技術(shù)功能層級(jí)論下生態(tài)工程論文范文

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一、生態(tài)工程概念的出場(chǎng)語(yǔ)境

讓我們先來(lái)思考一下生態(tài)工程概念提出的歷史語(yǔ)境。歷史上依次發(fā)生的第一次科學(xué)革命、啟蒙運(yùn)動(dòng)和第一次技術(shù)革命給人類社會(huì)帶來(lái)的一個(gè)重大影響是將理性打造成一位世俗的神。與漫長(zhǎng)的宗教世紀(jì)里那位遙不可及的彼岸上帝相比，理性這位此岸神似乎更真實(shí)地賦予了人類真正意義上的自由，至少它使人類不必再在自然面前僅靠施行巫術(shù)或是虔誠(chéng)的禱告來(lái)獲求心理上的安慰。機(jī)械化、工業(yè)化之后的人類分別憑借著理性的知識(shí)形態(tài)(科學(xué))和器物形態(tài)(技術(shù))對(duì)資源進(jìn)行了無(wú)節(jié)制的開采和利用，極大地增加了社會(huì)的可支配財(cái)富，如配第等啟蒙經(jīng)濟(jì)學(xué)家們甚至直接將自然看做是財(cái)富的來(lái)源。這種征服自然、視資源為“公地”和“外部性”的做法逐漸將人類自誕生之日就秉持的自然母親的觀念變成了人—自然二元區(qū)分的主客觀念，此時(shí)一邊是人類，另一邊是一個(gè)獨(dú)立的、供消遣和觀察的自然，“環(huán)境”一詞就是在這樣的情形下出現(xiàn)的，“‘環(huán)境’是一個(gè)人類中心的和二元論的術(shù)語(yǔ)，它意味著人類位于中心，所有非人的物質(zhì)環(huán)繞在我們四周，構(gòu)成我們的環(huán)境”。這種由戰(zhàn)勝自然引發(fā)的樂(lè)觀的技術(shù)熱情一直持續(xù)到20世紀(jì)初，之后自然開始以一種人類意想不到的方式展開了對(duì)人類此前貪婪行為的報(bào)復(fù)，臭氧層空洞、溫室效應(yīng)、能源短缺、生物物種減少甚至滅絕等一系列生態(tài)危機(jī)在20世紀(jì)中期逐一爆發(fā)，對(duì)人類生活構(gòu)成了嚴(yán)重影響。以卡遜在《寂靜的春天》中提到的化學(xué)藥劑DDT的使用為例，DDT有效地抑制了農(nóng)作物中病蟲害的發(fā)生，但它在土壤和作物中的高殘留一邊使土地呈現(xiàn)高度的鹽堿化，另一邊給人類帶來(lái)了各種疾病隱患。這些現(xiàn)象使一些學(xué)者開始思考理性的負(fù)面作用，呼吁改善人類中心主義的價(jià)值觀，還原自然的主體地位，甚至有學(xué)者提出了大地倫理學(xué)的主張，這一時(shí)期出現(xiàn)了一大批如深綠、淺綠、紅綠等環(huán)保組織。在經(jīng)濟(jì)學(xué)領(lǐng)域，以羅馬俱樂(lè)部為首的經(jīng)濟(jì)學(xué)理論家們也開始質(zhì)疑如亞當(dāng)•斯密等古典經(jīng)濟(jì)學(xué)家的理論，并提出了增長(zhǎng)的極限論，指出資源的枯竭必將使過(guò)去單純靠采掘資源的粗放型經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)在不久的將來(lái)達(dá)到一個(gè)極限并呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，因而在資源利用上必須做到“可持續(xù)發(fā)展”(sustainabledevelopment)才能實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)的永續(xù)前進(jìn)。于是在這樣的背景下，生態(tài)學(xué)家們提出了生態(tài)工程的概念———“生態(tài)工程的目標(biāo)就是在促進(jìn)自然界良性循環(huán)的前提下，充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，防治環(huán)境污染，達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益同步發(fā)展”。

二、生態(tài)工程的運(yùn)行機(jī)制與實(shí)踐悖論

按照定義，生態(tài)工程運(yùn)行的基本原理是在技術(shù)手段的協(xié)助下，充分發(fā)揮和依靠自然的“自我設(shè)計(jì)”和“自我維護(hù)”能力，在保證物種多樣性和能量循環(huán)再生的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)資源的有效獲取，從而達(dá)致人—自然—社會(huì)三元復(fù)合平衡的生態(tài)系統(tǒng)。顯然，這一復(fù)雜目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)涉及到人文、地理、社會(huì)、環(huán)境等多方面因素，而生態(tài)學(xué)家們也意識(shí)到了這一點(diǎn)，于是自生態(tài)工程概念提出以來(lái)，生態(tài)學(xué)家們積極地將系統(tǒng)論、信息論、控制論等橫斷學(xué)科知識(shí)引入到對(duì)生態(tài)環(huán)境的認(rèn)知中，開發(fā)出許多新的模型、算法和評(píng)價(jià)體系。理論上的這種日漸完善也拓寬了實(shí)踐的應(yīng)用領(lǐng)域，這一時(shí)期產(chǎn)生了很多成功的生態(tài)工程設(shè)計(jì)案例，比如中國(guó)三北防護(hù)林體系的建立使三北地區(qū)20%以上的沙漠化土地得到基本治理，40%以上的水土流失面積得到有效控制;美國(guó)“佛羅里達(dá)州的Garimsville種植柏樹使之成為森林濕地，去除了污水中50%的有機(jī)質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)鹽和金屬元素”等。然而需要指出的是，這一過(guò)程中也出現(xiàn)了許多失敗的案例，尤其以美國(guó)亞利桑那州圖森市耗時(shí)八年、耗資1．5億美金設(shè)計(jì)的生物圈Ⅱ號(hào)失效最為著名。從某種意義上說(shuō)，生物圈Ⅱ號(hào)可以稱得上是生態(tài)工程運(yùn)用的一個(gè)典范，卻也是最為“恢宏”的一場(chǎng)失敗。生物圈Ⅱ號(hào)中幾乎集中了人類生存所必需的各種子系統(tǒng)，如海洋、平原、雨林、沼澤、沙漠等，科學(xué)家們通過(guò)技術(shù)手段對(duì)各個(gè)系統(tǒng)之間的作用機(jī)制進(jìn)行調(diào)控以幫助維系這一微型世界各項(xiàng)生態(tài)組分的自主運(yùn)轉(zhuǎn)和指標(biāo)平衡。他們?cè)?jì)劃在里面待夠兩年，這兩年間除第一批包括種子在內(nèi)的物品是外界提供的外，其余一切都要從生物圈Ⅱ號(hào)中獲取。然而僅僅一年后，生物圈Ⅱ號(hào)中就出現(xiàn)了許多令生態(tài)學(xué)家們始料未及的情況，比如二氧化碳含量高達(dá)2500PPM，脊椎動(dòng)物瀕臨滅絕等等，最終科學(xué)家們不得不撤出實(shí)驗(yàn)室。即使生態(tài)工程學(xué)界將這次失效歸結(jié)于缺乏專業(yè)耕種人員，并在后來(lái)由哥倫比亞大學(xué)重新接管此次試驗(yàn)后雇用了一名尼泊爾農(nóng)業(yè)學(xué)院的大學(xué)生進(jìn)行專業(yè)化種植，但最終這場(chǎng)耗時(shí)三年的生態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)仍然以失敗告終。

從表面上看，生態(tài)工程在實(shí)踐上的屢屢失效似乎是一個(gè)悖論。與傳統(tǒng)環(huán)境工程學(xué)相比，生態(tài)工程研究對(duì)自然本身給予了極大尊重，不僅每一組生態(tài)關(guān)系的設(shè)定都經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的科學(xué)計(jì)算，例如，為了確定濕地的適宜地段，生態(tài)學(xué)家們總是利用計(jì)算機(jī)模擬的數(shù)學(xué)模型對(duì)如坡度、土壤基質(zhì)等幾個(gè)關(guān)鍵變量進(jìn)行分析，從而“形成最適地段分布圖”，然后按照這一分布進(jìn)行相應(yīng)的生態(tài)環(huán)境設(shè)計(jì);而且還盡可能著眼于生態(tài)的地域性特質(zhì)，遵循并利用當(dāng)?shù)叵到y(tǒng)內(nèi)部各個(gè)組分間的功能依賴和損益乘補(bǔ)關(guān)系。這樣一來(lái)失效本不該發(fā)生，沿著這一邏輯，如果失效發(fā)生了，那么可能存在的問(wèn)題就只能是現(xiàn)有技術(shù)手段的不夠精準(zhǔn)或是理論認(rèn)知不夠完善。這也是為何到目前為止對(duì)于生物圈Ⅱ號(hào)的失效分析，學(xué)術(shù)界都更多的是從技術(shù)層面入手的原因。時(shí)至今日，隨著學(xué)者們對(duì)生態(tài)學(xué)元理論研究的深化及其他學(xué)科知識(shí)的引入、整合，類似的解釋仍然層出不窮，科學(xué)家們似乎認(rèn)為只要將失效的工程、技術(shù)基本原理闡釋清楚就可以將上述問(wèn)題有效地回避掉。然而事實(shí)卻是，在生態(tài)認(rèn)知已經(jīng)達(dá)到相當(dāng)程度的今天，很多地方展開的生態(tài)工程功能依舊失靈，至少是沒(méi)有沿著生態(tài)學(xué)家們希望的方向發(fā)展。也就是說(shuō)，用技術(shù)理性剖析技術(shù)理性失效的這種自我批判似乎不足以帶來(lái)滿意的答案，鑒于此，筆者以為，我們是否應(yīng)該找到一種新的非技術(shù)立場(chǎng)來(lái)重新審視生態(tài)工程的失效?

三、生態(tài)工程失效分析

基于技術(shù)功能層級(jí)論的視角必須承認(rèn)，每一個(gè)生態(tài)工程設(shè)計(jì)都廣泛利用并充分發(fā)揮了一個(gè)系統(tǒng)之中各個(gè)組分之間的自組織性，但是筆者以為，從本質(zhì)上說(shuō)生態(tài)工程卻依然是以技術(shù)為主導(dǎo)，至少是在用技術(shù)的力量引導(dǎo)自然向著人類期望的方向發(fā)展。按照著名核物理學(xué)家阿爾文•溫伯格的說(shuō)法，生態(tài)工程依舊延續(xù)了技術(shù)修正(technologicalfix)的進(jìn)路，即依靠工程、技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)生態(tài)的和諧、有序運(yùn)行。原本這一理念的提出是意欲從實(shí)踐上興起一場(chǎng)對(duì)自啟蒙運(yùn)動(dòng)以來(lái)人類中心主義自然觀的反動(dòng)，然而，技術(shù)修正的內(nèi)在導(dǎo)向決定了它本身依然是人類中心主義的。筆者這里并不是說(shuō)生態(tài)工程的內(nèi)在技術(shù)本質(zhì)而非生態(tài)本質(zhì)是其遭遇失效的原因，理性的化身———科學(xué)和技術(shù)在環(huán)境上的運(yùn)用的確在很多方面促進(jìn)了對(duì)人類和生態(tài)均有益的自然活動(dòng)。例如，生物圈Ⅱ號(hào)中科學(xué)家用植物來(lái)吸收動(dòng)物和人呼出的二氧化碳并制造出需要的氧氣，依靠海洋將多余的碳以無(wú)機(jī)鹽的形式固定下來(lái);再以應(yīng)對(duì)全球變暖問(wèn)題為例，氣候科學(xué)共同體先后推廣了綠色能源、地質(zhì)工程、生物捕碳及向平流層注入硫酸鹽溶液的技術(shù)做法等，在一定地區(qū)和一定程度上有效降低了大氣中二氧化碳的濃度。在這一切都非常符合科學(xué)原理、操作設(shè)備上又完全達(dá)到了技術(shù)要求的情況下，為何生物圈Ⅱ號(hào)最終卻運(yùn)行失靈?而全球變暖的趨勢(shì)也依舊一直在繼續(xù)?生態(tài)技術(shù)的合理運(yùn)用與最終不期望的結(jié)果之間究竟是怎樣的一種關(guān)系?“技術(shù)通過(guò)體現(xiàn)出來(lái)的功能將某一人類意圖與某一特定結(jié)果聯(lián)系到一起”，但這里我們卻需要對(duì)生態(tài)技術(shù)的功能有一個(gè)分類學(xué)上的認(rèn)識(shí)。

筆者舉例來(lái)說(shuō)明這一點(diǎn)。當(dāng)人們作決策時(shí)，他們總是傾向于達(dá)致其決策指向的目標(biāo)，而技術(shù)總是能夠給予人們更好的機(jī)會(huì)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)(至少比不用技術(shù)要強(qiáng)很多)，也就是說(shuō)在個(gè)體使用層面上，技術(shù)是意志的促進(jìn)者。比如某人要從A地到B地旅行，他(她)可能會(huì)選擇自駕游，也可能會(huì)選擇乘坐飛機(jī)或其他交通工具，但無(wú)論哪種方案只要該技術(shù)運(yùn)行良好，都是可靠的。但是必須注意的是，這里每一個(gè)可供選擇的個(gè)體技術(shù)其實(shí)都是更復(fù)雜的系統(tǒng)中的一個(gè)組成部分，而這個(gè)更復(fù)雜的系統(tǒng)與該個(gè)體技術(shù)功能是否能夠有效發(fā)揮有著隱含的直接關(guān)系。假設(shè)此人選擇了飛機(jī)，貌似只要選定了航班，他(她)就可以準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)從A地到B地，然而眾所周知，“交通系統(tǒng)在很多時(shí)候都是非理性和功能失靈的代名詞”，比如它的安檢過(guò)程非常低效，而且經(jīng)常出現(xiàn)航班延遲現(xiàn)象等等，那么在這種情形下此人是否還能如期達(dá)到自己的目標(biāo)呢?我們會(huì)發(fā)現(xiàn):一個(gè)技術(shù)原理上看非常有效的、能夠滿足需求的個(gè)體技術(shù)，由于嵌入在一個(gè)更大的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)作，而這個(gè)更大的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通常都是一個(gè)復(fù)雜的社會(huì)—技術(shù)系統(tǒng)。這里面有著無(wú)數(shù)的不可預(yù)測(cè)的復(fù)雜因素，于是該個(gè)體技術(shù)功能的發(fā)揮總是不可避免地受到這些因素直接或間接的影響。現(xiàn)在關(guān)于生物圈Ⅱ號(hào)的失效可以得到一點(diǎn)解釋了:生物圈Ⅱ號(hào)中的每一個(gè)生態(tài)組分都是按照它們的生態(tài)學(xué)原理被安置在一起的，比如需要將哪些系統(tǒng)安放在生物圈Ⅱ號(hào)中，為何建造草原而不建造丘陵?同時(shí)生物圈Ⅱ號(hào)中每一組生態(tài)關(guān)系也都是經(jīng)過(guò)仔細(xì)計(jì)算確定的，每天進(jìn)行多少次、劑量為多大的潮汐模擬從而使海洋處于動(dòng)態(tài)平衡都要科學(xué)家嚴(yán)格按照傳感器上的數(shù)字進(jìn)行調(diào)控，在這一層面上，各類科學(xué)知識(shí)和技術(shù)手段確實(shí)幫助生物圈Ⅱ號(hào)中的生態(tài)組分實(shí)現(xiàn)了它們各自的生態(tài)功能;但是一個(gè)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)中各個(gè)組分之間的關(guān)系遠(yuǎn)比我們目前的科學(xué)能夠定量化理解的要復(fù)雜得多。此外，生態(tài)學(xué)是構(gòu)建在大量數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上的，然而所有的模型其實(shí)質(zhì)都是一種對(duì)現(xiàn)實(shí)實(shí)在的簡(jiǎn)化和純化。不僅如此，模型中變量權(quán)重的取值和假設(shè)也都是主觀的，也就是說(shuō)，換一個(gè)權(quán)重和假設(shè)，模型結(jié)論很可能是不一樣的，生態(tài)學(xué)上的這種先天的不確定性經(jīng)常導(dǎo)致在對(duì)待某一環(huán)境問(wèn)題上某專家按照自己的計(jì)算找到的解決方案在另一個(gè)專家看來(lái)卻行不通，關(guān)于生物圈Ⅱ號(hào)失敗的解釋層出不窮似乎已經(jīng)印證了這一點(diǎn)。在關(guān)于如何控制全球變暖問(wèn)題上也體現(xiàn)了生態(tài)科學(xué)不確定性帶來(lái)的無(wú)法協(xié)調(diào)的爭(zhēng)議:有專家指出海水具有極強(qiáng)的碳耦合能力，而地球70%都是海水，因此應(yīng)該利用海水吸碳能力降低二氧化碳沉積;但哥倫比亞大學(xué)地球與生態(tài)工程系教授克勞斯馬上撰文指出海水中其他成分與二氧化碳結(jié)合會(huì)產(chǎn)生如碳酸鈣之類的化合物，這類化合物并不是海洋生物需要的，因而有可能會(huì)在解決一場(chǎng)環(huán)境危機(jī)的同時(shí)引發(fā)另一場(chǎng)危機(jī)。

通過(guò)上面的分析可以發(fā)現(xiàn)，生態(tài)技術(shù)或更廣泛地說(shuō)技術(shù)本身內(nèi)在地包含了兩個(gè)獨(dú)立的實(shí)在:“局部精確性”和“整體不確定性”。當(dāng)技術(shù)在以個(gè)體身份獨(dú)立使用時(shí)之所以呈現(xiàn)出極大的可靠性，是因?yàn)榇藭r(shí)的技術(shù)扮演了一臺(tái)因—果機(jī)器，它在被建造之前有著明確的目標(biāo)指向，這一點(diǎn)能夠令設(shè)計(jì)師預(yù)測(cè)技術(shù)運(yùn)行過(guò)程中絕大部分可能出現(xiàn)的情況，因而可以事先將這些關(guān)系以數(shù)學(xué)的形式銘刻到技術(shù)之中，這樣一來(lái)技術(shù)知識(shí)也好，技術(shù)手段也好，在個(gè)體層面的使用上表現(xiàn)出了極大的可靠性。然而各個(gè)生態(tài)組分之間構(gòu)成了一個(gè)復(fù)雜而宏大的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，這其中的互動(dòng)關(guān)系充滿了或然性、不確定性，但這卻是每一個(gè)獨(dú)立的生態(tài)學(xué)認(rèn)知和生態(tài)技術(shù)生存的真實(shí)環(huán)境。這個(gè)時(shí)候個(gè)體技術(shù)在面對(duì)更大的生態(tài)語(yǔ)境時(shí)會(huì)遇到怎樣的情況是無(wú)法提前預(yù)知的，更談不上解釋了。因此隨著系統(tǒng)組分的增多、系統(tǒng)邊界的模糊、系統(tǒng)組分間互動(dòng)的擴(kuò)大，生態(tài)技術(shù)功能的穩(wěn)定性下降，甚至有時(shí)候還會(huì)出現(xiàn)一些意想不到的后果，即功能失效，而人類對(duì)于這些后果充其量只能持有一種后見之明罷了。現(xiàn)在看來(lái)，關(guān)于開篇提到的生態(tài)失效的必然性與或然性的問(wèn)題似乎也有了答案。每一個(gè)生態(tài)工程的整個(gè)存在狀態(tài)都是一個(gè)典型的非線性過(guò)程，它對(duì)初始狀態(tài)極端敏感，無(wú)論是外部環(huán)境還是內(nèi)在組分之間的互動(dòng)帶來(lái)的擾動(dòng)一旦超出預(yù)定臨界值，就有可能出現(xiàn)功能失常乃至功能失效。這些擾動(dòng)就是所謂的或然性，因?yàn)橐话愣裕瑪_動(dòng)壓迫生態(tài)組分運(yùn)行的情況并不經(jīng)常發(fā)生;然而，系統(tǒng)之所以要承受過(guò)量擾動(dòng)干預(yù)正常系統(tǒng)運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)，卻是因?yàn)樯鷳B(tài)工程根本上的復(fù)雜非線性屬性，從這一意義上說(shuō)，生態(tài)工程失效又是必然的，其實(shí)或然性只是必然性實(shí)現(xiàn)的一個(gè)條件、一個(gè)表象罷了。

四、生態(tài)工程失效帶來(lái)的關(guān)于應(yīng)對(duì)人類情境真實(shí)性的思考

筆者在這里并不是要否認(rèn)生態(tài)工程學(xué)作為一門科學(xué)的合法性，亦或是宣稱生態(tài)環(huán)境是混沌一片，因而是超出分析的，從而在人與環(huán)境的關(guān)系上渲染上一層悲觀主義色彩。相反，筆者想要強(qiáng)調(diào)的是生態(tài)工程學(xué)承認(rèn)環(huán)境的復(fù)雜性，其基本訴求是依靠組分之間的互動(dòng)將污染和產(chǎn)出的比值調(diào)節(jié)到對(duì)環(huán)境、人類有益的范圍內(nèi)，但這樣的理論其首要的哲學(xué)假定是承諾環(huán)境是一個(gè)本體論上的存在，因而也就是可供理性認(rèn)知的，這事實(shí)上是一種樸素的實(shí)在論立場(chǎng)。生態(tài)工程的失效將這一立場(chǎng)內(nèi)在的瑕疵暴露出來(lái)———線性認(rèn)知對(duì)于環(huán)境是不夠的。科學(xué)獲得知識(shí)的過(guò)程首先是將一個(gè)現(xiàn)象的情境因素去除掉，然后在一個(gè)高度純化的實(shí)驗(yàn)條件下模擬重現(xiàn)這一現(xiàn)象，引入的所有的變量都不僅是技術(shù)上可控的，而且是數(shù)學(xué)上可預(yù)測(cè)的，科學(xué)家們根據(jù)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)象的描述。然而，現(xiàn)實(shí)的環(huán)境尤其是生態(tài)環(huán)境之間的關(guān)系很難做到簡(jiǎn)單而精準(zhǔn)，美國(guó)技術(shù)論學(xué)者甚至將我們生存的環(huán)境說(shuō)成是“境遇”(condition)，環(huán)境一詞始終將人與生態(tài)二元區(qū)分，但境遇一詞卻承認(rèn)人—生態(tài)共同演化并構(gòu)建了一個(gè)適切情境，這里面人的行為和生態(tài)的行為都是非線性的，充滿了不可預(yù)測(cè)性和或然性，而這恰恰是人類情境的真實(shí)性(authenticity)所在。然而，直面真實(shí)性并不是意味著像那些極端環(huán)保主義者宣稱的那樣放任自然自由發(fā)展，否定一切生態(tài)學(xué)甚至科學(xué)認(rèn)知的意義，畢竟就連利奧•波德這樣的大地倫理學(xué)家也沒(méi)有任由生態(tài)自由發(fā)展，而是或多或少使用技術(shù)手段按照人類的需求在“擺弄”自然來(lái)建立所謂的自然共同體，這樣一來(lái)，這與人類中心主義又有多少分別呢?況且自然并不總是友善的，歷史上爆發(fā)的每一次大規(guī)模自然災(zāi)害使人類遭受了諸多打擊，而在科學(xué)技術(shù)幫助下的今天的我們至少在很多時(shí)候面對(duì)氣候異常有了應(yīng)對(duì)之策。生態(tài)工程的失效其實(shí)是從一個(gè)側(cè)面啟示我們，對(duì)待環(huán)境認(rèn)知應(yīng)該放棄所謂的各種主義之爭(zhēng)，而是持一份開放的心態(tài)，這種開放心態(tài)意味著我們要在接受人類境遇矛盾性的前提下，發(fā)揮人類在面對(duì)矛盾性時(shí)的適應(yīng)性和創(chuàng)造性，保持一種不斷向生態(tài)環(huán)境學(xué)習(xí)的心態(tài)。

作者：尹文娟單位：東北大學(xué)科學(xué)技術(shù)哲學(xué)研究中心