韩方元
技术人工物核心公理和技术人工物全维度演化公理(一)续
2025-10-25 09:43
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技术人工物核心公理和技术人工物全维度演化公理(一)续

  三、技术人工物核心公理和全维度演化公理

 3.3  核心公理和全维度演化公理补正

上文技术人工物核心公理和全维度演化公理给出了技术人工物全维度演化公理(第一版)和技术人工物核心公理第二版。

下面对上述公理体系的两个版本做少部分修改和补正。包括重新给出核心公理的公理前概念为全维度演化公理增补若干个公理前概念,和对公理少部分内容做调整和修改 新版本还删除少部分说明性质的语句。                 

3.3.1、全维度演化公理公理前概念的增补

1)增补的原因

全维度演化公理第一版中,有些公理前概念,以隐形的方式出现在公理中,经过近几日的研究分析,认为这些概念对公理十分重要,应当以显式的方式出现在公理中。这些补充的公理前概念有运动、创新、迭代和整体、整体性。在全维度演化公理第一版中,运动、整体、整体性等概念以某种潜在的方式出现在公理的多个命题中。例如,存在,变化等是运动的不同形式。创新,迭代在第二版本中没有直接出现,但是,仍然包含有迭代和创新的思想。例如方法,即隐含的包括创新。重组包括迭代思想和操作。创新关乎技术发展,迭代涉及代际传承。由于运动、创新、迭代和整体、整体性等几个概念在技术人工物的整个生命周期内和代际传承和发展过程中都十分重要,必须以显式的方式出现在公理中。为此,公理命题做了适当调整和修改。一是作为公理前概念,二是直接出现在公理命题中。

另外,更换了若干概念。例如,物体和物质统一用物质代替。处置用转化代替。操控用控制代替等 。还增加了有形基元人工物的概念。

第一版的全维度演化公理的公理前概念有一处重复,第11个概念和第21 个概念都是能力。第21 个概念应为能量。故能量是一个补充的概念。

转化、故障与维修这么具体的概念作为公理前概念。因为这三个概念涉及人工物的三个方法和三个阶段。所以,全寿命周期的三个阶段中,转化、故障与维修是重要的概念。 

2)新增补的全维度演化公理的公理前概念以及定义

以下是新增加的几个概念的基本定义。包括层次与层次性,整体与整体性,系统与系统性。人与人类。可能与可能性。创新和转化。

 a、运动的定义

 在自然科学和工程技术科学中,运动通常指物体位置或状态随时间的变化。运动主要分为以下几类:机械运动,热运动,电磁运动,化学运动等。在物理学中,运动通常通过位移、速度、加速度等物理量来描述。

在哲学中,运动的定义广泛和抽象。哲学家们从不同的角度探讨运动的本质和意义。 唯物主义者认为运动是物质的固有属性,是物质存在的基本形式。物质的运动是永恒的、无条件的和绝对的。

 辩证法认为运动是事物内部矛盾的展开和解决。事物的运动是通过内部矛盾的斗争和解决来实现的。例如,黑格尔认为,运动是事物内部矛盾的展开,是事物发展的动力。

 b、 创新的定义

   创新是指在现有思维模式的基础上,提出有别于常规的见解,并利用现有的知识和资源,在特定环境中改进或创造新的事物、方法、元素、路径或环境,以达到某种有益效果的行为。通常创新的产物具有新颖性和价值。通常认为创造可以被视为创新的一部分

  c、迭代的定义

迭代是一个重复反馈的过程,其目的是逐步逼近所需的目标或结果。迭代是一种灵活且高效的解决问题的方法,它在数学、计算机科学、互联网产品和技术科学等领域中有广泛的应用。

在工程技术中,迭代是指通过重复反馈过程,不断改进和优化设计、产品或系统,以逐步逼近理想解决方案的方法。它强调在实践中学习和调整,每次迭代都基于前一次的结果进行完善,从而更有的结果。产品一代一代的改进就是典型的迭代过程。

 

d、整体和整体性

整体是若干对象或要素按照特定结构组成的有机统一体,其各组成部分通过特定结构形成一个统一的实体。哲学领域强调整体与部分的相互依存,以及整体对部分的制约关系。系统科学领域关注系统要素间的关联性、层次性和动态平衡,以及整体功能的优化。工程技术中的整体性强调整体设计与全局优化,注重系统的可靠性、安全性和效率,以及各部分的协调配合。整体具有结构性 、功能性、层次性和涌现性、协同性、动态平衡性。

整体性”(Wholeness)是整体作为统一体所具有的本质属性,是“整体之所以为整体”的核心特征。整体性关注整体具备而孤立部分所没有的新功能和特性。

e、能量的定义

能量是物理学中表征物体做功能力的物理量。它是物质运动的一般量度。能量具有多种形式,例如机械能,热能,电能等。不同形式之间的能量可以相互转换(可转换性)。能量在封闭系统中是守恒的(具有守恒性)。在相对论中,爱因斯坦提出了质能等价原理,即质量和能量可以相互转化,但总质能保持不变。    

能量在技术科学中具有特殊意义,它是衡量系统做功能力的核心物理量,其定义与物理学一致,但更侧重于实际应用和工程优化。例如,用于系统性能评估,处理实际系统中的能量损耗和考虑非理想因素等。

f、控制:

“控制”是通过干预、约束或引导对象(系统、过程、行为等),使其活动或状态符合预定目标、标准或要求的行为或机制。

工程技术领域的“控制”是针对工程系统(如生产过程、设备、工艺流程等),通过自动化装置或系统,包括人为的干预,实时监测系统状态,依据预设规则或算法调节参数,确保系统稳定、高效、精确地按预期目标运行的技术与过程。

 g、转化

 转化是指事物(包括物质、能量、信息、状态、性质等)从一种状态、性质或形式转变为另一种状态、性质或形式的过程。其具体机制和表现形式因领域而异。

例如,细胞生物学,转化是指细胞在增殖、分化或应激过程中发生的形态和功能转变;化学学科转化是指物质通过化学反应从一种形式转变为另一种形式的过程,如合成、分解、酸碱中和等;物理学学科转化是指能量或物质状态的转变,如电能转化为热能,或物态变化(如水结冰);哲学/逻辑学学科转化是指矛盾双方在特定条件下主次地位的互换,引发质变;工程技术学科转化是泛指能量、信号或物质形式的转换过程等。废物利用是一种转化。

f、基本单元(基元)

基本单元是指构成系统或物质的最基本、不可再分的组成部分.它们是理解和构建更复杂结构的基础。基本单元的概念广泛应用于各个领域。这些基本单元可以是有形的实体单位,也可以是无形的概念或功能单位。

有形的基本单元

有形的基本单元是物理上可触及、可测量的实体,它们构成了物质世界的基石。例如,原子和分子:原子是元素的最小单位,保持元素的化学性质;分子是由两个或更多原子通过化学键结合形成的,是化合物的最小单位。细胞是生物体的基本结构和功能单位。机械学科的构件是基本结构单元。等等                    无形的基本单元

无形的基本单元是非物理的、抽象的单位,它们在理论、概念或功能上起到基础性作用。例如,数学和逻辑中的基本单元:如数字、变量和逻辑命题,它们是数学运算和逻辑推理的基础。信息和数据的基本单元:如比特(bit)和字节(byte),它们是信息存储和传输的最小单位。等等

 第二版技术人工物全维度演化公理的公理前概念集合

全维度演化公理第二版的公理前原始概念有:

1、物质,2、人,3、存在,4需求,5、实践,6、运动

全维度演化公理的界定概念:

7、可能与可能性,8、有形基元(有形基元人工物),9、关系,10、规律,11、结构、12、功能,13、能力,14、知识,15、载体,16、价值,17、生物,18、寿命,19、意向性,20、重组,21、要素,22、系统与系统性,23、演化,24、反馈,25、能量,26、信息,27、时间,28、控制(原来用操控), 29、层次,30、整体与整体性,31、转化(包括原来的处置),32、迭代,33、环境,34、故障,35、维修,36、创新,37变化。

(2) 、核心公理(第三版)的公理前概念集合

核心公理的公理前原始概念

包括六个概念

 1、物质,2、人,3、存在, 4、实践,5、运动。

它们的定义可参考全维度演化公理的有关概念。二者对概念的定义是相同的。

 核心公理(第三版) 的公理前界定概念:

 6、可能与可能性,7、变化,8、能力,9、能量,10、信息,11、时间,12、结构,13、功能,14、重组,15、控制(原来用操控),16、系统与系统性,17、层次与层次性,18、整体与整体性,19、转化,20、运动,21、迭代,22、环境。

核心公理(第三版)公理的公理中概念:

原始物,人造物,废弃物,人工物,有形基元人工物,技术人工物,非技术人工物,有形基本单元,人工物演化方法等。

3.3.3、技术人工物全维度演化公理 第二版全文

第二版修改涉及11 个命题的部分局部表达。还增加一个公理中概念:有形基元人工物简称有形基元。有形基元人工物是所有技术人工物的基本结构单元。有形基元是部分技术人工物的基本结构单元和基本功能单元。

修改后(第三版)的公理完备性有提高,一致性有增强,有更强大的解释力,公理各组之间逻辑联系更紧密,公理内部纵向横向之间的关系,条理更清晰,系统性更强。

3.3.3.1、技术人工物全维度演化公理 第二版全文

1)技术人工物全维度演化公理总序

我们正处在一个被技术人工物深度塑造的时代。从远古的石斧到今日的量子计算机,从脚下的公路到天际的人造卫星,技术人工物不仅是人类肢体的延伸,更是我们文明、思想与梦想的物质载体。它们如一条奔流不息的长河,贯穿人类历史的始终。他们的演化逻辑深刻地影响着我们的过去、现在与未来。

自然界存在三类物质形态:天然无机物,例如,如山川河流、天体、恒星等、生物(含植物、动物、微生物)及技术人工物(*注:实际上技术人工物外,自然界还有一类物质称为兽工物,如鸟巢,蜂巢,老鼠洞等。人工物和兽工物统称为虫工物,人是五虫之一),例如衣物、建筑、航母、航天器等。科学界对前两类物质的统一理论构建成果卓著:自然科学领域,牛顿力学、爱因斯坦相对论均为经典统一理论,已统一三种基本相互作用,四种力的统一研究曙光初现;生物学领域,进化论与细胞学说奠定统一基础,生物分子学从遗传密码层面正进一步完善其统一性。而技术人工物的统一理论尚未成熟。

技术人工物的统一理论进程,多从技术学、工程学或历史学或社会学的单一视角或少数几个视角审视技术,往往缺乏一个能够统摄其物质性、目的性、系统性、约束性与未来性的整体性理论框架。

《技术人工物全维度演化公理(第一次修订版)》正是为了回答这一根本性问题而进行的理论尝试。

   本公理体系旨在为所有技术人工物的诞生、存续、消亡与转化和发展,提供一个普适性、逻辑自洽且具有广泛解释力的基础框架。

本体系由六组共二十二个命题构成:

 第一组公理是关于物质特性的公理,它确立了演化的物质基础,回答了"演化何以可能"的问题。奠定技术人工物的物理基石,解决了从零到一和从一到多的问题。

第二组公理是关于人的特性的公理,它指明了演化的原始动因与核心驱动力,回答了"演化因何启动和持续"的动力学问题。

第三组公理是互动关系公理,它构建了演化的互动场域与认知反馈环,将微观技术与宏观生态联系起来。

 第四组公理是约束公理,它界定了演化的边界条件,揭示了演化在多重限制下进行的现实。

第五组公理是关于方法的公理。它架起了意向与现实、功能与结构之间的实践桥梁,阐述了演化得以具体实现的中介与手段。

第六组公理涉及技术人工物的共生与协同演化,探讨了人工物自主性增强及与人类关系重塑的深远前景。

六组公理以递进关系构建了一个完整的理论闭环。

 六组公理是六个模块。第一组公理是核心模块,可以独立应用,作为技术人工物的核心公理体系。其它模块包含的因素外置。核心模块与其它一个或多个模块可以进行不同的组合,构成具有不同解释力的公理模式。组合时,第一组模块必不可少。 

2)技术人工物全维度演化公理(第一次修订版)

 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。

 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。

1-1号命题  原始物存在性命题:

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。

此类物质称为有形原始物。有形原始物不是唯一的。

1-2号 命题  物质重组和迭代命题:

本命题有三个子命题。

1-2a号命题  原始物可通过重组形成新结构。新结构称为人造物。新结构还是可以重组的;有限次重组,包括相邻两次重组构成的迭代过程生成的人造物的新结构,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有形基元人工物。

1-2b 人工物具有可使用性;人工物具有出现故障的可能性;人工物具有可维修性;故障具有通过维修重新获得原功能的可能性。人工物和废弃物具有可转化性。

1-2c  人工物具有层次性、系统性和整体性。人工物具有满足人的期望的潜力。人工物在人的控制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。 

1-3号命题 :时间变量命题

时间因素是影响技术人工物性能的、不可逆的永恒变量。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。 

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、信息等以运动为基本特征的交换机制;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。

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。

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。

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)直接重组或间接重组或迭代、或创新改造物质生成人造物、和使用维修以及转化人工物的能力和方法。其中的三种方法(生成、使用和维修、转化)简称为技术人工物演化三法 ;这些能力包括但不限于实践能力、思维能力和应用人工物的能力等。

人类具有产生和发展新的人工物生成方法的能力和使用维修、转化人造物的能力,且这种能力是不断增长的。这种能力是可以传播和传承的。

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、使用和转化人造物(人工物和废弃物)的能力、方法可以存储在人的大脑里,或储存某些人工物载体里。这些方法是可以相互传播的,是可以继承的,是可以代代相传或代际迭代的。

2-4号命题 技术人工物演化方法转移命题

人类群体具有将人工物演化方法及其能力部分或全部转移至人工物或其它文化载体的愿望和能力。

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)

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。

3-1号命题 人对人工物与环境的感知与认知命题:

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。

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可以通过运动等方式实现相互关联,相互作用和动态反馈的。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。

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。

1.4  第四组公理:约束公理

  本组公理共有5个命题

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。

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。

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。

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,都要经过出生、存续与转化的过程。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。寿命终结的人工物其出路具有三个可能:循环利用,获得新功能;回归大自然(包括改变物质形态)。

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.

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。

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。

 

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。方法包括但不限于生成方法、使用和维护方法以及转化方法等。

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。

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、可优化),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,且具有可创新性、可迭代性和可递增性。

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。

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)

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、使用、维护和转化自身的新方法的可能性或潜力;这种潜力(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。

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。

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;这意味着有关人工物运动的驱动源从外部向内部(自身)转移,其人工物运动和发展的自主性,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趋势。其双重性是指有利有弊;两个趋势是指,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。 

 3.3.4、技术人工物核心公理 第三版全文(20251018日第二次修订)

1)技术人工物核心公理即物质的特性公理(聚焦结构与可能性)

本公理体系适用于所有技术人工物。本公理包括4个命题。

1 号命题  原始物存在性命题:

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。

2号 命题  物质重组和迭代命题:

本命题有三个子命题。

 2a号命题  原始物可通过重组形成新结构。新结构称为人造物。新结构还是可以重组的;有限次重组,包括相邻两次重组构成的迭代过程生成的人造物的新结构,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。

 2b 人工物具有可使用性;人工物具有出现故障的可能性;人工物具有可维修性;故障具有通过维修重新获得原功能的可能性。人工物和废弃物具有可转化性。

 2c  人工物具有层次性、系统性和整体性。人工物具有满足人的期望的潜力。人工物在人的控制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。 

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、不可逆的永恒(必要)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。

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、信息等以运动为基本特征的交换机制;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。

    (续完)

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