林德明 郭銀鑫

摘要：為了揭示技術(shù)演化的一般規(guī)律，運(yùn)用系統(tǒng)熵解釋技術(shù)演化中的技術(shù)范式轉(zhuǎn)換過(guò)程，總結(jié)技術(shù)范式轉(zhuǎn)換不同階段（舊技術(shù)范式階段、新舊范式并存階段、新技術(shù)范式階段）的熵變特征，并以兩次技術(shù)革命為例進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果表明，技術(shù)在舊技術(shù)范式階段熵值較低、新舊范式并存階段熵值較高、新技術(shù)范式階段熵值較低，也就是說(shuō)，技術(shù)演化存在著有序與無(wú)序的交替變化過(guò)程，并且一般情況下遵循從有序到無(wú)序再到有序的循環(huán)變化。

關(guān)鍵詞：技術(shù)范式；技術(shù)演化；技術(shù)革命；熵

中圖分類號(hào)：G301文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： ADOI：10.3969/j.issn.1003-8256.2021.02.002

開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

技術(shù)進(jìn)步是促進(jìn)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要力量，其發(fā)展水平是衡量國(guó)家綜合國(guó)力的重要標(biāo)志。通過(guò)分析特定技術(shù)領(lǐng)域的演化過(guò)程，可以梳理其發(fā)展脈絡(luò)和內(nèi)部技術(shù)活動(dòng)的發(fā)展歷史，反映其技術(shù)活動(dòng)的現(xiàn)狀，為技術(shù)人員探究、回溯技術(shù)起源和發(fā)展提供可靠的幫助，并對(duì)識(shí)別科技優(yōu)先領(lǐng)域、合理配置科技資源具有重要意義，因而受到各國(guó)政府、學(xué)術(shù)界的高度重視[1]。目前關(guān)于技術(shù)演化的研究主要有以下幾種觀點(diǎn)：技術(shù)范式[2-3]、技術(shù)軌道[4-5]、技術(shù)生命周期模型[6]、技術(shù)擴(kuò)散[7]等，本文選擇從技術(shù)范式轉(zhuǎn)換的角度來(lái)研究技術(shù)演化的過(guò)程。

“范式”的概念最初是美國(guó)科學(xué)史家?guī)於鱗8]提出，其認(rèn)為范式就是一種公認(rèn)的模型或模式，是一種對(duì)本體論、認(rèn)識(shí)論和方法論的基本承諾，是科學(xué)家集團(tuán)所共同接受的一組假說(shuō)、理論、準(zhǔn)則和方法的總和，這些東西在心理上形成科學(xué)家的共同信念。庫(kù)恩從科學(xué)史的視角宏觀描述了科學(xué)的進(jìn)化與革命，并從范式的形成、積累和變革揭示了科學(xué)革命的結(jié)構(gòu)和機(jī)制。1982年，多西[9]將范式的概念引申到技術(shù)演化中，提出了技術(shù)范式的概念，認(rèn)為技術(shù)范式是解決所選擇的技術(shù)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題的一種模式，而這些解決問(wèn)題的辦法立足于自然科學(xué)的原理。他認(rèn)為與科學(xué)理論類似，從舊技術(shù)到新技術(shù)的轉(zhuǎn)變代表著從舊范式到新范式的轉(zhuǎn)變。隨后技術(shù)范式的概念被學(xué)界所接受，普遍認(rèn)為技術(shù)范式表達(dá)了技術(shù)的宏觀結(jié)構(gòu)[10]，隨著技術(shù)范式的發(fā)展，需求的增加帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)，技術(shù)瓶頸或新興技術(shù)可能會(huì)削弱這種范式。因此，舊的技術(shù)范式受到阻礙，或逐漸被新范式所取代[11]，并且在技術(shù)范式轉(zhuǎn)換過(guò)程中，相關(guān)的研究活動(dòng)從有序狀態(tài)轉(zhuǎn)移到無(wú)序狀態(tài)，然后再回到有序狀態(tài)[12-14]。

目前關(guān)于技術(shù)范式的研究集中在以下幾方面：（1）技術(shù)范式的概念及內(nèi)涵。如鄭雨等[15]認(rèn)為技術(shù)范式實(shí)際上是技術(shù)發(fā)展的一種模式，它包括在發(fā)展某項(xiàng)技術(shù)過(guò)程中建立起來(lái)的特殊方法和經(jīng)驗(yàn)，以及所規(guī)定的未來(lái)所發(fā)展的方向；Barbear等[16]將技術(shù)范式分為探索型技術(shù)范式和開(kāi)發(fā)型技術(shù)范式。（2）基于技術(shù)范式的理論研究。如羅仲偉等[17]構(gòu)建了基于動(dòng)態(tài)能力、技術(shù)范式和創(chuàng)新戰(zhàn)略行為之間半交互影響的理論框架；鄔曉燕[18]辯證研究了技術(shù)范式更替與文明演進(jìn)的關(guān)系；葉芬斌[19]結(jié)合生態(tài)位理論與技術(shù)范式建立了戰(zhàn)略生態(tài)位管理理論。（3）對(duì)特定技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行技術(shù)范式識(shí)別。如Moerenhout[20]認(rèn)為電子醫(yī)療將成為醫(yī)學(xué)界的新技術(shù)范式，可以一定程度解決人口老齡化嚴(yán)重、看病貴等問(wèn)題；Gourlay[21]認(rèn)為用于加速器的超導(dǎo)磁體Nb-Ti目前發(fā)展緩慢且穩(wěn)定，高溫超導(dǎo)體（HTS）將成為新技術(shù)范式替代它；Kuusi等[22]采用文獻(xiàn)耦合的方法分析納米碳管相關(guān)的專利，以識(shí)別納米技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)范式。

但是，目前關(guān)于技術(shù)范式的研究還沒(méi)有從系統(tǒng)的視角，將技術(shù)發(fā)展作為一個(gè)整體的深入研究，也沒(méi)有挖掘出技術(shù)范式轉(zhuǎn)換過(guò)程的內(nèi)在機(jī)理及呈現(xiàn)的規(guī)律。因此，本文立足于技術(shù)演化過(guò)程中發(fā)生的技術(shù)范式轉(zhuǎn)換，首先對(duì)轉(zhuǎn)換過(guò)程不同階段進(jìn)行定性分析，總結(jié)不同階段具有的特征，再通過(guò)研究?jī)纱渭夹g(shù)革命的范式轉(zhuǎn)換過(guò)程來(lái)揭示現(xiàn)實(shí)中技術(shù)演化的一般規(guī)律，從而指導(dǎo)實(shí)踐中的決策。

1技術(shù)演化中的范式轉(zhuǎn)換

學(xué)術(shù)界目前比較認(rèn)可庫(kù)恩提出的科學(xué)演化及科學(xué)范式理論，該理論認(rèn)為科學(xué)范式其實(shí)就是一種知識(shí)體系，當(dāng)這種知識(shí)體系取得突破，將會(huì)帶來(lái)科學(xué)革命。他認(rèn)為科學(xué)發(fā)展一般會(huì)遵從如圖1所示的發(fā)展過(guò)程。

庫(kù)恩把科學(xué)演化看成科學(xué)范式轉(zhuǎn)換的過(guò)程，科學(xué)在還沒(méi)有形成統(tǒng)一的范式之前處于前科學(xué)時(shí)期；當(dāng)大家公認(rèn)的范式形成之后，進(jìn)入常規(guī)科學(xué)時(shí)期，這個(gè)時(shí)期人們遵照統(tǒng)一范式來(lái)分析和解決問(wèn)題；發(fā)展到一定階段，當(dāng)人們發(fā)現(xiàn)新出現(xiàn)的問(wèn)題無(wú)法用現(xiàn)有的范式來(lái)解釋，就會(huì)出現(xiàn)科學(xué)危機(jī)，當(dāng)越來(lái)越多的與范式不一致的現(xiàn)象被發(fā)現(xiàn)，科學(xué)危機(jī)會(huì)進(jìn)一步加深；此時(shí)，會(huì)有少部分人去創(chuàng)造新的理論來(lái)解釋說(shuō)明新現(xiàn)象，當(dāng)越來(lái)越多的人開(kāi)始認(rèn)可新理論，將引起科學(xué)革命，逐步廢棄舊科學(xué)范式，建立新的科學(xué)范式，實(shí)現(xiàn)范式轉(zhuǎn)換；之后，人們開(kāi)始遵循新的科學(xué)范式，科學(xué)發(fā)展也相應(yīng)進(jìn)入新常規(guī)科學(xué)期。因此，科學(xué)演化其實(shí)就是不斷從舊的科學(xué)范式轉(zhuǎn)換到新的科學(xué)范式的循環(huán)過(guò)程。

類似于科學(xué)演化過(guò)程，技術(shù)演化也存在著積累規(guī)范與變革規(guī)范的交替運(yùn)動(dòng)過(guò)程。因此，本文結(jié)合技術(shù)范式概念及科學(xué)范式轉(zhuǎn)換理論，提出技術(shù)范式轉(zhuǎn)換理論，具體如圖2所示。

技術(shù)范式轉(zhuǎn)換的過(guò)程可以描述為以下三個(gè)階段：

舊技術(shù)范式階段。舊范式已經(jīng)成為行業(yè)內(nèi)所有人一致遵循的解決方案與行為模式，該階段的技術(shù)已經(jīng)十分成熟，產(chǎn)品的性能提升遇到瓶頸，而且市場(chǎng)趨于飽和，對(duì)于該技術(shù)的研發(fā)投入更多的是為了工藝上的改進(jìn)。這一階段人們可能會(huì)有更高的需求，需要更先進(jìn)、更高性能的技術(shù)應(yīng)用到產(chǎn)品上，于是，在技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)與市場(chǎng)需求的雙重作用下，新技術(shù)開(kāi)始萌芽。

新舊技術(shù)范式并存階段。初期，市場(chǎng)充滿了各種不確定性，會(huì)涌現(xiàn)較多的新技術(shù)，并且應(yīng)用新技術(shù)的產(chǎn)品性能與市場(chǎng)份額都很低，功能也不如原有技術(shù)完善，幾乎沒(méi)有對(duì)舊技術(shù)范式造成較大影響。但是，隨著技術(shù)的發(fā)展和外部環(huán)境的變化，新技術(shù)越來(lái)越適應(yīng)新的市場(chǎng)需求，并不斷地削弱舊范式對(duì)市場(chǎng)的作用，并吸收其有利因素（如管理方式、生產(chǎn)方式等）來(lái)完善自己，逐漸產(chǎn)生技術(shù)危機(jī)。后期，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，舊的技術(shù)范式在解決技術(shù)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題的不足漸漸顯露，其技術(shù)發(fā)展進(jìn)入瓶頸，不會(huì)再出現(xiàn)新的突破。同時(shí)，不同的新技術(shù)之間相互競(jìng)爭(zhēng)，其中具有較大優(yōu)勢(shì)的新技術(shù)將得到行業(yè)的認(rèn)可，從而走向主導(dǎo)地位，導(dǎo)致技術(shù)革命的發(fā)生，形成新的技術(shù)范式，將舊的技術(shù)范式擠出市場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)技術(shù)范式轉(zhuǎn)換。

新技術(shù)范式階段。參與新技術(shù)研發(fā)的力量不斷擴(kuò)大，核心技術(shù)迅速發(fā)展成熟，輔助技術(shù)也逐漸完善，人們開(kāi)始遵循新技術(shù)范式來(lái)解決技術(shù)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，將新技術(shù)應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，新技術(shù)范式也隨之走向成熟，成為行業(yè)的主導(dǎo)者，進(jìn)入下一次技術(shù)范式轉(zhuǎn)換循環(huán)中并成為“舊技術(shù)范式”，更“新”的技術(shù)范式將會(huì)取代它的位置。

2技術(shù)范式轉(zhuǎn)換中的熵變

熵最早是克勞修斯提出的熱力學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)概念，是用來(lái)表征系統(tǒng)狀態(tài)的參量之一。后來(lái)玻爾茲曼從分子運(yùn)動(dòng)的角度出發(fā)，對(duì)提出的熱力學(xué)熵進(jìn)行了引申，把熱量轉(zhuǎn)移理解為系統(tǒng)中微觀分子的運(yùn)動(dòng)，并提出玻爾茲曼關(guān)系式：S = klnΩ，式中S代表該宏觀系統(tǒng)的熵值，也用來(lái)表示該系統(tǒng)中微觀分子的混亂程度，k表示玻爾茲曼常量，Ω表示該宏觀系統(tǒng)中的微觀分子總數(shù)，可以看出宏觀系統(tǒng)的熵值S與系統(tǒng)中微觀分子數(shù)目Ω成正比，即Ω越小，熵值S越小，系統(tǒng)越有序，Ω越大，熵值S越大，系統(tǒng)越混亂。

技術(shù)演化作為一個(gè)復(fù)雜的非線性開(kāi)放系統(tǒng)，也可以用熵來(lái)衡量其演化過(guò)程中的混亂程度，進(jìn)而揭示其演化規(guī)律。假如把某個(gè)技術(shù)領(lǐng)域的演化體系看成一個(gè)宏觀系統(tǒng)，那么該技術(shù)體系中存在的各式各樣的技術(shù)都可以看作宏觀系統(tǒng)的微觀分子。結(jié)合技術(shù)演化中的技術(shù)范式轉(zhuǎn)換過(guò)程，本文將分析系統(tǒng)不同階段存在的微觀分子數(shù)目及相應(yīng)的熵值變化。

舊技術(shù)范式階段。舊技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為行業(yè)內(nèi)成熟的主導(dǎo)性技術(shù)，產(chǎn)品的性能提升遇到瓶頸，對(duì)于該技術(shù)的研發(fā)投入更多的是進(jìn)行工藝上的改進(jìn)。對(duì)于技術(shù)演化系統(tǒng)而言，系統(tǒng)主要由舊技術(shù)范式為核心的技術(shù)體系構(gòu)成，導(dǎo)致該階段技術(shù)體系中的種類較為單一，相應(yīng)地，系統(tǒng)中的微觀分子數(shù)極少，熵值較低，系統(tǒng)狀態(tài)的不確定性極小，這個(gè)階段系統(tǒng)處于有序狀態(tài)。

新舊技術(shù)范式并存階段。在技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)與市場(chǎng)需求的刺激下，將不斷涌現(xiàn)出威脅到舊技術(shù)的新技術(shù)，對(duì)于技術(shù)演化系統(tǒng)來(lái)講，這一階段的微觀分子數(shù)極大增加，除了以舊技術(shù)范式為核心的單一技術(shù)體系，還新增了諸多與舊技術(shù)存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系的新技術(shù)，而且各個(gè)技術(shù)之間競(jìng)爭(zhēng)極為激烈，為了搶占市場(chǎng)資源，不斷改進(jìn)自身的結(jié)構(gòu)和功能來(lái)鞏固自己的地位，一方面不斷從舊技術(shù)范式中汲取有利因素來(lái)完善自身的技術(shù)，另一方面還要及時(shí)掌握其他新技術(shù)的動(dòng)態(tài)以采取最優(yōu)戰(zhàn)略。這一階段系統(tǒng)的熵值較大，系統(tǒng)狀態(tài)的不確定性也較大，系統(tǒng)處于無(wú)序狀態(tài)。

新技術(shù)范式階段。經(jīng)歷了新舊范式并存階段的殘酷競(jìng)爭(zhēng)，更先進(jìn)、更適應(yīng)市場(chǎng)的新技術(shù)存活下來(lái)，并形成行業(yè)內(nèi)大家都遵守的新技術(shù)范式，完成了技術(shù)范式轉(zhuǎn)換。對(duì)于技術(shù)演化系統(tǒng)而言，系統(tǒng)主要由新技術(shù)范式為核心的技術(shù)體系構(gòu)成，導(dǎo)致該階段技術(shù)體系中的種類較為單一，相應(yīng)地，系統(tǒng)中的微觀分子數(shù)極少，熵值較低，系統(tǒng)狀態(tài)的不確定性極小，這個(gè)階段系統(tǒng)處于有序狀態(tài)。

通過(guò)對(duì)技術(shù)范式轉(zhuǎn)換三個(gè)階段的系統(tǒng)熵值分析，可以發(fā)現(xiàn)技術(shù)演化系統(tǒng)在整個(gè)范式轉(zhuǎn)換過(guò)程中微觀分子數(shù)的變化從少到多再變少，也意味著，系統(tǒng)的熵從最初的低值狀態(tài)上升到高值狀態(tài)又落回低值狀態(tài)?？梢园l(fā)現(xiàn)技術(shù)演化經(jīng)歷了從有序狀態(tài)到無(wú)序狀態(tài)，再到有序狀態(tài)的變化，而且這個(gè)變化過(guò)程會(huì)隨著新技術(shù)范式的出現(xiàn)循環(huán)往復(fù)。

3技術(shù)革命中的范式轉(zhuǎn)換及熵變

為了進(jìn)一步證明前文揭示的技術(shù)演化規(guī)律，本文選取現(xiàn)實(shí)中的兩次技術(shù)范式轉(zhuǎn)換過(guò)程進(jìn)行研究。從世界近代技術(shù)史來(lái)看，顯著的技術(shù)范式轉(zhuǎn)換當(dāng)屬兩次技術(shù)大革命所帶來(lái)的巨大社會(huì)變革與技術(shù)更替。第一次技術(shù)革命，人類進(jìn)入了“蒸汽時(shí)代”，機(jī)器代替了手工勞動(dòng)，大大提高了生產(chǎn)效率，社會(huì)生產(chǎn)力實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍；第二次技術(shù)革命，人類進(jìn)入了“電氣時(shí)代”，電力的應(yīng)用和電器的創(chuàng)造進(jìn)一步推動(dòng)了社會(huì)的快速發(fā)展。

本文采用玻爾茲曼關(guān)系式：S = klnΩ來(lái)計(jì)算技術(shù)演化系統(tǒng)的熵值，由于上式中k為常量，即S∝Ω，此處計(jì)算熵值簡(jiǎn)化為S = lnΩ，Ω在原式中代表該宏觀系統(tǒng)中的微觀分子總數(shù)，此處Ω為《簡(jiǎn)明世界科學(xué)技術(shù)史年表》記載的技術(shù)成果數(shù)量。

3.1第一次技術(shù)革命

十八世紀(jì)中期在英國(guó)爆發(fā)了第一次技術(shù)革命，實(shí)現(xiàn)了從傳統(tǒng)的人力、畜力提供驅(qū)動(dòng)力轉(zhuǎn)變?yōu)槔谜羝┝?。本文選取幾個(gè)標(biāo)志性事件作為范式轉(zhuǎn)換不同階段的分界點(diǎn)。1765年珍妮紡織機(jī)的發(fā)明，標(biāo)志著第一次技術(shù)革命的開(kāi)始。1785年瓦特改良蒸汽機(jī)的發(fā)明，人類由此進(jìn)入蒸汽時(shí)代。1800年開(kāi)始，蒸汽機(jī)得到大規(guī)模的應(yīng)用，不僅用于紡織業(yè)，更滲透到交通運(yùn)輸、冶金、煉鋼等行業(yè)。因此，本文以1765年，1785年，1800年作為時(shí)間節(jié)點(diǎn)，將第一次技術(shù)革命劃分為四個(gè)階段，通過(guò)統(tǒng)計(jì)每個(gè)階段的技術(shù)成果數(shù)量Ω，計(jì)算得到各階段的系統(tǒng)熵值S，結(jié)果如圖3所示。

舊技術(shù)范式階段（17655年以前）：這一階段的技術(shù)范式是以人力、畜力作為驅(qū)動(dòng)力，如紡織廠通過(guò)雇傭工人進(jìn)行手工生產(chǎn)，此時(shí)的生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)很難再突破，生產(chǎn)工藝已趨于成熟。面對(duì)日益增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求，舊技術(shù)范式的不足漸漸暴露，工廠只能購(gòu)買更多的紡織機(jī)，雇傭更多的熟練工人來(lái)提高生產(chǎn)效率。在這個(gè)階段，漸漸出現(xiàn)一些新技術(shù)來(lái)替代人力、畜力，但是這些新技術(shù)幾乎沒(méi)有得到認(rèn)可及應(yīng)用，并沒(méi)有對(duì)舊技術(shù)范式造成影響，該階段的技術(shù)成果只有7項(xiàng)，主要的技術(shù)成果有：1705年，英國(guó)工程師紐科門及其助手卡利制造了最早的實(shí)用蒸汽機(jī)；1712年，紐科門制造大氣壓力蒸汽機(jī)；1733年，英國(guó)人凱伊發(fā)明使用飛梭的手工織布機(jī)。這一階段，技術(shù)成果數(shù)量Ω較少，所以熵值S也比較低。

新舊范式并存階段（17655—17855年）：在初期，大部分工廠仍遵循著舊技術(shù)范式，將人力、畜力作為主要驅(qū)動(dòng)力，隨著新技術(shù)范式的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的工廠開(kāi)始接納新技術(shù)范式，使用機(jī)器作為驅(qū)動(dòng)力。因?yàn)檫@個(gè)階段有非常多的人參與研發(fā)新技術(shù)，所以技術(shù)成果較多，有14項(xiàng)。主要的技術(shù)成果有：1765年，紡織工哈格里夫斯發(fā)明了“珍妮紡織機(jī)”；1769年，理查德·阿克萊特發(fā)明了卷軸紡紗機(jī)；1779年克隆普頓發(fā)明了走錠精紡機(jī)；1785年，卡特萊特發(fā)明了水力織布機(jī)。這一階段，新技術(shù)經(jīng)歷了成長(zhǎng)期的迅速發(fā)展及成熟期的激烈競(jìng)爭(zhēng)，誕生了很多技術(shù)成果，所以熵值S較高。

新技術(shù)范式階段（17866—18400年）：隨著機(jī)器生產(chǎn)逐漸代替手工生產(chǎn)，舊技術(shù)范式被市場(chǎng)淘汰，新技術(shù)范式奠定了其主導(dǎo)地位，實(shí)現(xiàn)了范式轉(zhuǎn)換。這一階段，技術(shù)變革已經(jīng)完成，蒸汽供力的方式已經(jīng)被人們接收，并將其廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)和生活中，涌現(xiàn)出更多基于新范式的發(fā)明。在這一階段初期（1786—1800年），因?yàn)樾录夹g(shù)范式已經(jīng)確立，原來(lái)成熟期時(shí)的百家爭(zhēng)鳴的狀態(tài)已經(jīng)結(jié)束，蒸汽技術(shù)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一，針對(duì)該技術(shù)的研究成果數(shù)量較少，僅有4項(xiàng)，熵值S較低，主要技術(shù)成果有：1794年，瓦特發(fā)明蒸汽機(jī)氣缸用指示器；1796年，特列維西克開(kāi)始研究高壓蒸汽機(jī)。在這一階段后期（1801年-1840年），人們已經(jīng)完全遵循新技術(shù)范式，越來(lái)越多的人開(kāi)始參與研發(fā)，產(chǎn)生了更多基于新技術(shù)范式的技術(shù)成果，有10項(xiàng)，所以熵值S較高，主要技術(shù)成果有：1807年，富爾頓制造蒸汽汽船“克萊蒙特號(hào)”；1814年，史蒂芬孫發(fā)明蒸汽機(jī)車。到1840年，機(jī)器生產(chǎn)基本替代了手工生產(chǎn)，第一次技術(shù)革命基本完成。

3.2第二次技術(shù)革命

十九世紀(jì)七十年代，以電能的突破、應(yīng)用以及內(nèi)燃機(jī)的出現(xiàn)為標(biāo)志，在德國(guó)和美國(guó)發(fā)生了第二次技術(shù)革命。這次技術(shù)革命的爆發(fā)，實(shí)現(xiàn)了從“蒸汽時(shí)代”進(jìn)入“電氣時(shí)代”，有實(shí)質(zhì)性的能源技術(shù)變革，將第一次技術(shù)革命帶來(lái)的蒸汽供能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏┠?。本文選取幾個(gè)標(biāo)志性事件作為新舊范式不同階段的分界點(diǎn)。1866年，德國(guó)工程師西門子發(fā)明了自激式發(fā)電機(jī)，標(biāo)志著第二次技術(shù)革命的開(kāi)始。1878年，愛(ài)迪生發(fā)明了白熾燈，將第二次技術(shù)革命推向高潮。1890年開(kāi)始，電能開(kāi)始在各行各業(yè)得到推廣引用。因此，本文以1866年、1878年、1890年作為時(shí)間節(jié)點(diǎn)，將第二次技術(shù)革命劃分為四個(gè)階段，通過(guò)統(tǒng)計(jì)每個(gè)階段的技術(shù)成果數(shù)量Ω，計(jì)算得到各階段的系統(tǒng)熵值S，結(jié)果如圖4所示。

舊技術(shù)范式階段（18666年以前）：這一階段的技術(shù)范式是以蒸汽供能，英美等國(guó)仍遵循著第一次技術(shù)革命形成的技術(shù)范式，并迅速實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，鞏固了資本主義各國(guó)的統(tǒng)治地位。同時(shí)，這一階段也是自然科學(xué)空前活躍的時(shí)期，誕生了許多重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)，如法拉第電磁感應(yīng)現(xiàn)象、麥克斯韋電磁理論等，基于這些電磁科學(xué)理論，一些電力技術(shù)開(kāi)始萌芽。技術(shù)成果只有10項(xiàng)，主要的技術(shù)成果有：1808年英國(guó)工程師戴維使用2000個(gè)電池產(chǎn)生電弧；1825年，英國(guó)人斯塔肖制作電磁鐵；1829年，英國(guó)人亨利制作最早的電動(dòng)機(jī)等。這一階段，電力技術(shù)仍處于萌芽期，因?yàn)榧夹g(shù)成果較少，所以熵值也比較低。

新舊范式并存階段（18666—18788年）：在初期，大部分工廠仍使用舊技術(shù)范式，將蒸汽供力作為驅(qū)動(dòng)力，隨著新技術(shù)范式的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的工廠開(kāi)始接納新技術(shù)范式，使用電力作為驅(qū)動(dòng)力。因?yàn)樾录夹g(shù)在這個(gè)階段有較多的人參與，所以這個(gè)階段的技術(shù)成果較多，有13項(xiàng)。主要的技術(shù)成果有：1866年，西門子發(fā)明了自激式發(fā)電機(jī)；1876年，貝爾發(fā)明了電話，并且一年后，波士頓開(kāi)通了第一條電話線路；1878年，愛(ài)迪生發(fā)明了白熾燈等等。這一階段，新技術(shù)經(jīng)歷了成長(zhǎng)期的迅速發(fā)展及成熟期的激烈競(jìng)爭(zhēng)，誕生了很多技術(shù)成果，所以熵值較高。

新技術(shù)范式階段（18799—19100年）：隨著電力生產(chǎn)逐漸代替蒸汽生產(chǎn)，舊技術(shù)范式被市場(chǎng)淘汰，新技術(shù)范式奠定了其主導(dǎo)地位，實(shí)現(xiàn)了范式轉(zhuǎn)換。這一階段，技術(shù)變革已經(jīng)完成，電能供力的方式已經(jīng)被人們接收，并將其廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)和生活中，涌現(xiàn)出更多基于新范式的發(fā)明。在這一階段初期（1879—1890年），因?yàn)樾录夹g(shù)范式已經(jīng)確立，針對(duì)新技術(shù)的研究成果較少，僅有5項(xiàng)，熵值較低，主要技術(shù)成果有：1879年，愛(ài)迪生在真空燈泡中放入白金螺旋線作燈絲；1880年，愛(ài)迪生用竹制炭絲制作點(diǎn)燈；1882年，美國(guó)人拉普拉格公開(kāi)最早用于電力牽引的直流電動(dòng)機(jī)。在這一階段后期（1891—1910年），人們已經(jīng)完全遵循新技術(shù)范式，越來(lái)越多的人開(kāi)始參與研發(fā)，產(chǎn)生了更多基于新技術(shù)范式的技術(shù)成果，有16項(xiàng)，所以熵值較高，主要技術(shù)成果有：1901年，意大利發(fā)明家馬可尼實(shí)現(xiàn)了橫越大西洋的無(wú)線電通訊；1904年，英國(guó)工程師弗萊明根據(jù)愛(ài)迪生效應(yīng)發(fā)明二極真空檢波管；1910年，美國(guó)人克利治將鎢絲燈泡實(shí)用化等等。到二十世紀(jì)初期，工業(yè)生產(chǎn)的主要?jiǎng)恿?lái)源已成為電能驅(qū)動(dòng)，第二次技術(shù)革命基本完成。

通過(guò)對(duì)兩次技術(shù)革命的分析，可以發(fā)現(xiàn)技術(shù)演化系統(tǒng)在舊技術(shù)范式階段的技術(shù)成果數(shù)目較少，導(dǎo)致系統(tǒng)熵值較低；在新舊范式并存階段，由于出現(xiàn)各式各樣具有競(jìng)爭(zhēng)力的新技術(shù)，系統(tǒng)熵值較高；在新技術(shù)范式階段，系統(tǒng)中圍繞新技術(shù)的發(fā)明成果較少，熵值較低。這個(gè)現(xiàn)象與前文揭示的技術(shù)演化規(guī)律一致，證實(shí)了該規(guī)律的適用性及準(zhǔn)確性。

3結(jié)論

本文從熵的角度對(duì)技術(shù)演化中的技術(shù)范式轉(zhuǎn)換過(guò)程進(jìn)行了分析，總結(jié)了三個(gè)不同階段的熵值特征并從中揭示了技術(shù)演化的一般規(guī)律，最后通過(guò)對(duì)近代史上兩次技術(shù)革命的范式轉(zhuǎn)換過(guò)程進(jìn)行研究，證明技術(shù)演化遵循這樣的規(guī)律：一般情況下，技術(shù)演化過(guò)程會(huì)經(jīng)歷從有序狀態(tài)到無(wú)序狀態(tài)，再到有序狀態(tài)的變化，而且這個(gè)變化過(guò)程會(huì)隨著新技術(shù)范式的出現(xiàn)循環(huán)往復(fù)。

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Research on the Entropy in Technology Pradigm Tranfer

LIN Deming，GUO Yinxin（Institute of Science of Science and S&T management， Dalian University of Technology， Dalian 116024，China）

Abstract： In order to determine the universal law of technology evolution， entropy has been used to investigate the process of technology paradigm transfer in the period of technology evolution，as well as to examine change characteristics of entropy in the three stages of technology paradigm transfer including original technology paradigm， the coexistence of original and emerging technology paradigm， emerging technology paradigm. Therewith， cases of the twice Technology Revolutions have been analyzed to demonstrate the entropy change in the technology evolution. Herein， the results indicate that the value of entropy is low in the stage of original technology paradigm， is large in the coexistence stage of the original and emerging technology paradigm， forwards to descend in the stage of emerging technology paradigm. In other words， the technology evolution is an alternating process of order state or disorder state， this cyclic process is from order state to disorder state， then return to order state.

Keywords： technology paradigm；technology evolution；technology revolution；entropy