出信息反向传递至系统输入端以调整状态或行为的机制。反馈分为负反馈 、正反馈等。反馈是稳定运行的核心控制手段之一 。
(31)、故障
故障是指系统、设备、组件或过程在运行过程中因某种原因导致其性能偏离正常状态,无法按预期完成功能或达到设计指标的异常现象。故障具有不确定性和具有可修复性等特征。
故障原因包括”内部缺陷(如材料老化、部件损坏)或外部因素(如环境干扰、操作失误)等。
(32)、维修
维修是“为保持或恢复产品执行规定功能状态”所开展的技术、管理及监督活动,涵盖维护保养、检查、修理、改装等流程。
故障是维修的触发条件,维修是故障的解决路径。维修是“功能恢复行动”的实施。维修不能保证恢复产品功能。
公理前概念集合不是一个标准的不可改动的集合。除一些核心概念外,其它概念是放在公理前概念集合内还是置于外部,对公理的实质内容几乎没有影响。
公理命题中还有很多个概念,也十分重要。把它们收入公理前集合未尝不可。例如设计和制造两个概念。而另外一些,例如,规律,变化,生物,知识等,移出公理前概念集合也是可行的。这些可以移出或移入的概念,有比较稳定的内涵,在具体的技术人工物语境中,有比较确定的含义,不影响对公理内容的理解。随着学科的发展公理前概念集合也随之变化。
下面一些概念认为是公理体系的核心概念:
1、人,2、物质,3、原始物,4、人造物,5、人工物,6、存在,7、需求,8、功能,9、结构,10、方法,11、实践,12、约束,13、重组,14、时间,15、环境,16、能力,17、系统 ,18、要素等。其中重组是一个特别定义的概念,是一个十分重要的概念。重组既是一个名词,也是一个动词。重组能力是所有人工物的本质特性之一。为人可用的功能是所有人工物的另一个本质特性。除了物质性外,重组能力和为人可用的功能是所有技术人工物最重要的特性。二者缺一不可。
三、技术人工物核心静态公理和全维度演化公理
为系统阐释技术人工物的生成逻辑、发展规律及未来演化趋势,本研究构建“技术人工物全维度演化公理”,通过六组公理模块(共22个命题),形成覆盖技术人工物从起源到共生的完整理论框架。
体系以“演化”为核心脉络,从多维度展开:第一组聚焦物质特性,明确原始物是技术人工物的物质基础,界定其重组生成规则与时空稳定性;第二组围绕人的能力,阐述需求驱动与实践能力对技术人工物生成的核心推动作用,以及能力的储存、传播与转移机制;第三组建立人-物-环境的互动关联,揭示结构与功能的映射规律及环境对技术人工物的影响;第四组梳理物理、逻辑、社会等多重约束,明确技术人工物存在与发展的边界条件;第五组以方法为实践中介,说明人的意向性转化为技术人工物现实性的路径与多样性;第六组拓展至共生演化维度,探讨技术人工物承载方法、与生物结合及自主应用方法的可能性,为智能时代技术人工物的发展提供理论解释。
本公理体系通过多维度协同,实现对技术人工物“生成-发展-演化”全流程的系统性刻画,可为技术哲学研究、技术创新设计及未来技术伦理分析提供基础理论支撑。
提出两个技术人工物公理范本:技术人工物核心公理范本和技术人工物全维度演化公理范本。
3.1技术人工物全维度演化公理
本公理体系适用于所有技术人工物。本公理体系包括六组公理22命题。
3.1.1第一组公理:物质的特性公理(聚焦结构与可能性)
本组公理共4个命题。
第1-1号命题 原始物质存在性命题:
在人类可接触和利用的范围内,存在满足人的物质需求和精神需求的最基本、最简单的原始的物质。这些物质具有潜在功能且具备为人利用的可能性。
此类物质称为原始物。原始物不是唯一的。
第1-2号 命题 物质重组命题:
本命题有三个子命题。
1-2a 原始物可通过(符合自然规律的)重组形成新结构。新结构称为人造物。新结构还是可以重组的;有限次重组人造物后,得到的新结构,还称为人造物。有限次重组的人造物可能具备满足人类需求的功能。人造物不是唯一的。
具备满足人类需求的功能的人造物称为人工物,不具备满足人类需求的功能的人造物称为废弃物。人造物(包括人工物和废弃物)具有获得新功能或循环利用的可能性。其中,含有实物物质的人工物称为有形人工物,也称为技术人工物。其余的人工物称为非技术人工物。原始物是技术人工物生成的物质基础。由原始物经过第一次重组得到的人工物称为基元人工物。
1-2b 人工物具有层次性和系统性。人工物具有满足人的期望的潜力。人工物在人的操控下或独立工作下具有超越人的能力的可能性。
重组构成的系统,涌现是可能的。
1-2c 人工物具有出现故障的可能性;故障具有通过维修重新获得原功能的可能性。
第1-3号命题 :时间变量命题
时间因素是影响技术人工物性能的永恒变量。在其可用的时间窗口内,人工物的结构与功能,在特定的情景下,保持相对的动态稳定。随时间的推移,因自然或人为因素,人工物特性会发生变化,但仍保有被重组和再利用的可能性。
第1-4号公理 :技术人工物系统内部作用公理
技术人工物之间存在物质、能量、信息的交换机制;在人的主导或辅助下,技术人工物具有封装或储存人类设计知识的可能性(潜力)。技术人工物具有生成或辅助生成其它人工物或自身的可能性(潜力);人工物具有转化为人造环境的可能性,而人造环境对人工物形成一组约束和影响因素。
3.1.2第二组命题:人的特性命题(聚焦动力学,第一推动力,动因)
本组公理共4个基本命题。
第2-1号命题 人的需求命题:
人类群体是具有物质需求和精神需求的;这种需求包括期望人工物具有超越人类自身的能力;这种需求具有持续性和增长性;这种需求能够通过社会交往等方式在个体间传递,并实现代际传承。
第2-2号命题 人的能力命题(修订版):有能力实现需求
人类群体具备通过劳动(体力劳动和脑力劳动)直接或间接重组、改造物质、生成人造物以及改造自然的实践能力和思维能力;这种能力包括但不限于理性思维、灵感思维和创新思维能力等。
人类具有产生和发展新的人工物生成方法的能力,且这种能力是不断增长的。这能力是可以传播和传承的。
第2-3号命题 人的能力的储存、传播和传承命题
人工物的生成方法可以存储在人的大脑里,或储存某些人工物载体里。这个生成方法是可以相互传播的,是可以继承的,是可以代代相传的(通过言传身教,文化载体传承等)。
第2-4号命题 生成方法转移命题
人类群体具有将这种能力及生成方法部分或全部转移至人工物或其它文化载体的愿望和能力。这种能力能够帮助人类实现人类群体自身的物质和精神追求。
3.1.3 第三组公理:动物(包括人)-技术人工物-环境关系公理(共3个命题)
本组公理第3-1号命题
第三组公理理论定位说明:本组公理研究生物(包括人)、技术人工物与环境在广义生态系统中的互动规律,与第一组公理的技术系统内部作用形成理论互补。通过互补,技术人工物公理体系可实现微观技术逻辑与宏观生态逻辑的分离,同时维护各组公理的理论纯粹性与体系协调性。
第3-1号命题 人对人工物与环境的感知与认知命题:
第3-1号命题包括3个子命题:
3-1a 人类具有可通过感官或工具直接或间接感知或测试物质的结构特性、功能表现及以及感受环境的能力,并通过认知活动建立结构与功能的关联、映射,以及与环境构成互动或反馈的认知潜力。
3-1b 人的该认知能力能够随着时间的推移和人类认知发展不断增强。人的该认知能力具有在人的个体间传播并实现代际传承的可能性。
3-1c 在人类的驱动下或辅助下,人工物具有参与、感知、测试或重组自身的可能性。这种可能性在不同的时间条件下能够根据环境和实际需求进行自我调整和优化。
在人类的驱动下或辅助下,技术人工物这种认知能力和这种重组可能性可在人工物个体间传播并实现人工物的代际传承。
第3-2号命题 生物(人)-人工物-环境跨主体互动公理
人造物与环境,人造物与生物(包括人),生物与环境人工物自身各个要素之间是相互关联的,相互作用的和动态反馈的。这种相互作用、相互关联体现在人对物的利用、改造以及物对人的需求满足和反馈等诸多方面。且这种相互作用和反馈在时间维度上呈现动态变化。
第3-3号命题 结构-功能-需求-环境的关系命题
人工物的物理结构与其功能密切相关。在不同的场景下,一种结构可能实现多种功能,一种功能也可能由多种结构实现。人工物的功能的感知和实现受到人工物的物理结构的特点、人的主观意图和环境条件的共同影响。
人工物的功能是可以再生的,且是可以变化的、可以组合的。人工物结构与功能的某种确定的关系是有可能建立的。
3.1.4 第四组公理:约束公理
本组公理共有5个命题
第4-1号命题 物理约束命题:
技术人工物必须遵守自然定律或规律等的约束;这些约束有些是刚性的约束,有些是弹性的约束;该约束具有不可突破的基础性,是人工物存在与功能实现的前提。
第4-2号命题 逻辑约束命题:
技术人工物内部结构与行为须保持系统一致性,避免自相矛盾。
第4-3号命题 社会约束命题:
技术人工物的设计、制造与使用须符合社会规范、多元价值,伦理准则、法律法规及文化背景等要求,并随社会进步和社会价值观演进而变化。多元价值包括但不限于社会价值,文化价值,经济价值,审美价值,历史价值,伦理价值,符号价值等。
第4-4号命题 寿命约束命题:
任何技术人工物均存在有限的寿命,都要经过生与消亡的过程。寿命形式具有多样性。寿命形式至少包含物理寿命、功能寿命两种基本形式。功能寿命的形式是可以改变的,寿命是可以有限次延续的。寿命终结的人工物具有三个可能:循环利用,获得新功能;回归大自然(包括改变物质形态)。
第4-5号命题 约束互动命题:
在自然规律的刚性约束的框架内,技术人工物的约束包括但不限于社会约束,寿命约束,时间约束,经济约束、安全约束、资源约束等;技术人工物的约束是相互关联和相互影响的、是相互耦合的、是可以改变的、是存在动态的权衡与折衷的可能的,各个约束的价值不一定是等同的.
3.1.5 第五组公理:方法公理(连接人的意向性与人工物现实性的实践中介)。
本组公理共5个基本命题。
第5-1号命题 方法必要性命题:
人的意向性(如需求、设计目标)转化为技术人工物的现实性,必须依托以方法为核心的实践过程;该过程的核心功能是检验人工物的实现可能性,其有效性受限于具体约束条件。这些约束条件涵盖物理、功能、社会、时间等多个维度,且随时间变化而动态调整。
第5-2号命题 方法多样性命题:
该实践过程涉及的方法具有多样性。一方面,方法包括但不限于逻辑方法,理论分析方法、实验验证方法、仿真模拟方法、经验总结方法、试错优化方法、假设-验证方法等。方法的选取与组合取决于技术人工物的类型、约束条件及时代技术发展水平;另一方面,一个具体的结构会有一种或多种生成方法,一个方法又可以生成多种不同的结构。
第5-3号命题 方法动态性再生性和递增性命题:
实践过程中的方法具有动态开放性:方法体系不封闭,方法应用可根据实践反馈调整(可组合、可迭代优化),且随人的认知能力提升和技术人工物的演变和时间推移而不断发展。方法的演化在不同的时间阶段呈现不同的组合形式和发展趋势,且具有递增性。
第5-4号命题 方法约束性命题:
实践过程中方法的选择与应用受多重约束;多重约束包括但不限于物理约束、功能约束、社会约束等(见第四组约束公理),经济约束,环境约束,并随方法自身特性、实践资源、科技进步,社会变迁等约束条件的动态变化(如时空场景、伦理规范调整)和时间发展等因素而作适应性调整。
3.1.6 第六组公理:共生与协同演化公理(聚焦自主与未来)人工物的主体性公理(本组公理共有3个命题)
第6-1号命题
人工物具有承载和接受其他人工物生成方法的可能性;或在人类的引导下,人工物具有产生生成自身生产新方法的可能性或潜力;这种能力具有在人工物之间直接或间接的传播和传承的可能性;人和生物之间存在双向的,以利为主利弊相伴的塑造关系的可能性。
第6-2号命题 组合可能性命题
人工物与生物(包括人类)的组合是可能的,重组后生成的新组合结构,具有为人所用的可能性。在人或自身的操作下,人工物的能力具有超越人类能力的可能性和接近人类能力的可能性,人工物与生物之间存在着双向的、以互补为主的塑造关系。
第6-3号命题 人工物应用生成方法的可能性命题
人工物具有在特定情境下应用人工物生成方法的可能性;人工物的自主性,随着时间的推移可能呈现自主有增强的趋势。其演化轨迹,在多重约束下,具有双重性和两个重要发展趋势。其双重性是指有利有弊;两个发展趋势是指,一方面,人工物具有接近人类能力的趋势或潜力,另一方面,在某些方面人工物具有超越人类能力的趋势或潜力。
技术人工物全维度演化公理小结
整个公理体系从物质基础(第一组)出发,通过人类动力(第二组)和交互关系(第三组),在约束条件下(第四组),通过方法实践(第五组),最终走向自主演化(第六组)。六组公理层层递进,相互支撑,形成了一个完整的技术人工物理论框架。
3.2 技术人工物核心(静态)公理 (2025版本)
3.2.1技术人工物的核心(静态)公理2025 版
本公理适用于所有技术人工物。本公理包括一组公理四个命题,是技术人工物的核心(静态)公理。
第1号命题 原始物质存在性命题:
在人类可接触和利用的范围内,存在满足人的物质需求和精神需求的最基本、最简单的原始的物质,这些物质具有潜在功能且具备为人利用的可能性。
此类物质称为原始物。原始物不是唯一的。
第2号 命题 物体重组命题:
本命题有三个子命题。
2a 原始物可通过(符合自然规律的)重组形成新结构。新结构称为人造物。新结构还是可以重组的;有限次重组人造物后,得到的新结构,还称为人造物。有限次重组的人造物可能具备满足人类需求的功能。人造物不是唯一的。
具备满足人类需求的功能的人造物称为人工物,不具备满足人类需求的功能的人造物称为废弃物。人造物(包括人工物和废弃物)具有获得新功能或循环利用的可能性。其中,含有实体物质的人工物称为有形人工物,也称为技术人工物。其余的称为非技术人工物。原始物是技术人工物生成的物质基础。由原始物经过一次重组生成的人工物称为基元人工物。
2b 人工物具有层次性和系统性。人工物具有满足人的期望的潜力。人工物在人的操控下或独立工作下具有超越人的能力的可能性。
重组构成的系统,涌现是可能的。
2c 人工物具有出现故障的可能性;故障具有经过维修重新获得原功能的可能性。
第3号命题 :时间变量命题
时间因素是影响技术人工物性能的永恒变量。在其可用的时间窗口内,人工物的结构与功能,在特定的情景下,保持相对的动态稳定。随时间的推移,因自然或人为因素,人工物特性会发生变化,但仍保有被重组和再利用的可能性。
第4号公理 :技术人工物系统内部作用命题
技术人工物之间存在物质、能量、信息的交换机制;在人的主导或辅助下,技术人工物具有封装或储存人类设计知识的可能性(潜力)。技术人工物具有生成或辅助生成其它人工物或自身的可能性(潜力);人工物具有转化为人造环境的可能性,而人造环境对人工物形成一组约束和一组影响因素。
3.3 2025 版公理与2024版的区别与联系
技术人工物的核心静态公理2025 版是2024版本的改进版本。二者核心思想上是相同的。2025 版中的重组与2024版本中的广义连接和广义改变的意义是相同的。2025 版增加的一个技术人工物系统内部作用命题 。2024版的物体改为物质。这是一个大的改动。还有一些小的改动。
技术人工物全维度演化公理是2024版本的升华版本。以改进的核心公理为基础,增加了五组公理。几乎全部外部支撑都变为了内部公理命题。
END
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