“重混”:颠覆性技术创新视野中的新工科

卢晓东

发布者:战略发展部发布时间:2021-09-01浏览次数:20

摘要:“重混”是一个动态哲学概念。经济增长源于“重混”,技术进化也源于“重混”。技术“重混”分三类:一是技术元素与技术元素“重混”;二是技术元素与自然科学捕获的新现象“重混”;三是技术与人文、社会科学学科“重混”,其中人文、社会科学创生与技术相关的新需求并可能扭转技术进化方向。人类是技术的父母。教育需要将“重混”挪用为一个教育哲学概念,成为一个学科训律以培养出能够感知和促进技术进化的人。“重混”是“四新”专业的哲学基础。“重混”的基本元素是课程。与技术的三类“重混”相对应,新工科“重混”也分三类。伴随经济和技术“重混”,在公共时间和个人时间,以课程为基本元素的“重混”正在发生并持续发生,教育系统正从静态向动态转向。教育需要关注并促进这一必然的方向。

关键词;新工科;新文科;专业;创新;未来技术学院

 孙周兴认为,海德格尔所称的第一次哲学转向发生于以苏格拉底、孔子等为标志的轴心时代;第二次转向,则是当下正在发生的,由自然人类文明向技术人类文明的转向,其背景是地质年代中的“人类世”,其特征可以概括为从名词文化向动词文化的转变。当代的一些哲学概念已经开始具有不同以往的特性:第一是动词性(非概念化),如“此在”“解构”;第二是离心性(非向心),如“差异”“多样性”。技术学者凯文•凯利(Kevin Kelly)认为,“永无休止的变化是一切人造之物的命运。我们正在从一个静态的名词世界前往一个流动的动词世界”。

 凯文•凯利提出了12个重要动词,如形成、知化、“重混”等。目前教育哲学中一些概念如主体、客体、永恒主义等就是名词。本研究尝试阐释动词“重混”(remixing)作为一个教育哲学概念的可能,以及此概念在当下教育变革中的重要性和解释范围,并经由概念分析呈现教育哲学向技术人类文明转向的端倪。汉语“重混”难以传达与时间、时态紧密联系的“正在进行”意味,因而需要强调,动词“重混”在时间线上正在进行。

一、“重混”:技术创新的本质

20201月,科技部、发展改革委、教育部、中科院、自然科学基金委联合发布《加强“从01”基础研究工作方案》,这是新时代促进我国颠覆性技术创新和颠覆性科学创新的战略文件。该文件认为:“当前,新一轮科技革命和产业变革蓬勃兴起,国际竞争向基础研究竞争前移,科学探索不断向宏观拓展、向微观深入,交叉融合汇聚不断加速,一些基本科学问题孕育重大突破,可望催生新的重大科学思想和科学理论,产生颠覆性技术。”以上论述大致正确,基本科学问题的重大突破,或者说颠覆性科学创新确实有助于催生颠覆性技术,如相对论对原子能技术、原子弹技术的促进,如法拉第、麦克斯韦电学理论对物质、能量和信息传播技术的根本性促进。但是,技术创新,特别是颠覆性技术创新是否另有源泉,仍需追问。

 经济学家保罗•罗默(Paul Romer)认为,可持续的经济增长并非源于新资源的发现和利用,而是源于将已有资源重新安排后使其产生更大价值。增长源于“重混”。“重”,意味着资源A在旧经济体系中已有安排,但是由于对资源A的本质认识有变化,新技术可以将资源A投入新组合以利用;“混”,虽然有杂乱重组之意,但是这里,“混”则在当下时间秩序井然,目标清晰而坚定,似乎并不追求刻意和不流动的永恒秩序。“重混”与时间相伴随,正在当下发生和进行,并紧随时间脚步持续地正在进行。“重混”意味着旧秩序和旧元素在消散中获得新的生命力。经济学家布莱恩•阿瑟(Brain Arthur)尝试穿透经济表面更深入一步。他认为,经济增长所表现出来的“重混”并非经济本质,而是技术的本质,“经济是一系列活动、行为、商品和服务流,是以技术为中介或被技术所覆盖的”,经济是技术的表达。

(一)第一类“重混”:技术元素与技术元素“重混”

 阿瑟从三个角度定义技术。①技术是实现人的目的的一种手段。②技术是实践和元器件的集成。③技术是可供某种文化中利用的装置和工程实践的集合。技术在某种程度上一定来自此前已有技术的新组合。技术依靠组合而形成的进化称为“组合进化”:之前的技术被作为现有原创技术的组分,当代的新技术成为建构更新技术的可能组分。之后,其中的部分技术将继续变成尚未实现技术的可能构件。慢慢地,最初很简单的技术发展出越来越多的技术形式,复杂技术往往用简单技术作为其组分。所有技术的集合自力更生地从无到有,从简单到复杂地成长起来。凯文•凯利将这种组合进化称为“重混”。这提示我们,即使没有发生“从01”基础研究的颠覆性突破,而仅依靠多种当下技术“重混”,技术也可以进步和进化。

 案例1:战争技术的颠覆性创新符合第一类“重混”。1991117日,美国领导的联军以“沙漠风暴”为代号开启入侵伊拉克的战争。战争只用了42天,其中地面战仅100多个小时,就彻底击溃并战胜了当时世界第四强大的伊拉克军队。这一战争本质是信息战/电子战范式对传统坦克战/机械战(游击战)范式的颠覆性技术创新,由信息技术和战争技术“重混”达成。其中,信息技术所发挥的作用就是使敌军及其行动可以被“看见”,被定位。如果敌军位置和行动可以被“看见”并被定位,那么之前很多战争法则就被根本上颠覆了。如三十六计中有一计为“以逸待劳”。由于“逸”所代表的空间位置相对固定,在信息战范式中可方便定位因而方便被巡航导弹攻击。三十六计中的“声东击西”也被彻底颠覆。这一案例是在没有基础科学重大突破的情况下,仅基于技术元素“重混”而发生的颠覆性技术创新。

(二)第二类“重混”:自然科学捕捉的新现象与技术元素“重混”

 在阿瑟看来,新技术的发明/创新有两种模式。第一种模式肇始于链条的一端,是在人类给定的目的或需求不变的情况下,发现了另一种可以实现需求的基本原理。发现往往来自“连续不断的思考后”的一次瞬间顿悟,因为另外的原理并不在当下技术逻辑可推导的范围内。经由对一些创新案例的回顾,阿瑟认为原理大都是从其他技术,特别是基础科学中借用的:有时原理来自之前概念的组合,有时原理来自回顾,有时原理和现存功能结合在一起而突现。原理已经存在,但不是这个技术领域的原理,因而在本质上呈现出“挪用”(appropriation)特征,是某种半意识形态的借鉴。

 第二种模式肇始于链条另一端,源于基础科学新发现的效应及其原理,阿瑟将其称为“现象”,其含义与海德格尔所论现象类似。阿瑟所论的现象是在一个时间段中发生的“录像”,是时间绵延中演进的因果效应。在阿瑟看来,技术与科学的分工中,捕捉新现象是科学的任务,“科学提供观察现象的手段,科学提供与现象打交道所需要的知识,科学提供预测现象如何作用的理论,科学提供捕获现象、为我所用的方法”。现象被捕获后就被转化为一个新的技术元素,此时的技术创新就是原有旧技术元素和新技术元素的“重混”。当然,如果对旧技术进行历史性溯源,最终也会返回到一个个现象。现象是技术的“基因”,技术对现象编程而产生无数应用。

 案例2:照相技术的颠覆性创新可以看作在没有基本科学重大突破情况下,仅基于旧技术与新现象“重混”发生。原有的胶片和照相技术所依据的基本原理是化学原理,也就是卤化银颗粒的光敏现象。当图像可以经由数码相机成像元件转化为数字信号的现象与原有照相机、光学元件等技术“重混”,颠覆性技术就发生了。照相技术如果继续依据化学原理不断精致,就是在旧技术原理下的维持性创新,是从1~100的创新;当数字成像现象加入“重混”,就引发了类似从0~1的颠覆性技术创新。创新颠覆了原有技术、设备和产业,颠覆了各类化学胶片的生产技术、设备,颠覆了乐凯胶片、柯达公司以及胶片电影放映机公司等,也导致培养化学感光人才的本科专业停办。完全在化学感光技术与实践中沉浸的个体,少有机会注意到数字信号感光现象因而难以挪用数字成像原理。

(三)第三类“重混”:发现或者创生与技术相关的新需求

 上述颠覆性技术创新案例有一个共同点,就是新技术虽然产生了,但其主要用途仍未变化,人类对技术的需求未变。随着技术发展,技术越来越与工具结合在一起,而不是与人结合在一起。海德格尔将与技术结合在一起的用具/工具的用途、或者说人类对用具/工具的需求称为“何所用”。“何所用”构成世界作为一个整体场域中的力线,使得与技术紧密联系在一起的用具/工具/设备/机器/系统/人工智能,基于“何所用”而在世界中存在。第三类“重混”可能改变技术的“何所用”。原有技术受到来自其他领域基本概念、基本原理启发而产生了新的不同以往的发展方向,有了新的不同以往的“何所用”。技术是实现人的目的的一种手段。人的目的一旦有所改变,新的目的一旦被发现或者被创生,技术就有了新的进化方向。人文和社会科学研究人的需求,因而技术+人文、社会科学的“重混”,其目标就是发现或者创生与技术相关的新需求。第一类和第二类“重混”直接或间接发生于技术创新实践层面,第三类“重混”发生于人类需求层面。

 案例3:美国SpaceX公司的可回收火箭。SpaceX公司总裁伊隆•马斯克(Elon Musk)曾表示,“如果火箭可以像飞机一样重复使用,那么进入太空的成本可以降低99%”。节约成本是经济学的基本概念,基于此概念创生的新需求扭转了新一代火箭研发方向,为火箭未来的技术发展带来了颠覆性创新。

 马斯克17岁时,入读加拿大皇后大学本科,两年后于1992年转学美国宾夕法尼亚大学,主修专业是经济学。他在大学三年级时思考未来而产生了洞见,因而于大学四年级开始学习物理学双学位专业课程。在1994年完成经济学主修学位全部课程后,为获得物理学双学位,他又经允许在大学多学习了一年。宾夕法尼亚大学对于马斯克选读双学位专业的时间、学习双学位专业的学习年限都提供了学习自由。在马斯克的本科阶段,“重混”表现为超越一般想象力的两种知识的“重混”:经济学+物理学。马斯克所具备的经济学+物理学的知识结构对其在多领域连续创新奠定了知识结构基础。可回收火箭节约航天成本这个创新概念,就是经济学+物理学双重知识结构引发的崭新观念。

 马斯克对可回收火箭新需求的创生实际是更宏大需求的一部分。2021131日,马斯克在语音社交应用程序“俱乐部会馆”上雄心勃勃地说,“我们必须让星船反复进入轨道和返回。你需要一枚可充分、快速、重复使用的火箭。它需要像飞机一样,飞行的成本(仅)是燃料”。他补充说,“你不能每次都把火箭扔掉,你还需要在轨道补充燃料,然后再把另一艘飞船也送入轨道,转移推进剂”。

 海德格尔认为,惊奇是一种性格(disposition),具有转移-位置(dis-position)的效果。惊奇使我们转移,离开原位去看、去审视。从教学方略出发,培养颠覆性技术创新者的关键就在于使得具有多学科知识结构的人才,在审视当下技术和未来技术之时能够离开原位,从另一学科角度再次审视;或者说,他们可以从双重或多重视角审视旧技术和新需求。外在地,我们一般会说发生了学科交叉融合,虽然这一表达并不十分准确。“经济学+物理学”并未融合。内在地,“重混”所形成的知识结构使得少数人可以从两个、三个或多个学科核心位置反复转移—位置,重新审视人、技术而创生技术相关的新需求进而扭转技术进化的方向。

二、“重混”:是否可能成为一个教育哲学概念

 阿瑟对技术“重混”而进化有拟人化的比喻。他认为,技术是自我创生的,技术具有生物属性,“技术具备能使我们联想到生物的某些属性:当它们感知环境并产生反应,当它们变得可以自组装、自构成、自修复并且能够‘认知’的时候,它们就越来越像生物了”。在技术创新,也就是新技术实存过程中,“从事制作的人本身已经参与进来了,也即参与了一个器具(用具/工具)进入其存在(sein)的方式”。凯文•凯利将人类比喻为技术的父母,“技术就是我们的孩子。作为人类,我们是所有技术的父母,养育它们,满怀希望地培养它们走向自立”。技术是实现人的目的的一种手段。人的目的、需求一旦变化,作为手段的技术就需立即调整进化方向。

 亨特(Ian Hunter)说,“我们身处环境的特殊性在于,我们这个时代将以前风雅之士那种巨匠和神魅式资质,通过各种有关的学科训律吸纳到(政府的)学校系统里去”。“重混”,能否成为教育哲学中一个动态哲学概念,成为一个学科训律以培养出能够积极促进技术之间、技术与自然科学之间、技术与人文、社会科学之间持续“重混”的潜在发明者/创新者呢?“重混”,是不是创新者神魅式资质背后的秘诀?

(一)从教与学两个角度定义“重混”

  “重混”之“重”,是重新、再次之意,这意味着混合之前,先要将旧组合拆散为更小组合——其中只包含一小部分元素或者更进一步拆散为基本元素。在技术进步和进化过程中,技术被拆散后的基本元素是“技术元素”(technium)。在课程论范畴,基本元素就是一门课程。

 作为基本元素的组合,课程组合是什么?研究表明,“专业”是课程的一种组织形式,学生学完所包含的全部课程,就可以形成一定的知识与能力结构,获得该专业毕业证书。《国际教育标准分类》称为课程计划(Program)。基于课程组合所包含的课程量(学分为度量单位)多少,课程组合有不同名称,如辅修专业(Minor)、双学位专业(Double Major)或者与四年制本科学习相对应的主修专业(Major);基于个人时间线学习的先后次序,与第一学士学位专业相对应,有第二学士学位专业(the second major);基于空间源于不同校园,有联合学士学位专业(Joint Major Program)和跨校辅修/双学位;基于课程组合是基于互联网/线上还是线下,有慕课微专业(MOOC Micro-Credential)。

 日常话语中有“专业课程”的说法,如“解剖学”往往被认为只是属于临床医学的“专业课程”。日常话语意味着一些课程被认为只能属于某一个“固定”的旧的课程组合/专业中,不能脱离专业而单独存在。如果这些课程作为基本元素有机会被“重混”而成新专业,就需要首先在观念和组织维度从临床医学专业中把课程元素拆散出来,使之仅成为一门独立的只是基本元素的课程。拆散之后,在教学组织和教学管理方面,作为基本元素的课程才有机会被“重混”以形成新的课程组合/专业,进而形成个体新的知识结构。

 从教的角度看,教师(系主任、课程委员会主任、教务长等学术领导人)是“重混”主体。在旧的、静止的、符合“标准”的课程组合/专业中,教师是执行者,并无很强主体性。“重混”中,教师主体性凸显。教师可以把来自一个院系、同一高校多个院系、跨校、网络在线课程“重混”以形成微专业、辅修专业供学生当下选择,或者在其一生中某一时段选择。基于第一类、第二类、第三类……甚至第X类“重混”方向,教师也可以把某一固定的课程组合/专业中的部分课程删去,加入另一类课程“重混”,为一个或者一些学生建构起新的课程组合/专业。教师归属于某一学科、“学术部落”,学科之间以相互排斥的方式寻求和锚定界限与边界。“重混”却反而要求教师打开学科边界,将眼光和学术视野跨越到其他技术领域和学科,将时间视域由当下扩展至未来,进而要求启发、要求合作,要求预见、要求科幻。旧专业中的课程于是从静止、固化、不动性(immobility)中挣脱出来,成为变化的、流动的、独立的存在。“重混”是动词,发生于当下并随着时间绵延而持续进行,以教师为主体的课程“重混”正在发生并将持续发生。

  “专业”对学生而言不仅是一个课程组合,还是影响学生人力资本、文化资本与社会资本交换、分配的中介。专业“身份感”同时束缚了学生视野,将学生作为学科规训的客体。从学的角度看,学生需要从层层束缚中挣脱出来而自由地成为“重混”主体。学生可以把作为元素的一门课程、作为课程组合的微专业、辅修专业、双学位专业、主修专业、第二学士学位专业等课程组合,在自己生长的时间线中“重混”进既往知识结构中,创造出自己独特的知识和能力结构。基于持续学习以及由此形成的知识结构,学生具备了对技术元素多方向、多类型“重混”的基础和可能。“重混”是动词,发生于当下并随着时间绵延而持续进行,以学生为主体的课程“重混”正在进行,并在其人生道路各阶段的自我时间绵延的“当下”正在发生并持续发生。这就是教与学两个角度下的“重混”。

  “重混”根本有别于静止、不动、黏滞、“陈旧”的一个个名词,如专业、专业群、学科、交叉学科、学科门类等概念。这般静止、不动、黏滞的状态和描述这些状态的名词不过是既往历史中时间特征所带给人类的一种时间幻象。“重混”在课程论、教学论中的引入,“重混”作为一个潜在的教育哲学概念,其目标指向作为此在的个体正在建构并持续建构的知识结构,指向众此在正在汇成并持续演化(evolution)的新“生态”,使得教育、人才成长能够听到技术创新、经济创新的声音,使得教育、人才成长能够与技术创新、经济创新所需要的人才生态匹配起来,并随着技术、经济演化而持续匹配起来,适应进而引领技术和经济的创新与进化。

(二)浅度“重混”与深度“重混”

 本科主修专业是一组课程,考虑其学习量,主修专业学习量在中国大陆应为140学分。主修专业课程大致可分为互补的两个模块:通识教育课程和主修专业课程。通识教育模块主要提供广度的知识。一般而言,学校会对通识教育模块划分领域。学生在通识教育课程中的选择建构了自我独特的通识教育知识结构,这是对自己知识结构的“重混”。但是,学生在通识教育每个大类一般只选择一门课,因而学生对一种技术、一个学科难以深入,并不构成深入的课程模块(module)。可以说,经由通识教育,学生的知识结构仅实现了浅度“重混”。

 何谓深度“重混”?在库恩的科学哲学视野下,主修课程接近一个学科范式。如果学生选修了一组课程而对一个范式有了深度把握,其知识结构就实现了深度“重混”。在技术视野下,如果学生选修了一组技术课程并经由上手实践领会了其中的默会知识,其知识结构和能力结构就实现了深度“重混”。“浅”与“深”的对比包含对学科范式的确认。

 在一个主修专业的课程量之内实现深度“重混”,主修专业作为符号会表现出学科组合情况。列文指出,主修课程是由一个领域或两个及两个以上相关领域的一定数量的课(course)组成,是本科课程的深层结构,它试图为学生提供成体系的知识学习或者研究方法,以及适合一门主科或主科领域的实践。如果主修专业在两个或两个以上学科/领域提供了课程,并且基本达到在两个领域传承范式的目标,这个单一主修专业就形成了深度“重混”。如美国哈佛大学“化学与物理学”(chemistry and physics)专业就实现了化学和物理学知识的深度“重混”。

 学生在通识教育课程模块中在多领域自由地、“混乱”而生机勃勃地选课所形成的凌乱的知识结构,虽然只是浅度“重混”,但是相对于1995年前素质教育/通识教育在中国大陆引入之前学生只在一个技术领域、一个学科领域深入所形成的“单纯”的、“专业”的、壁垒森严的知识结构而言,已然是重要进步。

(三)“重混”,还是交叉学科教育?

  “重混”作为一个动词,与作为一个名词的交叉学科教育,有何区别?又有何联系?为何不继续使用“交叉学科教育”概念,而需挪用“重混”以表达其本质呢?“重混”能否通过奥卡姆剃刀的考验?

1998年,美国博耶研究型大学本科教育委员会发表了《重建本科教学:美国研究型大学的蓝图》(简称“博耶报告”),针对本科教学提出了10条改革建议,其中第4条指出,“研究型大学必须移除交叉学科教育的障碍,创造出有利于交叉学科本科教育的新机制。在20世纪早期数十年间,科学研究的重要特征就是在传统的学科范围中进行,这些学科的边界是几代人之前所划定。人类学家和历史学家很少会涉及对方的领域,化学家和物理学家同样如此。第二次世界大战之后,新的学术性系科和专业(programs)不断涌现,这反复证明传统学科的界限可以相互渗透。独立的研究者们发现随着他们将自己的研究领域向外拓展,他们会发现新的研究领域,在新的领域中与他们有共同兴趣的是校园内其他院系的研究者而不是本系同行”。报告建议,“移除(remove)交叉学科教育的障碍”。

 与“重混”相比,移除,只是前期在观念、组织和管理层面的准备,以使课程元素能够从限制其流动的壁垒中出来。移除障碍之后,还需要将当下专业中的课程作为元素拆散,之后,由教师或学生寻找新线索将课程元素“重混”起来。

  “博耶报告”中,交叉学科研究在逻辑和历史上都先于交叉学科教育。“交叉”(interdisciplinary)作为一个形容词所形容的学科,是传统的、形成于二战之前的学科。这些传统学科的领域和边界在二战之后发生了变化,研究者基于问题或者其他新发现的逻辑打破传统学科边界开展研究,进而对“未来”人才的知识结构提出要求,要求教育跟上来以培养出具备交叉学科知识结构的人才以成为研究后继者,继续从事依照旧逻辑的交叉学科研究。交叉学科教育所要求的课程“重混”逻辑已经随着科研先行出现了。与“博耶报告”不同,“重混”所要求的课程混合逻辑尚未出现,而是当下正在出现并将随着时间前行持续不断创生。课程作为元素经由新逻辑的“重混”,目的是使具备如此知识结构的个体能够转移视角产生惊奇;或者说,“重混”就意在制造惊奇。“重混”期待具备这样知识结构的个体能够挪用。“惊奇”和“挪用”都指向技术“重混”、指向经济“重混”,而非为了形成新的交叉学科。如马斯克“经济学+物理学”的课程和知识“重混”并未导致什么“经济物理学”/“物理经济学”,却经由对经济学核心观念——“节约成本”的挪用而扭转了火箭研发的技术需求和进化方向。

  “重混”在时间上并非来自过去,而是在当下发生并指向未来。“重混”在目标上不为已经形成的、“旧”的交叉学科研究培养后继者,而是剑指技术创新和经济创新,特别指向颠覆性技术创新。

 在创生“重混”逻辑时,教师对当下范式的熟悉一体两面地意味着教师更可能被当下范式所形成的范式陷阱所遮蔽,基于老子的“婴儿”意象,基于库恩、墨顿不断提到的“年轻人”在颠覆性创新中特殊作用的科学史经验,在面向未来“重混”时格外需要依赖学生作为主体的“重混”,依赖他们所产生的不可思议、难以理解的洞见。一旦学生在其人生发展诸阶段的任意时间点又产生了可思议/不可思议的“重混”逻辑,学校和教育系统都要移除障碍为“重混”提供条件。“重混”要求中国高等教育系统进行根本性变革。高等教育系统需要更加灵活、灵动,院系之间、学校之间的壁垒应该去除,学科之间的边界需要打开,课程作为基本元素可以自由地流动,自由地被“重混”。

  “重混”之所以可能-必然成为一个动态教育哲学概念,成为一个学科训律,主要原因有四点。①不同于自然科学、人文科学和社会科学专业,“重混”是技术创新的本质,工程技术专业的教学计划中可以发现已有技术曾被“重混”的纹迹(trace)。“重混”是理解工程技术专业本质的关键。②“重混”作为动态教育哲学概念所带有的动态性、流动性,与空间、时间的流动、变化相契合,与教育向技术人类文明的转向相契合。③“重混”在时间上指向未来。④“重混”在目标上,不是已经形成的“旧”的交叉学科研究培养后继者,而是指向技术创新、经济创新,指向颠覆性技术创新。

三、新工科:三类“重混”案例

 本研究首先讨论在一个主修专业的课程量之内,以生成新工科专业为目标的三类“重混”及案例。

(一)第一类“重混”作为方向

 促进技术进步和进化的第一类“重混”,就是技术作为基本元素相互之间的“重混”。技术在某种程度上一定来自此前已有技术的新组合。第一类“重混”也许可以在大学现有工程技术专业的教学计划中发现,因为如果这种技术来自此前已有技术的组合,那么该专业的毕业生必须一一掌握此前已有技术,专业教学计划中应该残留已有技术曾被“重混”的纹迹。

 本研究以清华大学精密仪器系“测控技术与仪器”专业教学计划为例尝试寻找“重混”纹迹,并以第一种“重混”为指南寻找将此专业转变为新工科专业的途径。“测控技术与仪器”专业毕业所需总学分为147学分,其中专业教育课程101学分,包括两部分,第一部分是基础课程38学分(将涉及第二种“重混”),第二部分是专业主修课程38学分。

 技术一定来自此前已有技术的“重混”,“重混”所形成的技术元素组合也具有结构。技术的基本结构包含一个用来执行基本功能的主集成和支持主集成的次集成。表1的主修课模块对应测控技术的主集成;次集成技术对应专业限选课中两个可选课程模块和专业选修ABCD四个课程模块。在次集成技术ABCD四个课程模块中,学生只要求选择一个模块,在其中选择3门课6学分。当然,如果只有3门课6学分,这个技术模块与其他技术模块间仅实现了浅度“重混”。从第一类“重混”看,如果“测控技术与仪器”专业主修课程模块中出现了全新技术模块,新技术模块课程与旧技术模块“重混”,这个专业就会转变为一个新工科专业,虽然专业名称并不需改变。

 如果“测控技术与仪器”专业选修课程模块中出现了全新技术模块,如E模块,那么选择E模块的学生将转变为具有新工科潜力的学生。这时,可以对他们的专业方向(option)在成绩单上予以标志。如果E专业方向的毕业生表现出独特的技术创新潜力,E模块在技术发展中则可能走向主集成,新趋势意味着E模块课程可以进入必修。次集成选修技术模块是新工科专业发展方向的侦察兵。

 在阿瑟看来,所谓技术是固定的、技术结构是固定的观点,其来源受到场域约束,“这种观点只有我们在封闭的实验室进行抽象思考时才成立”。但是,“‘在野外’(我的意思是在真实世界里),一个技术是绝少固定不变的,它会不断地变换结构”,“在真实世界中,技术是高度可重构的,它们是流动的东西,永远不会静止,永远不会完结,永远不会完美”。“重混”就是技术在真实时间场、空间场的本质之一,是经济在真实时间场、空间场的本质之一。“新工科”之“新”不是新旧对比中的形容词,而是一个动词,是随着技术日新月异而不断对工程技术专业中主集成、次集成中技术模块课程更新、创新之意。

(二)第二类“重混”作为方向

 第二类“重混”有两种模式。一是在需求不变的情况下发现了其他可以实现需求的原理,之后挪用新原理;二是基础学科捕获了新现象,现象捕获后被转化为一个新技术元素,原有旧技术元素和新技术元素“重混”。能够实现第二种“重混”的个体具有潜力促进颠覆性技术创新。那么,它们的知识结构应该具有何种特点呢?

 由于被挪用的原理大都来自自然科学基础学科,新捕获的现象也来自基础学科,因此基础学科成为第二类“重混”的源头和关键。在“测控技术与仪器”专业教学计划中有38学分基础课程,涉及自然科学和技术的基础学科。(见表2

 物理学原理对于测控技术与仪器的维持性创新和颠覆性创新十分重要。该专业的部分毕业生在未来的技术创新中仍需继续应用物理学原理,或者挪用物理学新原理,或者将物理学最新捕获的现象与旧技术“重混”。由于该专业物理学课程模块仅12学分,该专业毕业生未来是否可能完成第二类“重混”呢?当物理学最近在量子领域捕获了新现象,该专业毕业生是否可能注意到新捕获的现象,准确把握新现象,将新现象转化为新技术元素,并将新技术元素与旧技术元素“重混”呢?很可能不能。

 对于范式最清晰的物理学而言,“测控技术与仪器”专业物理类课程模块实在太小,不足以使毕业生在物理学方向实现第二类“重混”。包含最基本物理学范式的课程是哪些呢?清华大学物理学专业在涉及初步的力学、热学、电学、场论、相对论的《费曼物理学》之后,基础物理学呈现26学分课程模块,包括复变函数、数学物理方程、分析力学、量子力学、统计力学、电动力学和近代物理实验。当“测控技术与仪器”专业部分学生的物理学模块课程发展为26学分时,其知识结构可能帮助学生未来将物理学方向捕获的新现象与旧技术元素进行第二类“重混”。此时,具有以上课程结构的“测控技术与仪器”专业成为一个新工科专业。

 由于本科学习量约束,在该专业四年147学分约束下,“测控技术与仪器”专业需要减少基础课程中的化学类和通识教育课程学分要求才能帮助学生有时间在四年内实现深度“重混”。即便如此,在四年内完成深度“重混”仍十分困难,仍需根据情况延长学生学习年限。“测控技术与仪器”专业20214月之前毕业学分要求一直高达170学分,该专业毕业生实现第二类“重混”的机会从来渺茫。这一点可以解释为何既往漫长时间中我国大学很少培养出颠覆性技术创新人才。

 物理学只是第二类“重混”的一个学科案例。以深度“重混”为方向,我们可以将物理学替换为化学、生物学、电子学、计算机科学等继续探讨,在“测控技术与仪器”一个主修专业内部实行多方向深度“重混”,使该专业从多种基础学科方向转向为新工科。参与深度“重混”的基础学科是多样的、流动的、“重混”的。

 如果将培养出与“测控技术与仪器”专业相关的第二类“重混”人才设为目标,而非仅把目标局限为促成该专业基于“重混”而向新工科转变,那么,主修+辅修、主修+双学位、主修(毕业后)+第二学士学位、主修(毕业后)+硕士学位课程都是“重混”模式。如北京大学物理专业的本科学生可以到清华大学学习该专业主修课程38学分(也可以减少到30学分),形成跨校自然科学学科知识结构+“测控技术与仪器”双学位知识能力结构而成为深度“重混”人才。在各自专业没有变化的情况下,北京大学物理专业学生经由“重混”将成为新工科人才。以基础学科物理学专业课程为中心,可以分别与多种技术课程“重混”,相关双学位毕业生都将成为新工科人才。2020年,清华大学在新雅书院之后成立了多所住宿书院。其中,未央书院以数学、物理学专业核心课程为中心分别与多种技术课程“重混”,形成数学物理学+X12中双学位“重混”。(见表3)从第二类“重混”意义上看,未央书院可能孕育出多种颠覆性技术创新人才。2020512日,教育部发布《未来技术学院建设指南(试行)》。在第二类“重混”意义上,未央书院就是未来技术学院。从“重混”需要的组织模式审视,住宿书院/本科生院的本科教学组织模式是未来技术学院最适合的组织模式。

 物理学仅是一个学科案例(X学科),“测控技术与仪器”专业也仅是一个案例(Y技术)。化学、生物学、天体物理、计算机科学、临床医学的学生都可以通过以上模式,成为“X+Y”的新工科人才,多种第二类“重混”方向指向创新。

(三)第三类“重混”作为方向:新工科/新文科及其附带风险

 第三类“重混”的主要方向是基于对人的需要的研究,发现或者创生与技术有关的新需求进而扭转技术进化方向。这类人才是我们格外期待的新工科创新人才,其知识结构特点是技术+人文、社会知识的深度“重混”。第三类“重混”所形成的单一专业、主辅修/双学位专业,既是新工科,也是新文科,因而可以并称。

 由于信息技术、计算机科学技术在当今世界的重要地位,以及受扎克伯格这类创新者所具有知识结构的启发,以培养信息科学领域未来领军人才为目标的斯坦福大学自2014年开始,以单一专业模式设立了14个“CS(计算机科学)+X”的联合本科专业(Joint Major Program, JMP),力图实现计算机科学与人文学科之间的第三类“重混”,并在学生完成计算机科学专业和相关人文专业相关课程之后,授予其“人文与科学联合学位”(Bachelor of Arts and Sciences)。第三类“重混”的抱负就是以“重混”为学科训律,将扎克伯格成才模式多方向复制。但是,20196月,这一组专业被终止。

 斯坦福大学的探索为何在2019年终止呢?主要原因在于以下几点:一是选择这类专业的学生人数下降;二是专业课程安排以及学生选课存在难以克服的困难,在两个领域都选修核心课程深入学习,即便在斯坦福大学这样教学资源丰富的大学也难于实现;第三是学生负担太重,机会成本高,学生如要在四年内完成专业课程,需放弃其他学习机会;第四是关键之处,学生需承担责任去发现计算机科学与另一个学科间“烟涛微茫信难求”般的微妙联系,学生对于承担如此重任感到不胜烦扰、力所难及。

 斯坦福大学CS+专业群的本质就是技术+人文、社会知识的深度“重混”。之所以是“重混”而非“融合”和“跨学科”,因为计算机科学与人文、社会科学某一个领域的知识本质上就非融合关系,也难以融合。这就是为什么学生在学习过程中尝试发现联系但非常困难的原因。学生们即使完成了CS+的学习,未来在工作和生涯中的特殊时间-空间场域突然发现之前未被发现的神奇联系,也需经由瞬间的“一跳”,这一跳在时间上的特征是瞬间,非常难得,难以预料,也容易错过。联系一旦被发现,才会让人觉得简单。但是在之前漫长的日常学习中,无论如何也难以发现新联系,因而在漫长的时间中会让人沮丧。“始终只有少数人/稀罕者能够在不同的路径上达到跳跃。他们始终都是有所创造和有所牺牲地为此—在建基的少数人”。这种“跳跃乃是向突发之场所的时机性的有所知晓的跃—入(Einsprung),是那种首要的东西”。如果只有少数人能够发现,那么批量培养会给大多数学习者带来沮丧,必然包括“牺牲”。新工科/新文科天然附带风险和牺牲。

 我们事后诸葛亮一般对斯坦福大学CS+专业群的探索、终止和本质的分析,力图呈现“重混”与融合的区别,呈现新工科/新文科天然附带的风险和牺牲。如果能够实现第三类“重混”的只是稀罕者,这个方向新工科/新文科的设计关键并不是在单一专业内部力图实现第三类“重混”并批量培养,而更应经由主辅修、双学位、第二学士学位教育、个人专业去碰巧实现“重混”目标,其特征在于教育组织制度中经由学习自由而为同一时间段内的多学科“重混”、为个人时间线上不同时间段“重混”提供机会。

四、初步结语与讨论

  “重混”是一个动态哲学概念。经济增长源于“重混”,技术进步和进化也源于“重混”。人类是技术的父母。教育需将“重混”挪用为一个教育哲学概念,成为一个学科训律以培养出能够感知和促进技术进化和技术革命的人。教育系统一旦具有如此清晰的目的,就更加类似一个“目的性系统”而在本质上接近技术本身。伴随经济和技术“重混”,在公共时间和个人时间,以课程为基本元素的“重混”正在发生并持续发生,教育系统正从静态向动态转向,教育系统也必须向灵-动的状态转向。教育需要倾听并促进这一“必然”的方向,这一方向引向颠覆性技术创新之路。

 本研究尝试对颠覆性技术创新背后的哲学原理有所展开,进而引向“重混”以及“重混”对专业设置、高等教育系统转向的讨论。篇幅所限,本研究仅聚焦新工科,对于具有相同本质并密切联系在一起的新文科、新医科、新农科尚未展开。“重混”很可能是“四新”专业共同的哲学基础。

  “重混”作为一个正在进行的动词带有鲜明的时空特性。“重混”要求作为基本元素的课程、课程模块突破空间壁垒,包括院系、学校、线下线上、面对面教学和网络教学空间而自由流动。

  “重混”时间包括公共时间和个人时间,但意涵有所不同。在公共时间,教师是“重混”主体;在个人时间,个人是“重混”主体。公共时间指钟表指向的世界公共时间,或“北京时间”。经济随着公共时间前行正在“重混”,也将持续“重混”;技术随着公共时间前行正在“重混”,也将持续“重混”。与经济发展、技术进步和进化相伴随,课程元素和课程模块正在“重混”也必须持续“重混”。新工科、新文科之“新”呈现出动词性而与《大学》中“苟日新,日日新,又日新”中的“新”意涵相通。在个人时间,随着个体成长,伴随作为此在的个体成长,个体随时可能有所洞见进而产生“重混”的学习和探索愿望,这要求大学、教育系统在个人成长时间线上随时为新的学习和探索愿望提供机会而促进“重混”。

  “重混”并非来自过去,来自过去已经形成的学科、交叉学科……来自过去和当下已然外显的逻辑。“重混”并非要培养适应当下的人,适应当下就业市场的“人力资源”。“重混”发生于当下却指向未来,指向创新和创造,指向颠覆性技术创新和不断成长的此在。“重混”所带来的世界是开放的、进化的,表现出无法从某个部分预测未来的涌现性质(emergent properties),带有连通性、适应性、进化趋势、有机性以及凌乱的生命力。“重混”必然是一个动态教育哲学概念。

 (来源:《中国高教研究》2021年第7期第20-2841页,作者:卢晓东,北京大学教育经济研究所研究员