文祥
(廈門大學(xué) 哲學(xué)系,福建 廈門 361005)
論儀器的地位
——伊德的現(xiàn)象學(xué)研究
文祥
(廈門大學(xué) 哲學(xué)系,福建 廈門 361005)
伊德對儀器技術(shù)的深入研究是他整個技術(shù)現(xiàn)象學(xué)和科學(xué)現(xiàn)象學(xué)研究的核心與關(guān)節(jié)點。伊德認為,在科學(xué)研究中,儀器具有存在論上的優(yōu)先地位,儀器極大地擴展了人類的認知能力,敞開了人類的認識范圍,對于科學(xué)理論的社會接受和科學(xué)家進行科學(xué)研究的心態(tài)都有重要作用。
儀器;存在論;擴展;確證
盡管人們早就認識到儀器的重要性,但是人們沒有認識到儀器在科學(xué)發(fā)展過程中具有存在論上的優(yōu)先地位。不同類型儀器制造知識的原理不同,尤其是伊德所說的“第二次科學(xué)革命”的儀器,極大地拓展了人們認識世界的能力和范圍。儀器對于科學(xué)理論的社會接受,甚至科學(xué)家進行科學(xué)研究的心態(tài)方面所具有的重要影響,都彰顯了科學(xué)研究中儀器不可或缺的地位。
沒有儀器就沒有當(dāng)代科學(xué)的發(fā)展。正如研究科學(xué)儀器發(fā)展史的科學(xué)史家托馬斯·克拉普在分析從哥白尼到牛頓期間新科學(xué)之所以能勝利的原因時說:“新科學(xué)最后終于獲勝,主要是因為有了可以利用的儀器,其中望遠鏡和顯微鏡起了決定性的作用?!盵1]懷特海在《科學(xué)與近代世界》中也說過:“在現(xiàn)代科學(xué)中,我們的想象力水平之所以會更高,并不是因為我們具有更精微的思維能力,而是因為我們有了更好的儀器。在過去40年中,科學(xué)界發(fā)生的最重要事件就是儀器設(shè)計的進步?!盵2]
然而,人們雖然認識到儀器的重要性,但還只是知識論上的認識,一般并沒有認識到儀器存在論上的優(yōu)先地位。伊德說:“對于科學(xué)在本質(zhì)上與技術(shù)緊密相連的認識總是姍姍來遲,特別是在科學(xué)哲學(xué)中?!盵3]63伊德的意思正是想強調(diào)技術(shù)存在論上的優(yōu)先性。他認為,盡管海德格爾在《存在與時間》和《技術(shù)的追問》中實際上已經(jīng)從存在論的角度看到了儀器的不可或缺的重要地位,但海德格爾還缺乏系統(tǒng)論證。伊德打算從“實踐優(yōu)位”(primacy of praxis)的立場出發(fā)來進行徹底的論證,因此,伊德說道:“我主張,所有的科學(xué)(或者說技術(shù)—科學(xué))都是由人制造的,并且或直接、或間接地暗含了身體行為、知覺和實踐。我將強調(diào)技術(shù)或者儀器在科學(xué)制造中的作用?!盵3]63-64
在伊德看來,即使是開啟“實踐轉(zhuǎn)向”大門的庫恩,以及其他的新科學(xué)哲學(xué)家,也都沒有意識到儀器在存在論上的優(yōu)先性。伊德說:“在英美和歐洲語境中的新科學(xué)哲學(xué)都已經(jīng)表現(xiàn)出了在感受性(sensibility)與視角方面的變化,這可以叫做從概念和邏輯關(guān)系(律法學(xué)模式,the nomological model)的靜力學(xué)(statics)出發(fā),朝向了可以叫做‘看’(潛在的實踐—知覺模式,the potential praxis-perceptual model)的動力學(xué)(dynamics)。但是,即使是這樣,整個新科學(xué)哲學(xué)也還是保留了一種退化的柏拉圖主義,因為它對科學(xué)的物質(zhì)具身(embodiment)、對科學(xué)的技術(shù)維度仍然是麻木的(insensitive),它所忽視的一個明顯和關(guān)鍵的領(lǐng)域顯然是儀器。”[4]45伊德這里的意思不是指新的科學(xué)哲學(xué)家們不知道儀器的作用,而是指他們沒有認識到儀器在存在論意義上的優(yōu)先地位,也即他所說的:“在新科學(xué)哲學(xué)中,不是儀器被完全忽視,而是儀器明顯只是充當(dāng)背景的角色?!盵4]45庫恩在《科學(xué)革命的結(jié)構(gòu)》中談到:“在1690到1781年間,許多天文學(xué)家,包括幾位歐洲當(dāng)時最杰出的觀測者,至少17次在我們認為是天王星所在之處看到一顆星。他們之中最好的一位觀測者事實上在1769年一連四夜都看到了這顆星,但卻沒注意到它會運動,否則就不會認為它是恒星。12年后,赫舍爾以他自制的超級望遠鏡看到了與12年前他看到的同樣的現(xiàn)象,結(jié)果是他已能注意到其明顯的圓盤狀,這至少對恒星而言是異乎尋常的。”[5]伊德認為,庫恩盡管注意到在恒星/行星解釋的轉(zhuǎn)換中觀察扮演的角色,但是他似乎是簡單地假定了儀器,認為它在這兒是觀察的條件。對此,伊德說道:“庫恩僅僅暗示了他所說的是一種儀器的期望(instrumental expectation)?!盵4]45即在庫恩看來,“只要科學(xué)家決定使用某種特定的儀器,并用一種特殊的方式使用它,那就等于做了這樣一個假定,即:只有某些類型的情況會發(fā)生。除了理論上的預(yù)期,還有儀器的預(yù)期,而且這些預(yù)期在科學(xué)發(fā)展中往往起著決定性的作用”[4]45。但是,伊德指出:“新儀器在范式轉(zhuǎn)變中起到了前奏的關(guān)鍵作用,庫恩卻很少意識到。”[4]46伊德認為,在沒有儀器之前,籌劃還沒有開始,根本就談不上理論的預(yù)期和儀器的期望。伊德以萊頓瓶與電學(xué)的邏輯關(guān)系為例指出:“實際上,是萊頓瓶(Leyden jar)的發(fā)展才打開了通向發(fā)現(xiàn)電學(xué)現(xiàn)象的大門?!盵4]46即:如果沒有萊頓瓶這項技術(shù),電學(xué)現(xiàn)象就不會出現(xiàn),關(guān)于電學(xué)的理論籌劃或理論預(yù)期也就不存在,范式的轉(zhuǎn)變當(dāng)然無從談起,而儀器之為前奏的角色表明了儀器存在論上的優(yōu)先地位,也就是說,儀器對于新科學(xué)具有生成論意義上的先在性,而庫恩并沒有意識到這點。
伊德根據(jù)儀器制造知識原理上的差異,區(qū)分了兩類儀器。一類是與肉眼觀察具有同構(gòu)性特征的儀器,如望遠鏡、顯微鏡等;另一類是與肉眼觀察不具同構(gòu)性的儀器,如射電望遠鏡、現(xiàn)代成像設(shè)備等。伊德將前一類儀器稱之為“第一次科學(xué)革命”的技術(shù)儀器,而將后一類儀器稱之為“第二次科學(xué)革命”的技術(shù)儀器[3]64。根據(jù)伊德的意思,我們不妨將這兩類儀器分別表述為“同構(gòu)縮放型”儀器和“翻譯擴展型”儀器。
在科學(xué)史上,伽利略用望遠鏡發(fā)現(xiàn)了很多以前從來沒有看到的現(xiàn)象。伊德認為,這些現(xiàn)象是一種新的、以工具為中介的視覺現(xiàn)象,是儀器制造的新知識。不過,我們注意到通過望遠鏡呈現(xiàn)的視覺與裸眼視覺完全類似。對此,伊德說:“透鏡所轉(zhuǎn)換的視覺與肉眼視覺是同構(gòu)的,因為現(xiàn)在所看到的東西,只不過是在透鏡焦點允許的范圍內(nèi),在空間上處于較遠位置的東西變近了、放大了。這就等于是說,觀察者現(xiàn)在所看到的東西,是從透鏡現(xiàn)象學(xué)地(phenomenologically)產(chǎn)生的位置上所看到的。雖然用望遠鏡和裸眼所看到的月亮可能有所不同,但是他可以很容易地識別出仍是‘同一個’月亮?!盵3]88-89在科學(xué)發(fā)展史上,停留于這種類型的儀器制造知識的階段大概持續(xù)了4個世紀(jì),雖然在此期間技術(shù)有所改進和提高,但是在實踐中都保持著上述性質(zhì)特征。而射電望遠鏡之類的儀器制造知識的原理完全不同于傳統(tǒng)光學(xué)望遠鏡。伊德說:“‘第二次科學(xué)革命’發(fā)生在我大膽提出的天文學(xué)的‘后現(xiàn)代’階段。在這一階段中,‘第二次科學(xué)革命’又帶來了一種性質(zhì)上不同的轉(zhuǎn)換。這次革命借助新的技術(shù)開始了對那些不能直接知覺到的天體所發(fā)出的輻射的追尋和所發(fā)射聲波的檢測,使得超越于知覺之外的世界也向我們敞開了。這不再與知覺類似,而是借助于技術(shù)建構(gòu)起來的翻譯?!盵3]90-91
我們從科學(xué)史可以知道,盡管“同構(gòu)縮放型”儀器制造的知識極大地擴展了人類的認識范圍,帶來了現(xiàn)代科學(xué)的“第一次科學(xué)革命”,但相對于“翻譯擴展型”儀器所帶來的“第二次科學(xué)革命”對人類認識能力和范圍的擴展來說,儀器制造知識的能力并沒有得到充分展開。伊德引用《新天文學(xué)》的話說:“新天文學(xué)是20世紀(jì)后期的一種現(xiàn)象,它徹底改變了我們的宇宙觀念。傳統(tǒng)天文學(xué)研究的是天空中物體所發(fā)出的光學(xué)射線,即一般靠肉眼可見的光或‘可見光’,而新天文學(xué)研究的卻是天上物體的所有射線:伽馬射線、X射線、紫外線、光學(xué)射線、紅外線和無線電波等。相對來講,傳統(tǒng)光學(xué)天文學(xué)所研究的光線范圍令人吃驚地有限,它所能研究的最短波長只比人的肉眼所能感覺到的波長短30%,所能研究的最長波長只比人的肉眼所能感覺到的波長長30%。新天文學(xué)所能覆蓋的射線波長范圍是從比納米還短,到比最長的無線電波波長還要長一億倍。如果用聲音來類比的話,傳統(tǒng)的天文學(xué)就好比用耳朵努力聆聽宇宙交響樂,也只能聽到中央C音和左右緊鄰的兩個音調(diào)。”[3]67-68也就是說,新天文學(xué)上的“翻譯擴展型”儀器可以捕捉到一些以前不可知的東西,然后“將探測到的東西翻譯成具身的(embodied)觀察者所能看到和識別的圖像”,從而“使得以前不可知的現(xiàn)象得以呈現(xiàn)”[3]91,這遠遠超出了傳統(tǒng)天文學(xué)的想象。整個電磁波頻譜表中只有中間偏左的大約400~800nm波長范圍的電磁波為可見光波范圍,如圖1所示:
圖1:電磁波頻譜圖[6]8
從該電磁波頻譜圖可以看出,可見光的頻率范圍就是中間窄窄的一段。這說明,有比人類所見遠為廣闊得多的世界在通常情況下是看不見的。可見光波長范圍大約在400~800nm之間,光學(xué)望遠鏡大約能看到310~1 000nm波長范圍的光波[6]9,之外各種頻率的射線在傳統(tǒng)天文學(xué)的望遠鏡中是看不到的,但是在特定的射電望遠鏡中卻能通過特定的傳感器和接收器轉(zhuǎn)換為圖片呈現(xiàn)出來,如以下幾幅新天文學(xué)儀器拍攝的圖像2、3、4所示。
圖2是1986年9月26日,Hubble telescope拍攝太陽發(fā)出的波長20cm無線電波圖;圖3是1973年5月30日,太空實驗室全紫外線監(jiān)控儀拍攝的太陽發(fā)出的波長15~55nm的紫外線圖;圖4是1973年9月6日,太空實驗室X射線望遠鏡拍攝的日冕氣體發(fā)出的X射線圖[6]16-17。
圖2:太陽20cm波長無線電波圖
圖3:太陽15~55nm波長的紫外線圖
圖4:日冕氣體發(fā)出的X射線圖
從上述3幅圖可知,在“翻譯擴展型”現(xiàn)代新天文學(xué)儀器產(chǎn)生以前,人類無從知道太陽的這些面目,因為這些圖像不是通過“同構(gòu)縮放型”光學(xué)儀器的拉近、放大作用所能看到的,而是以完全不同的方式將儀器所收集到的信息翻譯為可見的視圖之后才得以呈現(xiàn)的。
我們先來了解“同構(gòu)縮放型”儀器制造知識的原理。在使用望遠鏡之前,古人已經(jīng)很正確地認識到月球、地球和行星的形狀,盡管有很多人嘗試測量地球和月亮、太陽之間的距離,但是測量的結(jié)果卻有很大差異,因此很多測量者都懷疑這些結(jié)果。古代的思想家確實曾斷言月球是由巖石組成的,有些人還推測出一種以太陽為中心的太陽系等,所有這些觀察都是用肉眼加上簡單的幾何學(xué)和工具獲得的[3]99。很明顯,由于實踐條件的限制,早期天文學(xué)研究誠如伊德所說“局限在太陽系中”,太陽系就相當(dāng)于古代的宇宙[3]102。然而,在17、18世紀(jì),由于采用了望遠鏡,人們對宇宙大小的認識也開始不斷擴展。比如,伽利略的望遠鏡就揭示了銀河系是由無數(shù)星體組成,而不再是炙熱的一大片了;觀察到木星也有衛(wèi)星的現(xiàn)象證實了地球并不是唯一有衛(wèi)星的天體,從而否定了地球獨特的中心地位的傳統(tǒng)觀念,哥白尼的“太陽中心說”也因此成為了廣為接受的不爭的事實;伽利略通過望遠鏡看到行星的周長發(fā)生了改變,但是其它星體的周長卻沒有改變,這些星體只不過變得更加耀眼了。當(dāng)時,伽利略已經(jīng)正確地認識到這些星體周長沒有變化是因為它們離地球的距離比起行星來說更遠得多的緣故。在19世紀(jì),人們雖然認識到宇宙有幾百萬年的歷史了,但是人們還是認為宇宙是由單一的銀河系組成的,盡管銀河離地球的距離是以光年來計算的。直到20世紀(jì)20年代之后,哈勃望遠鏡觀測到我們所在的銀河系并非是唯一的星系,只是數(shù)百萬個星系之一,于是人們又?jǐn)U展了對宇宙的認知范圍[3]99。顯然,人們對宇宙認識的每一次進步都是因為觀察儀器的改進,使人的視覺范圍不斷擴大造成的。除此之外,如伊德指出的,在17世紀(jì)末,牛頓用棱鏡發(fā)現(xiàn)了顏色光譜或彩虹,從這種設(shè)備出發(fā),經(jīng)過一個半世紀(jì)的發(fā)展,誕生了分光鏡。19世紀(jì)的科學(xué)家用不同的光源如太陽光、蠟光、氣體火焰等通過狹縫或光柵來做實驗,產(chǎn)生了更清晰的光譜。這樣,對各種星光做實驗,發(fā)現(xiàn)不同的星體、不同顏色的星光產(chǎn)生不同的光譜。后來,當(dāng)化學(xué)實驗證明光譜的產(chǎn)生與不同顏色有關(guān)時,光譜又被用來鑒定星體的化學(xué)成分,等等[3]100。盡管這些研究并沒有從空間上擴展人類對宇宙的認知,但是卻產(chǎn)生了更多的天文學(xué)知識,從深度上擴展了人類對宇宙的認知。
與“同構(gòu)縮放型”儀器相比,“翻譯擴展型”儀器卻在更加寬廣的范圍內(nèi)擴展了人類的認知。如上所述,盡管光學(xué)望遠鏡已經(jīng)將人類對宇宙的認知范圍擴展了無數(shù)倍,但取得這樣長足進步的天文學(xué)仍然還局限在可見光譜的范圍內(nèi),而現(xiàn)代成像技術(shù)卻極大地拓展了天文學(xué)中人類的認知能力和范圍。由于此類儀器可以將人類無法知覺的宇宙星體的發(fā)射物,從波長小于0.01納米的伽馬射線一直到波長大于1 000km的無線電波翻譯成視覺圖像,使得在此廣泛頻率范圍內(nèi)的輻射物所包含的信息都能被“翻譯”出來,以前深邃的隱而不現(xiàn)的未知世界逐漸被儀器“解蔽”、“促逼”出來,成為人類的知識對象,這無論在廣度還是深度上都極大地擴展了人類對于物質(zhì)世界的認知。由于有些遙遠的星體到達地球的輻射物根本不在可見光之內(nèi),所以,在有了現(xiàn)代成像技術(shù)之后,就能夠?qū)⒛切┬求w的發(fā)射物“翻譯”出來,這樣才能如伊德所指出的:“只有在20世紀(jì),宇宙的概念才擴展到現(xiàn)在所知道的140億年,宇宙中也包括了數(shù)百億個星系,這些星系擁有黑洞、脈沖星、褐矮星等無數(shù)星體?!盵3]102
儀器制造的知識不僅極大地擴展了人類的認知能力和范圍,而且對人類以往的猜想、天才預(yù)見或理論也給予了確證,促成了社會對科學(xué)理論的接受,并且,儀器制造具有的巨大確證作用,也逐漸改變了人們接受科學(xué)理論的評價標(biāo)準(zhǔn),從而改變著科學(xué)家們對儀器的態(tài)度。這在更深的意義上體現(xiàn)了儀器對于科學(xué)的存在論上的價值。
首先,儀器的確證作用對于科學(xué)理論的社會接受具有重要影響。比如,望遠鏡改變哥白尼學(xué)說命運的例子。假如沒有望遠鏡,肯定就制造不出“月亮上有山脈和隕石坑”、“金星有盈虧”、“木星有衛(wèi)星”等等一些知識來。沒有儀器制造的這些知識的確證作用,哥白尼的“太陽中心說”這一科學(xué)理論就無異于思辨的自然哲學(xué)理論。儀器所制造的事實性知識是使該科學(xué)理論成其為科學(xué)的主要條件。我們知道,在科學(xué)史上,“木星有衛(wèi)星”這一知識事實上在捍衛(wèi)哥白尼“日心說”反對托勒密“地心說”的過程中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。在沒有望遠鏡制造知識的時代,人類對于“地心說”和“日心說”的爭論就不會有定論。當(dāng)然,也就不會有“哥白尼革命”的發(fā)生及其之后現(xiàn)代科學(xué)—技術(shù)的開端。伊德指出過,在沒有望遠鏡制造那些知識之前,伽利略還成功地捍衛(wèi)了“地心說”。伊德在其《胡塞爾的伽利略需要望遠鏡》一文提到:“至少早在1597年之前,伽利略捍衛(wèi)了托勒密的宇宙觀,一種循環(huán)軌道的以地球為中心的系統(tǒng)?!盵7]而剛過幾年,當(dāng)伽利略把望遠鏡指向太空時,情況迅速發(fā)生逆轉(zhuǎn),伽利略又開始為“日心說”而不遺余力地辯護了。之后,“日心說”的影響才逐漸擴散開來。由此可見,儀器制造的知識對于科學(xué)理論的確證和社會接受具有重要價值。
其次,儀器對于人們評價科學(xué)理論的標(biāo)準(zhǔn)以及科學(xué)家對于儀器的心態(tài)具有重要影響。我們知道,在沒有伽利略的望遠鏡之前,哥白尼學(xué)說較之托勒密學(xué)說,并沒有能夠更好地“拯救現(xiàn)象”,而是只能算作解釋現(xiàn)象的不同數(shù)學(xué)模型而已。前面伊德指出伽利略1597年為“地心說”成功辯護就是很好的例子。英國科學(xué)史家梅森也曾指出過:哥白尼用以支持他的學(xué)說的論據(jù),主要屬于數(shù)學(xué)性質(zhì)。至于開始的時候人們之所以愿意接受哥白尼體系,那是因為它比托勒密的體系更具邏輯簡單性。它把解釋天層表觀運動的本輪—均輪數(shù)目從80個減為34個。但是,在預(yù)測行星方位等方面卻并不比托勒密體系更準(zhǔn)確——兩個體系都含有1/100的誤差[8]。也就是說,后來人們之所以逐漸相信哥白尼學(xué)說是因為它的表述簡潔,并不是因為它能得到更多事實的確證。由此可見,當(dāng)缺乏儀器的經(jīng)驗證實作用時,人們接受科學(xué)理論的評價標(biāo)準(zhǔn)就主要靠邏輯或其它信念;在有了儀器之后,人們接受科學(xué)理論的評價標(biāo)準(zhǔn)就開始轉(zhuǎn)向經(jīng)驗的確證而不是思辨或邏輯。
由于哥白尼學(xué)說最重要的經(jīng)驗證據(jù)是恒星視差,所以,在科學(xué)史上,科學(xué)家們?yōu)榱舜_證哥白尼理論,開始了曠日持久地尋找恒星視差的儀器制造接力賽。對此,陳自悟指出:“所有杰出的天文學(xué)家都曾經(jīng)嘗試去完成哥白尼—伽利略的未竟之業(yè),但都未能如愿以償,連擁有183厘米口徑反射望遠鏡的赫歇耳,也以失敗告終……最終在1835~1836年間,俄國學(xué)者斯特魯維(1793~1864)在布拉德雷成就的基礎(chǔ)上測出北天頭等明星天琴座(即織女星)的周年視差。這個視差角度小得難以想象——猶如在20公里之外來看一枚硬幣時視角的大小。這就是為什么兩個多世紀(jì)天文學(xué)家們絞盡腦汁未能發(fā)現(xiàn)恒星周年視差的原因。”[9]正是由于科學(xué)—技術(shù)上的不足,沒能制造出足夠好的望遠鏡來觀測恒星視差,才使得恒星視差的發(fā)現(xiàn)姍姍來遲,而尋求儀器制造事實來確證理論的心態(tài)卻在一直催促著科學(xué)家們前赴后繼地改進儀器。這是現(xiàn)代技術(shù)不斷進步,進而推動科學(xué)進步的重要原因。
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(責(zé)任編輯:張群喜)
On the Role of the Instrument——the study of Ihde's phenomenology
WEN Xiang
(Department of Philosophy,Xiamen University,Xiamen 361005,China)
Ihde’s in-depth study of instrumental technology is the core and key of his science phenomenology and technology phenomenology.Ihde believes that the instrument has ontological priority in scientific research.Instrument expands and opens human’s cognitive ability and range greatly.It has an important role for the scientific community to accept the science theory,and for scientists’scientific research.
instrument;ontology;expansion;justification
N02;N06
A
1674-9014(2012)04-0022-05
2012-05-07
國家哲學(xué)社會科學(xué)基金項目:“當(dāng)代西方詮釋學(xué)的現(xiàn)象學(xué)科學(xué)哲學(xué)研究”(09BZX022);教育部人文社會科學(xué)研究規(guī)劃項目:“近20年來西方科學(xué)哲學(xué)的發(fā)展及對我國科學(xué)哲學(xué)學(xué)科建設(shè)的啟示”(09YJA720018)。
文祥,男,湖南醴陵人,廈門大學(xué)哲學(xué)系博士研究生,研究方向為科技哲學(xué)。