技术人工物的结构与功能之间的关系

论文摘要

本研究是以问题为导向的技术哲学研究。本研究的基本问题是:技术人工物的结构与功能之间是什么关系?换句话说,技术人工物的结构与功能是如何关联在一起,从而形成一个独立且完整的技术人工物的?这个问题自1998年技术哲学经验转向以来,一直到2007年都是荷兰学派（主要是代尔夫特理工大学和埃因霍恩理工大学）技术哲学研究的核心问题。然而,这个问题到现在为止都没有得到完整地解答。因此,本研究的目标就是:基于工程师视角,提供一个关于技术人工物的结构与功能之间关系的系统理论;该理论能够完整地解释各种情境中技术人工物的结构与功能之间的关系,如技术人工物的使用情景和设计（包括常规设计与创造性设计）情景。本研究基于工程师视角,从技术内部审视基本问题,以发明问题解决理论（TRIZ）的思想和方法为指导,采用逐步缩小问题解的可能范围:首先确定研究进路,其次确定研究方法论,接着确定具体的研究方法,然后再进行案例研究寻找解释模型。本研究继承了荷兰学派领军人物Peter Kroes教授提出来的实用进路,但在研究方法论上选择了非还原性质的工程方法（如面向对象方法）作为工具来分析技术人工物的结构-功能的关系问题。本研究基于面向对象方法的思想和“空间分离,时间同步”的第三方描述策略,在使用情境和设计情境中分别同时得到关于技术功能的类函数与关于结构的类函数,并在统一辅助平面上建立了类函数模型。类函数模型能够解释技术人工物在所有情景（即使用情景、常规设计情境和创造性设计情景）中的结构与功能之间的肯定性关系,并且能够解释普遍存在的非充分决定性（UD）现象、实现限制（RC）现象,以及功能失灵（MF）现象。本研究最大的创新点在于:类函数模型是一个关于技术人工物的结构与功能之间关系的普遍的系统性解决方案,解答了荷兰学派在技术人工物双重属性研究方面未能完整解答的问题。本研究的第二个创新点在于:在方法论上,本研究提出荷兰学派忽略了反还原论是技术哲学经验转向的一个潜在前提。因此,具有还原性质的方法虽然有助于快速理解技术人工物的结构与功能之间的复杂关系,但不适用于最终求解技术人工物双重属性之间的关系问题;而非还原性质的方法则是能够完整解答这一问题的一种途径。本研究的第三个创新点是:以工程师的方式研究哲学问题,即将技术创新方法论——发明问题解决理论（TRIZ）成功应用于哲学研究。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 图表目录
• 第一章 绪论
• 1.1 简介
• 1.2 问题与当前进展
• 1.3 背景
• 1.4 研究预设
• 1.5 方法论
• 1.6 章节导读
• 第二章 技术人工物的结构与功能之间关系的若干视角和理论
• 2.1 简介
• 2.2 技术人工物的双重属性
• 2.3 结构与功能的关系
• 2.3.1 逻辑视角
• 2.3.2 认识论视角
• 2.3.3 本体论视角
• 2.3.3.1 随附性理论
• 2.3.3.2 构成性理论
• 2.3.4 工程中的概念分析视角
• 2.3.5 工程方法论视角
• 2.4 小结
• 第三章 问题之难与研究进路
• 3.1 简介
• 3.2 结构-功能的关系问题之难
• 3.3 可能的进路
• 3.3.1 TRIZ的五个发明等级
• 3.3.2 第三级的进路
• 3.3.3 第四级的进路
• 3.3.4 第五级的进路
• 3.4 实用进路
• 3.4.1 结构与功能关系的推理模型
• 3.4.1.1 解释性关联推理模型
• 3.4.1.2 类比推理模型
• 3.4.1.3 演绎推理模型
• 3.4.1.4 实践性推理模型
• 3.4.2 人工物解释理论
• 3.5 小结
• 第四章 问题域和解域:方法论辨析
• 4.1 简介
• 4.2 经验转向
• 4.2.1 转向缘起
• 4.2.2 内涵
• 4.2.3 理论基础及预设
• 4.3 方法论选择:结构化方法VS面向对象方法
• 4.3.1 结构化方法
• 4.3.2 面向对象方法
• 4.3.3 问题域与解域
• 4.4 小结
• 第五章 类函数方法
• 5.1 简介
• 5.2 结构-功能的关系问题具体研究时的两难境地
• 5.2.1 结构与功能的分离
• 5.2.2 结构与功能的混合
• 5.2.3 分离与混合的两难
• 5.3 第三方描述策略
• 5.4 类函数方法
• 5.4.1 TRIZ的矛盾冲突分离原理
• 5.4.2 对象与类
• 5.4.3 技术功能类函数
• 5.4.4 结构类函数
• 5.5 讨论:问题域和解域之间
• 5.6 小结
• 第六章 案例与模型
• 6.1 简介
• 6.2 模具设计案例
• 6.2.1 案例选择的因素
• 6.2.2 案例背景
• 6.2.3 案例:原创性的模具设计项目
• 6.3 案例分析
• 6.3.1 样品模具的技术功能类函数
• 6.3.2 样品模具的结构类函数
• 6.3.3 类函数模型
• 6.4 讨论
• 6.4.1 与克洛斯的逻辑鸿沟模型比较
• 6.4.2 与莱德的功能分解方案比较
• 6.5 小结
• 第七章 模型拓展与标准检验
• 7.1 简介
• 7.2 类函数模型:一般形态
• 7.3 解释拓展
• 7.3.1 刀具的结构与功能的关系
• 7.3.2 电子表的设计和使用
• 7.4 模型检验
• 7.4.1 解释非充分决定性（UD）现象
• 7.4.2 解释实现限制（RC）现象
• 7.4.3 解释功能失灵（MF）现象
• 7.5 小结
• 第八章 总结与展望
• 8.1 一个设计哲学的研究
• 8.2 总结回顾
• 8.3 可进一步研究的几个问题
• 8.3.1 类函数模型的应用研究
• 8.3.3 工程方法论研究
• 8.3.3 功能失灵研究
• 8.3.4 关于实践理性的研究
• 参考文献
• 作者简历
• 在学期间所取得的科研成果