技术的本质 The Nature of Technology
序
AI让大众人心惶惶。
2022年底开始的本次智能革命，看起来强度比以往更高，自我改进速度也更快；外加媒体传播的力度空前，这次技术革命看起来马上会给人类一艘光速飞船，或者干脆彻底终结人类文明。
但这是忘记历史的过敏反应。因为历史上并非没有发生过类似的事。
15世纪德国人约翰内斯 · 古腾堡（Johannes Gutenberg）发明了古腾堡印刷机，加上表音文字的基本字母极其有限，欧洲的文化传播效率急速提高，爆发了后续一系列的文化革命、马丁 · 路德的宗教革命，甚至后期的法国大革命和美洲革命，都能隐隐闻到印刷革命的威力。
而19世纪末的煤炭、钢铁和洲际铁路，在北美洲第一次把东西海岸连为整体，把跨大陆的铁路旅行时间缩短到一周，美国从一个国民生产总值并不起眼的国家，一跃成为第二大经济体。这也是铁路交通革命的威力。
这两场近代的技术革命，都在精神世界和物理世界留下了巨大的震撼，都不比AI革命小。所以我们这代人，不必觉得自己有什么特殊的历史地位，技术进步引起社会动荡和历史变迁，一直是这样发生的。
如果对技术感到焦虑，斯坦福大学和圣塔菲研究中心的经济学家布莱恩 · 阿瑟（W. Brian Arthur）《技术的本质》（The Nature of Technology），或许能提供一些精神和理智上的防弹效果。
这本书文笔上乘，思维流畅，但实质上仍然是一本相当严谨的经济学作品，并不容易读。阿瑟的几个颠覆性观念，能让我们重新审视当下技术创新所产生的乌烟瘴气的语言和环境，并对其拥有最基本的抵抗力。
理解技术的本质也许不能让人在一夜之间获得某种神奇力量，但是关于技术本质的思考会让读者拥有更高的视角，重新考察过去整个历史和21世纪的技术创新 —— 当这些技术剥去了眼花缭乱的名词和修饰语，还剩下些什么东西 —— 可能这些所谓的“新”技术和旧石器时代的人造物，本质上没有两样。
我把布莱恩 · 阿瑟最有力的几个观点放在文章开头，这样就能要求我不要写无关紧要的废话。
基本观点
- 什么是技术（Technology）？
经典的技术定义是指：一类创新性的装置或设备。更抽象的技术还包含：一组或一系列的操作流程和知识。
在阿瑟定义的技术里，技术（Technology）是三种层面的对象：
1.技术是实现人的目的的一种手段。（Means）
2.技术是实践和元器件的集成。(Assemblage)
3.技术是可供某种文化中利用的装置和工程实践的集合。(Practice)
但这就引入了一个新问题：你听到的新年交响乐，指挥家通过编排一系列管弦乐器和音乐家，让金属、木材和纤维做成的乐器，发出的一系列声波，被听众的耳朵接收 —— 那么，这算不算一种技术？此外，社会通过复杂的管理和约束，达到一种治理平衡的和谐状态，这属不属于一种技术。
是的，这些都是更广义范围的技术。
不过，虽然艺术和社会制度都符合上面的定义，也符合后续技术的一系列特性。但这篇文章里探讨的技术，更多的是依赖一系列的物理现象 —— 一系列，可以被反复实践和验证的方法、装置和实践 —— 所代表，的技术。
- 技术的两个神奇特征
- 技术是一种组合模块
- 技术具有递归性
一架F-35战斗机拥有无比复杂的工程构造和技术实现，到那时，这架战斗机是否依然是可理解的？
当然！
因为战斗机是一个无比复杂的技术集合，但是不断地拆解其构建，你就会得到一系列可被理解的技术构件、原理、和工程实践 —— 它们是最核心的技术定义 —— 也一定需要，并渴望被人理解。
阿瑟补充：
将技术的构件模块化可以更好地预防不可预知的变动，同时还简化了设计过程。但只有当模块被反复使用且使用的次数足够多时，才值得付出代价将技术分割为功能单元。
几年前，赫伯特·西蒙（Herbert Simon）讲了一个关于两个制表匠的经典寓言故事。假设每只表都集成了1000个零件。一个名叫坦帕斯的钟表匠一个零件一个零件地安装，但是，如果他的工作被打断了，或者丢下一只没完成的手表，他就必须从头开始。相反，另一个名叫赫拉的钟表匠则是将10个模块组装在一起，最后组成手表。每个模块又由10个子模块组成，每个子模块再由10个零件组成。如果他暂停工作或者被打断工作，他只是损失了一小部分工作成果。西蒙的重点是：将零件集成化可以更好地预防不可预知的变动，且更容易修复。
西蒙通过一个极其小巧但精密的手表做隐喻，F-35战斗机比机械手表的构建，或许复杂了一万倍，但其核心概念是一致的：技术拥有层层嵌套的模块，主模块（机械表芯）和次级模块（发条和显示，等等）。它们层层递归（不断嵌套），直到物理现象本身。
- 技术如何发展
首先，技术如何产生？正如熊彼得（schumpeter）的观点：“无论你如何重组邮政马车，你永远不能因此而得到铁路。”这里面需要一些更仔细的观察，因为无论是哪种模式，技术的过程，都需要将原理转化成工作元件之后才算到头。让我们看看F-35战斗机的技术元件和工作原理：
如果我们继续追随F-35C型战斗机的层级树到达它的末梢，我们会看到什么？我们可以将它分解如下：机翼与机尾、动力装置（或者发动机）、航空电子控制系统（或者飞机电子系统）、起落装置、飞行控制系统、液压系统等。如果我们单独观察动力系统，我们可以将其分解成常规喷气发动机的子系统：进气装置、压缩机系统、燃烧系统、涡轮系统、喷嘴系统。如果我们只看进气系统，则可以看到，在机身两侧、机翼前面的位置，有两个箱式超声速进气道。超声速进气道调整着进气速度，这样发动机就能在起飞速度和飞行速度为1.6马赫时保持同样的进气速度。为此，标准超音速进气道会内配一个移动盖板。
然后，如此精密的仪器（或者，技术），会怎样发展？
它们源于两种推动力：
1.肇始于链条的一端，源于一个给定的目的或需求，然后发现一个可以实现的原理。
2.发轫于链条的另一端，从一个现象或效应开始，然后逐步嵌入一些如何使用它的原理。
答案很简单：1. 人类隐秘但强烈的需求 2. 人类好奇心所观察到的现象。
反直觉的观点
- 鸡生蛋还是蛋生鸡？技术不是科学的衍生品。
逻辑上的主流观点更倾向于认为：科学发现催化了技术革命，先有惊世骇俗的科学发现，然后有技术大爆发。但让我们看看实际发生了什么。
技术设备支撑了几乎所有科学发现的观察基础 —— 同时，这些设备的制造运用了自然现象中无法违反的科学原理。在未知领域，所有异常现象都可能催化新技术和新科学。在发现这些可依赖的科学原理前，实践是唯一的助手。让我们看看阿瑟自己怎么说：
在开创现代天文科学方面，望远镜与哥白尼和牛顿的推理同等重要。如果没有X射线衍射的方法、设备以及提取和纯化DNA所必需的生化方法，沃森和克里克也不可能发现DNA的结构（以及其后的互补碱基对现象）。没有观察和理解现象的仪器，没有显微镜、化学分析方法、光谱学、云室、测量磁电现象的仪器、X射线衍射分析方法以及大量衍生方法，现代科学根本不可能存在。虽然我们通常不这样看，但上述所有这些其实都是技术，科学正是从这里出发并建立起它的理论的。
如果想大力发展科学，尤其是基础科学，我们需要更多的技术，而不只是更多的“基础科学” —— 因为现代科学很难完全只凭空坐着思考，就能进行科学突破。或许数学作为不需要物质支撑的一种思辨科学，有自己极为特殊的研究方式，数学允许脱离物理现象而存在，但其余的自然科学：物理学、生物学、化学、天文学……几乎无一例外，都需要大量技术的支持，至少在观察和验证层面。
甚至说技术的发展在效率上需要科学做引导，而科学的基础就是技术，都不为过。阿瑟说得好：
事实上，可以设想一种没有技术的科学，没有望远镜、显微镜、计算机、测量仪器，这样的科学只建立在思想和猜想之上。但这种设想更证实了我的观点，即没有技术的科学将是软弱的，这样的科学和希腊时期的思辨科学相比并没有什么不同。
当然，纳西姆 · 塔勒布（Nassim Taleb）在《反脆弱》中表达得更激进：这就像给鸟儿上空气动力学课，等鸟儿飞起来了，就给讲课的人颁发科学奖，并声称由于这堂课，鸟儿才飞起来。随后，各种书籍和论文接踵而至，进一步论证了如果不听课，鸟儿绝对飞不起来。
但是，这并不是说明技术比科学更高贵、甚至更根本，而是表明一个基本事实：现代科学无法脱离技术而独立存在。如果没有科学原理，创造新技术的速度也会大大降低。
科学形成（forms from）于技术，即仪器、方法、实验和解释等，它们是科学的肉身。我不是说，科学和技术是一样的。科学是内里孕育着美的事物，一种超凡脱俗的美，而且它的内涵要比由各种仪器、实验、解释构成的那个核心结构多得多。科学是一系列教寓观念，即自然在本质上是可知的，可以被探察、被究因的。如果以高度控制的方式对现象及其背后的含义进行探索，就可以获得对自然的理解；科学是一套实践和思维方式，包括理论化，想象和猜测；科学是一系列认识（knowings），一系列由过去的观察与思考积累起来的理解；科学是一种文化，一种关于信仰与实践、友谊与思想交流、观点与信念、竞争与互助的文化。
但让我们继续思考，科学原理也不是牢不可破的：比如在太空中，失去了重力，喝水都是个问题 —— 地面的科学原理或许失效了，但技术实践依然在。卡诺的热机理论依据错误的"热质说"，理论的地基是错的，但卡诺循环的工程结论却活到了今天。
用今天的AI技术为例，多数时候，工程突破（技术）走在了理论解释（科学）的前面。就像我们至今未能完全从科学上解释，大模型的“涌现”能力到底从何而来。
- 技术不是天才发明，是一种创造性组合
让我从阿瑟的宏论中抽离出来，回到一个更早的年代：1824.
历史上，是先有了蒸汽机，然后为了解释和改进蒸汽机，才诞生了热力学。
1824，这一年，热机科学家萨迪 · 卡诺（Sadi Carnot, 1824），发现了一个秘密：
如同大多数人类发明，蒸汽机从诞生之初，就归功于不同人直接大胆的尝试，即使真正的发明者已无法确切知道。然而，在后续把蒸汽机改良成我们今天看到的样子中所包含的那些大胆尝试，比早期发明它的那些尝试，还要多得多。第一台装置中展现的蒸汽的辽阔力量和今天的蒸汽机相比，这中间的巨大差距，就好比人类的第一个竹筏和现代轮船的差距一般。
如果这项发现的荣耀属于那个通过这台机器获得了所有增长和发展的那个国家，那么这份荣耀不可避免地属于英格兰了。塞维利（Thomas Savery）、纽可门（Thomas Newcomen）、斯密顿（John Smeaton），还有著名的瓦特（James Watt）、伍尔夫（Arthur Woolf）、特里维西克（Richard Trevithick），和其他一些英格兰的工程师们，他们是蒸汽机名副其实的缔造者。他们通过双手推动了后面一系列的改良。最后，自然而然地，这个发明物在它最能强烈感受到被需要的地方，不断被发展、被完善。
这一连串的名字，除了著名的瓦特（James Watt），纽可门（Thomas Newcomen），或许特里维西克（Richard Trevithick），有哪些被现代人熟知？没有。
因为他们都是工程师。这些英格兰的工程师们更像手艺人，而非科学家。
蒸汽机的发明，是一系列打补丁的过程。关于热机（Heat Engine）的技术，实质上是一系列工程师通过手艺人式的实践，不断打补丁的旅程。
但是，补丁也总有打不进去的时候。当旧技术的潜力被压榨到物理极限（比如真空再怎么优化也无法抽干更多空气），这种臃肿的技术体系就面临新的问题：
尽管蒸汽机已经完成了各种各样的工作，尽管今天它所成就的状态令人满意，但关于这些机器的理论人们依旧知之甚少，改良它们的尝试仍然几乎完全取决于运气。
经常被提出的那个问题就是，热的动力是否是无穷的，对蒸汽机的改良是否有一个确定的限度——这个限度是指，自然事物无论如何都不允许超越的；或者，相反地，是否对其的改良可以无限地进行下去。
这时候，就产生了一门全新的科学：热力学第二定律。
无论是科学还是技术，现实是一连串错综复杂的概率巧合。
但如果这门技术没有碰到墙壁，如果一项全新的物理现象出现了，它以一种极其简洁和原始的形态，直接替换掉了那个极其复杂的旧系统。比如：晶体管替代了真空管，另一种技术发展的路线就出现了：现代计算机的曙光被看到。
- 技术的路径依赖
既然每个有话语权的科学家和工程师都是聪明绝顶的人物，所以他们发明和推荐的技术装置，一定是严谨和精心设计的产物。
这是一种严重的误会。首先，科学家和技术天才虽然聪明，也都是人。他们受限于社会，空气、食物和水，以及地心引力。在这些约束中，社会约束甚至是最大的。
因此，实际上的技术进化路径，和生物学一样，充满了随机性。这种来自社会的随机挑战，和来自自然界对生物的随机挑战，几乎一样大。
一种全新的生物形态，在突变发生后，如果满足当前生态环境的挑战，就会存活。但事实上，这种生物突变，却不一定是效率最高的最优解。
技术的演化路径和这个方式惊人的相似。而这造就了技术演化的路径依赖。因此，这段关于核反应堆的历史往事，值得反复阅读：
不同国家、不同公司都经历过这些方案开发过程。加拿大倾向于使用重水方案，因为它有水力发电那一套技术用来进行重水制取；英国曾试验过气体-石墨方案，但都没有成功。美国则同时使用了几种方案。最后，美国海军在海曼·里奇欧文（Hyman Rickover）上将的领导下，开发了核潜水项目。尽管钠可能更有效，并且体积也更小，但是钠在水中会爆炸，暴露在空气中则会燃烧。由于担忧潜艇内的钠泄漏，里奇欧文最终为他的潜水艇选择了轻水冷却。此外，工程师更熟悉压缩水，因而没有对液态钠系统进行更多尝试。
1949年，苏联爆炸了第一颗原子弹。美国的一个反应就是想通过他们拥有的核反应堆来彰显其核优势，所以美国原子能委员会在里奇欧文的建议下，在宾夕法尼亚的海港将本来打算用于航空母舰的反应堆重新设计成供陆地使用。新的反应堆和以前用于海上的反应堆一样，也采用轻水慢化。后来，西屋电气和通用电气开发出来的反应堆也都是采用轻水模式。史学家马克·赫兹加德（Mark Hertsgaard）对此评论道：“这为轻水模式奠定了里程碑式的开端，其他方案无法与之匹敌，从而使该产业将它的商业前景实际上置于某些专家认为的经济和技术上都较弱的一种设计之上。”
到了1986年，世界范围内（苏联除外）的101个反应堆中，有81个都建立在轻水基础上。轻水解决方案占据了主导地位。它虽然始于小的偶然事件，但将继续占据未来设计的主导地位。最终流行起来的技术是被从几种可能的“解决方案”中选择出来的。但是，正如后来的研究指出的那样，它不一定是最好的。
技术的演化路径，充满了随机性。微小的历史偶然事件可能会被放大。一种技术一旦获得早期优势，就会吸引更多的使用者和开发者，从而变得更加强大，最终垄断市场。这解释了为什么并非最优的技术 —— 比如 QWERTY 键盘 —— 最终能占据了市场的统治地位。但这一切，都并非最优解，而是经济力量的先发优势。
这是技术隐藏在科学外皮下的缺陷。对创业者，这是机会。
六个衍生结论
- 科学和技术的关系：先有技术实践，再有科学结论，而不是反过来。实践大于原理 —— 从任何意义上都应被重视。
- 关于创新：一种组合旧技术的学问，技术并非是天才的发明 —— 想想改造蒸汽机的那一连串英格兰工程师的名字。
- 技术的路径依赖：技术进化和生物体进化有大量相似之处。人和社会需要警惕：当社会被制度路径锁死，社会消亡。当企业被技术路径锁死，企业淘汰。
- 技术进化有自己的意识，一个新技术的创造，会催化出更多的新技术需求。这和古典经济学中边际收益递减的概念完全相反：古典理论认为，给定有限的煤炭资源，增加人力和工厂设备，回报降低直到趋近于0。今天纷繁复杂的数字经济正好与之相反，技术创新创造的边际收益似乎永无止境。
- 依赖上一个时代的旧技术元素，能产生新技术的编排 —— 所以，对创业者或创作者来说，最重要的能力不是无中生有，而是发现现有技术模块（技术域，Domain）之间新的组合方式。跨界学习和掌握多种“技术积木”是创新的关键。
- 经济不是容纳技术的容器，相反，经济现象是技术涌现的结果。新的技术集群（如铁路、电力、互联网）不仅诞生于旧技术所产生的问题，更创造了新行业。AI也会重新创造新问题：隐私、安全、商业模式、法律制度甚至社会结构。
参考资料 Reference：
- Arthur, W. B. (2009). The Nature of Technology: What It Is and How It Evolves. Free Press.
- Taleb, N. N. (2012). Antifragile: Things That Gain from Disorder. Random House.
- Kelly, K. (2010). What Technology Wants. Viking Press.
- Arthur, W. B. (2011). The second economy. McKinsey Quarterly, 4, 90-99.
- Waldrop, M. M. (1992). Complexity: The Emerging Science at the Edge of Order and Chaos. Simon & Schuster.
- David, P. A. (1985). Clio and the Economics of QWERTY. The American Economic Review, 75(2), 332-337.
- Carnot, Sadi. (1824). Reflections On The Motive Power Of Heat And On Machines Fitted to Develop That Power.
Member discussion