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从超域态的复合技术到融合迭代的共生技术 —— 从摩尔定律到 “韬定律” 的技术进化启示

更新时间:2026-06-10 11:21:30点击:

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从超域态的复合技术到融合迭代的共生技术

—— 从摩尔定律到 “韬定律” 的技术进化启示

贾杲

内容提要:当代技术发展正经历着从单一技术进化到系统技术进化、从单域技术突破到跨域技术融合的历史性变革。本文基于技术进化论与科技哲学的双重视角,系统梳理了科学与技术关系演变的四个历史阶段,揭示了技术进化的三条核心路径:单域态 — 复域态 — 超域态的形态演进路径,到变异 — 选择 — 遗传的机制演进路径,以及从复合技术到共生技术的范式演进路径。研究发现,随着技术进化进入超域态阶段,复合技术已无法满足复杂系统的发展需求,共生技术应运而生并成为新技术存在的主要形式。复合技术与共生技术存在本质性差异,技术复合依托机械整合机制完成多技术归集适配,服务于既定功能目标;技术共生依托动态融合迭代机制孕育全新技术形态,以新生技术实现功能落地,二者的形成逻辑、运行机制与实现路径截然不同。从摩尔定律到 “韬定律” 的范式转换,正是技术进化从复合技术阶段进入共生技术阶段的典型标志。“韬定律” 所倡导的全系统协同、多技术融合、生态化发展的理念,为理解当代共生技术的进化规律提供了重要的理论框架。本文进一步阐明了共生技术进化发展的五大趋势,指出研究共生技术不仅是技术哲学在新时代的前沿课题,也为推动我国科技自主创新、实现高水平科技自立自强提供了重要的理论指导与实践路径。

关键词:技术进化;超域态;复合技术;共生技术;摩尔定律;韬定律

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引言

技术是人类文明进步的核心驱动力。从石器时代的打制石器到信息时代的人工智能,人类社会的每一次重大飞跃都伴随着技术的革命性变革。然而,长期以来,人们对技术进化的理解大多局限于单一技术的线性发展过程,将技术进步视为孤立的发明创造的累加。这种还原论的技术观,在解释工业时代的技术发展时具有一定的合理性,但在面对当代复杂的技术系统时,却显得捉襟见肘。

进入 21 世纪以来,全球技术发展呈现出前所未有的融合化、系统化、智能化、生态化趋势。人工智能、生物技术、纳米技术、新能源技术、新材料技术等新兴技术领域相互渗透、深度融合,形成了一个个跨越多个学科和产业边界的复杂技术系统。单一技术的突破已难以带来显著的社会变革,而多技术的协同共生正在成为技术创新的主要形式。例如,新能源汽车技术不是单一的汽车技术或电池技术,而是汽车技术、电池技术、电子技术、软件技术、通信技术、人工智能技术等多个技术域融合共生的产物;生成式人工智能技术也不是单一的算法技术,而是算法、算力、数据、软件、应用等多个技术要素协同进化的结果。

在这一背景下,传统的技术进化理论面临着严峻的挑战。乔治·巴萨拉的技术进化论虽然将生物进化的思想引入技术研究,提出了技术进化的变异 — 选择 — 遗传机制,但它主要关注单一技术的进化过程,对技术系统的整体进化和跨域融合现象解释不足。布莱恩·阿瑟的技术本质理论虽然揭示了技术的递归性和组合性特征,但对技术系统的共生关系和生态进化规律探讨不够深入。因此,构建一种能够解释当代复杂技术系统进化规律的新理论,已成为技术哲学和技术创新研究的迫切需求。 “韬定律” 的提出,为我们理解当代技术进化的规律提供了一个全新的视角。“韬定律” 认为,在技术进化的高级阶段,技术系统的整体效能不再取决于单一技术指标的线性提升,而是取决于技术要素之间的多维融合程度与系统协同能力。这一理论突破了传统还原论的局限,强调了技术系统的整体性和协同性,与共生技术的核心理念高度契合。从摩尔定律到 “韬定律” 的范式转换,本质上是技术进化从单一技术主导的复合技术阶段,进入到多技术协同主导的共生技术阶段的集中体现。

本文旨在从科技哲学的高度,深入探讨技术进化从超域态的复合技术到融合迭代的共生技术的演变过程,揭示共生技术的本质特征与进化规律。文章首先梳理了科学与技术关系演变的四个历史阶段,为理解技术进化的当代特征提供历史背景;然后系统分析了技术进化的三条核心路径,阐明了共生技术产生的历史必然性;深入探讨了共生技术的概念内涵、核心特征、系统结构与研究意义;总结了共生技术进化发展的主要趋势,并得出研究结论。这一研究不仅丰富了技术进化论的理论谱系,也为我国在新一轮科技革命和产业变革中抢占战略制高点提供了重要的理论指导。

一、科学与技术发展的不同形态

科学与技术的关系是技术哲学研究的核心问题之一。纵观人类文明发展史,科学与技术的关系经历了一个从分离到融合、从从属到主导、从单一到共生的演变过程。这一过程不仅反映了人类认识世界和改造世界能力的不断提升,也揭示了技术进化的内在逻辑与发展趋势。

(一)第一阶段:科学转化为技术(前工业革命 —19 世纪末)

在人类历史的很长一段时间里,科学与技术是相互分离的。科学主要是哲学家和学者们探索自然奥秘的智力活动,其目的是为了获得关于自然的知识,而不是为了实用目的;技术则主要是工匠们在生产实践中积累的经验和技能,其发展主要依靠经验的摸索和传承,很少依赖科学理论的指导。这种分离状态一直持续到第一次工业革命时期。

第一次工业革命的标志是蒸汽机的发明和应用。虽然蒸汽机的发明主要是基于工匠的经验积累,而不是基于科学理论的推导,但它第一次展示了技术在改变人类生产方式和生活方式方面的巨大威力。同时,工业革命的发展也对科学提出了迫切的需求,推动了科学与技术的结合。从 19 世纪初开始,科学理论开始越来越多地转化为技术发明,成为技术发展的重要驱动力。

这一阶段的典型特征是 “科学领先,技术跟进”,即科学理论的突破先于技术发明,技术是科学理论的应用。例如,1831 年法拉第发现了电磁感应现象,建立了电磁学的理论基础;1866 年西门子基于电磁学理论发明了发电机,开启了电力时代;1876 年贝尔发明了电话,1879 年爱迪生发明了电灯,这些技术发明都是建立在电磁学理论基础之上的。又如,1859 年达尔文提出了生物进化论,推动了生物学的发展;1865 年孟德尔发现了遗传定律,为现代遗传学奠定了基础,这些科学理论后来都转化为生物技术的重要基础。

在这一阶段,技术的发展主要是单一技术域的独立发展,技术之间的交叉融合较少。技术进步主要表现为单一技术性能的不断提升和效率的不断优化。例如,蒸汽机技术从纽科门蒸汽机到瓦特蒸汽机,再到高压蒸汽机,其热效率不断提高,功率不断增大;纺织技术从珍妮纺纱机到水力纺纱机,再到骡机,其生产效率不断提升。

(二)第二阶段:科学与技术一体化(20 世纪初 —20 世纪中叶)

进入 20 世纪后,科学与技术的关系发生了根本性的变化,科学与技术开始走向一体化。这一变化的标志是第二次工业革命的兴起和发展。第二次工业革命以电力的广泛应用、内燃机的发明和应用、化学工业的兴起为主要特征,这些技术革命无一不是建立在坚实的科学理论基础之上的。 科学与技术一体化的核心特征是 “科学技术化,技术科学化”。一方面,科学研究越来越依赖于先进的技术手段和仪器设备,没有先进的技术,科学研究就无法深入进行。例如,没有显微镜,就无法发现细胞和微生物;没有望远镜,就无法观测遥远的天体;没有粒子加速器,就无法研究基本粒子的性质。另一方面,技术发展也越来越依赖于科学理论的指导,没有科学理论的突破,就很难有重大的技术发明。例如,没有量子力学的建立,就没有半导体技术和电子计算机的发明;没有相对论的建立,就没有核能技术的应用;没有化学热力学和动力学的发展,就没有现代化学工业的兴起。

在这一阶段,技术进化的速度明显加快,技术之间的交叉融合开始增多。一些交叉技术和边缘技术开始出现,如机电一体化技术、光电子技术、生物化学技术等。这些交叉技术的出现,打破了传统技术域的边界,为技术发展开辟了新的空间。例如,机电一体化技术是机械技术与电子技术融合的产物,它使得机械产品的性能和功能得到了极大地提升;光电子技术是光学技术与电子技术融合的产物,它催生了光纤通信、激光技术、显示技术等一系列新兴产业。

半导体技术的发展是科学与技术一体化的典型案例。1900 年普朗克提出了量子假说,标志着量子力学的诞生;1925-1927 年,海森堡、薛定谔、狄拉克等人建立了量子力学的完整理论体系;1928 年布洛赫提出了能带理论,解释了固体中电子的运动规律;1947 年,贝尔实验室的肖克利、巴丁和布拉顿基于量子力学和能带理论发明了晶体管,开启了半导体时代;1958 年,基尔比和诺伊斯发明了集成电路,使得半导体技术进入了快速发展的轨道。从量子力学的建立到晶体管和集成电路的发明,只用了不到 50 年的时间,这充分展示了科学与技术一体化的巨大威力。

(三)第三阶段:技术领先于科学(20 世纪后半叶 —21 世纪初)

20 世纪后半叶,随着第三次科技革命的兴起,科学与技术的关系再次发生了重大变化,技术开始领先于科学。这一阶段的标志是电子计算机的发明和应用、航天技术的发展、生物技术的兴起等。这些技术领域的发展速度远远超过了基础科学的发展速度,许多技术发明在基础科学理论尚未完全解释清楚的情况下就已经得到了广泛的应用。

技术领先于科学的主要原因有两个方面:一方面,经过几个世纪的发展,基础科学已经建立了相对完整的理论体系,重大的基础科学理论突破变得越来越困难,周期越来越长;另一方面,技术发展的动力越来越多地来自于市场需求和社会需求,而不是来自于科学理论的推动。市场需求的快速变化和社会需求的多样化,促使企业和研究机构不断加大技术研发的投入,加快技术创新的步伐,从而使得技术发展的速度超过了基础科学的发展速度。

这一阶段的典型特征是 “技术领先,科学跟进”,即技术发明先于科学理论的完善,科学研究的主要任务之一是解释已经出现的技术现象,为技术的进一步发展提供理论支持。例如,1986 年高温超导材料的发现,就是一个典型的技术领先于科学的案例。1986 年,IBM 苏黎世研究实验室的柏诺兹和缪勒发现了镧钡铜氧体系的高温超导现象,这一发现震惊了整个物理学界。然而,直到今天,物理学家们仍然没有建立起一个能够完全解释高温超导现象的理论体系。但这并没有阻碍高温超导技术的发展,高温超导材料已经在磁共振成像、粒子加速器、电力传输等领域得到了广泛的应用。又如,石墨烯的发现也是如此。2004 年,盖姆和诺沃肖洛夫成功地从石墨中分离出了单层石墨烯,这一发现引发了全球范围内的石墨烯研究热潮。然而,关于石墨烯的许多物理性质和化学性质,科学家们仍然在探索之中,但石墨烯技术已经在电子、能源、材料、生物医学等领域得到了广泛的应用。

在这一阶段,技术之间的交叉融合更加深入,跨域技术创新成为技术创新的主要形式。技术进化不再局限于单一技术域内部,而是跨越多个技术域,形成了许多复杂的技术系统。例如,航天技术就是一个典型的跨域技术系统,它涉及到力学、材料学、电子学、计算机科学、控制科学、能源科学、生命科学等多个学科和技术域;生物技术也是一个跨域技术系统,它涉及到分子生物学、遗传学、生物化学、工程学、信息科学等多个学科和技术域。

(四)第四阶段:技术共生(21 世纪以来)

进入 21 世纪后,全球技术发展进入了一个全新的时代,即技术共生时代。技术共生是指两个或两个以上不同技术域的技术要素,通过深度融合、协同进化,形成的相互依存、互利共生的有机技术系统。在技术共生时代,单一技术的突破已难以带来显著的社会变革,而多技术的协同共生正在成为技术创新的主要形式。

技术共生时代的到来,是技术进化到一定阶段的必然结果。一方面,随着技术的不断发展,人类面临的问题越来越复杂,这些复杂问题的解决需要多个技术域的协同合作。例如,气候变化问题的解决,需要能源技术、环境技术、生物技术、信息技术、经济技术、政策技术等多个技术域的协同配合;公共卫生问题的解决,需要医学技术、生物技术、信息技术、交通技术、管理技术等多个技术域的协同配合。另一方面,技术的不断发展也为技术共生提供了可能。信息技术的发展,特别是互联网、物联网、大数据、人工智能等技术的发展,使得不同技术域之间的信息交流和协同合作变得更加便捷和高效,为技术共生提供了强大的技术支撑。

技术共生时代的核心特征是 “多技术协同,系统进化”。在技术共生系统中,各个技术要素之间不是简单的叠加关系,而是相互作用、相互促进、共同进化的关系。每个技术要素的发展都依赖于其他技术要素的发展,同时也会对其他技术要素的发展产生影响。这种协同进化的关系,使得技术共生系统具有强大的创新能力和适应能力,能够不断地产生新的技术和新的应用,推动技术系统的整体进化。

从摩尔定律到 “韬定律” 的范式转换,正是技术进化进入技术共生时代的典型标志。摩尔定律是单一技术域进化的产物,它关注的是晶体管密度这一单一技术指标的线性提升。在摩尔定律时代,半导体技术的发展主要依靠单一技术域内部的技术进步,即通过不断缩小晶体管的尺寸来提升芯片的性能。然而,随着晶体管尺寸逼近原子尺度极限,摩尔定律逐渐失效,半导体技术的发展进入了一个新的阶段。“韬定律” 的提出,正是顺应了这一发展趋势。“韬定律” 强调技术系统的整体效能和多维价值融合,倡导全系统协同、多技术融合、生态化发展的理念。这一理念与技术共生的核心理念高度契合,标志着半导体技术的发展从单一技术主导的阶段进入了多技术协同共生的阶段。

二、技术进化的不同路径

技术进化是一个复杂的、多维度的、非线性的过程。从不同的视角出发,可以将技术进化划分为不同的路径。本文基于技术形态、技术机制和技术范式三个维度,将技术进化划分为三条核心路径:单域态 — 复域态 — 超域态的形态演进路径、变异 — 选择 — 遗传的机制演进路径,以及从复合技术到共生技术的范式演进路径。这三条路径相互联系、相互影响、相互促进,共同构成了技术进化的完整图景。

(一)路径一:沿着单域态 — 复域态 — 超域态进化

从技术形态的维度来看,技术进化遵循着从单域态到复域态再到超域态的演进规律。这一规律反映了技术系统从简单到复杂、从单一到复合、从封闭到开放的发展过程。

1.单域态技术进化

单域态是技术进化的初级阶段,是指单一技术域独立发展的状态。在单域态阶段,技术系统主要由同一技术域的技术要素构成,技术进化主要发生在单一技术域内部,很少与其他技术域发生交叉融合。 单域态技术进化一般经历三个子阶段:雏形态、定形态和成熟分叉态。

雏形态是技术进化的起始阶段。在这一阶段,技术的基本原理已经被证明是可行的,但技术的结构还不稳定,功能还不完善,性能还很低,成本还很高,应用范围还很有限。雏形态技术的发展主要依靠发明者的个人努力和灵感,技术创新具有很大的偶然性和不确定性。例如,1876 年贝尔发明的电话,就是雏形态技术的典型代表。早期的电话结构简单,通话质量差,传输距离短,只能在很小的范围内使用。

定形态是技术进化的成长阶段。在这一阶段,技术的结构逐渐定型,功能逐渐明确,性能不断提升,成本不断下降,应用范围不断扩大。定形态技术的发展主要依靠渐进式创新,即通过不断改进技术的各个组成部分,优化技术的结构和性能。技术标准开始形成,产业链逐渐完善,市场竞争逐渐加剧。例如,20 世纪初的汽车技术,就是定形态技术的典型代表。经过几十年的发展,汽车的结构逐渐定型,形成了发动机、底盘、车身、电气设备四大组成部分,性能不断提升,成本不断下降,开始进入普通家庭。

成熟分叉态是技术进化的高级阶段。在这一阶段,技术的性能已经接近物理极限,渐进式创新带来的性能提升越来越小,技术发展的边际效益递减。为了寻求新的发展空间,技术开始出现分叉,形成多个不同的技术分支。这些技术分支各有优缺点,适用于不同的应用场景。市场竞争更加激烈,只有少数技术分支能够生存和发展。例如,20 世纪后期的内燃机技术,就是成熟分叉态技术的典型代表。内燃机的热效率已经接近理论极限,为了满足不同的需求,内燃机技术出现了汽油机、柴油机、天然气发动机、混合动力发动机等多个分支。

单域态技术进化的主要特点是:性能提升、效率优化、同域迭代。技术进步主要表现为单一技术性能的不断提升和效率的不断优化,技术创新主要发生在同一技术域内部,很少涉及跨域融合。

2.复域态技术进化

复域态是技术进化的中级阶段,是指两个技术域交叉融合产生新技术的状态。在复域态阶段,两个不同技术域的技术要素相互渗透、相互结合,形成了一个新的技术域。这个新的技术域既具有原来两个技术域的特征,又具有原来两个技术域所不具有的新特征。

复域态技术进化的核心是 “交叉融合”。通过两个技术域的交叉融合,可以产生新的技术原理、新的技术方法、新的技术产品和新的产业形态。复域态技术进化是技术创新的重要源泉,许多重大的技术创新都来自于不同技术域的交叉融合。例如,机电一体化技术是机械技术与电子技术交叉融合的产物;光电子技术是光学技术与电子技术交叉融合的产物;生物化学技术是生物学技术与化学技术交叉融合的产物;航空航天技术是力学技术与材料技术交叉融合的产物。 复域态技术进化的主要特点是:跨域创新、技术互补、功能拓展。通过两个技术域的交叉融合,可以实现技术优势的互补,拓展技术的功能和应用范围。例如,机械技术具有强度高、承载能力强等优点,但灵活性和智能化程度低;电子技术具有灵活性高、智能化程度高等优点,但强度和承载能力低。机电一体化技术将机械技术和电子技术的优点结合起来,既具有机械技术的强度和承载能力,又具有电子技术的灵活性和智能化程度,极大地拓展了机械产品的功能和应用范围。

3.超域态技术进化

超域态是技术进化的高级阶段,是指多个技术域深度融合形成全新技术体系的状态。在超域态阶段,三个或三个以上不同技术域的技术要素深度融合,形成了一个跨越多个技术域的、更高层次的、更加复杂的技术系统。这个新的技术系统不是原来各个技术域的简单叠加,而是一个有机的整体,具有原来各个技术域所不具有的全新性质和功能。

超域态技术进化的核心是 “深度融合”。与复域态技术进化的 “交叉融合” 不同,超域态技术进化的融合程度更深,融合范围更广,融合层次更高。在超域态技术系统中,原来各个技术域的边界变得模糊,各个技术要素之间相互依存、相互渗透、相互转化,形成了一个不可分割的有机整体。

超域态技术进化是当代技术发展的主要趋势。目前,许多新兴的技术领域都属于超域态技术系统,如智能技术、生物技术、新能源技术、新材料技术、先进制造技术等。例如,智能技术就是一个典型的超域态技术系统,它融合了计算机技术、通信技术、控制技术、传感器技术、人工智能技术、数学、统计学、神经科学等多个技术域和学科的知识和技术;生物技术也是一个典型的超域态技术系统,它融合了分子生物学、遗传学、生物化学、生物物理学、工程学、信息科学、医学等多个技术域和学科的知识和技术。

超域态技术进化的主要特点是:多域融合、范式转换、新产业诞生。通过多个技术域的深度融合,可以实现技术范式的转换,催生新的技术革命和产业革命。例如,智能技术的发展正在引发第四次工业革命,推动人类社会从信息时代进入智能时代;生物技术的发展正在引发生物经济革命,推动人类社会从工业经济时代进入生物经济时代。

(二)路径二:沿着变异(创新)— 选择(筛选)— 遗传(传承)进化

从技术机制的维度来看,技术进化遵循着与生物进化类似的变异 — 选择 — 遗传的规律。这一规律最早由美国技术哲学家乔治・巴萨拉在《技术发展简史》一书中提出,他认为技术进化与生物进化具有相似的机制,都是通过变异产生多样性,通过选择保留有利变异,通过遗传将有利变异传递给后代,从而实现技术的不断进化。

1.变异:技术创新的源泉

变异是生物进化的源泉,也是技术进化的源泉。在技术进化中,变异就是技术创新,即产生新的技术思想、新的技术原理、新的技术方法、新的技术产品的过程。技术创新是技术进化的根本动力,没有技术创新,技术进化就会停滞不前。 技术创新可以分为两种类型:渐进式创新和颠覆性创新。渐进式创新是指在现有技术范式内,对现有技术进行改进和完善的创新。渐进式创新具有风险小、周期短、见效快等特点,是技术进化中最常见的创新形式。例如,汽车发动机的不断改进、手机性能的不断提升、计算机运算速度的不断加快等,都属于渐进式创新。颠覆性创新是指打破现有技术范式,建立新的技术范式的创新。颠覆性创新具有风险大、周期长、见效慢等特点,但一旦成功,就会带来技术的革命性变革,推动技术进化进入一个新的阶段。例如,晶体管替代电子管、集成电路替代分立元件、数字技术替代模拟技术等,都属于颠覆性创新。

技术创新的产生是多种因素共同作用的结果。其中,技术理解是技术创新的内在动力,技术环境是技术创新的外在约束。技术理解是指人类对技术本质、技术规律、技术价值的认识和把握。技术理解的不断深化,推动着技术创新的不断发展。例如,人类对电磁现象的理解不断深化,推动了电力技术、通信技术、电子技术等一系列技术的创新和发展。技术环境是指影响技术创新的各种外部因素,包括市场需求、社会需求、政策法规、文化传统、自然资源等。技术环境为技术创新提供了条件和机会,同时也对技术创新产生了约束和限制。例如,市场需求是技术创新的根本动力,没有市场需求的技术创新是没有生命力的;政策法规可以鼓励和支持某些技术的创新和发展,也可以限制和禁止某些技术的创新和发展。

2.选择:技术进化的过滤器

选择是生物进化的过滤器,也是技术进化的过滤器。在技术进化中,选择就是对各种技术创新进行筛选和评价,保留那些有价值的技术创新,淘汰那些没有价值的技术创新的过程。技术选择决定了技术进化的方向,只有那些通过选择的技术创新,才能得到进一步的发展和推广。 技术选择的主体是多元的,包括市场、社会、政府、企业、消费者等。其中,市场选择是技术选择的主要形式。市场选择通过价值规律和竞争机制,对各种技术创新进行筛选和评价。那些能够满足市场需求、具有较高性价比、能够为企业带来利润的技术创新,会被市场所接受,得到进一步的发展和推广;那些不能满足市场需求、性价比低、不能为企业带来利润的技术创新,会被市场所淘汰。例如,在个人电脑操作系统的竞争中,微软的 Windows 操作系统凭借其良好的用户界面、丰富的应用软件和强大的兼容性,战胜了苹果的 Mac OS、IBM 的 OS/2 等竞争对手,成为个人电脑操作系统的主流。

除了市场选择之外,社会选择和政府选择也在技术进化中发挥着重要的作用。社会选择是指社会公众基于社会价值观、伦理道德、文化传统等因素,对各种技术创新进行筛选和评价。那些符合社会价值观、伦理道德、文化传统的技术创新,会得到社会公众的支持和认可;那些违背社会价值观、伦理道德、文化传统的技术创新,会遭到社会公众的反对和抵制。例如,克隆人技术虽然在技术上是可行的,但由于其违背了人类的伦理道德,遭到了全世界大多数国家和人民的反对,因此被禁止进行研究和应用。政府选择是指政府基于国家利益、公共利益、国家安全等因素,通过制定政策法规、提供财政支持、实施项目资助等方式,对各种技术创新进行筛选和评价。政府选择可以引导技术创新的方向,支持那些对国家发展和社会进步具有重要意义的技术创新。例如,各国政府都高度重视新能源技术、人工智能技术、生物技术等战略性新兴技术的发展,通过制定各种政策措施,支持这些技术的创新和发展。

3.遗传:技术进化的基础

遗传是生物进化的基础,也是技术进化的基础。在技术进化中,遗传就是将通过选择保留下来的有利技术创新传递给后代的过程。技术遗传使得技术知识和技术经验能够代代相传,不断积累,为技术的进一步进化提供了基础。

技术遗传的形式是多样的,包括知识传承、专利保护、标准制定、人才培养等。知识传承是技术遗传的最基本形式,通过教育、培训、文献资料等方式,将技术知识和技术经验传递给下一代。专利保护是技术遗传的重要形式,通过授予发明者一定期限的独占权,保护发明者的利益,鼓励发明者公开其技术发明,从而促进技术知识的传播和传承。标准制定是技术遗传的高级形式,通过制定统一的技术标准,将成熟的技术固定下来,使其得到广泛的应用和推广。人才培养是技术遗传的关键环节,通过培养高素质的技术人才,将技术知识和技术经验转化为人才的能力和素质,从而实现技术的传承和发展。

技术进化是变异、选择、遗传三个环节不断循环往复的过程。通过变异产生技术创新的多样性,通过选择保留有利的技术创新,通过遗传将有利的技术创新传递给后代,然后在新的基础上产生新的变异,如此循环往复,推动着技术不断从简单到复杂、从低级到高级、从单一到复合的进化。

在技术域中,技术进化沿着域内深化和域外融合两条路径展开。域内深化是指在同一技术域内部,通过变异 — 选择 — 遗传机制,不断提升技术的性能和效率,推动技术从雏形态到定形态再到成熟分叉态的进化。域外融合是指不同技术域之间的技术要素相互渗透、相互结合,通过变异 — 选择 — 遗传机制,产生新的技术域,推动技术从单域态到复域态再到超域态的进化。域内深化和域外融合两条路径相互联系、相互促进,共同推动着技术的不断进化。

(三)路径三:沿着系统整合的复合技术到融合迭代的共生技术进化

从技术范式的维度来看,技术进化遵循着从单一技术到复合技术再到共生技术的演进规律。这一规律反映了技术系统从要素主导到系统主导、从简单组合到有机融合的发展过程,也清晰界定了复合技术与共生技术的核心差异,二者依托截然不同的形成机制与实现路径,完成技术功能的落地与技术形态的迭代。

1.单一技术范式

单一技术范式是技术进化的初级范式。在单一技术范式下,技术系统主要由单一的技术要素构成,技术的功能和性能主要取决于这一单一技术要素的水平。技术进步主要表现为单一技术要素性能的不断提升。

单一技术范式的典型代表是摩尔定律。摩尔定律指出,集成电路上可容纳的晶体管数目大约每隔 18-24 个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。在摩尔定律时代,半导体技术的发展主要依靠单一技术要素的进步,即通过不断缩小晶体管的尺寸来提升芯片的性能。芯片的功能和性能几乎完全取决于晶体管的密度,其他技术要素如架构、软件、封装等都处于从属地位。 单一技术范式的主要特点是:要素主导、线性进化、可预测性强。技术进步主要由核心技术要素的进步主导,技术进化呈现出明显的线性特征,技术发展的速度和方向具有较高的可预测性。

2.复合技术范式

复合技术范式是技术进化的中级范式。复合技术是对单一进化路径的范式超越与体系升级,是技术进化进入复合型、系统性、超域化阶段的标志性规律。在复合技术范式下,技术系统由多个不同的技术要素构成,这些技术要素按照一定的结构方式组合在一起,共同实现系统的功能。技术的功能和性能不仅取决于各个技术要素的水平,还取决于各个技术要素之间的组合方式。

技术复合的核心依托技术整合机制落地运行,其核心逻辑是围绕预设的单一或多重功能目标,归集、梳理并整合各类相关的成熟技术门类,通过技术配套与功能协同的方式组合适配各类技术资源,最终依托整合后的技术体系达成既定应用目的。在这一整合过程中,所有参与组合的原有技术均保留自身独立的技术原理、结构形态与核心属性,仅形成功能层面的配合关系,无新技术的生成与技术本质的迭代革新。 复合技术的核心是 “组合创新”。通过将不同的技术要素组合在一起,可以产生新的技术功能和新的技术产品。复合技术创新是当代技术创新的重要形式,许多技术产品都是复合技术的产物。例如,早期的智能手机就是一个典型的复合技术产品,它将电话、相机、MP3、计算器、日历等多个单一技术功能组合在一起,实现了功能的集成。又如,早期的电动汽车也是一个典型的复合技术产品,它将汽车底盘技术、电池技术、电机技术、电控技术等多个技术要素组合在一起,实现了汽车的电动化。

复合技术范式的主要特点是:系统主导、组合创新、功能集成。技术进步主要由技术系统的整体优化主导,技术创新主要表现为不同技术要素的组合创新,技术系统的功能不断集成和拓展。 然而,复合技术范式也存在着明显的局限性。在复合技术系统中,各个技术要素之间仍然是相对独立的,它们之间的关系主要是机械的组合关系,而不是有机的融合关系。各个技术要素按照预先设定的接口和协议进行交互,缺乏灵活性和适应性。当系统需要进行升级或改进时,往往需要对多个技术要素进行同时调整,难度较大,成本较高。此外,复合技术系统的性能提升主要依靠各个技术要素性能的提升和组合方式的优化,难以产生质的飞跃和涌现性。

3.共生技术范式

共生技术范式是技术进化的高级范式。共生技术是对复合技术进行融合、系统化与生态化共同生长的产物。在共生技术范式下,技术系统由多个不同技术域的技术要素构成,这些技术要素通过深度融合、协同进化,形成了一个相互依存、互利共生的有机整体。技术的功能和性能不仅取决于各个技术要素的水平和它们之间的组合方式,更取决于它们之间的协同关系和共生关系。

与复合技术的静态整合机制截然不同,技术共生依托动态融合迭代机制实现技术进阶与价值革新。其核心逻辑不再是原有成熟技术的简单归集与配套,而是打破不同技术域的边界壁垒,推动多元技术要素在原理、结构、功能、场景等层面深度渗透、相互耦合、持续迭代,在动态协同进化的过程中突破传统技术的功能边界与性能瓶颈,催生出具备全新原理、全新结构、全新功能的独立新生技术,最终依托这一迭代生成的全新共生技术,高效实现各类预设功能目标。

综上所述,技术复合与技术共生存在本质性区别,二者核心的形成机制截然不同,对应实现技术功能、达成应用目标的路径与方式也完全差异化:前者以 “存量技术整合适配” 为核心实现功能落地,后者以 “跨域融合迭代、孕育新生技术” 为核心完成功能升级与价值突破,这也是两种技术范式最核心的分野所在。 相较于复合技术 “旧技术整合、旧功能升级” 的实现逻辑,共生技术的核心优势在于 “旧要素融合、新技术生成”。整个进化过程不再是原有成熟技术的简单归集与适配,而是通过持续的融合迭代、自我革新,完成技术形态的质变跃迁,能够生成复合技术无法实现的涌现性功能与系统性价值,适配超域态下复杂、多元、动态的技术发展需求。

共生技术的核心是 “融合创新”。与复合技术的 “组合创新” 不同,共生技术的创新不是简单的技术要素的叠加,而是技术要素之间的深度融合和协同进化。通过深度融合和协同进化,共生技术系统能够产生涌现性,即系统整体具有而其组成部分不具有的全新性质和功能。这种涌现性是复合技术系统无法实现的,也是共生技术范式的核心优势所在。

从摩尔定律到 “韬定律” 的范式转换,正是技术进化从单一技术范式经过复合技术范式进入共生技术范式的典型标志。摩尔定律是单一技术范式的典型代表,它关注的是晶体管密度这一单一技术指标的线性提升。随着摩尔定律的失效,半导体技术的发展进入了复合技术范式阶段,通过将不同的技术要素如架构、软件、封装、材料等组合在一起,提升芯片的整体性能。然而,复合技术范式的局限性也日益凸显,难以满足人工智能、大数据、云计算等新兴应用对芯片性能和能效的巨大需求。“韬定律” 的提出,标志着半导体技术的发展进入了共生技术范式阶段。“韬定律” 构建了时间维度优先、全系统协同、多技术融合的新型技术进化范式,彻底重构了后摩尔时代半导体技术的评价体系、创新路径与演进节奏。在 “韬定律” 的指导下,半导体技术不再仅仅关注晶体管密度这一单一指标,而是更加关注系统的整体效能、多维价值融合和生态系统的协同进化。

共生技术范式的主要特点是:共生主导、融合创新、涌现性强。技术进步主要由技术要素之间的共生关系主导,技术创新主要表现为技术要素之间的深度融合和协同进化,技术系统能够产生强大的涌现性,实现质的飞跃。

  1. 共生技术的产生与特点

共生技术是技术进化到超域态阶段的必然产物,是当代新技术存在的主要形式。共生技术的产生,标志着人类对技术本质的理解进入了一个全新的阶段,也为技术创新和产业发展开辟了广阔的空间。深入研究共生技术的概念内涵、核心特征、系统结构与研究意义,对于把握当代技术进化的规律,推动我国科技自主创新,具有重要的理论意义和实践意义。

(一)共生技术的概念与内涵

“共生” 一词最早来源于生物学,由德国真菌学家德贝里于 1879 年提出,是指两种或两种以上的生物生活在一起,相互依存、互利共赢的关系。后来,共生理论被广泛应用于社会学、经济学、管理学等多个领域,成为研究复杂系统演化规律的重要理论工具。

将共生理论引入技术研究领域,我们可以将共生技术定义为:两个或两个以上不同技术域的技术要素,通过深度融合、协同进化,形成的相互依存、互利共生、共同发展的有机技术系统。在共生技术系统中,各个技术要素之间不是简单的叠加关系,也不是机械的组合关系,而是有机的融合关系和共生关系。每个技术要素都在系统中扮演着独特的角色,发挥着独特的作用,同时又依赖于其他技术要素的支持和配合。各个技术要素之间相互促进、共同进化,使得整个技术系统具有强大的创新能力和适应能力。 共生技术的内涵可以从以下几个方面来理解:

共生技术是一个有机的技术系统。共生技术不是多个技术要素的简单堆砌,而是一个具有完整结构和功能的有机整体。系统的各个组成部分之间存在着密切的联系和相互作用,形成了一个不可分割的统一体。系统的整体功能大于各个组成部分功能之和,即具有涌现性。

共生技术是不同技术域深度融合的产物。共生技术涉及到多个不同的技术域,这些技术域的技术要素通过深度融合,打破了原来的技术域边界,形成了一个全新的技术体系。这种融合不是表面的、形式上的融合,而是深层次的、本质上的融合,包括技术原理的融合、技术方法的融合、技术功能的融合、技术文化的融合等。

共生技术的核心是协同进化。在共生技术系统中,各个技术要素之间不是静止的、不变的,而是动态的、不断进化的。每个技术要素的进化都会引起其他技术要素的相应进化,而其他技术要素的进化又会反过来促进该技术要素的进一步进化。这种协同进化的关系,使得整个技术系统能够不断地适应外部环境的变化,保持旺盛的生命力。

共生技术的本质是互利共生。在共生技术系统中,各个技术要素之间是相互依存、互利共赢的关系。每个技术要素都从系统中获得自身发展所需要的资源和条件,同时也为系统的发展做出自己的贡献。没有任何一个技术要素能够脱离其他技术要素而独立存在和发展,也没有任何一个技术要素能够损害其他技术要素的利益而获得自身的长远发展。

(二)共生技术的特点

共生技术作为技术进化的高级形态,具有以下几个核心特征:

1.整体性

整体性是共生技术最本质的特征。共生技术是一个有机的整体,其性质和功能不是由各个组成部分的性质和功能简单相加决定的,而是由整个系统的结构和各个组成部分之间的相互关系决定的。系统整体具有其组成部分在孤立状态下所不具有的性质和功能,即 “整体大于部分之和”。 例如,生成式人工智能技术就是一个典型的共生技术系统,它由算法、算力、数据、软件、应用等多个技术要素构成。任何一个技术要素单独存在都无法实现生成式人工智能的功能。只有当这些技术要素按照一定的结构组合在一起,形成一个有机的整体时,才能实现自然语言处理、图像生成、视频生成等复杂的功能。而且,整个系统的功能远远超过了各个技术要素功能的简单相加,产生了强大的涌现性。

2.协同性

协同性是共生技术的核心特征。协同性是指共生技术系统中的各个技术要素之间相互配合、相互协调、相互促进,共同实现系统的整体目标。在共生技术系统中,各个技术要素之间存在着密切的分工协作关系,每个技术要素都承担着特定的功能,同时又与其他技术要素保持着密切的联系和互动。

协同性主要表现在三个方面:一是功能协同,即各个技术要素的功能相互补充、相互配合,共同实现系统的整体功能;二是结构协同,即各个技术要素的结构相互适应、相互匹配,形成一个合理的系统结构;三是进化协同,即各个技术要素的进化速度和进化方向相互协调、相互促进,共同推动系统的整体进化。 例如,特斯拉的新能源汽车技术系统就是一个具有高度协同性的共生技术系统。该系统由电池技术、电机技术、电控技术、自动驾驶技术、智能座舱技术、充电技术等多个技术要素构成。这些技术要素之间相互配合、相互协调,共同实现了新能源汽车的高性能、高安全性、高智能化和高便利性。例如,电池技术的进步推动了电机技术和电控技术的进步,而自动驾驶技术的进步又对电池技术、电机技术和电控技术提出了新的要求,促进了这些技术的进一步发展。

3.涌现性

涌现性是共生技术最显著的特征。涌现性是指共生技术系统作为一个整体,具有其组成部分在孤立状态下所不具有的全新性质和功能。这些全新的性质和功能不是从各个组成部分的性质和功能中推导出来的,而是在各个组成部分之间的相互作用和相互关系中产生的。 涌现性是共生技术与复合技术的根本区别。复合技术系统虽然也是由多个技术要素构成的,但它的功能和性能只是各个技术要素功能和性能的简单叠加,不具有涌现性。而共生技术系统则能够产生涌现性,实现质的飞跃。 例如,互联网技术就是一个具有强大涌现性的共生技术系统。互联网技术是由计算机技术、通信技术、网络技术、软件技术等多个技术要素融合而成的。这些技术要素单独存在时,只能实现各自的功能。但当它们融合在一起形成互联网技术系统后,就产生了许多全新的功能和应用,如电子邮件、万维网、电子商务、社交媒体、在线教育、远程医疗等。这些全新的功能和应用是任何一个单一技术要素都无法实现的,是互联网技术系统涌现性的体现。

4.开放性

开放性是共生技术的重要特征。开放性是指共生技术系统不是一个封闭的系统,而是一个开放的系统,它与外部环境之间存在着密切的物质、能量和信息交换。共生技术系统必须不断地从外部环境中获取物质、能量和信息,才能维持自身的存在和发展。同时,共生技术系统也会向外部环境输出物质、能量和信息,对外部环境产生影响。

开放性是共生技术系统能够不断进化的前提条件。一个封闭的技术系统,必然会因为缺乏与外部环境的交流和互动,而逐渐走向停滞和消亡。而一个开放的技术系统,能够不断地从外部环境中吸收新的技术要素和创新资源,不断地丰富和完善自身的结构和功能,从而保持旺盛的生命力。 例如,Linux 操作系统就是一个具有高度开放性的共生技术系统。Linux 操作系统是开源的,任何人都可以自由地获取、修改和分发其源代码。全球数以万计的开发者自发地参与到 Linux 操作系统的开发和维护中,不断地为其贡献新的代码和功能。这种开放性使得 Linux 操作系统能够不断地吸收全球的创新资源,不断地进化和完善,成为全球最流行的服务器操作系统之一。

5.动态性

动态性是共生技术的基本特征。动态性是指共生技术系统不是静止不变的,而是处于不断的运动、变化和发展之中。共生技术系统的动态性主要表现在两个方面:一是系统内部的各个技术要素之间不断地进行着物质、能量和信息的交换,系统的结构和功能不断地发生变化;二是系统与外部环境之间不断地进行着物质、能量和信息的交换,系统的状态和行为不断地适应外部环境的变化。 动态性是共生技术系统适应外部环境变化的能力体现。在当今快速变化的时代,技术发展日新月异,市场需求不断变化,社会环境也在不断变化。共生技术系统只有具有高度的动态性,才能不断地适应这些变化,保持自身的竞争优势。 例如,智能手机技术系统就是一个具有高度动态性的共生技术系统。从第一部智能手机诞生到现在,短短十几年的时间里,智能手机技术系统发生了翻天覆地的变化。手机的性能越来越强大,功能越来越丰富,外观越来越美观,价格越来越亲民。同时,智能手机的应用场景也在不断地拓展,从最初的通信工具,发展成为集通信、娱乐、办公、支付、导航、社交等多种功能于一体的移动智能终端。智能手机技术系统的这种动态性,使得它能够不断地适应消费者需求的变化,保持旺盛的生命力。

6.自组织性

自组织性是共生技术的高级特征。自组织性是指共生技术系统能够在没有外部指令的情况下,通过内部要素之间的相互作用,自发地形成有序的结构和功能。自组织是复杂适应系统的基本特征,也是共生技术系统具有强大创新能力和适应能力的根本原因。

自组织性主要表现在三个方面:一是自我形成,即系统能够自发地从无序状态转变为有序状态,形成一定的结构和功能;二是自我调节,即系统能够根据内部和外部条件的变化,自发地调整自身的结构和参数,保持系统的稳定和平衡;三是自我进化,即系统能够自发地进行创新和变革,不断地从低级有序状态向高级有序状态进化。 例如,互联网的发展就是一个典型的自组织过程。互联网没有一个中央控制机构,它是由全球各地的计算机网络通过自愿连接而形成的。在互联网的发展过程中,各种技术标准、协议和应用都是由全球的开发者和用户自发地制定和推广的。正是这种自组织性,使得互联网能够在短短几十年的时间里,发展成为一个覆盖全球的巨大网络,深刻地改变了人类社会的方方面面。

(三)共生技术是新技术存在的主要状态

进入 21 世纪以来,随着技术进化进入超域态阶段,共生技术已经成为新技术存在的主要状态。当代的重大技术创新,几乎都是共生技术的产物。无论是人工智能、生物技术、新能源技术、新材料技术,还是先进制造技术、航空航天技术、海洋技术,都是跨越多个技术域的共生技术系统。 共生技术成为新技术存在的主要状态,是由以下几个方面的原因决定的:

  1. 人类面临的问题越来越复杂

随着人类社会的发展,人类面临的问题越来越复杂,如气候变化、环境污染、能源短缺、粮食安全、公共卫生等。这些复杂问题具有综合性、系统性、全球性的特点,单一技术无法解决这些问题,必须依靠多个技术域的协同合作,通过多技术的融合共生,才能找到有效的解决方案。例如,气候变化问题的解决,需要能源技术、环境技术、生物技术、信息技术、经济技术、政策技术等多个技术域的协同配合,形成一个综合性的技术解决方案。

2.技术自身的发展越来越复杂

经过几百年的发展,单一技术的性能已经接近物理极限,单一技术的进步越来越困难,边际效益越来越低。而通过多个技术域的融合共生,能够产生新的技术原理、新的技术方法、新的技术产品,实现技术的跨越式发展。例如,人工智能技术就是计算机技术、数学、统计学、神经科学等多个技术域融合共生的产物,它实现了从数据中学习和智能决策的能力,是技术发展史上的一次重大革命。

3.市场需求越来越多样化和个性化

随着经济社会的发展和人民生活水平的提高,市场需求越来越多样化和个性化。消费者不再满足于单一功能的产品,而是希望获得能够满足多种需求的综合性产品和服务。共生技术能够将多个技术的功能融合在一起,提供更加丰富、更加便捷、更加个性化的产品和服务,满足消费者多样化的需求。例如,智能手机就是一个典型的例子,它将通信、娱乐、办公、支付、导航、社交等多种功能融合在一起,满足了消费者在移动状态下的多种需求。

  1. 信息技术的发展为技术共生提供了强大的支撑

信息技术的发展,特别是互联网、物联网、大数据、云计算、人工智能等技术的发展,使得不同技术域之间的信息交流和协同合作变得更加便捷和高效。信息技术为技术共生提供了强大的基础设施和工具平台,打破了技术域之间的信息壁垒和时空限制,促进了技术要素的流动和融合,为共生技术的发展创造了有利条件。例如,云计算技术为不同企业和研究机构提供了共享的算力和存储资源,使得跨地域、跨行业的技术合作变得更加容易;大数据技术为多技术融合提供了海量的数据支撑,使得人工智能等技术能够不断学习和进化。

(四)共生技术是一个新的技术系统

共生技术不是多个技术要素的简单堆砌,而是一个具有完整结构和功能的新的技术系统。作为一个技术系统,共生技术具有自己的组成要素、层次结构和系统功能,因而也有自己的进化发展逻辑与内在规律。

1.共生技术系统的组成要素

共生技术系统是一个复杂的巨系统,它由多个层次、多个类型的要素构成。根据其在系统中的地位和作用,可以将共生技术系统的组成要素分为以下五个核心维度:

(1)技术要素:技术要素是共生技术系统的核心载体,包括各个技术域的基础原理、核心工艺、关键设备、标准化产品以及技术规范等。技术要素决定了系统的基本技术边界和功能上限,是共生系统能够实现特定目标的物质基础。例如,在生成式人工智能系统中,Transformer 架构、大模型训练算法、高端 GPU 芯片、分布式训练框架等都属于核心技术要素。

(2) 知识要素:知识要素是共生技术系统的底层支撑,包括科学理论知识、技术经验知识、行业领域知识、管理实践知识等。知识要素是技术创新的源泉,决定了系统的创新潜力和可持续发展能力。共生技术系统的知识要素具有跨学科、跨领域的特征,是多个学科知识体系的深度融合。例如,合成生物学系统融合了分子生物学、遗传学、生物化学、工程学、信息科学等多个学科的知识。

(3)人才要素:人才要素是共生技术系统的能动主体,包括基础研究科学家、技术研发工程师、产业应用专家、企业管理人才、生态运营人才等。人才要素是技术创新的实施者和推动者,决定了系统的活力和竞争力。共生技术系统需要大量具备跨学科背景和协同创新能力的复合型人才,能够在不同技术域之间搭建沟通的桥梁。

(4)资本要素:资本要素是共生技术系统的重要保障,包括货币资本、实物资本、知识产权资本、数据资本等。资本要素为技术研发、产业化应用、生态建设提供了必要的资金和资源支持。共生技术系统的研发和产业化往往需要巨额的资金投入,并且具有高风险、长周期的特点,需要多元化的资本体系支撑。

(5)制度要素:制度要素是共生技术系统的运行规则,包括政策法规、技术标准、知识产权制度、市场机制、企业文化、行业公约等。制度要素为共生技术系统的运行和发展提供了制度环境和规则保障,决定了系统的运行效率和发展方向。合理的制度安排能够促进技术要素的流动和融合,激发创新活力;不合理的制度安排则会阻碍技术的发展。

这五个要素之间相互联系、相互作用、相互促进,共同构成了一个完整的共生技术系统。任何一个要素的缺失或薄弱,都会影响整个系统的功能和发展。

2.共生技术系统的层次结构

共生技术系统具有复杂的层次结构,不同层次承担着不同的功能,相互之间存在着密切的联系和互动。根据其功能和范围,可以将共生技术系统分为核心层、中间层和应用层三个层次,形成一个 “金字塔” 式的结构模型。

(1)核心层:核心层位于金字塔的底部,是共生技术系统的基础和核心,由系统的核心技术要素和基础知识要素构成。核心层决定了整个系统的基本性质和核心竞争力,是技术竞争的制高点。核心层的技术具有高门槛、高投入、高风险、高回报的特点,一旦形成技术壁垒,就很难被突破。例如,在生成式人工智能技术系统中,大模型基础算法、高端 AI 芯片、大规模训练数据等就是核心层的要素;在半导体技术系统中,EUV 光刻机、先进制程工艺、EDA 工具等就是核心层的要素。

(2) 中间层:中间层位于金字塔的中部,是连接核心层与应用层的桥梁和纽带,由系统的支撑技术要素、通用知识要素、平台工具和标准体系构成。中间层为核心层提供技术支撑和服务保障,同时也为应用层提供标准化的接口和解决方案。中间层的技术具有通用性、标准化、模块化的特点,是系统能够广泛应用的重要基础。例如,在生成式人工智能技术系统中,开发框架、工具链、云服务平台、API 接口、行业标准等就是中间层的要素;在新能源汽车技术系统中,电池管理系统、电机控制器、车载操作系统、通信协议等就是中间层的要素。

(3) 应用层:应用层位于金字塔的顶部,是共生技术系统的最终体现,由系统在各个领域的应用技术、产品和服务构成。应用层是系统价值的实现环节,也是系统中最活跃、最具创新力的部分。应用层的技术具有多样性、个性化、场景化的特点,能够满足不同用户在不同场景下的需求。例如,在生成式人工智能技术系统中,智能客服、智能写作、智能绘画、智能编程、智能教育、智能医疗等就是应用层的产品和服务;在新能源汽车技术系统中,家用轿车、SUV、商用车、专用车等不同类型的车辆就是应用层的产品。

这三个层次之间相互联系、相互依存、相互促进,共同构成了一个完整的共生技术系统。核心层为中间层和应用层提供技术基础,决定了系统的技术高度;中间层为核心层和应用层提供支撑服务,决定了系统的应用广度;应用层为核心层和中间层提供市场需求和发展动力,决定了系统的价值规模。只有三个层次协调发展,才能形成一个健康、可持续的共生技术生态。

3.共生技术系统的功能

共生技术系统作为一个有机的整体,具有强大的功能,主要包括以下三个方面:

(1)创新功能:创新功能是共生技术系统最核心的功能。共生技术系统通过多个技术域的深度融合和协同进化,能够产生新的技术原理、新的技术方法、新的技术产品和新的商业模式,实现技术的跨越式创新。共生技术系统的创新能力远远超过了单一技术域的创新能力,是当代技术创新的主要源泉。例如,人工智能与生物技术的融合,催生了 AI 制药技术,将新药研发的周期从平均 10 年缩短到 1-2 年,成本降低了 70% 以上;人工智能与制造业的融合,催生了智能制造技术,大幅提高了生产效率和产品质量。

(2)经济功能:经济功能是共生技术系统的重要功能。共生技术能够催生新的产业形态和经济增长点,推动传统产业的转型升级,提高生产效率,降低生产成本,提升产品质量,增强企业的竞争力,促进经济的高质量发展。例如,人工智能产业已经成为全球增长最快的产业之一,预计到 2030 年,全球人工智能市场规模将超过 15 万亿美元;新能源汽车产业的发展,不仅催生了一批新的企业,也推动了传统汽车产业的电动化、智能化转型,带动了电池、电机、电控、充电设施等相关产业的发展。

(3)社会功能:社会功能是共生技术系统的重要功能。共生技术能够改善人类的生活质量,提高人类的健康水平,促进教育公平,推动文化繁荣,加强社会治理,保护生态环境,促进社会的和谐发展。例如,医疗技术与人工智能的融合,提高了疾病的诊断和治疗水平,延长了人类的寿命;信息技术与教育的融合,促进了优质教育资源的共享,缩小了数字鸿沟,推动了教育公平;环境技术与信息技术的融合,提高了环境监测和治理的能力,有助于保护生态环境,实现可持续发展。

(五)研究共生技术的意义

研究共生技术具有重要的理论意义和实践意义,不仅能够丰富和发展技术哲学和技术创新理论,也能够为我国的科技发展和产业升级提供重要的指导。

1.理论意义

第一,丰富和发展了技术进化论的理论内涵。传统的技术进化论主要关注单一技术的进化过程,对技术系统的整体进化和跨域融合现象解释不足。共生技术理论将共生理论引入技术研究领域,揭示了技术进化从单一技术到复合技术再到共生技术的演进规律,阐明了技术共生的形成机制、核心特征和系统结构,丰富和发展了技术进化论的理论内涵,为理解当代复杂技术系统的进化规律提供了一个全新的理论框架。

第二,推动了技术哲学的当代发展。技术哲学是研究技术的本质、价值、意义及其与人类社会关系的学科。随着技术的不断发展,特别是人工智能、生物技术等新兴技术的兴起,传统的技术哲学理论面临着严峻的挑战。共生技术理论深入探讨了共生技术的本质特征、进化规律及其社会影响,深化了人类对技术本质的认识,推动了技术哲学从 “工具论” 向 “系统论”、从 “实体论” 向 “关系论” 的转变,为技术哲学在新时代的发展注入了新的活力。

第三,为其他相关学科的发展提供了理论借鉴。共生技术理论是一种跨学科的理论,它融合了技术哲学、系统论、进化论、共生理论、复杂性科学等多个学科的思想和方法。共生技术理论的研究成果,不仅可以应用于技术研究领域,还可以应用于经济学、管理学、社会学、生物学等其他学科领域,为这些学科的发展提供新的研究视角和研究方法。例如,在经济学领域,共生技术理论可以用来研究产业融合和产业生态的演化规律;在管理学领域,可以用来研究企业的协同创新和生态战略。

2.实践意义

第一,指导技术创新实践。共生技术理论揭示了当代技术创新的规律和特点,为技术创新实践提供了重要的指导。在共生技术时代,技术创新不再是单一技术域的孤立创新,而是多技术域的协同创新。企业和研究机构应该树立共生创新的理念,加强跨域合作,整合创新资源,构建共生技术生态系统,提高技术创新的效率和成功率。例如,华为通过构建 “鸿蒙” 生态系统,整合了硬件、软件、应用等多个领域的资源,实现了操作系统的自主可控和生态化发展。

第二,促进产业升级和转型。共生技术是当代产业发展的核心驱动力。共生技术的发展,正在催生一批新兴产业,同时也在推动传统产业的转型升级。研究共生技术的发展规律和趋势,有助于我们把握产业发展的方向,制定科学的产业政策,培育和发展战略性新兴产业,推动传统产业的智能化、绿色化、服务化转型,实现产业的高质量发展。例如,我国制定的 “新一代人工智能发展规划”、“十四五”生物经济发展规划等,都是基于对共生技术发展趋势的判断,旨在推动相关产业的发展。

第三,解决全球性复杂问题。当前,人类面临着气候变化、环境污染、能源短缺、粮食安全、公共卫生等一系列全球性复杂问题。这些问题的解决,需要依靠多个技术域的协同合作,通过多技术的融合共生,形成综合性的解决方案。研究共生技术,有助于我们整合全球的科技资源,协同攻克这些全球性复杂问题,推动人类社会的可持续发展。例如,全球各国正在通过技术合作,共同研发新能源技术、碳捕获与封存技术、基因编辑技术等,以应对气候变化和公共卫生危机。

第四,提升国家科技竞争力。在当今世界,科技竞争日益激烈,国家之间的竞争越来越表现为科技实力的竞争。共生技术已经成为当代科技竞争的制高点。研究共生技术的发展规律和趋势,有助于我们制定科学的科技发展战略,加强关键核心技术攻关,构建自主可控的共生技术生态系统,提升我国的科技竞争力,实现高水平科技自立自强。例如,我国在人工智能、5G 通信、新能源汽车等领域已经取得了一定的优势,正是因为我们抓住了共生技术发展的机遇,构建了相对完整的技术生态系统。

四、共生技术进化发展的趋势

随着技术进化的不断深入,共生技术正在成为当代技术发展的主流形式。共生技术的进化发展呈现出一些明显的趋势,这些趋势将深刻影响未来技术的发展方向和人类社会的未来面貌。

(一)共生技术是当下新技术发展的主要形式

如前所述,进入 21 世纪以来,共生技术已经成为新技术存在的主要状态。当代的重大技术创新,几乎都是共生技术的产物。无论是人工智能、生物技术、新能源技术、新材料技术,还是先进制造技术、航空航天技术、海洋技术,都是跨越多个技术域的共生技术系统。 从全球科技发展的现状来看,共生技术的发展势头非常迅猛。根据麦肯锡全球研究院的报告,到 2030 年,全球范围内由共生技术驱动的产业规模将达到 50 万亿美元以上,占全球 GDP 的 40% 以上。其中,人工智能、合成生物学、新能源、先进制造等领域的增长最为迅速。在人工智能领域,生成式人工智能技术的爆发式发展,就是算法、算力、数据、软件、应用等多个技术要素协同共生的结果。OpenAI 的 GPT 系列模型、谷歌的 Gemini 模型、Meta 的 Llama 系列模型等,都是典型的共生技术产品。2025 年,全球生成式人工智能市场规模已经超过 5000 亿美元,预计到 2030 年将突破 3 万亿美元。在生物技术领域,基因编辑技术、合成生物学技术、细胞治疗技术等新兴技术,都是分子生物学、遗传学、生物化学、工程学、信息科学等多个技术域融合共生的产物。2025 年,全球合成生物学市场规模已经超过 1000 亿美元,预计到 2032 年将达到 650 亿美元以上。在新能源领域,光伏技术、风电技术、储能技术、新能源汽车技术等,都是材料技术、电力电子技术、控制技术、信息技术等多个技术域融合共生的产物。2025 年,全球新能源汽车销量已经超过 3000 万辆,占全球汽车销量的 35% 以上。

从产业发展的角度来看,共生技术正在成为产业发展的核心驱动力。共生技术的发展,催生了一批新兴产业,如人工智能产业、生物医药产业、新能源产业、新材料产业等。同时,共生技术也在推动传统产业的转型升级,如制造业的智能化转型、服务业的数字化转型、农业的现代化转型等。共生技术正在深刻地改变着全球产业的格局和竞争态势,那些能够率先掌握共生技术、构建共生技术生态的国家和企业,将在未来的竞争中占据主导地位。

从国家战略的角度来看,世界各国都高度重视共生技术的发展,将其作为提升国家科技竞争力和综合国力的战略重点。美国、欧盟、中国、日本、韩国等主要经济体都出台了一系列的政策措施,加大对共生技术的研发投入,支持共生技术的产业化发展。例如,美国的《芯片与科学法案》、欧盟的《数字市场法案》和《净零工业法案》、中国的《新一代人工智能发展规划》和《“十四五” 生物经济发展规划》等,都将人工智能、生物技术、新能源技术、半导体技术等共生技术作为重点发展领域。各国之间在共生技术领域的竞争日益激烈,已经成为大国博弈的核心战场。

(二)共生技术进化发展的主要趋势

1.跨域融合的深度和广度持续拓展

跨域融合是共生技术的核心特征,也是共生技术进化发展的首要趋势。随着技术的不断发展,不同技术域之间的融合将越来越深入,融合的范围将越来越广泛,从原来的少数几个技术域之间的融合,向多个技术域之间的全面融合发展;从原来的应用层面的融合,向原理层面、结构层面的深度融合发展。 从融合的深度来看,未来的技术融合将从表面的、形式上的融合,向深层次的、本质上的融合发展。技术融合将不再仅仅是技术功能的叠加,而是技术原理、技术方法、技术文化的深度融合。例如,人工智能与生物技术的融合,将从目前的辅助诊断、药物研发等应用层面,向更深层次的脑机接口、意识上传、数字生命等方向发展,实现人工智能与生物智能的深度融合。脑机接口技术将实现人脑与计算机之间的直接通信,使得人类能够用思维控制机器,同时也能够将机器的计算能力和存储能力与人脑的认知能力结合起来,产生全新的智能形态。合成生物学技术将实现对生物系统的人工设计和改造,创造出自然界中不存在的生物和生物功能,为解决能源、环境、医疗等问题提供全新的解决方案。

从融合的广度来看,未来的技术融合将打破学科和产业的边界,形成跨学科、跨产业、跨领域的大融合。技术融合将不再局限于科技领域,而是向经济、社会、文化、教育、医疗等各个领域渗透,形成全方位、多层次的融合格局。例如,未来的智能城市技术系统,将融合信息技术、通信技术、控制技术、传感器技术、能源技术、交通技术、建筑技术、医疗技术、教育技术等多个技术域的技术,实现城市的智能化、绿色化、人性化发展。未来的元宇宙技术系统,将融合虚拟现实、增强现实、人工智能、区块链、云计算、5G/6G 通信等多个技术域的技术,构建一个与现实世界平行的数字世界,实现人类生产方式、生活方式和社交方式的革命性变革。

2.软硬协同成为核心竞争维度

在共生技术时代,软件和硬件的关系发生了根本性的变化。软件不再是硬件的附属品,而是成为了共生技术系统的核心和灵魂。软硬协同成为共生技术的核心特征,也是共生技术进化发展的重要趋势。未来的技术竞争,将不再仅仅是硬件性能的竞争,而是软硬件协同能力的竞争。 传统的技术系统中,硬件是核心,软件是为硬件服务的。技术进步主要表现为硬件性能的提升,软件只是用来发挥硬件的功能。而在共生技术系统中,软件的地位和作用已经超过了硬件,成为了系统价值的主要创造者。“软件定义一切” 成为了当代技术发展的重要理念。软件定义网络、软件定义存储、软件定义计算、软件定义汽车、软件定义制造等,正在成为现实。软件能够赋予硬件更多的功能和灵活性,使得硬件能够通过软件升级不断进化,延长产品的生命周期,提升产品的价值。

软硬协同主要表现在三个方面:一是软硬件的协同设计,即在技术系统的设计阶段,就同时考虑硬件和软件的需求,实现硬件和软件的深度融合和协同优化。通过协同设计,可以充分发挥硬件和软件的优势,提高系统的整体性能和能效比。例如,苹果的 M 系列芯片就是软硬件协同设计的典范,苹果在设计芯片的同时,也设计了与之匹配的操作系统和应用软件,实现了软硬件的深度融合,使得 M 系列芯片在性能和能效比方面都远远超过了同期的 x86 芯片。二是软硬件的协同进化,即硬件的进化推动软件的进化,软件的进化反过来又促进硬件的进化,形成软硬件协同进化的良性循环。例如,人工智能算法的进步推动了 AI 芯片的发展,而 AI 芯片的发展又为更复杂的人工智能算法提供了算力支撑,促进了人工智能算法的进一步进化。三是软硬件的协同服务,即通过软件将硬件的功能封装成服务,为用户提供更加便捷、更加个性化的服务。例如,特斯拉通过 OTA 升级,不断为汽车增加新的功能和服务,使得用户的汽车能够不断进化,始终保持最新的状态。

3.生态化发展成为必然选择

生态化发展是共生技术进化发展的必然趋势。在共生技术时代,技术竞争已经从单一技术的竞争、单一产品的竞争,升级为生态系统的竞争。一个成功的共生技术系统,必然有一个健康、活跃的生态系统作为支撑。未来的企业竞争,将不再是企业之间的单打独斗,而是生态系统之间的竞争。 技术生态系统是指由技术、企业、用户、开发者、供应商、合作伙伴、政府、社会组织等多个主体构成的,相互依存、相互促进、共同发展的有机整体。技术生态系统具有整体性、开放性、动态性、自组织性等特征,与共生技术的特征高度契合。一个健康的技术生态系统,能够吸引更多的参与者,整合更多的资源,产生更多的创新,形成强大的网络效应和规模效应,从而在竞争中占据优势地位。

生态化发展主要表现在三个方面:一是平台化,即通过构建技术平台,为生态系统的各个主体提供基础设施和服务,吸引更多的参与者加入到生态系统中来。平台是生态系统的核心,它能够降低参与者的门槛,提高协同效率,促进资源的共享和流动。例如,英伟达通过构建 CUDA 并行计算平台,为开发者提供了强大的软件开发工具和库,吸引了全球数百万的开发者加入到其生态系统中来,形成了强大的 GPU 生态系统。二是开放化,即通过开放接口、开放标准、开放源代码等方式,促进生态系统内部的信息交流和资源共享,提高生态系统的活力和创新能力。开放是生态系统能够不断发展壮大的前提,只有开放的生态系统,才能吸引更多的参与者,形成更大的网络效应。例如,RISC-V 指令集架构的开源开放,吸引了全球众多企业和研究机构的参与,成为了芯片领域最具活力的创新力量之一。三是共赢化,即通过建立合理的利益分配机制,让生态系统的各个主体都能够从生态系统的发展中获得利益,实现互利共赢、共同发展。共赢是生态系统能够长期稳定发展的基础,只有让各个主体都能够获得合理的回报,才能激发它们的积极性和创造性,推动生态系统的持续发展。

4、人工智能作为通用赋能者贯穿全链条

人工智能是当前发展最快、影响最深远的共生技术之一。随着人工智能技术的不断发展和成熟,它正在成为一种通用赋能技术,渗透到共生技术进化的各个环节和各个领域,成为推动共生技术发展的核心驱动力。

人工智能作为通用赋能者,主要表现在三个方面:一是人工智能与其他技术的深度融合,将产生新的技术和应用。人工智能能够为其他技术赋予感知、学习、推理、决策等智能能力,使得其他技术变得更加智能、更加高效、更加灵活。例如,人工智能与能源技术的融合,产生了智能电网、智慧能源等新的应用,能够实现能源的高效利用和优化配置;人工智能与制造技术的融合,产生了智能制造、工业 4.0 等新的应用,能够实现生产过程的自动化、智能化和柔性化;人工智能与农业技术的融合,产生了精准农业、智慧农业等新的应用,能够提高农业生产效率,保障粮食安全。二是人工智能将优化共生技术系统的结构和功能,提高系统的运行效率和创新能力。人工智能能够通过大数据分析和机器学习,发现共生技术系统中存在的问题和优化空间,自动调整系统的结构和参数,实现系统的自我优化和自我进化。例如,人工智能能够优化供应链管理,提高供应链的效率和韧性;能够优化交通流量,缓解城市交通拥堵;能够优化能源消耗,降低碳排放。三是人工智能将改变共生技术的创新模式,加速技术创新的进程。人工智能能够辅助科学家进行科学研究,加速科学发现的过程;能够辅助工程师进行产品设计,缩短产品开发的周期;能够辅助企业进行市场分析和决策,提高企业的竞争力。例如,AI 制药技术已经成为药物研发的重要手段,能够大大缩短新药研发的周期,降低研发成本;AI 设计技术已经应用于芯片设计、建筑设计、工业设计等多个领域,能够提高设计效率和质量。

5.绿色化与可持续化成为核心价值导向

随着全球气候变化问题的日益严峻,绿色化、可持续化已经成为人类社会发展的共同目标。技术作为人类改造自然的工具,必须承担起推动绿色发展、实现可持续发展的责任。因此,绿色化与可持续化成为共生技术进化发展的重要趋势,也是共生技术必须遵循的核心价值导向。

绿色化与可持续化主要表现在三个方面:一是技术本身的绿色化,即研发和应用低能耗、低污染、低排放的绿色技术,减少技术对环境的负面影响。例如,研发和应用新能源技术、节能技术、环保技术、循环经济技术等。在共生技术的研发过程中,要充分考虑技术的环境影响,采用绿色设计理念,从源头上减少资源消耗和环境污染。例如,在芯片设计中,采用低功耗架构和先进制程工艺,降低芯片的能耗;在数据中心建设中,采用液冷技术、自然冷却技术和可再生能源,降低数据中心的碳排放。二是技术应用的绿色化,即利用技术手段提高资源利用效率,减少资源消耗和废弃物排放,推动生产方式和生活方式的绿色转型。例如,利用人工智能技术优化能源管理,提高能源利用效率;利用物联网技术实现废弃物的精准分类和回收利用,发展循环经济;利用数字技术推动无纸化办公和线上服务,减少资源消耗。三是技术发展的可持续化,即技术的发展必须考虑资源和环境的承载能力,实现技术与自然、社会的和谐发展。在技术研发和应用过程中,必须进行环境影响评价和风险评估,避免技术对人类和环境造成不可逆转的损害。同时,要加强技术伦理建设,引导技术朝着有利于人类可持续发展的方向发展。例如,在发展人工智能技术时,要关注人工智能的伦理问题,避免人工智能被滥用,保障人类的安全和权益;在发展生物技术时,要关注生物安全问题,防止生物技术带来的风险。

  1. 结论

本文基于技术进化论与科技哲学的双重视角,系统梳理了科学与技术关系演变的四个历史阶段,揭示了技术进化的三条核心路径,深入探讨了共生技术的概念内涵、核心特征、系统结构与研究意义,并总结了共生技术进化发展的主要趋势。研究得出以下主要结论:

1. 共生技术是新时代新技术存在的主要形式,是技术进化进入新时代的主要趋势。纵观人类技术发展史,技术进化遵循着从单一技术到复合技术再到共生技术的演进规律。进入 21 世纪以来,随着技术进化进入超域态阶段,单一技术的突破已难以带来显著的社会变革,多技术的协同共生正在成为技术创新的主要形式。当代的重大技术创新,几乎都是共生技术的产物。共生技术的发展,正在深刻地改变着全球科技、经济和社会的面貌,成为推动人类文明进步的核心驱动力。

2.共生技术是一个技术系统,有自己的组成要素、结构及功能,因而也有自己的进化发展逻辑与内在规律。共生技术是两个或两个以上不同技术域的技术要素,通过深度融合、协同进化形成的相互依存、互利共生的有机技术系统。它由技术要素、知识要素、人才要素、资本要素和制度要素构成,具有核心层、中间层和应用层的层次结构,具有创新功能、经济功能和社会功能。共生技术具有整体性、协同性、涌现性、开放性、动态性和自组织性等核心特征,其进化发展遵循着变异 — 选择 — 遗传的机制,沿着域内深化和域外融合两条路径展开。

3.研究共生技术有利于推动当今新技术的发展与认知。研究共生技术,不仅具有重要的理论意义,能够丰富和发展技术进化论的理论内涵,推动技术哲学的发展,为其他学科的发展提供理论借鉴;而且具有重要的实践意义,能够指导技术创新实践,促进产业升级和转型,解决全球性复杂问题,提升国家科技竞争力。在共生技术时代,我们必须树立共生创新的理念,加强跨域合作,整合创新资源,构建共生技术生态系统,才能在激烈的科技竞争中立于不败之地。

4.共生技术研究是技术哲学在新时代的前沿课题。技术哲学是研究技术的本质、价值、意义及其与人类社会关系的学科。随着技术的不断发展,技术哲学必须不断地回应时代提出的新问题,才能保持其生命力。共生技术作为当代技术发展的主流形式,给技术哲学提出了一系列新的研究课题,如共生技术的本质、共生技术的价值、共生技术的伦理、共生技术与社会的关系等。深入研究这些课题,不仅能够深化人类对技术本质的认识,推动技术哲学的发展,也能够为技术的健康发展提供哲学指导,让技术更好地造福人类。

从摩尔定律到 “韬定律” 的范式转换,是技术进化从单一技术主导的阶段进入多技术协同共生阶段的典型标志。“韬定律” 所倡导的全系统协同、多技术融合、生态化发展的理念,为理解新时代共生技术的进化规律提供了重要的理论框架。



责编:麦惠