科技的進化與省思
徐毅穎 國立臺灣師範大學工業科技教育學系博士生 壹、前言 現代的人類與科技的關係是密不可分的，只是生活在其中的我們常常習以為 常而感覺不到它的存在。例如，每天早晨我們在鬧鐘聲或是廣播節目聲中醒來， 離開舒服的矽膠床墊；來到浴室，上完廁所後按下馬桶開關沖水，拿起電動牙刷 刷牙，再打開水龍頭洗臉；走進廚房按下微波爐把包子加熱，用開飲機的熱水泡 牛奶，再邊吃早餐邊看晨間電視新聞；吃完早餐後，搭電梯下樓，再開車或搭捷 運去上班。這一連串我們每天都會重複做的事情，說明了現代人是生活在充滿科 技的世界裡。 現代的科技進步越來越快速，但是，到底是什麼因素促使科技快速進化，又 是什麼因素使某些科技卻被淘汰，而留存下來的科技產品又是有什麼不一樣的地 方呢？要解答這一切，當然要從科技發展史著手，而科技發展史則是科技教育的 一環。科技教育的教學旨在培養科技素養，而科技發展史的學習則重在藉古勵 今，啟發下一代的人類能記取以往的經驗與教訓，使科技的發展更順利與有利於 人類。透過科技進化的歷史，我們才能知道，科學真相或科技偉大發明的出現不 是想像中的順理成章或單靠一些天才型的發明家所能達成，即使天才也需要巨人 的肩膀。 因此本文擬從科技的定義、科技進化的分期、科技發展的特性談起，再針對 科技的進化提出省思，希望對科技教育中較少探討的科技發展過程，有拋磚引玉 之效。 貳、科技是什麼 我們生活周遭，無一不存在著科技的身影，今日我們所使用的每樣事物，從 電話、電視、冰箱、汽車、到高科技的人造衛星、太空梭無一不是科技的產物。 「科技」意味著人類利用大自然的資源，以人為的方式，產出種種的人造物，以 便改善環境來滿足人類在食、衣、住、行、育、樂等等方面的需求。在最近一百年的人類歷史中，各種科技的發展與自然環境、人類的社會以及科學發現之間互 為影響，使得人類的社會與生活以及大自然的面貌快速的變化。 科技不僅影響個人的生活，同時對於人類社會文化與物質文明的演進也有極 大的影響作用。我們每日生活中理所當然地使用著各式各樣的科技產物，卻忽略 了這些我們賴以使生活過的更舒適的人造產物。到底什麼是科技呢？與科學有沒 有關係？都是我們經常所容易模糊的概念。 科學是心智的產物，透過不斷的假設與實驗，科學幫助人類探究並了解主宰 我們生活的世界以及宇宙萬物的大自然法則。然而，瞭解了大自然的法則之後， 對於我們生活的改善並沒有實際的幫助，充其量只是某些有錢有閒、生活無慮的 人為了滿足自己的好奇心而從事的活動；而科技的出現則是在滿足人類的需要和 解決人類的問題，科技在本質上比科學更直接影響到人類社會，它幫助人們適應 環境，實現欲望。 科學常藉新科技的運用推進科學的探究，解決科技的問題常常導致新科學知 識的產生。新科技時常擴展目前科學理解的層次並提出新的研究領域。科技演進 的事實是人類需求的反映、技術進化的結果、人工器物多樣性的呈現。總的來說， 科技是人類改變生活環境以滿足人類需要與欲望，並且解決實際問題的一種方 式。 生活需求的刺激導致發明活動產生的過程，不斷地被用來說明許多科技事物 形成的原因。遠古時的人類必須設計與製造賴以生存的全部必需品，他們所能用 的全部東西只有石頭、皮革、骨頭、枝條、樹葉和莖桿－還有更多的石頭（林人 龍、黃進和、宗靜萍，2004）。透過使用生活週圍的原始材料，我們的祖先開始 邁向科技發展的道路。科技思想的產生，提供了人類充分的食物和能擋風、遮雨 及保暖的住所，還有能與兇猛的野獸對抗的武器。 人類能夠運用工具改善生活之後，使得原本脆弱的人類與一般自然界的動物 開始有了很大的分別，也逐漸佔了優勢，人類也努力地透過科技的發展來改善生 活，達成許多原本不可能的夢想，例如飛行、上太空、無線通訊等，人類自稱萬 物之靈也就當之無愧了。 參、科技的進化
然界的演化是隨機的，但是人工器物的演進卻是人類有意識的活動，如同「科技 的進化（The Evolution of Technology）」的作者George Basalla(1988)所說的：「人 造器物的演進是世世代代沿續的結果」。我們若能了解人造器物形成的過程，將 有助於瞭解科技產生的源由與技術進步的關鍵過程，從而幫助未來新科技產生能 更快速、更有效。 人造器物的進化是經過一連串的改變，大部分是漸進的，具有延續性的，現 有的事物源於過去的物質與形式；也有些是偶然發生，而與先前出現的器物都毫 不相關。 依據人類運用自然資源材料的形式，科技的發展可分為七個時期（林人龍、 黃進和、宗靜萍，2004）： 1、游牧狩獵時代，史前人類利用容易取得的木頭、骨頭或石頭製成工具與 武器，並且已知道如何用火。 2、金屬器具時代，提高工作的特殊性，刺激了社會結構的變遷 3、早期機械時代，機械鐘與印刷機的出現，知識開始標準化並廣泛散佈。 4、自動化模擬時代，早期蒸氣動力的應用，許多工廠開始大量生產，逐漸 取代手工的製造。 5、蒸汽機時代，蒸汽機動力的全面運用，影響了所有經濟與社會生活的領 域。 6、內燃機引擎時代，內燃機引擎迅速普及，短短五十年內取代了蒸氣引擎 成為主要的動力來源。 7、現代電力與電子控制時代，加上邁入二十一世紀資訊科技時代，比任何 時期更迅速更徹底地改變人類的生活。 從以上科技發展的分期可以看出，科技由早期純粹運用自然的資源如木頭、 石頭進化到製造許多自然界沒有的人造物如電子儀器，而科技進化所需的時間也 越來越短，但是對人類的影響卻越來越大。 肆、科技發展的特性 從科技發展的歷史過程中，可以歸納出以下三大特性：多樣性、需求及技術 進化（Basalla,1988）：
1、多樣性(diversity)－生物世界原本就是多樣性的，而人造世界的多樣性比 起自然界更是不惶多讓，1859 年達爾文（Darwin）提出物種的起源，地球上 150 多萬種的生物，具有多樣性，生物學家研究動植物，且說明了生物的多樣性是遺 傳演化與自然選擇的結果。人類雙手創造的物品也具有多樣性。以鎚子為例子， 簡單的鎚子就因為功能的不同，而有各式各樣不同的外型與材質的鎚子，所以， 人造物(artifacts)的多樣性是物質文明的一種必然現象。 2、需求(necessity)－需求是發明之母，當人陷於不可能的處境，會使用智力 發明新工具以解決困境，來滿足生活的需要。然而，隨著社會階級或層次的不同， 人類的需求亦會不同，也因為不同的需求，產生不同的產品。但有時需求卻不一 定是必須，而是人類為了滿足生命中的慾望而去發明人造物。例如汽車的發明， 並非是有急需取代馬車的需求，而是為了滿足發明者自我對於發明的渴望。 再如車輪的發明可以滿足人類長途運輸重物的需求，但是，最初的有輪車輛 交通工具並不一定是發明來便利貨物運輸，對全人類來說，車輪並非都是必須、 有用、且特別的機械工具。西元三世紀到七世紀之間，近東與北非地區就曾放棄 使用有輪的交通運輸工具，而是採用駱駝。值得注意的是，在發明輪子的地區， 故意拒絕使用輪子的這種行為就持續了一千餘年，主要是因為駱駝比牛、馬吃得 少、喝得少、更能負重、行動迅速，不需道路、不需橋樑、容易跨越難行之地， 不像車輪能行之地受到許多限制，也使得駱駝在這些地區大受歡迎，而車輪的這 項發明就被摒除不用了。
哲學家 Jose Ortegay Gasset（Basalla,1988）認為科技是一種多餘的產物，科技 在遙遠的遠古石器時代如同今天一樣是多餘的。Basalla 認為研發科技主要是滿足 我們自己想要的需求，而並非為了滿足自然界所需要的普遍需求，因此人造物常 是慾望的產物，而不是需求的產物。 3、技術進化(technological evolution)－帶刺鐵絲是一種簡單的人造物，早在文 藝復興時期鐵絲已經大規模的使用，卻等到 19 世紀末期才在美國發明出來。歐 洲農業用籬笆的傳統是用石塊或木頭，但是在美國，因為土地開墾擴展到西部草 原地帶，木料缺乏，使得使用木頭的成本較高，但是為了避免牛群破壞農作物， 籬笆卻是必須的。也因為籬笆的高價位甚至減慢了西進的速度，帶刺的樹就成為 構成籬笆的最好植物，但是植物的成長緩慢，又佔去耕地，而且容易隱藏雜草、
鐵絲便宜，運輸、安裝容易，不會產生陰影，不藏害蟲，而且容易移動，但 是對牛卻沒有約束力，於是結合鐵絲與帶刺植物是最好的籬笆。首先出現的是一 種鐵絲上附加帶尖銳釘尖木塊的工具，在公開展示時引起三個趕集的人的注意， 並展開鐵絲籬笆的發展，並成功的大量生產。帶刺鐵絲是天然物被轉化成一種人 造物的例證，可以說明即使最簡單的人造物也有其效仿的來源，是在新的嘗試中 借用了可以用來抵擋牲畜的結構形式而產生的。又如，澳洲土著武器的進化與鎚 子的進化史都能說明技術進化的情形，而技術的逐漸累積也使得技術不斷的進步 並且在某個關鍵時期產生重大的突破。 由以上的科技發展的特性可以瞭解，多樣性與需求及人類的慾望，使得科技 的進化不斷地產生，如此反覆影響之下，也使得科技的進化越來越快速。 伍、科技進化的省思 促進科技進化的重要因素到底是不是人類的需求？天才的出現又是不是科 技進化的關鍵因素？新的科技產生後是不是理所當然會被人類接受，科技的多樣 性是使人類生活更好抑或是更糟？以下針對這些科技進化的問題進行省思。 1、需求是否是科技進步的必然要素？ 有一則著名的衣索寓言：有一隻渴的要死的烏鴉找到一只底部裝有水的高水 罐，牠低下身子，扭著脖子要喝水，但牠的短喙怎麼也碰不著水面。牠試著去將 重重的盛水罐打翻，但並未成功。烏鴉正要斷了喝水的念頭時忽然有了聰明的主 意，牠看到附近有小石子，於是就用嘴啣著石子往罐裡填，隨著水裡的石子越來 越多，水面就跟著抬高，很快烏鴉就碰到了水，喝了個飽。 這個故事的寓意是：需求是發明之母。所以大部分的科技史專家都認為，需 求是科技進步的必然要素。但是，Basalla卻不這麼認為，因為如汽車、飛機等的 發明一開始都不是因為需求而產生的。如果技術主要是為了滿足人類最基本的需 求而存在，我們就得確定這類需求有哪些，技術要有多複雜才能滿足，任何超出 這些基本需求的技術都可視為多餘而必須用需求之外的尺度來加以衡量。 2、技術進化是否需要跳躍的「關鍵時期」或是皆為延續性的必然結果？ 從小到大，很多人對於愛迪生的印象就是他試過了無數的燈絲，努力不懈地 終於發明出電燈來照耀世界，是個偉大的科學家。對很多人來說，科技能夠進步， 就是靠著這些一個又一個偉大的科學家，慢慢累積出來的。如果沒有這些天才的
出現，似乎科技發展的「關鍵時期」就很難出現。其實，愛迪生有助理，有一個 研究的團隊，而且他的助理有各種各樣的專才，是一群人的工作才顯出這樣的結 果。電燈是經過他成本的計算，這樣公司才會有營收利益，要處理的不僅是有關 「電燈」這項新發明物，而且還必須處理如何讓社會大眾都能接受電燈。愛迪生 開創電力照明系統時已經有兩種不同的照明系統，一種是利用中央煤氣場生產的 燃氣照明，一種是利用電弧照明，燃氣照明的燃氣經由地下管道輸送到家庭、商 店等地，再由管道輸送到房間、通道等獨立控制的照明點。 這兩種照明系統都有缺陷，燃氣照明在室內燃燒有毒氣體，燃燒後會有污 染，並且照明亮度不高；電弧燈會釋放出有毒氣體，往往會閃爍，光線也太強， 不適用於一般家庭。愛迪生希望能發展一種運用於不只是公共場合中的照明系 統，於是決定生產與燃氣照明系統相類似的照明系統，中央電廠、輸電線（如同 輸氣管埋在地下，而不是掛在電線杆上的電纜線）、獨立開關、獨立電燈、獨立 電表，這些都取法燃氣照明系統，甚至電燈以煤氣燈命名（bumer），亮度也如同 煤氣燈是 16 燭光。 同時期也有其他人提出不同的電力照明計畫，英國電力工程師提出基於電弧 燈模式的照明計畫，由每個家庭用煤氣驅動馬達自行發電；另一個計畫呼籲每家 安裝蓄電池，中央電廠白天發電用高壓電為每個家庭充電，晚上僅為街道供電。 愛迪生反對此一計畫，因為認為高壓電會造成許多危險。 愛迪生的計畫當時並不被大家接受，但是其在燃氣與電力之間的類比，正可 以說明技術發展延續性。因此，一件發明物不是發明了，就有人會自動的去使用 它，由上面的例子就可以看出，其中牽扯到的層面很廣，不單單只有科技的部分。 又如另一個科學天才達文西，他有許多新奇的點子，但可惜一時被淹沒在歷 史的洪流中，當後來被挖掘出來後，許多當時異想天開的點子都早已被後人發明 出來。可見，沒有那些所謂的天才，科技其實可能一樣會發展到某種階段。因此， Basalla認為，科技的發展應該是具有延續性，但是也不能否認確實會有天才的出 現加速這個關鍵時期的產生，但是，即使是天才也需要有巨人的肩膀。 3、好的科技是否必然會受到大眾歡迎？ Thomas P. Hughes（1979）在討論愛迪生電燈推展的歷程時曾說到，電燈並不 是如同科技決定論者所說的那般，只要是好東西，就會自己推廣出去；相反的，
介紹給大眾，並在一段時間之後才漸漸為大家所接受。同樣的，電鍋這項技術物 的推廣也是結合了相當多的面向。一項科技物的推廣，並不是只有完全取決於科 技物本身的特質，它還涉及了很多元素。以大同電鍋為例，首先除了參與設計的 研究技術人員外，還包含了零售行銷人員、維修人員，企業領導者與政府部門密 切的互動合作關係，再加上當時特定的時空背景以及歷史脈絡(如工業進入農村 的絕佳時間點、政府當時獎勵外銷的財金政策、農民收入提高、用電的普及率等 等)多項因素的考量配合下，才造就出如此高的市場佔有率，科技物也才得以發 揚，成為廣為使用的科技( Technology-in-Use)。 David Edgerton指出，技術使用的地理範圍與創新的地理範圍相當不同，而技 術採用與廣泛使用的程度，在時空上也有很大的差異（方俊育、李尚仁譯，2002）。 以電鍋來說，第一台電鍋在1955 年由日本東芝公司研發，國內則在1960 年方由 大同公司引進，至今仍為一般家戶重要的炊具，甚至是大同公司的招牌商品；反 觀日本，電鍋卻早已被電子鍋取代。這樣的現象印證了Edgerton 說法。此種創新 與使用之間的時空移轉，也反駁了民族主義論述中創新地點就是使用此一技術主 要地點的假設。台灣的大同公司雖不是電鍋的發明者，卻藉由此一產品贏得台灣 電鍋市場的獨占性。 4、人造世界的多樣性對人類生活是更加便利亦或是造成不便？ Bsalla 認為，人造世界的多樣性是必然的，也是促使科技更加進步的因素之 一，但是，「未來的衝擊（Future Shock）」作者 Alvin Toffler 認為，未來人類將面 臨選擇過多而不知該如何選擇的窘境（蔡伸章譯，1994）。「未來」若是以新奇性 及急遽變動性的型態來到我們的面前，勢必會使我們以往習慣的行為模式過時。 而當我們以這些過時的習慣性行為去解決目前所面臨的新問題時，將會驚恐地發 現舊日的行為模式不僅不能解決這些新問題，甚至會使問題越搞越糟。換句話 說，新奇性將會破壞我們原本所建立對某種情境所該下的決定的模式，而多樣性 更會使我們面對難以抉擇的情境，而社會快速變動的一時性又會迫使我們必須做 更快的決定。所以，未來的人類將會面對壓力越來越大的「未來衝擊」。 陸、結語 人類為了生存與改善生活，運用天賦的智慧，善用周遭的資源與運用工具， 產生許多人造物，人造物的產生往往都有延續性，從現存的人造物加以改良之後
形成了新的、更好用的人造物，也使得人造物越來越具有多樣性，延續性與多樣 性的特質使得人造物進化的越來越快，科技也就越來越進步。 但是正因為科技的快速進步，使得社會與文化也快速變動，我們的社會正逐 漸步入一個是否能適應的危機中，因為人們正在創造一個短暫、陌生而且複雜的 環境，這種瞬息萬變的環境將使千千萬萬人的適應力崩潰，而發生未來衝擊的危 機。而教育，正應該是提高人們對快速環境的適應力，提供解決遭受未來衝擊危 機的最佳方法。然而，現今我們的教育，依然停留在用過去所學的知識，教現在 的小孩，去適應未來無限可能的生活的階段，可以想像，教育不但不能達到應有 的功能，反而讓活在現代的學生，更難以面對千變萬化的未來生活，這是我們教 育工作者都該深自檢討的，尤其是培養學生科技素養的科技教育，更應該做到防 微杜漸，並且提高學生的適應力，才能帶領學生適應未來變化更多的世界。 參考資料 方俊育、李尚仁譯（2002）。從創新到使用：十條技術史史學題綱。當代，176 （4）， 22-43。 林人龍、黃進和、宗靜萍（2004）。九年一貫科技素養教育課程教學設計與實施 —以自然與生活科技領域「科技發展史」為例。生活科技月刊電子版，37 （5），14-38。 蔡伸章譯（1994）。未來的衝擊。台北：志文。
Basalla,G. (1988). The Evolution of Technology. New York : Cambridge University Press. Hughes, T. P., (1979). The Electrification of America: The System Builders. Technology
