薛 孚,陳紅兵

(東北大學(xué)科技哲學(xué)研究中心,遼寧沈陽 110819)

基于分布式認(rèn)知的工程創(chuàng)新主體創(chuàng)新過程研究

薛 孚,陳紅兵

(東北大學(xué)科技哲學(xué)研究中心,遼寧沈陽 110819)

工程創(chuàng)新主體是創(chuàng)新活動的發(fā)起者,他是以組織為單位進(jìn)行實(shí)踐活動。分布式認(rèn)知理論認(rèn)為認(rèn)知分布于參與者、工具、環(huán)境和文化之中,強(qiáng)調(diào)認(rèn)知的在場性?；诜植际秸J(rèn)知的特點(diǎn)將其作為理解工程創(chuàng)新主體實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新過程的方法論,提出并論證了工程創(chuàng)新主體的分布式認(rèn)知的可能性,工程創(chuàng)新主體的分布式認(rèn)知具有創(chuàng)新目的性、組織交互性、全要素性、具身性、情境性等特征。探討了工程創(chuàng)新主體在工程決策、設(shè)計(jì)、工程化、實(shí)施過程中分布式認(rèn)知如何展開,從而嘗試實(shí)現(xiàn)對工程創(chuàng)新發(fā)生過程的深入認(rèn)識。

工程創(chuàng)新主體;創(chuàng)新過程;分布式認(rèn)知

工程創(chuàng)新是創(chuàng)新研究中的重要領(lǐng)域,甚至可以說工程創(chuàng)新是創(chuàng)新活動的主戰(zhàn)場[1]。工程創(chuàng)新主體是工程創(chuàng)新活動的發(fā)起者,因而探究主體的實(shí)踐行為及其對工程創(chuàng)新活動的影響,對于理解工程創(chuàng)新活動的機(jī)理、提高主體工程創(chuàng)新能力具有重要的意義。目前學(xué)界已經(jīng)有關(guān)于創(chuàng)新主體的研究[2]及創(chuàng)新過程的研究[3],但是尚欠缺對主體的認(rèn)知在創(chuàng)新過程中具體作用方式的研究;而認(rèn)

知是主體實(shí)踐的一部分,工程創(chuàng)新過程中包含著主體復(fù)雜的認(rèn)知過程,探究工程主體認(rèn)知方式有助于理解工程創(chuàng)新的發(fā)生過程。

由于工程創(chuàng)新活動是主體以個(gè)體為基本要素、以組織為單位展開的實(shí)踐活動,因而工程主體的認(rèn)知必然既包括個(gè)體認(rèn)知,也包括作為創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)、群體或創(chuàng)新組織意義上的認(rèn)知?；诖?探究工程創(chuàng)新主體的認(rèn)知既需要研究作為個(gè)體的主體認(rèn)知,更需要研究作為群體的創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)、創(chuàng)新組織意義上工程創(chuàng)新主體的認(rèn)知。分布式認(rèn)知是一個(gè)考慮到認(rèn)知活動全貌的分析單元,強(qiáng)調(diào)在場的工具和環(huán)境等都參與認(rèn)知,包括參與者、工具、環(huán)境和文化。在工程創(chuàng)新活動中,所有的工程一定是“在場”工程,分析創(chuàng)新過程離不開工程的在場特性。因此,分布式認(rèn)知理論正為契合工程的在場特性提供了一個(gè)合理的方法論視角。本文將通過結(jié)合工程領(lǐng)域與認(rèn)知領(lǐng)域的研究建立面向工程創(chuàng)新主體的分布式認(rèn)知模型,并以此分析工程創(chuàng)新過程中主體是如何通過認(rèn)知影響各階段實(shí)踐活動的,這對于分析工程創(chuàng)新發(fā)生過程與分布式認(rèn)知理論來說都是一種新的嘗試。

一、工程創(chuàng)新主體的創(chuàng)新活動是一種分布式認(rèn)知活動

工程創(chuàng)新主體的創(chuàng)新活動必然首先是一種認(rèn)知活動。工程創(chuàng)新主體并非傳統(tǒng)意義上主客二分中的主體,而是由個(gè)人參與的、以組織為單位實(shí)現(xiàn)共同目標(biāo)的復(fù)雜的組織系統(tǒng)及其活動。這里的組織是活動中的行動者、參與者,構(gòu)成工程創(chuàng)新主體的行動者,既可以理解為構(gòu)成組織的個(gè)體,也可以理解為以基層組織為單位形成的更高層級的組織。工程創(chuàng)新是指在科學(xué)理論的指導(dǎo)下,集成技術(shù)要素與社會、經(jīng)濟(jì)、文化、政治、環(huán)境等要素,選擇創(chuàng)新技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新性工程規(guī)劃和建構(gòu)而生產(chǎn)具有創(chuàng)新性的工程人工物的實(shí)踐活動,它是以創(chuàng)新者為主體而在“創(chuàng)新空間”中進(jìn)行選擇和建構(gòu)活動[4]6。創(chuàng)新活動是主體在已經(jīng)具備的知識、信息基礎(chǔ)上進(jìn)行知識學(xué)習(xí)、融合、選擇、權(quán)衡、創(chuàng)新、建構(gòu)、生產(chǎn)的復(fù)雜集成過程,是不斷地認(rèn)知與實(shí)踐的耦合過程。因而,工程創(chuàng)新主體的創(chuàng)新活動必然首先是一種認(rèn)知活動,或者說認(rèn)知活動貫徹于創(chuàng)新活動的始終。在認(rèn)識工程創(chuàng)新主體的時(shí)候,認(rèn)知作為主體實(shí)踐活動的重要部分,是一個(gè)無法忽略的視角。工程創(chuàng)新主體的認(rèn)知是主體通過感知、識別工程情境,從中獲取信息,學(xué)習(xí)相關(guān)知識,并利用原有的知識和經(jīng)驗(yàn)來認(rèn)識和解決創(chuàng)新問題的過程。

分布式認(rèn)知是一個(gè)看待認(rèn)知現(xiàn)象的系統(tǒng)化分析方法。它認(rèn)為認(rèn)知可以分布在個(gè)體內(nèi)部、群體之間、社會文化、媒體甚至?xí)r間中;認(rèn)知是一種包含多個(gè)主體、多種工具和多樣技術(shù),協(xié)調(diào)內(nèi)部和外部表征,實(shí)現(xiàn)主體、對象、工具、環(huán)境等共同參與的動態(tài)信息加工系統(tǒng)。所以分布式認(rèn)知的分析單元不是個(gè)體,而是以共同參與認(rèn)知加工的各元素間的功能性關(guān)系為基礎(chǔ)[5],這種觀點(diǎn)對實(shí)踐具有重大的指導(dǎo)意義。分布式認(rèn)知也存在于組織層面。哈欽斯在組織層面上作出試探性步驟來建立了一個(gè)框架,認(rèn)為社會組織確實(shí)有能夠被描述的認(rèn)知結(jié)論,承認(rèn)組織認(rèn)知屬性的存在。組織認(rèn)知屬性由個(gè)體內(nèi)在結(jié)構(gòu)與外在結(jié)構(gòu)之間的交互作用產(chǎn)生。超越個(gè)體能力的認(rèn)知任務(wù)的執(zhí)行由分布式認(rèn)知的社會組織所形成[6]。

傳統(tǒng)認(rèn)知理論專注于大腦內(nèi)部的信息加工過程的研究,如感知、注意、記憶推理等,強(qiáng)調(diào)認(rèn)知的內(nèi)在性,并認(rèn)為認(rèn)知只是一種存在于大腦中的思維過程,不具有實(shí)在性,通過符號的感知、編碼、轉(zhuǎn)換和發(fā)送可以實(shí)現(xiàn)對世界的完全表征。杜威等學(xué)者提出了認(rèn)知超越個(gè)體頭腦的思想,打破了這種傳統(tǒng)認(rèn)知觀,被認(rèn)為是早期的分布式認(rèn)知思想。隨著認(rèn)知科學(xué)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,傳統(tǒng)的認(rèn)知觀已經(jīng)無法全面地詮釋認(rèn)知現(xiàn)象,一些學(xué)者開始關(guān)注認(rèn)知與環(huán)境、文化的關(guān)系,從強(qiáng)調(diào)個(gè)體認(rèn)知轉(zhuǎn)向觀照認(rèn)知活動全貌。如生態(tài)心理學(xué)家吉布森認(rèn)為人的知覺應(yīng)該以人與環(huán)境的交互關(guān)系為基礎(chǔ),為了描述生物與環(huán)境之間的互補(bǔ)性,提出了“可供性”概念,認(rèn)為“個(gè)體知覺環(huán)境同時(shí)也在知覺自身”[7]。到了20世紀(jì)80年代中期,哈欽斯等人明確提出了分布式認(rèn)知的概念,認(rèn)為它是重新思考所有領(lǐng)域的認(rèn)知現(xiàn)象的一種新的基本范式[8],從此分布式認(rèn)知理論被應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域中。在分布式認(rèn)知理論看來,認(rèn)知不僅僅是個(gè)體內(nèi)在的思維過程,環(huán)境對認(rèn)知具有重要的作用,主體的認(rèn)知活動是在場的,具有場依存性。

工程創(chuàng)新主體具有固有的認(rèn)知習(xí)慣,表現(xiàn)為組織的共享心智模型,既包括組織規(guī)則、共享目標(biāo)、創(chuàng)新信念等,也包括組織之間的知識共享與傳播,基于這種習(xí)慣組織有其既定的選擇和建構(gòu)模式?；谶@種模式主體認(rèn)知存在于整個(gè)工程創(chuàng)新

過程,在不同階段解決不同的具體問題。隨著工程創(chuàng)新行動的展開,一個(gè)包括人和物行動者的行動者網(wǎng)絡(luò)將脫穎而出,行動者就是構(gòu)成這個(gè)網(wǎng)絡(luò)的異質(zhì)實(shí)體,是認(rèn)知的合作與表征的融合。組織是作為一個(gè)行動者在創(chuàng)新實(shí)踐活動中展開整體認(rèn)知活動的,它通過有針對性地獲取問題與環(huán)境的信息、恰當(dāng)?shù)貙π畔⒑椭R進(jìn)行處理以實(shí)現(xiàn)選擇與建構(gòu)的認(rèn)知過程,進(jìn)而影響新一輪的信息獲取、知識處理過程。所以說研究工程創(chuàng)新活動需要研究組織意義上的工程創(chuàng)新主體的認(rèn)知,主體的工程創(chuàng)新活動的組織性與情境性為分布式認(rèn)知理論運(yùn)用到工程創(chuàng)新主體認(rèn)知活動提供了現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ),分布式認(rèn)知理論可以作為分析工程創(chuàng)新主體創(chuàng)新活動的有效理論工具。

從分布式認(rèn)知的觀點(diǎn)來看,工程創(chuàng)新中的主體認(rèn)知不只是存在于個(gè)體的大腦之中,還存在于組織內(nèi)部、組織與組織、組織與環(huán)境之中。實(shí)現(xiàn)工程創(chuàng)新目標(biāo),不僅需要主體和各種物質(zhì)要素,更需要它們之間的關(guān)聯(lián)及工程情境中的具身關(guān)聯(lián)。對于闡釋工程創(chuàng)新中主體與其他要素互動的具體模式,分析主體如何合理調(diào)動人財(cái)物進(jìn)行選擇與建構(gòu)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新的過程,需要突破傳統(tǒng)的“主客二分”的認(rèn)識和“非此即彼”的慣性思維,將以組織為單位的工程創(chuàng)新主體的認(rèn)知置入分布式認(rèn)知框架,才能更全面地理解這種復(fù)雜關(guān)系。因此,筆者認(rèn)為,工程創(chuàng)新主體的認(rèn)知可以理解為一個(gè)分布式認(rèn)知系統(tǒng),即在工程目標(biāo)的引導(dǎo)下,在工程條件的約束下,認(rèn)知既在組織內(nèi)部分布又在組織外部分布,認(rèn)知分布于決策、設(shè)計(jì)、工程化、實(shí)施過程中每個(gè)工程階段的主體內(nèi)部,分布于不同主體間,分布于不同載體上。

二、工程創(chuàng)新主體的分布式認(rèn)知特征

工程創(chuàng)新主體的認(rèn)知活動是工程創(chuàng)新的有機(jī)組成部分,工程創(chuàng)新主體的分布式認(rèn)知特征依賴于工程創(chuàng)新活動?；趯こ虅?chuàng)新主體創(chuàng)新活動中的認(rèn)知特性的理解,筆者認(rèn)為工程創(chuàng)新就是工程創(chuàng)新主體進(jìn)行學(xué)習(xí)、選擇、轉(zhuǎn)化、聯(lián)結(jié)和協(xié)同的建構(gòu),生成新的符合工程任務(wù)要求的綜合的、系統(tǒng)的、整體性的流動性知識系統(tǒng),并將其實(shí)體化形成創(chuàng)新人工物。工程創(chuàng)新主體的分布式認(rèn)知特征可以基于如下維度解讀。

1.創(chuàng)新目的性

工程實(shí)踐一開始就是有明確目標(biāo)的[1]117,主體正是為了實(shí)現(xiàn)這種共同目標(biāo)展開有目的的認(rèn)知活動。工程創(chuàng)新中的主體認(rèn)知同樣是基于組織的共同目的、共同價(jià)值的,主體間以共享心智模型、集體信念、準(zhǔn)則等為前提。組織中的個(gè)體(如工程師、管理人員和工人)是基于共同的目的進(jìn)行實(shí)踐活動,組織之間(如公司、設(shè)計(jì)院和施工單位等)的合作也是基于共同的創(chuàng)新目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的。所以說工程創(chuàng)新主體的分布式認(rèn)知是以創(chuàng)新生成為目的,這種共同目的是驅(qū)動多組織參與的認(rèn)知系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的前提和動力。

2.組織交互性

在大范圍協(xié)同創(chuàng)新、大工程的趨勢下,現(xiàn)代工程創(chuàng)新活動往往是多組織協(xié)同參與,體現(xiàn)了分布式認(rèn)知主體的多組織交互性。這種交互性一方面表現(xiàn)為,由于認(rèn)知在時(shí)間上的分布不同,不同環(huán)節(jié)的認(rèn)知任務(wù)由不同的組織來完成,組織之間通過信息和物質(zhì)的傳遞完成創(chuàng)新目標(biāo)。比如在決策環(huán)節(jié)是主要項(xiàng)目承接公司,在設(shè)計(jì)階段是設(shè)計(jì)院,在工程化階段可能是工程實(shí)驗(yàn)室,在實(shí)施環(huán)節(jié)可能是施工工程公司等,這些組織之間依靠方案、圖紙、會議等方式傳遞信息和物質(zhì)。另一方面表現(xiàn)為,由于認(rèn)知在組織間分布,在同一環(huán)節(jié)中往往存在多個(gè)組織協(xié)同參與完成階段性認(rèn)知目標(biāo)。如在工程化環(huán)節(jié)可能是公司與大學(xué)中的研究所共同實(shí)驗(yàn),在實(shí)施環(huán)節(jié)可能是多家施工單位協(xié)同作業(yè),這些組織之間需要不斷地互動協(xié)調(diào)才能完成任務(wù)。

3.全要素性

在工程創(chuàng)新活動中認(rèn)知不只局限于人腦的范疇,還分布于個(gè)體、組織、各要素及環(huán)境之間,以身體、工具、資料、數(shù)據(jù)、圖表等形式表征。主體認(rèn)知需要結(jié)合多要素實(shí)現(xiàn),任何要素都是重要的,并且任何內(nèi)在的或者外在的孤立解釋都是不成立的,因?yàn)樗鼈儾荒軉为?dú)地面對所遇到的問題,每一方面都不足以充分解決問題。所以工程創(chuàng)新活動的認(rèn)知活動具有全要素性,需要綜合各方面因素進(jìn)行考量。

4.具身性

具身性是指身體在人類的認(rèn)知過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用[9]。工程創(chuàng)新活動中主體是通過具體實(shí)踐來完成創(chuàng)新目標(biāo)的,因此身體經(jīng)驗(yàn)在工程創(chuàng)新中扮演了重要角色。認(rèn)知分布在身體與其他要素之中,這其中必然包含具身性的親知,即工

程中身體對實(shí)在的認(rèn)知性接觸。個(gè)體主體的認(rèn)知需要具身參與,通過親身實(shí)踐形成書面方案、圖紙、手把手的傳授等方式在個(gè)體與個(gè)體之間傳遞。

5.情境性

主體通過參與實(shí)踐使認(rèn)知得以實(shí)現(xiàn),并將主體性帶入到人工物的建構(gòu)中。只有通過一定情境下的操作,認(rèn)知才能夠開始,否則認(rèn)知本身要么停留在物質(zhì)層的假設(shè)中,要么停留在主體自身的思想中。工程具有“當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)亍钡奶匦?任何工程活動都是在具體時(shí)間和具體空間中進(jìn)行的實(shí)踐活動[10]。工程創(chuàng)新活動也是如此,它是發(fā)生于特定的自然環(huán)境和社會環(huán)境中的。認(rèn)知分布于這些具體的工程情境中,并隨情境的變化作出相應(yīng)的調(diào)整。由此,情境因素由工程創(chuàng)新活動的外部環(huán)境約束條件轉(zhuǎn)化成具體工程技術(shù)活動主體的內(nèi)在要素,在這些特定情境下認(rèn)知具有針對當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐木唧w情境性。例如,工程系統(tǒng)的集成方式根據(jù)不同的創(chuàng)新需求各有不同,工程師需要將有關(guān)的各種線索、細(xì)節(jié)整合為一個(gè)綜合體來加以判斷,根據(jù)具體要求綜合考慮技術(shù)及資金、市場、環(huán)境、人文等諸多要素,從而作出最佳選擇;由于工程語境的多變性,特定技術(shù)嵌入工程系統(tǒng)的方式很難以一成不變的模式應(yīng)對,需要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)具體情況具體分析;由于工程項(xiàng)目的需求不同,各模塊之間的關(guān)系也是針對具體項(xiàng)目所處的情境形成的。

當(dāng)代的工程創(chuàng)新項(xiàng)目大多數(shù)具有規(guī)模大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特點(diǎn),這需要以多主體協(xié)同參與創(chuàng)新。這些主體形成認(rèn)知系統(tǒng),在這個(gè)系統(tǒng)中,資金、技術(shù)、設(shè)備與知識、圖紙一樣都是實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新目標(biāo)的認(rèn)知力量。通過認(rèn)知系統(tǒng),模型的內(nèi)在認(rèn)知與外在文化在表征中耦合為一并實(shí)現(xiàn)了實(shí)體化。

三、分布式認(rèn)知模式下工程創(chuàng)新主體的行動過程

工程創(chuàng)新主體的分布式認(rèn)知貫穿創(chuàng)新活動始終,在對工程活動進(jìn)行具體階段劃分時(shí),鑒于不同類型的工程有不同的過程特點(diǎn),根據(jù)客觀條件、認(rèn)知目的和習(xí)慣的不同,劃分的方式可能不同,通常工程活動可按階段劃分為決策、設(shè)計(jì)、實(shí)施、使用等階段。各階段中起主導(dǎo)作用的主體也可能不同。同時(shí)工程創(chuàng)新是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)過程,它也包含在工程活動的范圍內(nèi),它的階段劃分與工程項(xiàng)目的階段劃分相似但并不完全一致,而是存在一定的交叉。工程創(chuàng)新過程是以創(chuàng)新需求為目標(biāo)的,包括創(chuàng)新構(gòu)想產(chǎn)生(決策)、創(chuàng)新選題提煉(設(shè)計(jì))、關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)(技術(shù)創(chuàng)新、創(chuàng)新技術(shù)的工程化)、系列技術(shù)與其他要素集成(實(shí)施)等主要過程。在普通工程項(xiàng)目過程的基礎(chǔ)上,工程創(chuàng)新過程中還存在一定的創(chuàng)新動態(tài)循環(huán)過程?；诖?結(jié)合工程活動過程,將新技術(shù)融入到工程整體中的關(guān)鍵步驟——工程化階段——加入到創(chuàng)新過程中。本文提煉出創(chuàng)新發(fā)生過程的普遍規(guī)律作為分析依據(jù),從工程創(chuàng)新的各個(gè)階段分布展開,著重分析基于分布式認(rèn)知的創(chuàng)新人工物的生成部分,包括主體決策環(huán)節(jié)、設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)、工程化環(huán)節(jié)、實(shí)施集成環(huán)節(jié)等。

1.基于分布式認(rèn)知的決策環(huán)節(jié)

工程創(chuàng)新的決策環(huán)節(jié)是使工程具有創(chuàng)新性意義的重要環(huán)節(jié),是由多主體共同參與的過程。主體的創(chuàng)新理念和目的都融于決策中。現(xiàn)代工程決策主體不是個(gè)體而是趨向組織化,由一個(gè)龐大的、密切合作的、由各種各樣專家構(gòu)成的各級集團(tuán)發(fā)揮整體功能去完成,作出科學(xué)的工程決策[11]。正是由于這種組織化,認(rèn)知分布于各主體之間,通過各主體之間的交互作用產(chǎn)生創(chuàng)新決策。

主體決策的分布式認(rèn)知體現(xiàn)在決策是一個(gè)需要對多要素綜合考量的過程。主體的認(rèn)知分布在這些因素之中,需要考慮經(jīng)濟(jì)、社會、生態(tài)、資源、道德、美學(xué)多方面的因素。在這個(gè)過程中主體是在場的,可以有很多種選擇。傳統(tǒng)的觀點(diǎn)認(rèn)為決策是主體發(fā)揮主觀能動性的結(jié)果,而分布式認(rèn)知的模型認(rèn)為,決策是突破了主客二分間隔的。一方面決策的產(chǎn)生是所有行動者共同作用的結(jié)果。這體現(xiàn)在工程創(chuàng)新決策的民主化趨勢中,如以網(wǎng)絡(luò)調(diào)查、公眾投票、聽證會等方式考慮用戶的意見,使其參與到?jīng)Q策中來。另一方面決策的過程是應(yīng)用多種方法多種工具多種要素共同作用的過程。這體現(xiàn)在決策過程由定性向定量分析發(fā)展的趨勢中,如運(yùn)用運(yùn)籌學(xué)、數(shù)學(xué)建模法、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)等對數(shù)據(jù)、信息、指標(biāo)等進(jìn)行分析,使定性與定量分析相結(jié)合,以及考量選擇更適合創(chuàng)新環(huán)境并且能與其他技術(shù)要素有效集成的新技術(shù),而非一定要選擇最新最有突破性的技術(shù)等。

值得注意的是由于工程創(chuàng)新主體的分布式認(rèn)知的全要素性,決策是否成功取決于認(rèn)知分布的程度,認(rèn)知分布得越充分,越有利于創(chuàng)新的成功,相反如果認(rèn)知分布不充分,某些要素沒有參與到

認(rèn)知中來將可能導(dǎo)致主體作出錯(cuò)誤的決策,甚至造成創(chuàng)新的不合理或失敗等后果。

2.基于分布式認(rèn)知的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)

工程創(chuàng)新的總設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)是邏輯體系的建構(gòu)階段,整個(gè)工程的開展是基于這個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)進(jìn)行的。因此,很多學(xué)者將這一環(huán)節(jié)看做是工程的核心。設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)注重整個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成部件的選擇與建構(gòu),因此需要在眾多的技術(shù)要素中進(jìn)行選擇與權(quán)衡。這個(gè)環(huán)節(jié)的主導(dǎo)主體多為項(xiàng)目發(fā)起方、設(shè)計(jì)院等組織。

設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)是模型化的創(chuàng)新過程,是通過將產(chǎn)品需求、想法、理念等轉(zhuǎn)化成工程模型的過程。在形成設(shè)計(jì)方案之前工程師們學(xué)習(xí)新知識,結(jié)合原有經(jīng)驗(yàn),通過分布式認(rèn)知形成新的認(rèn)知地圖,運(yùn)用知識將想法形式的創(chuàng)新目標(biāo)轉(zhuǎn)化成概念化目標(biāo),以書面形式表達(dá)出來。依靠主體的創(chuàng)新思維將記憶留存的內(nèi)部表征與外部表征融合,經(jīng)過論證、選擇將書面化的創(chuàng)新目標(biāo)轉(zhuǎn)化成創(chuàng)新思維模型。再通過多方面的考量形成書面化的設(shè)計(jì)方案,使某些新技術(shù)初步嵌套在工程當(dāng)中形成具有創(chuàng)新性的工程設(shè)計(jì)。主體根據(jù)設(shè)計(jì)方案通過分布式認(rèn)知進(jìn)行綜合評估,決定如何修改甚至更換,并將評估結(jié)果反饋給前面的設(shè)計(jì)。工程師依據(jù)反饋意見進(jìn)行修改,再次提交設(shè)計(jì)方案。通過幾輪循環(huán),最終形成頂層設(shè)計(jì)方案。這個(gè)過程是將工程師們頭腦中的建構(gòu)經(jīng)過反復(fù)溝通與論證形成方案、圖紙,把計(jì)劃完成的創(chuàng)新目標(biāo)具體化的過程。具體的基于認(rèn)知的設(shè)計(jì)階段解讀如圖1所示。

圖1 基于分布式認(rèn)知的設(shè)計(jì)過程

在設(shè)計(jì)階段,主體認(rèn)知分布在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中,包括創(chuàng)新目標(biāo)概念化、建立創(chuàng)新模型、討論設(shè)計(jì)方案、進(jìn)行綜合評價(jià)、確認(rèn)最終方案等步驟。其認(rèn)知分布表現(xiàn)為,首先,認(rèn)知分布在設(shè)計(jì)前期的勘察上,依靠工程立項(xiàng)、勘察、考察、學(xué)習(xí)有一個(gè)初步的認(rèn)識。其次,認(rèn)知分布在對新技術(shù)、新知識上,決定選擇,在這個(gè)階段以知識的選擇與建構(gòu)為主,要在多內(nèi)容、多形式的知識中選擇。創(chuàng)新體現(xiàn)在選擇與建構(gòu)上的創(chuàng)新。相同的功能可以選擇不同的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn),可以有多種可供選擇的方案。再次,認(rèn)知分布在測量和圖示、計(jì)算機(jī)軟件上,模型得以成為圖紙等可以流通的明言知識。這是主體遵循認(rèn)知過程邏輯將各種知識、信息依照創(chuàng)新目標(biāo)形成書面方案的過程。如建設(shè)工程項(xiàng)目,經(jīng)工程招標(biāo)、投標(biāo)等篩選后,形成書面方案。最后,認(rèn)知分布在組織成員、組織與組織之間,以及會議、言語上。整個(gè)設(shè)計(jì)過程就是對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)、評價(jià)、論證、再調(diào)整的過程。最終設(shè)計(jì)方案將轉(zhuǎn)到工程化階段加以具體的研究和實(shí)施。

3.基于分布式認(rèn)知的工程化環(huán)節(jié)

工程化環(huán)節(jié)是主體將創(chuàng)新技術(shù)嵌套入工程系統(tǒng)中的環(huán)節(jié)。工程創(chuàng)新需要技術(shù)要素與非技術(shù)要素的集成,其中技術(shù)要素需要依據(jù)當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐那榫?適應(yīng)工程的具體情況。大部分的工程創(chuàng)新中需要集成創(chuàng)新性技術(shù),將技術(shù)模塊化作為工程的一個(gè)子集。這促使主體根據(jù)工程頂層設(shè)計(jì)方案,研究如何將具體的新技術(shù)加工使其符合工程情境需要,以便最終集成工程系統(tǒng)。這也可以理解為工程創(chuàng)新的研發(fā)環(huán)節(jié)。與技術(shù)發(fā)明不同的是,此環(huán)節(jié)側(cè)重的是新技術(shù)的嵌套而不是新技術(shù)的產(chǎn)生。在完整的創(chuàng)新過程中“工程化”是其中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),一項(xiàng)創(chuàng)新只有經(jīng)過“工程化”環(huán)節(jié),付諸工程活動,才能成為實(shí)實(shí)在在的產(chǎn)品或工藝[4]49。此階段的主體具體表現(xiàn)為公司的研發(fā)部門、工程研究院等。如今在國內(nèi)外興起的工程實(shí)驗(yàn)室就是工程化環(huán)節(jié)的有效實(shí)現(xiàn)組織。

此環(huán)節(jié)認(rèn)知的側(cè)重點(diǎn)從集成建構(gòu)的工程方案轉(zhuǎn)移到模塊化的科學(xué)技術(shù)的工程化,將其逐一實(shí)

體化,使新的技術(shù)在這個(gè)環(huán)節(jié)形成模塊化的實(shí)體,最終嵌入到整體的工程人工物中。主體的行動以工程的總設(shè)計(jì)方案為選擇依據(jù),總的設(shè)計(jì)方案遞歸到具體的模塊之中,在模塊中進(jìn)行具體的技術(shù)模塊的設(shè)計(jì)、研發(fā)。將設(shè)計(jì)方案具體化模塊化地解決,這個(gè)過程勢必產(chǎn)生新的知識,工程技術(shù)知識的創(chuàng)新在這一環(huán)節(jié)爆發(fā)。

認(rèn)知分布在新知識的使用與生成上。主體的認(rèn)知過程,是一個(gè)將知識集成、分化、再集成的過程。在技術(shù)模塊的設(shè)計(jì)過程中,經(jīng)逐層分析和建構(gòu),每一個(gè)模塊的核心設(shè)計(jì)思想得以形成。進(jìn)一步通過研發(fā)活動產(chǎn)生適合創(chuàng)新目標(biāo)的模塊化實(shí)體與模塊化知識。這是一個(gè)復(fù)雜的學(xué)習(xí)、融合、建構(gòu)、生產(chǎn)的集成過程,是創(chuàng)新主體將工程知識實(shí)體化的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。

認(rèn)知分布在新技術(shù)上,一種情況是新技術(shù)作為整個(gè)工程的技術(shù)前提存在,另一種情況是作為工程創(chuàng)新所需要突破的技術(shù)難點(diǎn)存在。從工程本體論出發(fā),技術(shù)發(fā)明將作為整個(gè)工程創(chuàng)新活動的模塊,最終嵌套入整個(gè)系統(tǒng)之中。這個(gè)模塊有可能是新的技術(shù)研發(fā),也有可能是原有技術(shù)新的集成方式,或者是新的解決方案。

認(rèn)知分布在實(shí)驗(yàn)室的儀器等工具中,在工程化實(shí)驗(yàn)室中,使用各種實(shí)驗(yàn)儀器,將技術(shù)與工程結(jié)合,真正實(shí)現(xiàn)技術(shù)的工程化。

4.基于分布式認(rèn)知的實(shí)施環(huán)節(jié)

工程創(chuàng)新的實(shí)施、運(yùn)行環(huán)節(jié)是工程創(chuàng)新的實(shí)體建構(gòu)階段,需要多主體的協(xié)同參與,將研發(fā)階段的技術(shù)模塊實(shí)體按照設(shè)計(jì)方案有機(jī)集成起來。通過技術(shù)模塊的嵌入,使技術(shù)模塊和其他要素實(shí)現(xiàn)了語境化、集成化。

認(rèn)知分布在施工現(xiàn)場的情境中。不同創(chuàng)新項(xiàng)目施工現(xiàn)場的情境是不同的,在施工中需要根據(jù)現(xiàn)場具體情況制定有針對性的施工方案。主體通過認(rèn)知在情境中的分布生成創(chuàng)新性的施工方法以應(yīng)對具體的施工問題。如錢塘江大橋的施工中依據(jù)當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐木唧w情境,產(chǎn)生了射水法、氣壓沉箱法、浮運(yùn)法、伸臂法等工程施工方法創(chuàng)新。正如茅以升所述:“本橋施工,以利用大地自然力為第一要義。所籌工具及設(shè)備,皆因地因時(shí),控制輔導(dǎo)此偉大之自然力,供我驅(qū)使而已?！盵12]可見認(rèn)知在施工工具中的分布也是依據(jù)具體的工程情境。

認(rèn)知分布在技術(shù)模塊與整體工程中,將模塊集成起來,在工程中呈關(guān)聯(lián)性、兼容性和完整性,形成具體的人工物。主體基于分布式認(rèn)知進(jìn)行模塊集成、具體操作實(shí)施、調(diào)試等等行動。如果是關(guān)于消費(fèi)產(chǎn)品的工程創(chuàng)新,此階段是新技術(shù)發(fā)明的市場化,真正能使技術(shù)發(fā)現(xiàn)應(yīng)用到實(shí)踐當(dāng)中,除了技術(shù)集成還需要市場化活動。在此過程中技術(shù)需要適應(yīng)工程,為了適應(yīng)新的要素,需要有與之相配合的實(shí)施方案。在方案的實(shí)施中,隨著認(rèn)知的情境性深入,不斷調(diào)整技術(shù)模塊的集成方案,最終建造出工程創(chuàng)新實(shí)體。

綜上所述,通過分布式認(rèn)知理論分析主體的工程創(chuàng)新決策、設(shè)計(jì)、工程化、實(shí)施等環(huán)節(jié)是一種可行性的分析方式。其理論意義是,這種分析方式從認(rèn)知視角打開了主體在整個(gè)創(chuàng)新過程中的實(shí)踐方式,體現(xiàn)了認(rèn)知分布的重要意義。其現(xiàn)實(shí)意義是,主體在進(jìn)行創(chuàng)新活動的時(shí)候,可以通過促進(jìn)認(rèn)知分布來提高創(chuàng)新生成。當(dāng)然主體在工程創(chuàng)新中的實(shí)踐方式是復(fù)雜的,對于其他作用方式的研究將成為后續(xù)進(jìn)一步深入研究的方向。

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(責(zé)任編輯:李新根)

Research of Engineering Innovation Subjects' Innovation Process:Based on Distributed Cognition Theory

XUE Fu,CHEN Hong-bing
(Research Center for Philosophy of Science and Technology,Northeastern University,Shenyang 110819,China)

Engineering innovation subjects are the initiators of organization-based innovation activities.Distributed cognition theory holds that cognition is distributed in participants,tools,environment and culture,and it stresses the presence of cognition.Distributed cognition offers a methodology to understand how engineering innovation subjects achieve innovation.Moreover,it proposes and verifies the likelihood of engineering innovation subjects'distributed cognition,and analyzes its characteristics of innovation objective,organizational interaction,total factor,embodiment and situationality.The ways that engineering innovation subjects practice with distributed cognition in project decision-making,designing, engineering and construction process help to understand fully the process of project innovation.

engineering innovation subject;innovation process;distributed cognition

N 031

A

1008-3758(2015)05-0449-06

10.15936/j.cnki.1008-3758.2015.05.002

2015-04-20

國家社會科學(xué)基金項(xiàng)資助項(xiàng)目(13BZX022)。

薛 孚(1985-),女,遼寧遼陽人,東北大學(xué)博士研究生,主要從事技術(shù)哲學(xué)、工程哲學(xué)研究;陳紅兵(1966-),女,江蘇泗陽人,東北大學(xué)教授,哲學(xué)博士,主要從事技術(shù)哲學(xué)研究。