教育技術(shù)裝備發(fā)展傳統(tǒng)與基石（續(xù)一）

新喬 趙曉寧 任熙俊

3 理論、實驗和儀器的關(guān)系

科學(xué)發(fā)展與儀器設(shè)施的關(guān)系，是近代科學(xué)與教育產(chǎn)生以來一直引起人們關(guān)注的一個重要問題，圍繞這一問題的討論，從17世紀(jì)起就一直持續(xù)進行著。這種討論事實上是與科學(xué)研究、科學(xué)教育問題的討論交叉進行的，具體表現(xiàn)為實驗與實驗科學(xué)，儀器設(shè)施與應(yīng)用、技術(shù)、方法的關(guān)系問題。

對理論與實驗關(guān)系的不同觀點? 圍繞實驗問題的認識存在兩種觀點，一種是實驗依附于理論，即觀察和實驗的主要目的就是要證實或檢驗理論，與此相對的觀點主張實驗有其自身獨立的生命，“實驗的目的并不局限于檢驗理論。實驗本身也許就是目的，或者更可能的是，它服務(wù)于其他目的而不是服務(wù)于理論科學(xué)”[8]27-28。

而理論主導(dǎo)的觀點力圖為測量（所謂測量，就是用某些方法為區(qū)別不同的事物確定相應(yīng)的數(shù)字，以便在這些事物的某些共性的基礎(chǔ)上對它們進行比較。測量過程必然牽涉到某種單位，以這種單位進行計數(shù)來給出測量的結(jié)果。人類經(jīng)過幾千年的努力，直到18世紀(jì)初期還只認識到三種抽象的性質(zhì)，這就是時間、長度和質(zhì)量。對于別的性質(zhì)，例如熱，那時尚未發(fā)展出測量的方法，但是這并不意味著這種性質(zhì)比較次要。實際情況正好相反，比如對于新科學(xué)來說，熱是一個關(guān)鍵的因素，由于缺乏測量熱的手段，招致許多謬誤。在18世紀(jì)初，丹尼爾·華倫海特發(fā)明了溫度計并標(biāo)定了它的刻度，這是科學(xué)史上的一次突破。這種過程一旦開始，便相繼提出許多新的測量單位）方法提供理論上的辯護。如在生理學(xué)實驗室中，人們相信能夠正確記錄神經(jīng)沖動的情況，是因為相信這些電子儀器設(shè)備的設(shè)計所依賴的物理學(xué)原理。然而，這只能將問題淡出視野，就像迪昂所明確承認的那樣。任何一個有責(zé)任感的研究者都必須要問，那些為測量方法辯護的理論原則本身又是如何被證明是正確的？是通過另外的測量嗎？又是什么表明了這些測量是有效的？[8]28

這些憂慮促使人們?nèi)で罅硪粋€能獲得觀察的有效性的策略，即與理論無關(guān)的策略。很多實證主義哲學(xué)家退回到“感覺—數(shù)據(jù)”，但是甚至連感覺—數(shù)據(jù)也要被視為不足以為信的。很多方法論學(xué)者試圖將有效性建立在獨立證實的基礎(chǔ)上：運用不同的方法，要得出同一個結(jié)果是不太可能的巧合，除非這個結(jié)果是對實在的準(zhǔn)確反映。盡管這種論證方式在直覺下令人信服，而且在實驗的實踐中也被廣泛地反映出來，但是它始終無法超越實用主義。[8]28

在物理學(xué)史中曾出現(xiàn)過試圖消除理論依賴的兩種方法——數(shù)據(jù)、測量，其一是由維克托·勒尼奧（1810—1878）提出的，另一個是由珀西·布里奇曼（1882—1961）

提出的。盡管維克托·勒尼奧的確沒有做出重大的理論貢獻，但是在19世紀(jì)40年代即其事業(yè)的高峰時期，人們還是很容易將其視作全歐洲最出色的實驗物理學(xué)家的。他的聲望和權(quán)威建立于他在很多物理學(xué)領(lǐng)域（尤其是熱現(xiàn)象研究領(lǐng)域）實現(xiàn)的極端精確性上。在他的諸多成果中發(fā)現(xiàn)很少有明顯的哲學(xué)化的痕跡，但是他的方法中一些重要方面卻在其具體實踐中有跡可循。[8]28-29

對于勒尼奧來說，對真理的探索變成“用精確的數(shù)據(jù)取代理論家們的公理”。如在他之前的其他人已經(jīng)在假設(shè)人們認識到了一些物質(zhì)的熱膨脹模式（通常被假設(shè)為均衡的）的基礎(chǔ)上制出了溫度計。這些都要求助于各種理論的辯護，諸如基本的量熱法或各種熱量理論的觀點，而勒尼奧否棄了這樣的實踐，認為要證實關(guān)于物質(zhì)的熱現(xiàn)象的理論是不可能的，除非人們已有一個足以為信的溫度計。[8]29

然而，勒尼奧是如何設(shè)計一個溫度計而不用設(shè)定任何關(guān)于物質(zhì)熱現(xiàn)象的先在知識的呢？他使用了“可比性”的評判標(biāo)準(zhǔn)，也就是說某一類型的儀器應(yīng)具有相同的讀數(shù)值。勒尼奧把可比性視為正確性的一個必要條件，但不是充分條件。這一認識使勒尼奧最終對能否保證測量方法的正確性持悲觀的態(tài)度，這與那些獨立證實的提倡者恰恰相反。盡管表明勒尼奧對任何基于理論的東西之穩(wěn)定性都持不太信任的態(tài)度，但他仍身體力行地做了大量工作，去向人們展示那些被認為是支配氣體變化方式的簡單而普遍的規(guī)律僅僅是近似的。可比性雖不能保證正確性，但是它確實對實驗結(jié)果提供了穩(wěn)定性。[8]29

珀西·布里奇曼作為哲學(xué)家、物理學(xué)家，與勒尼奧一樣表現(xiàn)出想要從測量的基礎(chǔ)上消除理論的傾向，而且在關(guān)鍵問題上比勒尼奧更為激進。人們所稱的布里奇曼的“操作主義”完全取消了有效性的難題，用測量操作來定義概念：“一般而言，我們使用的任何概念都不過是指一組操作;概念同義于相應(yīng)的一組操作。”如此一來，至少在原則上，任何宣稱測量方法是正確的斷言就都變成只在同義反復(fù)式的意義上為真。[8]29

儀器設(shè)施促進的實驗發(fā)展? 17世紀(jì)，人們制造了大量用于研究的基礎(chǔ)工具，其中儀器的發(fā)明是科學(xué)力量壯大的一個標(biāo)志。新科學(xué)最后終于獲勝，主要是因為它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。17世紀(jì)初，望遠鏡的發(fā)明使得天文學(xué)對天空的研究進行了一次革命。10年內(nèi)，后來對生物學(xué)作出同樣巨大貢獻的顯微鏡也接著出現(xiàn)了。第一只精確鐘表使人們能夠以昔日不曾夢想過的精度測量時間;溫度計的發(fā)明使得溫度也可測量。[9]9

如迪布瓦·雷蒙的主要著作《關(guān)于動物電的研究》，針對的是認為存在一種控制生命的自發(fā)活力的思想。作為這一新有機物理學(xué)的例證，迪布瓦·雷蒙提供了他對動物電的研究結(jié)果。在神經(jīng)的電行為領(lǐng)域，可以看到極不尋常的、易對物理科學(xué)實驗方法做出反應(yīng)的現(xiàn)象。早期還原論者及他們的追隨者都是熟練而勤奮的實驗者，他們的儀器設(shè)施，尤其是路德維希的記波器、迪布瓦·雷蒙的電流計以及用來對組織進行電刺激的各種裝置，標(biāo)志著他們所在實驗室的重要地位。[10]166

強有力的技術(shù)為生殖和生長的重要過程的無限制實驗控制和評估打開了大門。羅伯特·科赫（1843—1910）卓越的實驗活動及其告誡，加上創(chuàng)立科學(xué)的細菌學(xué)和疾病的病菌學(xué)說的主要人物路易·巴斯德的研究成果，到1880年時差不多已經(jīng)證實，“醫(yī)學(xué)和預(yù)防性的健康檢查將需要一個只有在實驗室才能獲得的新基礎(chǔ)依據(jù)”，“從19世紀(jì)70年代開始，實驗室成為心理學(xué)家的培養(yǎng)基地。新興的生理心理學(xué)家試圖通過使用精確的儀器以及合理運用刺激，來創(chuàng)立一門嚴(yán)格的心理科學(xué)，以取代反省并描述精神狀態(tài)的傳統(tǒng)方法”。[10]181

理論、實驗和儀器設(shè)施的相互影響

1）萊頓瓶的啟示：實驗生理學(xué)的例子。18世紀(jì)40年代，實驗生理學(xué)興起，與實驗物理學(xué)和化學(xué)中的稀薄的流體理論的出現(xiàn)相一致。正如化學(xué)從基于原子之間的吸引和排斥轉(zhuǎn)向研究酸、堿和金屬的化學(xué)特性一樣，生理學(xué)從把身體的器官描述為杠桿、滑輪、泵、篩網(wǎng)轉(zhuǎn)向研究諸如生長、營養(yǎng)、再生等使生命不同于機器的特征。[11]

當(dāng)然，新的實驗物理學(xué)和化學(xué)對生理學(xué)及醫(yī)學(xué)有著直接的影響。電學(xué)允諾擁有關(guān)于生理學(xué)的答案，電鰻和敏感的植物是研究的候選生物，因為它們都表現(xiàn)出用電保護自己的特性。英國、法國和德國的電學(xué)家從他們的實驗得出結(jié)論，通過電的種子發(fā)芽更快一些，通過電的植物出芽要早一些，通過電的動物比沒有通過電的動物要輕一些。電鰩、圭亞那電鰻魚和非洲的電鯰魚都被研究過，以便發(fā)現(xiàn)它們電的來源。解釋這些動物在導(dǎo)電介質(zhì)中怎樣產(chǎn)生電擊是非常困難的。但是，亨利·卡文迪許證明，給定足夠大的電容，電擊可以在水下釋放，他甚至用毛皮附在一個大號萊頓瓶上制造了一個模型魚雷魚來證明自己的觀點。[12]124

電產(chǎn)生了肌肉運動，這表明，身體中的電很可能以流體的形式帶著感覺刺激和運動指令在神經(jīng)中運動。但是，早期機械論的失敗警示人們要小心謹(jǐn)慎，因此，在18世紀(jì)中葉，主要的生理學(xué)家馮·哈勒論證說，把電物質(zhì)等同于動物神經(jīng)未免是過早的事情。哈勒的謹(jǐn)慎是明智的，因為18世紀(jì)的實驗技術(shù)完全不可能揭示神經(jīng)沖動的電化學(xué)本質(zhì)。然而，內(nèi)科醫(yī)生很快明顯成功地利用了電的治療方法。因此，當(dāng)路易吉·伽伐尼（1737—1798，意大利生物學(xué)家和醫(yī)生，宣稱動物組織能產(chǎn)生電，雖然后來證明這個理論是錯誤的，但是他的實驗促進了電學(xué)的研究）認為蛙腿中包含著有機的萊頓瓶，當(dāng)它放電導(dǎo)致蛙腿不時踢動時，并未使人們感到驚異。生理學(xué)中電現(xiàn)象的復(fù)雜性，使18世紀(jì)的實驗者可望而不可即，但他們試圖把物理實驗結(jié)果應(yīng)用到生命世界中去的想法卻是重要的。[12]124-125

1747年，諾萊（英國物理學(xué)家）把絲的陰影投射到一個屏幕上，這個屏幕有量角器刻度，使他精確測量電荷而不干擾實驗。1788年，伏特提出，萊頓瓶上的電荷很可能與“張力”（電強度）和萊頓瓶的“容量”二者成比例。伏特此前已經(jīng)把電的定量研究中最有價值的一些概念區(qū)別開來，遺憾的是，由于驗電器的非線性，他沒能確證這種關(guān)系。[12]73

玻璃的電學(xué)性質(zhì)給所有早期的實驗家制造了極大的混亂。他們的理論假定，電流體不僅存在于帶電物體上，而且存在于它周圍的氣氛中。富蘭克林用煙，諾萊用細粉，去檢測這種氣氛的存在并展現(xiàn)其范圍。電吸引和電排斥被假定是由這種氣氛的直接作用引起的。玻璃不導(dǎo)電（除非加熱時），但傳播電的影響。豪克斯比和格雷能夠輕易地透過幾層玻璃吸引輕物體，電以弗通過玻璃還是沒有通過玻璃呢？金屬甚至濕布能導(dǎo)電，卻屏蔽吸引效果。豪克斯比沮喪地發(fā)現(xiàn)，能穿透玻璃瓶壁的電吸引卻能被薄平紋細布阻塞。電學(xué)理論家們就像他們長期未能區(qū)分電流體及其與電的吸引和排斥影響一樣，也長期不能解釋這種特殊的異常。氣氛，無論是靜止的還是運動的，都不會是電，也不會是電的吸引影響。[12]71

伏特于1775年向約瑟夫·普里斯特利（1733—1804）描述了他的起電盤。它由一個嵌進金屬盤中的絕緣的用樹脂和蠟做成的餅狀物組成;帶著一個被絕緣的把手的金屬板放在餅的頂上。實驗者首先通過摩擦餅或者從萊頓瓶給餅充電，使其帶電;然后把金屬板放到餅上并且接觸板的頂部，以放掉由于荷電餅的存在而感應(yīng)的電荷;然后握著被絕緣的柄，移開金屬板。人們發(fā)現(xiàn)金屬板荷了電。把金屬板放到餅上，可將這種電荷轉(zhuǎn)移到萊頓瓶。這個過程想重復(fù)多少次就能重復(fù)多少次，而不會減少餅上的電荷。伏特從這個實驗引出結(jié)論說，“沒有什么真實的東西”能從餅轉(zhuǎn)移到板上，否則餅上的電立刻就會被耗盡;電停留在餅上，只有一種力到達板上;沒有電氛或者以弗是耗不盡

的。因此，電氛不能解釋起電盤。[12]72

18世紀(jì)末，與豪克斯比的氣壓光同樣復(fù)雜的發(fā)現(xiàn)，把對電的研究轉(zhuǎn)到一個新方向上。1791年，波倫亞大學(xué)解剖學(xué)教授路易吉·伽伐尼在其實驗室里解剖一只蛙。他注意到，當(dāng)其解剖刀刃碰到蛙腿中的股神經(jīng)時，蛙腿就踢起來，還是與房間里一臺正在發(fā)電火花的靜電機一致地踢;而且只有他碰了解剖刀刃時這種踢動才會發(fā)生，他握住解剖刀的骨把柄時這種踢動就不發(fā)生。[12]74

如同氣壓光一樣，這種踢動的原因超出任何既存理論的范圍。伽伐尼認為他發(fā)現(xiàn)了一種新的動物電，并且把蛙腿掛在野外一個鐵架上的黃銅鉤上，目的是把“氣氛”電吸到蛙腿上，以此開始檢驗其理論。他壓鐵架上的鉤子時，蛙腿就跳動，但這不是因為電氛。正如伽伐尼立刻發(fā)現(xiàn)的，黃銅鉤與鐵架之間的接觸產(chǎn)生了電，而一個單獨的金屬不能使踢動產(chǎn)生。[12]74

伽伐尼必定極其敏銳地認識到這些反常，但是他沒有任何適當(dāng)?shù)睦碚搧斫忉屗鼈儭Ｗ鳛橐幻麅?nèi)科醫(yī)生，他追求的是對蛙腿反常的生理學(xué)解釋。而伏特對蛙腿反常知道得不多，對電卻知道得多。他立刻發(fā)現(xiàn)，蛙僅僅起著電的檢測器的作用，比當(dāng)時的任何驗電器都敏感得多。伏特立刻得出結(jié)論說，這電是由兩種不同金屬構(gòu)成的回路產(chǎn)生的，而且這兩種金屬中至少有一種是潮濕的導(dǎo)體。弱電來自單個金屬結(jié)，但他希望通過連續(xù)地連接幾個結(jié)來成倍地增強效果。直到他最終想出把銀片和鋅片（產(chǎn)生最多電的金屬對）堆起來的主意，似乎才有組合起作用。他用濕卡紙把每一對金屬片分開，由此產(chǎn)生系列：銀、鋅、卡紙;銀、鋅、卡紙;等等，以鋅為末端。正如萊頓瓶的情況一樣，連接這個電堆的頂部和底部就產(chǎn)生電，不過不是萊頓瓶放出的單個電火花，伏特堆產(chǎn)生的是永恒電流。這個電堆在1800年宣布時引起轟動。在一年之內(nèi)，安東尼·卡萊爾（1768—1840）和威廉·尼科爾森（1753—1815）在皇家學(xué)會就用過這種電流把水分解為氧和氫。流電引導(dǎo)了整個電化學(xué)領(lǐng)域，結(jié)果電磁學(xué)也就隨之而來了。[12]74-75

本杰明·富蘭克林沒有察覺到負電荷排斥的事實，他的理論不容易解釋這個現(xiàn)象，因為它要求失去電流體的普通物質(zhì)排斥其他普通物質(zhì)，而萬有引力理論則認為物質(zhì)是吸引的。弗朗茲·烏爾里克·西奧多修斯·艾派納斯（1724—1802）在1756年僅僅假定正負電吸引和排斥性質(zhì)的對稱性，就消除了這個反常。不過，他這樣做只是拋棄了一切電氛和以弗，電氛和以弗是他之前的電理論中的一部分。到1756年，實驗證據(jù)已經(jīng)使人們懷疑電氛，電的研究不得不變得更具操作性，理論的描述較多而解釋則較少了。[12]69-70

1759年，艾派勒斯在《對一種電磁理論的考察》（1759）中對電容器進行了第一次成功的分析，但受到懷疑對待，很少有人閱讀。對電進行測量的努力遭到挫折，與其說是缺乏儀器所致，不如說是在測量方面的混亂所致。這說明區(qū)分電荷、力、張力和電容的概念，需要一個包容這些概念的理論。[12]73

2）三棱鏡：光與顏色。對顏色的研究也是光學(xué)史上的一件大事。笛卡爾把各種顏色現(xiàn)象并入光學(xué)領(lǐng)域，在這之前，光和顏色曾被認為是兩種不同的事物。笛卡爾的哲學(xué)否定了諸如顏色這樣的性質(zhì)是物體真實性質(zhì)的可能性。他堅持認為光是一種壓力，通過由許多小球所組成的媒質(zhì)來傳遞，“而顏色顯然是一種感覺，起因于這類小球所具有的另一種運動趨勢，即小球沿其軸轉(zhuǎn)動”。基于從一次棱鏡實驗中所給出的相關(guān)證據(jù)，笛卡爾推斷折射可以改變旋轉(zhuǎn)的速率，轉(zhuǎn)速加快導(dǎo)致紅色的感覺，轉(zhuǎn)速放慢導(dǎo)致藍色的感覺。假設(shè)折射能改變旋轉(zhuǎn)的速率，那么反射也可這樣，正如網(wǎng)球彈跳時，球的轉(zhuǎn)動也改變了。球面的類型決定著變化的類型，因而球面呈現(xiàn)出不同的顏色。盡管笛卡爾的論述中頗有武斷和讓人難以信服的成分，但他通過將真實顏色與表觀色置于同樣的背景下進行研究，不僅取消了真實顏色與表觀色間的區(qū)別，還把顏色現(xiàn)象歸入光學(xué)領(lǐng)域。從此以后，顏色現(xiàn)象就成為光學(xué)的內(nèi)容。[13]57-58

但是，人們并沒有繼續(xù)按照笛卡爾的術(shù)語研究顏色現(xiàn)象。這種學(xué)說始于一個假設(shè)——科學(xué)傳統(tǒng)上的又一個常識性的假設(shè)，就如地球靜止不動這一假設(shè)那樣，是如此顯而易見，以至于人們幾乎沒有意識到這也是個假設(shè)：光在其原始自然狀況下是白色的。[13]58

而對這一假設(shè)的挑戰(zhàn)是由當(dāng)時還是劍橋大學(xué)學(xué)生的牛頓來完成的。在考慮三棱鏡下所見到的物體帶有彩邊這一現(xiàn)象時，牛頓提出一個新的研究顏色的道路。也許引起不同顏色的感覺的光線本來就彼此不同，而且以不同的角度被折射，因此，三棱鏡可通過分開光線而非改變光而使不同的顏色顯現(xiàn)。為檢測這一觀點，牛頓通過三棱鏡觀察了一根一半為紅色、另一半為藍色的線，線的兩端看起來被分開了。這一由實驗所證實的新觀點，注定要將顏色的解釋理論顛倒過來，或者說正確地建立起來，從此，這一觀點一直是顏色研究的基礎(chǔ)。牛頓的《光學(xué)》（Opticks）直到1704年才發(fā)表，其時距他最初獲得這個想法已有40多年。[13]58

牛頓的顏色論首次發(fā)表時，他的同時代人普遍難以理解。因為大約2000多年以來，自從系統(tǒng)的自然哲學(xué)問世，白光就被認為是單一、原始的光，而牛頓卻從另一角度認為白光是各色光的非均勻混合，每一種光都會引起獨特的色感。不是白光，即不是混合光，而是其組成成分形成單色光。這種觀念反轉(zhuǎn)為人們所理解，他的觀點建立在實驗的基礎(chǔ)上，而笛卡爾僅憑推測。顏色不可能是物體的真實屬性，而只是光引起的感覺，在接受了這一主張之后，牛頓把顏色理論徹底地納入了光學(xué)。他推倒了真實顏色與表觀色之分，把所有的色感都歸于完全相同的原理。一些后來的科學(xué)家如胡克改進了他的觀點，認為光是單個的、穿過媒質(zhì)的脈沖。在這些意見的基礎(chǔ)上，人們現(xiàn)在所知的光波概念開始發(fā)展起來。[13]62

3）輻射、光譜、電磁波。在19世紀(jì)最后的20多年里，物理學(xué)曾堅實的基礎(chǔ)遭受了空前的震撼。從那時起，物理學(xué)常常處在混亂之中，實驗物理學(xué)家們使用越來越精密的儀器，理論物理學(xué)家們提出復(fù)雜得令人難以想象的理論，他們相互影響。[9]248

在1800年，赫舍爾本人就十分確信存在不可見的熱射線，但是基于他那個“關(guān)鍵性的”實驗，他放棄了這些不可見射線和可見光具有同種性質(zhì)的可能性。此后，梅洛尼做出和赫舍爾相同的判斷。而后來人們之所以能夠接受包括紅外線、可見光和紫外線的連續(xù)光譜的概念，也正是依賴于新的、全面的理論和那些引人注目的實驗，以及許許多多更加可靠的儀器這樣三個方面的結(jié)合。正是光的波動說和不可見射線的干涉效應(yīng)的確立，以及透熱的棱鏡和精準(zhǔn)的溫度計的結(jié)合，使大多數(shù)物理學(xué)家最終相信并接受了連續(xù)光譜的理論。[8]254

在19世紀(jì)，放射物理學(xué)的研究也從當(dāng)初的出于純粹好奇轉(zhuǎn)變成一種重要的商業(yè)性活動。在這些轉(zhuǎn)變過程中，人們也可以發(fā)現(xiàn)理論、實驗和儀器的相互影響與相互作用。

麥克斯韋也認為電量的靜電單位與電磁單位的比率應(yīng)該等于光速，但實驗證據(jù)卻不能夠使得人們對他的理論消除疑慮。一些信仰麥克斯韋理論的人試圖通過快速的振蕩產(chǎn)生電磁波，但是他們不知道怎么測這些電磁波。[8]254

1887年，亨利希·赫茲（1857—1894）用自己設(shè)計的儀器產(chǎn)生了預(yù)先設(shè)定頻率的電磁波，這是后來所有無線電廣播的基礎(chǔ)。不過真正能夠傳送廣播電臺和電視臺發(fā)送的復(fù)雜信號，還有賴于后來古列爾默·馬可尼（1874—1937）

發(fā)明的更為新穎的技術(shù)。另一方面，射頻信號的接收和分析技術(shù)對純理論科學(xué)也非常有用。[9]248

在發(fā)明電視之前，約瑟夫·約翰·湯姆遜（1856—1940）

于1897年用特殊設(shè)計的陰極射線管進行實驗而發(fā)現(xiàn)了電子，后來又用他的學(xué)生查爾斯·湯姆遜·里斯·威爾遜（1869—1959）發(fā)明的原型的云室測定了電子的荷質(zhì)比（即電荷/質(zhì)量的比值）。從此，人們不再認為原子具有整體性。[9]249

湯姆遜于1897年發(fā)現(xiàn)了電子，證明原子并不是不可分割的;在其前一年，安東尼·亨利·伯克勒爾（1852—1908）也偶然地發(fā)現(xiàn)了天然放射性，揭示出粒子的另一種來源，這一實驗結(jié)果同樣有力地證明了原子并不是不可分割的。伯克勒爾的發(fā)現(xiàn)并不要求用什么特殊的儀器，他最初只是將一小塊鈾礦石樣品、一把銅鑰匙和一張照相底片一起放在一個抽屜里而偶然得到的結(jié)果。后來皮埃爾·居里（1859—1906）和瑪麗·居里（1867—1934）繼續(xù)研究放射性現(xiàn)象，終于發(fā)現(xiàn)了釙和鐳，雖然他們未能揭示這一現(xiàn)象的本質(zhì)。[9]248

科學(xué)實踐者們一直以來都非常清楚，要想獲得高質(zhì)量的實驗觀察是極其困難的。在定量化科學(xué)的語境中，觀察意味著測量。只要用到了儀器，關(guān)于其設(shè)計及運行過程中的正確性的問題就產(chǎn)生了——這對于那些試圖發(fā)明與改進儀器設(shè)施及技術(shù)的人來說是一件有些棘手卻再明白不過的事情。[8]27

4）理論對實踐具有的重要導(dǎo)引作用。一些信奉牛頓的實驗家知道發(fā)現(xiàn)定量的經(jīng)驗定律的重要性，但感到這個任務(wù)超出了自己的能力。如米森布魯克是熟悉牛頓在引力定律上的成就的，他在18世紀(jì)20年代花了很大力氣去確定兩塊磁體之間的作用力。但是，最終他被迫承認失敗，他寫道：“我只能夠作這樣的結(jié)論，在力和距離之間沒有比例關(guān)系。”作為事后的評論，可以看出他測錯了對象，他測的是兩個整塊（球形）磁鐵之間的作用力，而不是像夏爾·奧古斯丁·庫侖（1736—1806）在18世紀(jì)80年代那樣測量兩個實際上孤立起來的磁極之間的作用，米森布魯克沒有得到適當(dāng)?shù)睦碚摰闹敢14]321

（未完待續(xù)）