向微观及增加场应用进化的法则是要求将由尺度较大的宏观物质所完成的功能逐步进化为由尺度较小的微观物质来完成，用以消除系统在宏观级中出现的矛盾，提高原有系统的性能。进化后的系统表现在控制参数更有效、更有柔性；成为可以执行更多的功能，而且品质更高，尺寸更小、效率更高、耗能更少、更加理想的系统。

技术系统是由物质组成的，物质有不同尺度、层次及不同的物理结构。由宏观结构向微观结构的进化，就是通过应用不同能量场的结果，使物质在物理结构上，由整块的晶体结构不断细分成小块、粉末等更小的尺度，逐渐向分子、原子、离子、基本粒子结构转化，这种变化在材料学上表现尤为突出。由宏观到微观的物质状态的进化路径如图3-19所示。

图3-19 从宏观到微观的物质状态的进化路径

航空、航天都需要陀螺导航。陀螺的功能是测量惯性空间角度/角速度变化，由此确定飞行器的方位与行进方向。其发展方式是高精度、高可靠和小型化。如果把陀螺的发展历史加以梳理的话，就是一部从宏观向微观进化的历史。下面列出不同时代的陀螺，见表3-1。

表3-1 陀螺的向微观进化

例如金属切削刀具的进化也符合上述的进化路径，如图3-20所示。

伴随着能量场的进化，技术系统中各个子系统/元件之间的相互作用注入了更多的场的作用，并由此获得了更好的可控性。例如CPS中赛博系统就是在微观级别上，用电场实现了计算，用磁场实现了存储，用光场实现了显示。应用能量场的进化路径用英文缩写表示为：MATCHEM，一共是六种常用场及多种复合场，如图3-21所示。

增强能量场可控性的选择，也有其类似动态性法则的控制规律，如图3-22所示。(www.daowen.com)

图3-20 金属切削刀具的进化路径

图3-21 能量场的进化路径

图3-22 增强可控性能量场的选择

在向微观进化过程中，存在反趋势进化，即为了满足某些特定需求，所有“平台类”的系统也在向着宏观方向进化，如巨型挖掘机、航母、移动城市等，请参见后续内容。

要点小结

由尺度较大的宏观物质所完成的功能逐步进化为由尺度较小的微观物质来完成；系统组件的细分是发展方向，即由整块的晶体结构不断细分成小块、粉末等更小的尺度，逐渐向分子、原子、离子、基本粒子结构转化；伴随着增强场的作用以及提高对场的控制，技术系统获得了更好的性能。