一、国外工程演化研究进路

国外工程演化相关研究主要有两种进路：一种进路是从工程（技术）发展史的角度，研究工程与技术、经济、社会等方面的相互关系；另一种进路是从进化论（或演化论）的视角，研究技术进化和产业演化（工程被包含在技术或产业之中）相关的内容。

（一）工程史（或技术史）进路的工程演化研究

美国地质人类学教授Ervan Garrison基于工程与技术史教育，梳理了西方文明进程中工程的演变历史。在其著作《工程与技术的历史：艺术方法》（A History of Engineering and Technology：Artful Methods）中，作者采用不同于一些著名的技术史著作（如辛格的《技术史》）的叙事风格，更加关注“工程”而较少关注“技术”；与各类工程学科的专门史（如冶铁史、桥梁史、铁路史等）不同，该书更偏向于通史而非专史。从内容上，该书以西方文明的历史发展为主线，细致阐述每一历史时期工程的社会历史、工程师和主要的工程事件。并在其阐述中夹杂着人们认识自然、工程设计和社会影响等方面的观念变化。此外，这本著作还具有工程学与人类文化学相互交融，考古学的实证方法与史论相结合，工程发展问题中蕴涵演化思想等特点^[7]。

在Garrison看来，人类工程活动的演进成为人类文化演进的承载者，成为人类文化传承、交流与创新的重要表征^[8]。正是不同时期、不同地区的人类文化现象打通了人类工程活动的传承、交流与创新之路。Garrison试图沿着工程不断演化的历史来描述和论证工程是如何发展的。他认为，工程是不断演化的，并伴随着工程与社会诸因素之间的互动。工程是“人类为了永久地生存下去不得不‘建造’的”，不同类工程之间存在着关联与影响的、具体的社会实践形式，它是一个不断地进行人工造物以适应自然和社会的演化过程。

Archie Harms，Brian Baetz等人在《历史上的工程》一书中比较系统地考察了工程史和工程演化中工程要素及系统的关联问题。全书分三大部分，第一部分主要介绍工程概念及其分析框架，重在论述如下基本推断：工程是累积的（Cumulative）；新装备（Devices）的出现和使用，是受许多不确定新情况的影响的，因而工程又是偶然的（Contingent）；工程是动态的（Dynamic），具有相当的广度与深度（Breadth and Depth）。第二部分立足于“工程是自然要素的输入与设备等要素的输出这一过程的中间环节”的观点，从工程与自然要素到设备生产过程，从它所涉及的同质性联系或异质性联系的变化来考察工程的演化。第三部分对与工程相关的特定主题进行了解释，包括与工程相关的自然现象与动力学、职业化与伦理学、发明与创新、设备可靠性与失败、风险与安全、公共合作、市场进入动力学、物质流代谢（Material Flow Metabolism）等内容^[9]。

Mathew Abraham在《土木工程的演化及其挑战》中，从空间的拓展这一视角对土木工程的演化及其未来的趋势进行了详尽的论述。包括公路、铁路、桥梁、水路等工程的演化，还包括空间工程（Space Engineering），如国际太空站、火星探测等工程的演化等。但是，这篇论文主要是通过图文并茂的方式回溯土木工程的演化，从而达到解释关键技术进步是如何导致建筑技术与方法的进步这一目的。另外，该文还论述了未来的土木工程师要想在不寻常而又不利的环境中建设更复杂的结构物所面临的挑战^[10]。

英国学者Armytage在其《工程社会史》一书中，通过以工程与社会的发展简史的形式论述了技术（或工程）的发展（特别是英国工程和技术的发展），揭示了这些技术的发展是如何影响社会生活的，在某一阶段又是如何受社会生活影响的，进而为创新和制度的起源提供某些启示^[11]。

（二）进化论视角的工程演化研究

从进化（演化）论的视角研究技术、产业或经济问题是最近几十年的事情。这种进路的研究主要是借鉴进化生物学的相关概念，将生物进化论的原理作为分析技术（或技术创新）、产业和经济发展的方法论基础。这种进路的逻辑起点在于，将技术（或技术创新）、产业或经济视为“在一个变动着的社会环境和自然环境之中进化的活动（过程），而且通过它的变动又改变了这些活动的根据”^[12]。在技术（创新）进化论和产业（经济）演化学等的研究中，涵盖着关于工程人工物、工程设计、工程活动主体（企业）等方面的内容。

1.技术进化论

技术进化论强调借鉴进化生物学的概念与基本原理来解释技术变化与创新。该研究自20世纪80年代以来取得了突出成就，因乔治·巴萨拉（George Basalla）、迈尔（Moykr）和罗伯特·安杰（Robert Aunger）等的研究出现了三种技术进化理论^[13]。迈尔的理论以技术知识（包含科学知识和工程知识）为分析单元（类似于生物特性表达的“基因”）；罗伯特·安杰以模因论（Memetics）作为其技术进化理论的核心，通过模因论来分析技术变革对创新理念在社会组织内外的交流的贡献。

巴萨拉是第三种技术进化论研究重要的代表人物。他在技术史研究的过程中发现，技术人工物也像地球上的生物一样丰富多样，而且也存在着继承、变异、选择等类似于生物进化的现象。他从生物进化论出发，通过对技术人工物和生物物种作类比，结合技术发展史中的重大事件，对多样性的人工物出现的原因及其选择机制作了详细阐述，提出了较完整的技术进化理论，并出版了专著《技术进化论》^[14]。他是第一个比较完整地提出技术进化论的学者（齐曼语）。

巴萨拉的技术进化论根植于一些基本概念，如人工物、多样性、延续性、创新、选择和进化等。其中，技术人工物被视为基本单位，以不同技术、文化和历史阶段中选择出来的人工物案例研究作为基础，通过类比研究揭示了多样性的人工物之间千丝万缕的联系。在他看来，“人造物世界包含了远远超出满足人类基本需要的众多事物。或许因为人造物延续性的存在，技术进化的结果是物品的多样性，创新是人造物世界的不可分割的一部分属性，而选择过程是为了选出新颖的人造物，并将其作为一大堆已有的人造物的复制品或添加物”^[15]。

巴萨拉在仔细研究人工物的发展历程后，尤其是详细分析了一些重要的人工物，如石器、轧棉机、蒸汽机、内燃机、电动机、晶体管、爱迪生照明系统和人们幻想中的书写机等的发展历史后，提出“整个人造物世界的主旋律是延续性”的论断。他认为，“延续性这一特点意味着新产品只能脱胎于原有的老产品。也就是说，新产品从来就不是纯理论的、独出心裁的或凭空想象出来的创造物”^[16]。这句话表明，在人造物世界出现的任何东西都是以已经存在的东西为基础的，甚至可以认为，简陋的石器技术为以后的复杂技术提供了技术“遗传”和“变异”的原型。(www.daowen.com)

延续性只是技术发展的一个方面，仅仅只有延续性不会产生多样性的技术世界。正如变异是生物界多样性产生的根本原因一样，创新是技术发展中另一方面的重要因素。对于技术创新的动因，巴萨拉认为，技术革新是心理因素、知识因素和社会经济文化因素交互作用的结果。心理因素主要来自于人类的想象力，包括技术梦想、无法造出的机器和普通技术幻想等；知识因素主要来自于技术传播（帝国主义扩张、移民、探险、旅游等）、实践知识、科学知识的影响。社会经济因素包括市场需求、劳动力匮乏和专利制度等的强力刺激，文化环境主要指文艺复兴以来的欧洲文化观念，即“主宰自然、创新与进步连接起来形成的‘三位一体’观念。它在文艺复兴时代的欧洲文化出现，并在刺激技术变革时发挥了作用”^[17]。由于认识到内在因素与外在因素各自的局限，他还试图在心理因素的内在性和社会经济因素的外在性之间保持必要的张力。

在技术进化的选择机制上，巴萨拉指出了生物进化与技术进化在选择机制上的本质区别。生物的进化是自然选择的，带有很强的随机性；而技术进化更多的是人为选择，带有很强的目的性。技术的选择是一个复杂的过程，涉及经济、军事、社会和文化等诸多因素。于是，巴萨拉进一步探讨了经济约束、军事需求、道德压力、政治控制、文化价值、时髦和流行的力量等因素对技术选择的影响。最后，他指出“最终获选的是与社会价值观和预期需求相一致并顺应了该社会当时对‘好生活’所持看法的那些项目”^[18]。

2.技术创新进化论

在技术创新进化研究方面，齐曼无疑是重要的代表人物。齐曼在其著作《技术创新进化论》（中文版）的序言中指出^[19]：新奇的人工制品在一系列可能的社会环境中自然地涌现，技术创新必定是一种进化过程。在他看来，“某些生物过程与技术创新所涉及过程之间结构上有相似性，物质人工制品，以及诸如科学理论、社会风俗、法律、商业公司等文化实体，它们由特有的性状、突变或重组而引起变异的机制，大量不同的变种被投入市场（或被出版、被实践、被裁定、被投资等），它们受到顾客和其他使用者（或竞争团体、上诉法庭、银行等等）的严格选择。幸存的实体通过种群而被复制、扩散，并逐渐成为特优种类型（Predominant Type）”^[20]。借助进化论比喻，并强调“选择”的作用，强调有利的社会经济环境促进技术创新的重要性。

齐曼的贡献不仅如此，更重要的是有效地解释了自然的“进化”与技术（或工程）的“设计”是否相容的问题，这是技术（创新）进化研究的逻辑前提。“进化”是否与“设计”相容？这个问题实际上暗含着一个假设——设计是不是“随机的”或“盲目的”。也就是说，“进化”是否与“设计”相容的关键在于将“设计”还原为一种可盲目复制、变异和重组的“縻母（Memes）”。“作为进化机制的一个非常基本的要素，随机变异真的必须像有性生殖中DNA分子的突变或重组那样‘盲目’吗？”针对这一问题，齐曼认为，“设计过程总是不完美的、不确定的”。发明家、工程师等的“最佳设计方案”经常以失败告终。正是由于存在许多的“不确定”和“不协调”，使得技术人工物可供选择的范围就宽泛了许多。而且，“具有相似用途的人工制品可能按相去甚远的规格进行设计，并因截然不同的缘由而被选择。在一个技术实体的种群中，有足够的多样性和相对盲目的变异来支持一个进化过程”^[21]。这样，齐曼消解了演化论在社会科学应用中的障碍。

荷兰特温特大学的菲利普·布雷（Philip Brey）在分析了巴萨拉、迈尔和罗伯特·安杰等三种不同的技术进化理论之后，对工程设计的本质作出了自己的解释^[22]。他认为，工程设计可理解为在技术变异与选择的进化过程中创造变体（Variants）的过程，它是技术进化过程的一部分，同时技术变异和选择的进化过程有时必定涉及设计者的深思熟虑和有意识的选择，而非完全的“自然选择”。对于技术进化论的各种解释框架的评论，布雷采取了“中庸”的方式，他既认为巴萨拉式的是一种技术进化论的“弱类比（Weakly Analogous）”，又认为迈尔等人的则是一种“强类比（Strongly Analogous）”。在布雷看来，对设计（工程）与创新的分析是可以依据不同的解释目的而有多种有效框架的。进化论的研究进路提供了考察“设计”的新视角，它引发了这样一种观念，即设计者是“新变体”的创造者，然后“新变体”要经历社会的选择。“新变体”在随后的选择过程中的成功，或者说它们的适应性，仅仅在一定限度内是可预期或控制的。这种观点值得进一步发展，因为它有助于我们理解设计者在技术创新中的作用，以及理解在这样的情况下技术创新得以成功的条件。

3.产业演化理论

产业演化理论是基于对传统的产业经济学批判基础上的新的研究领域，现在已经成为演化经济学的重要研究内容。传统的产业经济学是以还原论和均衡为核心的，虽取得了重大进展，但也留下了一些遗憾。其“遗憾之一，是它不能有力地分析非均衡、动态的和复杂的经济现象”^[23]。

从研究现状来看，产业演化研究目前主要是以生物进化论或复杂系统理论为理论基础和方法论。在产业演化过程的研究中，产业的成长和技术创新是重要方面。1966年，美国哈佛大学的雷蒙德·弗农（Raymond Vernon）提出了产品生命周期理论，将某一产业产品的生命周期划为引入期、成长期和成熟期三个阶段。1982年，Klepper等人从产业组织视角，对产业演化进行了阶段性研究（即K-G产业生命周期理论）。他们将产业生命周期划为成长、淘汰和稳定三个阶段^[24]。美国哈佛大学的阿伯纳西（N.Abemathy）和美国麻省理工大学的厄特巴克（J.M.Utterback）从技术创新角度来研究产业演化，提出了产业创新的动态模型（即A-U模型），揭示了技术创新和产业发展之间的内在关系。他们以汽车行业为例，认为企业的产品创新和工艺创新是相互关联的，通过把产业演化划分为流动阶段、转换阶段与相对稳定阶段，指出企业的产品创新、工艺创新及产业的创新类型、创新程度和创新特征取决于产业的成长阶段。A-U模型反映了许多行业成长的创新分布规律。但这一模型并不适用于有些产业的成长过程，比如微电子产业、钢铁产业等没有表现出类似的发展规律。因此，有学者认为，探寻产业演化的创新分布模式，应该结合特定的行业属性和历史阶段，同时结合市场需求空间的数量和质量的变化进行动态分析^[25]。

在演化机制方面，主要包括产业演化的动力机制和路径选择机制等研究。产业演化的动力机制方面，众多学者对产业演化的影响因素进行了研究。熊彼特作为创新经济学的创始人之一，他认为创新是经济变化过程的实质，而企业家和技术在“创造性毁灭过程”中发挥了核心作用^[26]。Carroll等从组织与环境的关系的视角，认为环境对产业的发展具有决定性作用。环境通过资源稀缺、竞争对产业演化的路径与速度进行选择^[27]。马歇尔则认为，大自然在生产上所起的作用有报酬递减倾向，而人类的作用呈报酬递增倾向，二者的相互作用推动产业发展。同时，他还认为，产业的演化还受产业内部企业和外部其他产业的共同作用^[28]。总之，影响产业演化的因素主要包括技术、制度、社会需求、企业家、供给、基础设施等。纳尔逊和温特等人将产业演化的动力机制，从宏观层面归结为技术创新和制度创新共同演化机制。他们还认为，在产业演化过程中存在路径选择问题，产业演化的过程不仅受企业进入-退出的影响，而且与企业的创新行为直接相关^[29]。

4.演化经济学

演化经济学在西方经济学中一直未汇入主流，到目前为止，也尚未建立起一个包含基本概念及方法的完整体系。19世纪末，美国制度经济学家凡勃伦（L Veblen）在《为什么经济学不是一门演化的科学》”（Why Is Economics Not an Evolutionary Science？）中，指出达尔文的“变异、遗传和选择”等进化理论应该为经济学所吸收和利用。新古典经济学大师马歇尔也曾指出，“经济学家的目标应当在于经济生物学，而不是经济力学。”^[30]熊彼特的创新理论对经济演化理论研究作出了较大贡献。到20世纪80年代，纳尔逊和温特为创新研究的进化学派奠定了基础。

总体而言，演化经济学的发展不是沿着一个模式来进行的，而是不同的经济学家依据研究的重点不同出现了许多分支。这些经济学家包括霍奇逊（G.Hodgson）、梅特卡夫（S.Mettcalfe）、纳尔逊和温特、佩雷丝（C.Perez）等。尽管经济演化理论尚未形成一个统一的理论体系，但是他们对创新及相关概念、研究方法有了基本的认识框架，这对工程演化研究中关于工程创新概念和演化过程的认识有借鉴意义。创新或新奇（Novelty）是演化经济学同新古典经济学在研究纲领上的基本区别。演化经济学家们认为，新奇出自人类行为，它是新的可能性的发现，是人类创造性的产物。在演化过程的认识上，基本上都秉承了多样性、遗传和选择为机制的原则或方法。在他们看来，多样性体现着异质性，多样性原则应是“变异”（或创新）的根据，也是“选择”的内在要求。遗传原则表现为“物种”或个体在存在形式和行为上的“连续性”，是一种复制机制，也是“变异”（或创新）的前提，是“选择”之后的存续，以确保“种群”或个体随着时间的发展能够保持连续性。选择原则表明，一些个体的特征能够更好地适应普遍存在的进化压力，它们在“种群”中的相对重要性就会增强。