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人工自然生态之一人工自然的存在方式（1）: 热度 2 lvnaiji 2018-5-25 10:00; 吕乃基笔者日前发了“人工自然生态（导言）全球化的三个层次 https://mp.weixin.qq.com/s/Xp-ZcVLXYRML31z2-33lKQ ”。下文按以下提纲展开：人工自然的存在方式-演化方式-人工自然新的存在方式（平台、虚拟）-人工自然的“供”与“求”，以及未来可能的分岔点可以由多个角度探讨人工自然的存在方式。其中之一是：工作机-动力机-控制学习机，以及材料-能量-信息材料、能量和信息被认为是人类社会的三大支柱，也是人工自然的三大支柱。材料是载体，任何人工自然物都需要相应的载体；人工自然物的运行需要能量，信息关系到人工自然物在时间和空间上的配置，并按指令或在一定程度上自主运行。人工自然物可以分为三类或三大部分：具体干活的工作机、提供能量的动力机，以及管理信息的控制学习机。通常，人工自然物工作机的载体是金属等材料，存储和转化、传递能量的载体是电池、发动机等，信息的存储和运行则是眼下最为关注的芯片以及光钎等。远古和古代，技术进步主要体现在材料，以材料划分时代，如石器时代、青铜时代和铁器时代；工业革命后，技术进步主要体现在能量，如蒸汽时代、电气时代，以及现在的核能和清洁能源；20世纪中叶后，技术进步主要体现在信息，信息时代、计算机时代、互联网时代等等。随着技术的进步，虽然材料依然是关注的对象，但是重点毕竟从材料转移到能量和信息领域，中兴事件让人们回过头来重新关注材料，特别是作为信息载体的芯片。有必要进一步考察信息与其载体的关系。信息指物质和能量，进而人与物在时间和空间中的分布。信息具有渗透性和共享性。信息的渗透性意为，可以从任何事物中提取信息，或者反过来将信息输入到任何事物中去组织其物质和能量。信息的共享性指不同的事物可以接受同种信息。信息的渗透性与共享性意味着信息对于载体的超越。在人工智能的发展中，“脱碳入硅”的声音一再响起，或将从根本上改变信息乃至所有人工自然物的载体。人，作为迄今人工自然发展所瞄准的顶峰，其一大特点是材料、能量和信息合一，工作机、动力机和控制学习机形成一个整体，以及三大机具有共同的载体，都由受精卵继而干细胞发育和分化而来。人工自然未来的发展没有天花板，人，只是当下人工自然发展的方向。; 个人分类: 科技|3659 次阅读|4 个评论

“究万物之理”ppt之二: 热度 4 lvnaiji 2011-4-22 15:23; 二1人工自然的存在与演化方式.ppt 二2人和人工自然：谁踏着谁的肩膀？.ppt 吕乃基博主于数日前上载了“究万物之理”ppt之一，主要涉及自然之“物”，多谢各位关注！现上传“之二”，希冀“究”人工自然物之理。较之“之一”，自感新意略多，因而可能风险略大。依然敬请关注并赐教！; 个人分类: 科技|3312 次阅读|10 个评论

“物理”——究万物之理: 热度 7 lvnaiji 2011-2-22 10:03; 吕乃基奉学校和文学院旨意，本学期向全校低年级生（主要是新生和文科生）开设“物理”，于下周四开课。“物理”在内容上与面向硕士生的“自然辩证法”有相关之处。为了彰显“物理”之名，为了更适应时代，为了讲出新意，也为了有所区分，除了小部分类似外，大部分是笔者近年来结合科技和社会发展新的思考。由于课程新，自己的思考尚未成为完整自洽的系统，因而疏漏在所难免。既然有科学网这一平台，有各位大牛高手，笔者愿意献丑，将目前的构思公诸于众，请各位横挑鼻子竖挑眼，以使课程趋于完善，以使学生能得到更好的收益。对于所有评论者，博主预先表达衷心谢意！课程简介（此番话在于吸引学生选课）自然界既是人类社会的由来：自然界的演化造就了人类；也是人类社会的基础：人类社会的存在、运行和发展都建立于自然界的基础之上。人类已经在多个维度上与自然界沟通，在情感上有文学艺术，在神秘和敬畏之境有宗教神话，在形而上之巅有哲学，屈原的《天问》则兼及上述种种。当然，还有各门科学技术。能否在理性上把握作为整体的自然界？这既是对象本身之使然——自然界就是一个整体；也是人类理性的要求，以及人类社会发展的要求。人类越来越需要认识作为整体的自然界，而不是某个局部；认识迄今完整的自然史，而不是某个瞬间。各门科学已经对自然界做了分门别类的研究，它们的综合能提供什么样的“物理”？人类历史之于自然史只是弹指一挥间，然而就是在此瞬间，人类已经创造出大量自然界所没有的人工自然，构建了“人类学意义上的自然界”。人类社会已经越来越直接建立于人工自然的基础之上，并且正在越来越大的程度上干预自然界未来的路径。在究“万物之理”之时当然要包括人工自然，这是古代哲人所没有料想的课题。对于现代人来说，这一点或许更为紧迫。各门技术创造出形形色色的人工自然，它们的综合又会提供什么样的“物理”？这样的“物理”，又会怎样影响自然界的“物理”？ “物理”乃万“理”之本，是“理”中之“理”。人类社会在多大程度上奠基于此，又在多大程度上超越“物理”，走向哲理、法理、伦理…… 课程目录导论第一讲自然界的存在方式（上）：结构、功能、系统、环境第二讲自然界的存在方式（下）：层次及层次间的关系第三讲自然界的演化方式。西方的 Nature ，如何对应中国的自然与自然界？第四讲不尽的“物理” 第五讲人工自然的存在方式：科技黑箱、技术生态第六讲人工自然的演化方式第七讲人和人工自然：谁踏着谁的肩膀？第八讲由“物理”到哲理、法理、伦理…… 第九讲 “两种文化”和“理”的边界的推进第十讲不对称的科技双刃剑推荐书目陈方正：继承与叛逆，三联书店，2009 吕乃基：科学与文化的足迹，中国科学文化出版社，2007 附言：笔者今日去京，周五晚上由刘立和刘峰两位安排与博友、网友小聚。冀望届时能听闻各位高论。; 个人分类: 科技|6001 次阅读|14 个评论

技术发展的规律——人工自然的角度: lvnaiji 2009-3-25 21:12; 吕乃基　　在某种意义上说，技术远较科学复杂，并不是说科学就简单，而是技术更为复杂。可以这样比方：科学和技术都是社会的某个器官，如果说，科学在某种程度上可以切除的话，那么技术则绝不可能。一个小国几乎可以完全没有自己的科学，但绝离不开技术。因而，可以讨论科学的发展规律，但不可能在同样意义上探讨技术的发展规律。探讨技术及其规律，因其与社会不可分割而难度极大。相对而言，技术的产品——人工自然（或过程）及其演变较为清晰、简单。由此不失为探讨技术发展规律的一条捷径。一、人工自然的演变与量子阶梯的关系相应于量子阶梯，目前已知的自然界中物质的运动形式有六种 , 即基本物理运动（包括机械运动、热、电磁运动）、宏观物理运动、微观物理运动、化学运动、生命运动 , 以及意识。它们的关系大致构成了由简单到复杂运动的序列。人工自然的进化与此密切相关。远古时期 , 古人进行动植物的栽培、驯养和杂交 , 人工自然就是他们所得到的动植物。换言之，远古时的时期的人工自然使原始的“生物制品”。到古埃及与古代中国 , 开始有了炼金术和炼丹术 , 生产贵金属如金、银和珍珠等的赝品 , 以及长生不老的灵药 , 后来又发明了火药和造纸 , 这种情况一直延续到中世纪末和文艺复兴时期 , 在这数千年间 , 人工自然除了上述生物制品外 , 主要是化学制品。当然 , 自远古起就有一些简单的机械工具如杠杆、螺旋、斜面、车轮等。到了古代及中世纪 , 这些机械制品有所发展 , 其代表是钟表、八音盒等 , 有些已达到相当复杂的程度 , 此外还发明了指南针 , 但相对于近代的机械而言 , 这些都微不足道。因而 , 自远古到中世纪 , 人工自然主要是动植物等生物制品和一些化工品。随着机械技术的发展 , 机械制品日益复杂 , 数量越来越多 , 在人们生活中的作用也愈益上升。尤其到第一次工业革命前夕 , 纺纱机、织布机等成为工业革命的导火线 , 第一次工业革命后 , 出现了蒸汽车等各种热机 , 第二次工业革命中电机又登上舞台。由于有了动力的支撑，机械、热机和电机取代生物制品，成为人工自然的主要部分，它们相当于简单物理运动。从 18 到 19 世纪，无机化工产品如酸、碱和有机化工产品如染料、药物、炸药等逐一问世。 20 世纪以来 , 一方面机械产品和热机、电器继续发展 , 另一方面化工产品如各种人造纤维、食品等 , 以及新型材料相继上市 , 在人工自然中占据越来越重要的地位。五十年代逐步进入分子设计阶段后 , 化工产品又有了进一步发展。自 50 年代初生物学革命后 , 生命科学获得很大进步 , 目前 , 由生物工程生产的生物制品 ---- 从计算机硬件到药物 , 从食品到新的物种一一正在逐步从实验室走进工厂 , 从工厂进入市场 , 成为人工自然中新的组成部分 , 随着生物技术的发展 , 生物制品将成为人工自然的主流。在这一简略的回顾中 , 可以看到人工自然的进化大致由生物制品、化工产品到机械、热机、电机，然后再经由化工产品到生物制品。这是一条由复杂运动形式到简单运动形式，再由简单运动形式到复杂运动形式的发展路线。其中 17 世纪后的整个近代成为主流的机械是转折点。图人工自然的进化与运动形式的关系二、人工自然彼此间关系的演变其一是工作机、动力机与控制机三者的关系。自远古直至第 - 次工业革命前夕 , 人工自然物中并无动力机 , 更无控制机 , 只有工作机。工作机一般较为简单 , 由为数不多的部件组合而成 , 如纺纱机、织布机等。它们需要直接来自自然的动力 , 如人、畜、风、水等 , 也需要由人来操纵、控制。第一与第二次工业革命的核心便是解决动力机问题 , 蒸汽机、电机相继诞生 , 动力机与工作机的结合是两次工业革命的丰硕成果。从此 , 各种交通工具往来于世界各地 , 各种机器轰鸣、运转于世界各地的厂房中。另外值得注意的是 , 在这一时期开始出现一些简单的控制装置 , 如瓦特在蒸汽机中所加的行星式控制气流装置 ,19 世纪电磁效应的应用使控制器有所发展。但整体而言 , 整个近代，人工自然进化的主要成就是在工作机的基础上出现了动力机，并将两者结合起来。 20 世纪，尤其在控制论和信息论等科学理论提出后 , 人工自然又出现了新的类型，那就是以微电子技术、计算机、通信技术为核心的控制器，此后的发展可以分为两个部分及两个阶段。两个部分是：控制器自身的发展，如集成度提高、功能增加，硬件则发展为分子、生物元件；以及控制器与工作机、动力机的结合。控制器通过各种载体媒介，以信息把工作机和动力机的各个部分及其运行组织起来，形成统一的整体。两个阶段是 , 直至前不久 , 控制的机制主要是负反馈 , 控制器执行的功能是面对环境影响和扰动保持系统内环境稳定。旨在稳定的控制因是预先设定的 , 所以既排除系统进化的可能 , 也不利于主体的进一步参与。在第二阶段中 , 新的控制器具有自己学习的能力，如柔性化生产。由这样的控制－学习器与工作机、动力机组合而成的人工自然物不仅能保持自身稳定 , 而且具有进化的可能。新的控制－学习器同时也允许在相当范围内改变程序 , 因而允许主体的介入。人工自然由工作机经工作机加动力机到上述三机组合的发展过程 , 是人工自然物彼此组合关系发展的第一个特征。这一特征还可以从相关的另一角度即材料、能量、信息这三者的关系加以讨论。在古代，人工自然的发展以材料的变化为标志 , 由远古时代的石器经铜、铁 , 到近代后期开始使用的钢。自 18 世纪后 , 能源的发展成为人工自然进化的主要部分。 19 世纪末 , 处理并传递信息的人工自然物出现 , 并在 20 世纪中叶至今成为人工自然进化的主流。新人工自然物的出现以原有的人工自然为基础 , 并对其提出更高的要求 , 如在材料上 , 由无机材料经有机材料到生物材料（顺便指出 , 这以点与前述人工自然在运动形式上的进化规律相一致） , 能源则在功率、时效 , 可再生与可移动等方面不断创新。人工自然物彼此组合关系的发展还可以从个性化与标准化或普适化的角度进行考察。最初的人工自然主要出自个人。他们各自属于不同的文化，创造物富于个性。这种个性既体现于人工自然用于特定场合的实用功能上 , 也体现于适用于使用者本人的心理、生理要求和审美情趣等方面。此外 , 水平低下的工艺和自然环境的制约使得人们制造不出标准的器件 , 同时 , 自然经济下的人工自然物归自己使用 , 不必要制造标准器件 , 这是人工自然物个性化的外部条件。在工业时代 , 每个工人只完成人工自然物创造过程中的一道或数道工序 , 从主观上和客观上都不可能将其特定的价值观念、审美情趣、伦理规范等灌输其中。于是人工自然物变得缺乏个性 , 彼此雷同 , 以致标准化 , 可替代 ( 实际上生产者本人也是如此 ) 。工业化时的技术水平为此提供了可能 . 而以卖方市场为主的近代市场经济则要求大批量生产同样规格的商品。福特说 , 不管顾客有什么需要 , 我的汽车就是黑的。这句话典型地说明了这种情况。在标准化浪潮淹没个性之时 , 包豪斯学校要求设计的个性表明了主体 ( 设计者 ) 的要求 , 现代市场中买方市场的形成表明了用户的要求 , 而新技术革命中涌现的新工艺、新技术 ( 如柔性化生产、 CIMS 等 ) 则为人工自然物的再度个性化提供了可能。现代人工自然的个性化不同于古代 , 不是因自然条件和制作能力而 ( 不得不 ) 个性化 , 而是克服了这些障碍后的个性化；也不是在自然经济下仅仅为了自己使用 , 而是在发达的市场经济下，在各具个性的商品间进行交换。由上可见 , 人工自然物彼此间组合关系由个性化经标准化再到新的个性化的发展过程。古代的人工自然各具个性，但世界各地的人工自然物互不相关 , 是一种彼此没有联系的杂多 , 工业革命 , 尤其是第二次工业革命后 , 输电线把能源送到各地 , 各种运输工具把商品送到用户手中 , 人工自然物间开始有了联系 , 但它们都是标准化的 , 因而这种联系只是简单的量的相加 , 是线性相互作用 , 或者说是一种内部无差别的一。进入 20 世纪 . 特别是新技术革命以来 , 一方面是人工自然物的个性化 , 另一方面 , 随着微机作为终端进入单位、部门、家庭个人手中 , 随着信息高速公路将它们联结起来 , 世界各地各具个性的人工自然物将联成一个整体，彼此间是一种非线性的系统相关性。这就是内部有差别的一 , 是前面两个阶段的统一。由各具个性而互不相干，经相关而无个性 , 到既相关又具个性 , 这就是人工自然物彼此关系发展的第二个特征。三、人工自然的人化人工自然发展的两条规律从本质上说就是人工自然的人化。人类是自然界亿万年演化的结果 , 是自然演化的顶峰 , 在人类身上 , 积淀着自然界物质由低层次向高层次 , 由低级、简单的运动形式向高级、复杂的运动形式演化的全部历程。近代之后 , 人工自然由机械、热、电磁等基本物理运动 , 经化学向生命运动进化的过程 , 从总体下再现了人类由自然界逐步生成的过程。值得注意的是，这不是简单的再现。在人工自然的进化中越来越多地贯注了人的意志，人的思想，人的需要和目的，由此使人工自然朝着有利于人的方向发展。换言之，人工自然的进化即人化。这是对人工自然进化的第一条规律的认识。人工自然发展的第二条规律同样体现了人化的过程。人 , 可以视为工作机、动力机 , 以及控制－学习机的复合。人工自然由工作机经工作机加动力机 , 到工作机 , 动力机和控制－学习机三者的复合这一发展过程也就是向人的生成过程，因而也就是人化的过程。再者 , 近代以来 , 人工自然物由标准化而排斥个性乃至人性 , 到现代复又强调人性与个性 , 同样体现了人工自然的人化过程。至于人工自然由杂多经内部无差别的一，到内部有差别的一，可以说是自古以来人己关系的发展过程。远古，人类是一个个彼此无关不可通约的部落；近代以降，接受了现代性和基于机械技术的人可以通约而彼此雷同；进入现代、后现代，重新显示出个性并彼此相关。人在自己的创造物中直观自身（马克思）。; 个人分类: 特别推荐|5623 次阅读|0 个评论

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