科学仪器能保证科学知识的客观性吗?_科学论文

科学仪器能保证科学知识的客观性吗?,本文主要内容关键词为:客观性论文,科学知识论文,科学仪器论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。

中图分类号:N031 文献标识码:A 文章编号:1674-7062(2011)04-0038-06

在科学哲学的后库恩时代,新实验主义和社会建构主义关注到了被理论优位的科学哲学所忽视的科学实验和科学仪器。新实验主义者盖里森(Peter Galison)继哈金提出“实验有自己的生命”的口号之后吹响了“仪器有自己的生命”的号角。社会建构主义的微观实验案例研究将实验和仪器置于科学知识产生和传播的语境中,认为实验和仪器通过社会因素的作用使得科学知识得以产生和传播。科学仪器在社会建构主义的分析中成为论证科学知识没有表征主义客观性只有主体间性的有力武器。社会建构主义忽视了科学实践是自然、社会和仪器等物质性要素和人类因素共同参与的阻抗和适应的辩证运动。“阻抗体现在实践中有目的地捕获物质力量的失败,适应则是应对阻抗的积极的人类策略。”[2]客观性既不是表征主义的“无源之见”,也不是由权利和修辞社会建构而成的主体间性,表征主义和主体间性都未能把握“客观性是一种实践成就”。在科学实践中,由科学仪器取得客观性的过程是不断适应阻抗的去情景化过程,通过仪器可以创造出客观性,仪器是取得科学知识客观性的有力保障。

一 客观性的历程:由表征主义到主体间性

达斯顿(Lorraine Daston)指出客观性有其历史和多种不同的含义。[3]自逻辑实证主义以来,科学哲学对客观性的理解也存在着从表征主义向主体间性转变的过程。表征主义下的客观性企图消除一切主观性因素以达到纯粹的客观性,这种客观性追求对自然世界的镜像反映;主体间性意义上的客观性允许科学共同体间形成共识,“科学知识的社会稳定性是其客观性的一种合理指示器。”[4]8

逻辑经验主义认为“所有经验的知识都最终建立在观察的基础上”[5],经验观察作为理论建构的逻辑基础是中立的和无错的,而坚持观察与理论的截然二分使得观察是独立于理论的。“理论基于观察”的思想使得逻辑实证主义追求表征主义的客观性,试图消除认知主体的作用达到一种“神目观”和“无源之见”。仪器作为人类感官的延伸,延伸了感官经验的范围。通过赋予经验以基础地位和无错性,仿佛在表征主义下就能以经验为基础确立知识的客观性。逻辑经验主义认为“科学实验是建立在具有客观基础的科学仪器之上的主体行为,通过仪器观察获得的经验材料应当是可信赖的,是无可争辩的。”[6]418

逻辑经验主义的立场有着不断弱化的过程,卡尔纳普放弃“现象语言”而诉诸“物理语言”时就体现了表征主义下的客观性向主体间性的转变。“物理主义语言的最重要优点之一,就在于这种语言具有主体间的交流性,也就是说,它原则上能够使得所有使用这种语言的人都观察到为这种语言所描述的事件。”[7]

真正动摇“理论基于观察”观点的是波普的“理论先于观察”和历史主义的“观察渗透理论”的观点。一旦消除了经验观察的基础地位,仪器辅助下的观察也受到理论的渗透。一旦观察与实验必须依赖背景理论才得以进行,那么依靠仪器的进行的观察和实验必定受到主观性的影响。

历史主义者库恩和费耶阿本德都考察过伽利略使用望远镜论证哥白尼学说的案例。库恩指出“尽管望远镜给出了不少论证,但什么也没有证明。”[8]220库恩继承了柯瓦雷的思想认为“望远镜并没有证明哥白尼的概念体系更合理。但是,它确实为战斗提供了非常有效的武器。它不是证据,但它是宣传。”[8]217-218柯瓦雷和库恩将伽利略的大部分工作比做宣传,费耶阿本德进一步主张其无疑就是宣传。“伽利略所以占上风,是由于这样三个原因:他的风格和机智的说服技巧;他用意大利文而不是拉丁文写作;以及他向之求助的人在气质上都反对旧思想和与之相关联的学术准则。”[9]费耶阿本德继承了柯瓦雷、库恩分析伽利略使用望远镜案例时的思想,突出了宣传和说服技巧的重要性,这一主张被其后的社会建构主义所延续。费耶阿本德认为他对伽利略使用望远镜案例的分析符合社会建构主义实验室微观研究的要求,只是伽利略的实验室相较它们关注的实验室较小而已[10]。

望远镜案例其实表明对于科学仪器可以取得客观性知识的质疑早在伽利略时代就已经出现。在伽利略使用望远镜取得哥白尼理论胜利的案例中,一旦哥白尼理论取得了胜利,望远镜就被黑箱化而得以保证取得客观性的知识。库恩和费耶阿本德回溯式的打开已被黑箱化的望远镜,他们得出的共同结论是:望远镜这一仪器并不能保证科学知识的客观性,科学是一项政治和宣传工作,声望、年龄、权利和雄辩在望远镜协助哥白尼理论取得胜利的过程中起到了决定性的作用。

库恩和费耶阿本德提出“观察渗透理论”命题,在科学哲学研究中赋予社会、政治、经济等外部因素以合法的地位。社会建构主义进一步夸大他们的观点,将社会利益因素充分的扩大化以致建构一切,进而对科学仪器在科学实践中是否使得知识具有客观性这一问题给出了否定的回答。“实验不能摆脱观察与理论的‘恶性循环’,实验过程无法还原为可证的逻辑计算,对实验过程的重复也只不过是实验者同仪器‘协商’的结果”[6]419,科学仪器达成科学知识客观性的理想受到了质疑。

表征主义下的科学知识客观性试图将主体在科学认识活动中作用降到最低,科学知识客观性的获得可以通过复制实验作为保障。实证主义认为实验的可复制性是科学知识客观性的体现,实验的可复制性是没有疑问的。但是随着社会建构主义对实验研究的深入,实验的可复制性遭到了质疑。有代表性的观点是柯林斯提出的“实验者回归”思想。对实验可复制性的挑战,使得科学家之间的谈判和协商决定着什么样的实验以及结果是好的,科学知识的客观性被等同于主体间性。

表征主义科学观对仪器的理解相当简单化,仪器在很大程度上被当做感官的延伸;外加上过分关注科学知识结果,忽视了仪器在产生科学知识实践中的作用,仪器被黑箱化进而没有值得研究的意义。库恩和费耶阿本德回溯式的打开仪器制造知识的黑箱,指出仪器取得的胜利是政治和宣传工作的胜利,仪器不能保证知识的客观性。社会建构主义进一步发扬了库恩和费耶阿本德的思想中,通过探讨实验中仪器制造知识的过程否定了实验的可复制性,赋予社会因素以首要地位显示出由仪器达成的知识只能具有主体间性意义上的客观性。

二 科学仪器为何有助于达成主体间性:物质性和透明性以及黑箱化和标准化

“每一种科学仪器,无论多么简单,都会遇到伽利略的望远镜最初所遇到的那种批评——伽利略所说的通过望远镜所看到的奇特天体,在天宇中实际上并不存在,只不过是这个仪器本身产生出来的。”[1]社会建构主义进一步加强了对于仪器可以促成主体间性意义上的客观性的考察,“对工具本身的操作可能会有助于共识的产生。”[12]37

科学仪器在费用和操作上要求科学共同体之间的密切协作。科学研究中仪器的巨大费用使得科学研究远非个人可以承担,科学仪器的费用需要共同体、国家甚至国际合作来承担。以早期的空气泵为例,空气泵是“那个时代的粒子回旋加速器”[13],只是到了后期空气泵才成为个人也可以承受的商品。随着大科学的发展,仪器的规模也越来越大,仪器操作已经远非单人之力就能完成(如早期的望远镜)而必须通过一个团队才能完成(如粒子加速器)。

仪器的透明性和物质性有助于达成共识;一旦仪器黑箱化和标准化之后也促进达成共识。仪器作为感知和躯体上的延伸具有透明性(transparency)。“仪器有助于实验变得使人非注意不可(compelling),因为与终止后的仪器过程相关联的自明性将复杂的实验与认可的事实相连。这种终止使得仪器被看做源于自然的信息的无可争议的传递物,即使得仪器‘透明’。”[14]70仪器变得不再引起争议以致现在很难再次体验仪器偶然的和引起争议的使用意义,为了理解仪器透明性的获得过程就必须打开黑箱恢复仪器的使用过程。根据里兹蒂(G.Rizzetti)这位意大利人1741年的手稿,牛顿的棱镜从来就没有成为实验哲学“透明性的”装置。“在实验支持牛顿定律的地方,棱镜发挥了很好的作用,然而在实验不支持牛顿定律的地方,棱镜发挥的作用很糟糕。”[14]100

科学仪器都具有的物质性容易使我们认为实验结果是仪器制造出的而不是实验者制造出的判断。仪器是由主体设计并制造出来的,因而仪器必然体现主体的情感和意志等方面的主体性,但是仪器一旦进入使用过程就不受情感和偏见等主观因素的影响。“既然工具不带任何个人习性,它的输出也就不会带有主观性,因此也很容易得到公认。换句话说,科学家对工具观测感兴趣,部分由于它对于产生经验的科学‘事实’是一个有效的策略。”[4]108观察与实验的成败可以被归咎于仪器,进而排除了观察与实验中的主体因素。一旦仪器被认为可以消除主观性,那么它就成为形成知识客观性的一种手段。20世纪70年代以来,计算机技术与检测技术的结合促成了智能仪器的出现,近来科学仪器的智能化程度进一步提高,科学仪器队伍中孕育出了“软件就是仪器”的“虚拟仪器”和“网络就是仪器”的“网络化仪器”。仪器的发展有着重视软件轻视硬件的趋势,看似仪器的物质性地位逐步弱化,但是智能仪器、虚拟仪器和网络化仪器都必须包含硬件这一组成,科学仪器具有的物质性是其可以承载科学知识的前提。这说明了科学仪器必须具有物质性才能承载知识,科学仪器事业再怎么飞速发展也离不开物质性的载体。

科学仪器有着黑箱化和标准化的趋势。与费耶阿本德等回溯过去科学中黑箱化的仪器(伽利略望远镜)的历史不同,平齐等社会建构主义者则展望行动中的科学当中有疑问的仪器是如何变得标准化和黑箱化的。科学仪器的标准化可以将地方性的知识通过仪器这一载体得以扩展,仪器由此不但可以由大多人(包括外行)使用,而且可以在实现仪器标准化的地方以外使用。仪器的标准化使得使用者不必掌握仪器的设计和工作原理以及特定的技能就可以操作仪器,由此可以避免在仪器操作中出现错误,但也遏制了仪器操作中创新性的出现。标准化的仪器使得地方性知识的转移遇到较少的阻碍,无论哪个实验主体都可以通过使用标准化的仪器得到一致的结果,此时实验结果有了可重复性。对仪器历史的遗忘造成了仪器和社会语境的显著分离,黑箱化的仪器对于理解仪器如何影响科学发展具有决定性作用。一旦仪器被黑箱化、证据语境被限定在仪器中,仪器就依据证据语境被黑箱化了。仪器黑箱化是科学家的目标,一旦仪器黑箱化,证据语境和仪器间存在问题的社会联结不但被限定,而且被黑箱化的仪器还能被用做建立新的证据语境或者制造出证据语境和一系列设备网络中的进一步的联结。仪器可以作为科学一致性的重要传递物,黑箱化的仪器是社会关系的携带物。[15]拉图尔指出仪器的黑箱化使得仪器被科学共同体作为产生有效性的结果而接受,进而不对使用仪器所需的那些假设提出任何疑问。“科学家们对于这种黑箱和复杂的记录设备的依赖表明,并非经验证据成为新的事实的基础,而是黑箱的社会建构背后的那些假设才是其基础。”[16]仪器一旦黑箱化和标准化以后,科学共同体对仪器产生争议就需要付出巨大的代价。“事实一旦被建构起来,就再也没有什么仪器值得重视了,这就是为什么调整仪器所必需的艰辛工作常常从大众科学之中消失的原因。”[17]黑箱化和标准化的仪器也成了促进科学共同体达成一致并达成共识的一种有力手段。

工具(仪器)的透明性——由科学家制造,并在19世纪下半叶变得越来越重要:“让自然界为自己说话”,并带来了实验方法的黑箱化及其标准化。当然,这一共识反过来也依赖于协作和妥协。如果取得了共识,那么它就会被嵌入得到校准的工具中,并为新的共识提供牢靠的基础。这提醒人们在消极工具和积极工具之间作出区分:前者不会被重新思考;而后者则不断演化,并会引发争议。消极工具构成了人们运用论证和反论证的共同基础。它们提供共同的尺度。巴什拉的“现象技术”概念在他那个时代,对强调由工具带来的共识的重要性作出了巨大的贡献。因为工具使理论具体化了——人们运用这些理论来支持此种工具,所以分歧变得困难起来;对某个语句的反驳暗含着对工具及其刻度的反驳。理论被硬件化了。[12]37-38

总之,仪器的物质性、透明性、黑箱化和标准化都有助于知识达成主体间性意义上的客观性。科学仪器的物质性和透明性使得我们信赖科学仪器,科学仪器的黑箱化和标准化以及操作的简单化使得我们不必理解仪器的工作原理就可以让仪器为我们服务和工作。但是在科学实践中仪器会出错,我们也需要改进和发明仪器,我们需要研究仪器这一有着自己生命的客体。在科学实践中,科学仪器可以辅助科学共同体取得科学知识。科学事业的显著特征正是对科学知识客观性的追求,以下研究在科学实践中科学仪器如何冲破表征主义和社会建构主义的解释迷雾,以保证科学知识的客观性。

三 在科学实践中仪器如何保证知识的客观性

用实验可复制性来保证知识的客观性遭到了质疑,那么如何思考科学仪器保证知识的客观性这一问题呢?以下由科学仪器为着眼点思考客观性的定位。

观察渗透理论的命题指出了经验观察受到背景理论的影响,但是这并不表明观察不可以客观化以至于(利用科学仪器)我们想看到什么就能看到什么,想制造出什么现象就能制造出什么现象。科学的经验基础包含复杂的技术人造物(摄影底片、仪表读数和记录仪器的数字输出等),这些正如我们面前的桌子和电脑一样是日常生活-世界中的客观组成。[18]同时客观性远非是镜像表征,我们不能作为旁观者来被动地认识自然,而需要主动地干预和操纵自然。培根早就指出我们需要抖开自然的皱褶、扭动狮子的尾巴。马克思也指出为我们不但要认识自然还要改造自然。

依照哈瑞(Rom Harre)的观点,仪器可以分为延伸感官和检出现象的仪器,前者的代表是显微镜,后者的代表是验电器。“在对仪器的哲学研究中,我们研究这两类知识之间的区别:从使用像显微镜那样改善和延长我们感官的仪器获得的那些知识,以及从使用那些检出我们缺乏必要的感官而不能观察到的现象的仪器获得的那些知识。”[19]按照上述划分仪器的标准,可以认为科学仪器根据直接可观察性以及因果效应两种标准来鉴别实在。科学仪器对实在的鉴别图[20]如下:

通过因果效应鉴别的实在是潜在的,而通过可观察性标准鉴别的实在是显在的。潜在的根本特性不是现存实体性而是潜在实在性,通过仪器展现潜在实在性的存在形式进而可以断言潜在实在性的存在状态。潜在的存在是通过显在——仪器呈象的相关特征来说明的。仪器呈象的存在是相对独立的、客观的和真实的。[21]23-24仪器呈象的存在的相对独立性体现为:在相同的物质条件下,仪器产生的现象可以由不同的实验者进行重复;实验者运用仪器呈现的现象可以由其他仪器得以呈现;在实验者不再操作仪器时,仪器呈象仍然保持稳定。仪器呈象的存在的客观性体现在:仪器不属于主体,保证了认识具有客观性的支点;由宏观领域进入微观领域,仪器呈象的客观性不是没有主体性的纯粹客观性而是包含了仪器作用的客观性。仪器呈象的存在的真实性体现在:可以通过一些认识论策励来保证仪器呈象不是仪器制造出的假象而是真实现象,如通过干预仪器作用的试样、使用根据不同原理设计的仪器进行对照实验以及校准仪器等;还可以通过一些美学策励,因为仪器制造出高度规则且具有最优结构形态的假象的几率是很小的。

仪器的操作结构可以对理论的真理性和理论术语的指称展开辩护,[21]24-26社会建构主义者夸大了辩护的困难。仪器操作结构与真实世界结构、理论语义分析结构是直接关联的,理论语义分析结构与真实世界结构是间接关联的,关联的实现具体体现在仪器操作结构上。仪器是主体设计、制造的,但设计、制造的最终参照物不是主体,而是自然,这一点决定了仪器的有效性、客观性,决定了仪器操作结构与真实世界结构的“同晶性”。然而,这样的参照不是盲目的,而是与理论密切相关的。语义分析结构和仪器操作结构的有机结合,将理论上的逻辑可证实性和经验的可检验性转变为仪器设计、制造、操作上的逻辑可证实,将理论与仪器呈象的外在对应转化为二者之间在仪器、潜在、理论的内在结构的选择对应上,从而在理论语义结构、仪器操作结构、真实世界结构之间形成某种“同晶性”。[22]

追求没有认识主体的客观知识或者无源之见是表征主义下的客观性美梦,客观性不会自动呈现出来。仪器的作用表现在通过它的中介干预可以在实践中将客观性创造出来。利用仪器得出科学知识的实践过程经历各种各样的限制。“如果我们将科学看做一种实践或行动的形式,以限制我们行动的形式出现的另一种自然的概念看上去更合适。我们不能随意转变或干预我们的环境。”[23]

表征主义的科学观过分强调仪器的工具化作用,社会建构主义借助社会因素过分夸大了由仪器所取得知识的情境性。就连被哈金等人追溯为科学知识的建构论先驱的弗莱克(Ludwik Fleck)也没有否定科学的客观性:客观的真实性、明晰性和精确性(objective truth,clarity,and accuracy)[24]。“当全面地、具体地、深入地分析科学仪器在科学认识活动中的地位和作用时,就会发现,将科学仪器看做科学认识的工具和桥梁是片面的、静态的、有局限性的,科学仪器及其使用是具体的、可错的、不充分的、开放的、与客体有着复杂关联的。”[25]表征主义和主体间性层面上的知识客观性都未能反映出通过科学仪器取得知识客观性的过程是不断去情景化的过程,在实践中科学仪器是取得科学知识客观性的保障。

“每一个科学仪器及其使用都不是一个纯粹的客观过程,而是一个有着主体与客体交织在一起的复杂过程。”[6]424有时候主体的作用相对较大,这表现在仪器的设计、选择和操作以及对于仪器及其结果的解释都涉及主体;有时候主体的作用相对较小,随着仪器标准化和黑箱化的趋势,许多仪器达到了单靠按钮或者读数就能操作和解释的程度,这种“傻瓜化式”的仪器将主体的作用逐步降低。

不能因为仪器制造出来不是一种表征主义下的客观性就否定仪器的可靠性,我们可以通过消除妨碍仪器可靠性的因素来达到客观性。“任何仪器都有其自身特有的缺陷,这种缺陷能使仪器的符号输出产生随机的或系统性的误差;但是这样的缺陷可以通过对仪器进行精心的再设计而减小到微不足道的程度。”[11]32在科学实践中,仪器可能出错或不能运行,它需要在一定的条件下才能正常工作,我们可以通过一些认识论策励来保证仪器可以制造出客观性。例如,通过干预仪器作用的客体来预测结果使得我们相信仪器;通过选取不同种类的仪器来进行实验;通过仪器的校准(如让仪器重现某种公认的效应);通过试样的选取和对照实验来消除系统误差,通过多次重复实验来消除偶然误差等。

结束语

逻辑实证主义以来,科学哲学对客观性的定位由表征主义转向主体间性。社会建构主义者通过对实验可复制性的质疑明确指出仪器制造出来的知识是社会磋商的结果,具有主体间性。科学仪器具有物质性和透明性,并具有黑箱化和标准化的趋势,这些特性有助于科学仪器达成主体间性意义上的客观性。表征主义的科学观过分强调仪器的工具化作用,社会建构主义借助社会因素过分夸大了由仪器所取得知识的情境性。客观性象征着科学家在实践中对确定性和稳定性的持续追求。客观性并非意味着超越时间和空间的绝对性,它是在科学实践中生成的,具有历史情境性。通过对科学家的规训可以促成共同体达成主体间性,而仪器的使用和操作也是学科规训的重要组成部分。认识到仪器促成主体间性意义上的客观性得以产生还不充分,客观性的产生还受到自然和研究对象本身的限制。在科学实践中,无论是表征主义还是主体间性层面上的客观性都未能反映出由科学仪器取得知识客观性的过程是不断去情景化的过程。“近代科学的主要特征之一在于使用科学仪器。”[26]不能因为仪器制造不出表征主义意义上的客观性就否认仪器的可靠性,而且仪器的可靠性与知识的主体间性也不矛盾;在科学实践中通过仪器可以创造出客观性,仪器是取得科学知识客观性的有力保障。

标签:;  ;  ;  ;  ;  

科学仪器能保证科学知识的客观性吗?_科学论文
下载Doc文档

猜你喜欢