从认识论的视角研究物联网感知功能的本质

 科学技术哲学     |     by 艾维学术     |      2018-10-10 11:19
论文摘要
  一、引言
  辩证唯物主义认识论认为人类借由实践活动来认识外部物质世界,其认识实现过程是从基于感觉、知觉和表象为标志的感性认识,向经由人类大脑理性逻辑加工和思维抽象而形成的理性认识演进的过程。这一科学的认识理论在指导人类认识和改造世界的实践中发挥了重要的指导作用。现实生活中囿于人类感官官能的限制,人类对物质世界的感知不得不借助于技术手段加以实现。比如人受目力所限,既不能看清距离极远之物也不能细察体积至微之物更不能明察暗夜中之物,而必须借助望远镜、显微镜或红外成像设备等技术手段来实现对目标的感知。人类借由技术手段将物质世界中的物解构成人类视觉、听觉、嗅觉、味觉和触觉等所能感知的信息对象,从而实现对物质世界的感知。当然个体在认识世界的过程中不可能每个人都通过“在场”的方式利用直接官能或借助技术手段去感知物质世界的所有之物,而主要通过对物的间接知识的获取,来感知和认识物质世界。传统的物的间接知识借由文字、图像、音频、视频等信息解构手段加以表征,人类通过“读取”这些解构信息来认识“物”。这种传统的物的信息解构方式,具有以下三个方面的局限: 一是这种解构后的信息一经与实体物分离便失去与该具体物的时空联系,而成为物的历史静态信息,缺乏实时性; 二是限于表征手段的局限,有时呈现感性特征,对同一事物的认知差异较大,甚至出现“仁者见仁智者见智”的情况,其精准程度较低; 三是其传递和分享需要借助实体介质及其流动才能实现,信息获取速度慢。当前新兴的物联网技术通过身份识别技术给物赋予身份标识,并借由各种传感器件技术对物的信息进行实时解构,最后经由互联网实时向网络终端用户传送,实现了人对物的实时感知。
  自美国麻省理工学院自动识别中心教授凯文·艾什顿于 1999 首次提出物联网( Internetof Things,IoT) 概念以来,美国、欧盟、日本、韩国和中国等国家和地区高度重视物联网技术的发展和应用,纷纷将其纳入产业发展规划或政策支持范围,并将其视为全球经济新的增长点。2009 年 8 月,中国国务院总理温家宝视察无锡物联网研究院,提出建立“感知中国”中心的意见,并确定在无锡建立国家传感网创新示范中心。物联网概念提出以来,除了各国政府高度关注和支持外,学界也积极开展对物联网这一新兴技术的研究工作,但从其研究内容和视域来看,还主要集中在技术实现和产业发展等方面,而从哲学社会科学视角开展的研究还较少,已有的少量研究主要集中在以下三个方面: 一是物联网的宏观哲学本质、意涵、特征及其社会价值; 二是物联网的社会形态和政治影响; 三是技术哲学视角下物联网对主客体世界及其相互关系的影响。这些已有研究在较为宏观的视角上阐明了物联网这一新兴技术在哲学社会科学领域可能产生的各种影响,具有重要的启发和指导意义,但从其具体的研究对象来看,还显得较为宏观。自温家宝总理提出“感知中国”以来,物联网 “感知”功能便被广为接受和传播,但对物联网实现“感知”功能的机制和本质还缺乏研究。笔者试图从认识论的视角对物联网感知功能本质这一微观界域展开研究。
  二、信息解构的发展及其演进
  辩证唯物主义认识论认为人类要获得对物质世界的理性认识,首先要借由感官知觉获得感性认识,然后经由大脑理性逻辑加工和思维抽象最终达成。认知获取的途径主要有三种:
  一是利用身体器官官能直接感知; 二是借由技术工具将人类感官官能无法直接感知的物加以解构,转化为人类感官易于“识读”的信息知识加以“读取”来实现; 三是经由信息知识表征媒介传播的被他人验证确认的间接认识知识的“获取”来实现。个体借由身体器官官能来获取对物的认识,受器官官能功能限制,一方面可能无法直接感知,另一方面认知感性特征突出,缺乏精准认知表达,在这种直觉认知无法达至和精准性欠缺的纠偏机制上,人类借由各种测量工具来加以解决。但对个体而言,这一技术工具手段纠偏机制还是需要人的“在场”参与才能实现。为了消除“在场”的局限,人类通过信息知识媒介来进行信息知识的传播和间接获取,实现对物的感知。但就信息知识媒介的传播功能实现来说,传统的实体媒介介质需要借助于介质实体物的流通才能实现,信息知识的传播和扩散速度较慢。互联网技术克服了传统信息知识媒介的传播速度慢的局限,实现了信息知识传播的实时化、远程化和网络化。不管是传统实体媒介介质还是互联网所传播的信息知识,都还是物的静态历史信息,其一经与实体物分离便与该物失去时空联系,缺乏实时性。
  人类认识世界的过程就是不断对世界进行信息解构的过程。笔者这里将“信息解构”定义为人类借由各种技术手段将物质世界的本质或真相解构成人类感官官能能够感知的信息知识并被人类所“获取”的过程。囿于“在场”的限制,个体不可能万事万物都亲自参与“信息解构”过程来实现认知目标,而往往借由“间接知识”即他人的“信息解构”结果来实现其认知目标。随着人类社会分工日益细密和专业化水平不断提高,个体除了在一些感知难度较低或自己专业从事的领域内亲自对物质世界进行“信息解构”来实现认识世界的目标外,其他绝大部分对世界的认知都通过他者的“信息解构”结果即“间接知识”来获取。“信息解构”工作因细密分工和高度专业化而呈现碎片和离散化特征进而缺乏社会的广泛关注,“间接知识”的传播技术、方式和效率则成为人类关注的焦点。
  “间接知识”即他人“信息解构”成果的传播也经历了一个逐步演进的过程。在文字出现之前,人类通过口头语言来传承和发展知识,这种方式具有一定的局限性: 一是交流者必须在场; 二是人类大脑记忆和存储知识的时间长度和容量受到一定限制; 三是言语解构复杂事物时,容易描述不清,产生误传。这些局限的存在催生了文字这一新的知识表达和记载方式。文字的出现解决了在场问题、记忆时间长度和容量限制问题,也局部解决了误传的问题。但对一些场景或实物形状的描述,文字显然难以给人以生动形象的认识,而且其对人类的情绪、心情等精神层面状态的表达也缺乏感染力,因此绘画和音乐应运而生。文字、绘画和音乐也有其自身的局限: 首先,存储介质不便于人与人之间的流转和分享,比如中国古时候的甲骨文、竹简、壁画和笨重的乐器等,均存在流转和分享的不便; 其次,需要的存储空间大,如汗牛充栋就是对此形象的描绘; 最后,人与人之间通过这种介质进行知识交流和通信,时滞性极为突出。现代信息技术通过实现知识存储介质的电子化、知识内容的数字化、知识传播方式的网络化,分别解决了存储问题、流通问题和传输时滞问题。互联网技术通过将世界之物加工成数字化虚拟镜像,使得其能够在互联网上实时共享,大大提高了人与人之间知识共享和信息交流的速度和效率。但互联网的这种数字化虚拟镜像的信息解构方式,对物质世界中物的认知和知识传播,还具有一定的历史静态性。物联网技术通过二维码、射频识别等身份识别技术对物进行身份标识,应用传感器件技术对物的信息进行实时“信息解构”,其解构的信息结果经由互联网向终端用户实时传送,从而实现实体物与“信息解构”结果之间的实时时空联系,并经由互联网实时传播,实现人对物的实时化感知,信息解构进入实时化时代。
  综上所述,我们可以看出,人类感知世界经历了四种主要 “信息解构”形式阶段: 一是直接官能直觉“信息解构”形式阶段; 二是借助技术工具的“信息解构”形式阶段; 三是借助他者“信息解构”认知传播的形式阶段; 四是“人—网—技术—物”四位一体的“实时信息解构”形式阶段。当然这四种“信息解构”的形式之间,并不是相互绝对替代关系,而是不断扩充、发展和延拓的关系。
  三、实时信息解构的概念、内涵与特征
  人类进步和发展的历史,就是一部不断认识和改造世界的历史。认识世界的过程,也是人类不断进行知识传承并不断改进的过程。
  信息技术对人类知识传承方式变革产生了极为深远的影响,具体体现在三个变化上: 知识存储介质的电子化,知识内容的数字化,知识传播方式的网络化。信息技术尤其是互联网技术从根本上改变了人类交流、沟通和互动的方式,缩短了人与人之间的时空距离,使得广袤地球变成了小小“地球村”,大大提高了人类知识共享和技术扩散的速度和效率,推动人类社会进入了知识爆炸的信息时代。从信源标的物来看,互联网依然传播的是人类预先加工好的“静态”信息,其实时动态性和泛在性水平还很低。而新兴的物联网技术通过对物质世界的实时信息解构,让人类能够实时、泛在、远程地感知物质世界,并对其进行智能应用和智能改造,实现了人类改造世界的目的。
  1 . 实时信息解构的概
  结合物联网技术对世界进行信息解构所应用的技术类别,涉及的过程环节,解构的具体对象及其实时性特征等,将“实时信息解构”定义为: 人类利用射频识别、传感器件、传感网络和嵌入式设备系统等物联网技术,将物质世界中的物体或物质及其所处环境的结构、形状、位置、气味、温度、湿度、光照、PH 值等物理的、化学的及其他特性进行实时解构,转化成互联网等现代信息网络技术能够实时识别和读取的网络信息,并将该网络信息实时传入网络,实时为物联网终端使用者提供决策依据的过程。
  2 . 实时信息解构的内涵
  实时信息解构就是借助现代先进的物联网技术对现实物质世界中的物体或物质进行实时解构,这一解构的结果以信息化网络技术能够识别和读取的信息方式,实时传送给物联网终端使用者,为其进行决策提供依据。过去的互联网技术无法直接读取物的特性,只能将预先加工好的关于物的文字、图像、音频、视频等描述性资料在网络上传输,以帮助网络信息获取者了解该物。这种互联网关于物的信息传播方式具有一定的局限性,主要体现在预先加工信息的静态性和非实时性。举个例子来说,如果终端网络使用者想要了解一个养鱼池塘的相关信息,在互联网技术框架下只能通过解读预先加工好的静态的文字描述、碎片化抽取的图像或视频信息。但在物联网技术下,你可以了解每一个时刻池塘中的溶氧量、水温、PH值等各种水质参数,从而可以帮助使用者决定最佳投喂时间,以及做出改善水质参数的其他优化决策。再如,在一个移动的车辆上,装上物联网智能设备,就可以实时监测车辆的位置,并且可以在一些收费站或其他检查的卡口处无需停车交费便可直接通关。总之,物联网通过将先进的射频识别技术、传感器件技术、传感网络技术、嵌入式设备系统技术、远程视频监控系统等实现对物的世界实时的信息解构,并将解构所得信息实时传送给网络终端使用者,从而使得终端用户能够实时做出决策,减少了互联网时代对物的信息人工加工成网络信息的环节,提高了决策的实时性和动态性,提高了人类获取物质世界物的实时动态信息的及时性和准确性,提高了人类生产和决策的效率。
  3 . 实时信息解构的特征
  实时信息解构具有三个特征: 实时性、动态性和集成性。实时性体现在三个环节实时性的统一: 从物联网终端用户查看信源标的物的指令发出后,一是对信源标的物的信息解构过程具有实时性,二是解构信息上传到网络具有实时性,三是解构信息由网络传递到信息接收者的过程具有实时性。在互联网技术模式下,只有将信息由网络传递到信息接收者这一过程具有实时性,而其他两个环节缺乏实时性,所以其实时性水平较低。动态性主要表现在物联网终端用户可以连续动态地查看信源标的物的各种状态参数,连续动态地掌握其所处状态,为总结其具体生长或运行规律提供科学依据。比如,在对温室大棚里的温度一天变化规律的测定上,传统手工测温技术下,一般采用等距时间间隔方式测定不同时段温度,以时段内某一温度代替整个时段温度,从而得出连续温度的估计,但若利用物联网技术下的温度传感器技术,就可以客观地测出每个时间节点上的实时温度,从而提高大棚温度控制决策的科学性和准确性。集成性主要体现在这种实时信息解构功能是建立在互联网技术、计算机或其他智能终端设备技术与射频识别技术、传感器件技术、传感网络技术、嵌入式设备系统技术等集成的基础上的。没有这种集成性就无法发挥这种实时信息解构功能。
  四、物联网感知功能的实时信息解构本质
  人类对世界的传统感知和认识过程,是通过阅读和分析语言、文字、绘画、音乐、舞蹈等文化知识符码,并通过联想和加工,与人脑中形成的物质世界映像相联系、对应,最终达到感知和认识世界的目标。比如,人通过阅读历史书籍,感知不同历史时期的人物和事件,通过阅读小说,感知人类的社会结构、生活、风俗习惯等。而在互联网虚拟社会中,人类通过将现实世界加工成数字化虚拟镜像,以虚拟镜像指代现实实体世界,最终形成了网络虚拟社会,这个数字化虚拟镜像相比传统的文字、绘画、音乐、舞蹈等文化和知识符码更加逼真,更接近于人脑中的现实映像,从而使得人类认识和感知世界的方式更加直接。总的来说,以上这两种人类感知和认识世界的方式,仍然局限在人类将人脑中形成的现实世界映像与获取的符码信息所描述的世界镜像相联系和对应,实现感知和认识世界的过程。这种过程都还需要借助于间接的世界镜像与人脑中的世界映像的比照、联系和对应,来达到感知和认识世界的目的。物联网技术下人类感知和认识物质世界的过程将摆脱对这个间接镜像的依赖,实现对物质世界实时泛在的即时感知。不管是传统文化知识符码的方式,还是互联网时代下的数字化虚拟镜像方式,抑或是物联网技术下的实时信息解构方式,人类感知和认识世界的信息来源还是其解构的结果。信息解构的方式、内容、过程和特征,决定了人类感知和认识世界的本质特征。
  综上,传统社会可视的是各类文化和知识符码,人类需要联想和加工才能感知和认识世界。互联网虚拟社会中,可视的是物质世界的各种数字化虚拟镜像,这种数字化虚拟镜像与现实物质世界在人脑中的映像高度重合,人类基本上无需联想,便能感知和认识现实物质世界。而物联网感知社会模式下,应用远程视频监控系统,人类可以直视现实物质世界,通过应用射频识别、传感器件、传感网络、嵌入式设备系统等技术,可以对事物本身及其所处环境的结构、位置、形态、温度、湿度、光照、PH 值等各种物理的、化学的及其他特性进行实时信息解构,并实时传输给网络终端使用者,使得网络终端使用者不仅能够实时直视物质世界的表面镜像,而且还能实时洞察物质世界内在的深层运行状态和规律,这是人类认识和改造世界的重大突破。所以说,物联网感知功能的本质,就是对现实物质世界进行的实时信息解构。物联网技术的发展水平,也将直接取决于人类对现实物质世界进行实时信息解构的广度和深度。
  五、结语
  从古代的语言、文字、绘画等文化知识符码对现实物质世界的信息解构,发展到现代信息技术时代图片、音频、视频等数字化虚拟镜像对现实物质世界的信息解构,再到刚刚兴起的物联网技术对现实物质世界的实时、动态、可视化信息解构,人类认识和改造世界的过程,就是对现实世界进行不断信息解构的过程。
  解构的媒介形式从古代的文化知识符码,发展到互联网时代的数字化虚拟镜像,再发展到物联网时代的实时信息解构,走过了一条渐进发展的道路。当前以计算机技术和互联网技术为代表的现代信息技术,已经逐步实现了知识存储介质电子化、知识内容数字化、知识传播网络化的三大转变,为推动人类进入互联互通的地球村时代提供了基础和支撑。互联网技术解决了人与人之间的实时通信问题,对于加强主体与主体之间的实时沟通、交流和互动,具有极为重要的价值和意义,但其仍未能解决人与物、物与物之间的实时通信问题。物联网技术的出现,为实现人与物、物与物之间的实时信息通信提供了重要契机,使得人类与物质世界之间基于信息技术下的互动关系得以建立,实现了人类认识和改造世界的重大突破。
  文章通过细致阐述物联网实时信息解构的概念、内涵与特征,有利于帮助人们正确认识物联网感知功能的本质; 通过对实时信息解构的方式、内容、过程环节和特征的详细介绍,有利于引导物联网技术走向与传统技术结合的发展轨道,避免陷入信息技术的单一轨道; 对物联网实时信息解构这一感知本质问题的发现和解读,能够减小一些对物联网发展可能带来的人的主体地位虚化、隐私保护等问题上的忧虑。因为把握物联网实时信息解构这一感知功能本质,就可以通过制定规制和标准来约束哪些信息可以解构,哪些信息不可以解构,从而减小人被物所控而失去中心地位的风险,同时也可以保护人类的隐私。当然,要解决好这些物联网可能带来的风险和问题,还需要对物联网实时信息解构的政策、标准、监管制度和手段等展开进一步的研究。
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