新实验主义的主要贡献

新实验主义的主要贡献

拉德（H. Radder）为2000年举行的“趋向更成熟的科学实验哲学”的哲学会议所编辑的会议论文集《科学实验哲学》^[81]中，讨论了科学实验哲学的几个重要的哲学问题：实验的物质实现；^[82]实验与因果性；科学与技术的关系；理论在实验中的角色；建模与（计算机仿真）实验；使用仪器的科学意义和哲学意义等。新实验主义涉及了以上种种问题，其中，对实验活动的分析及其与理论之间的关系是新实验主义讨论的核心问题。

（一）有助于矫正理论优位的科学哲学进路

长久以来，科学哲学家们思考的通常都是理论，而忽视了科学实验。传统科学哲学的问题不仅在于忽视了科学的一方面（实验），而提高了它的另一方面（理论），更在于从整体上扭曲了科学的形象和对科学事业的看法。实践成果为理论工作提供了大多数和基础性的材料，然而这些技能和功绩却很少在哲学上得到应有的评价。^[83]尽管现代科学越来越抽象，科学理论日趋发展，但这决不意味着可以忽略实验的作用。实验对于科学甚至具有关键性的作用，离开实验活动的现代科学将成为没有任何结果的空中楼阁。理论成立的基础是因果性，其目的也是提供因果性说明，而这种因果性恰恰是实验提供的。实验活动是一种试错过程，它使我们从错误中学习，并常常也会引发科学革命。因而，实验并不总是依赖理论或范式，而有可能以独立于理论的形式维持其生命，实验结果也有可能成为约束理论的主要力量。通过新实验主义的相关研究，我们可以重新认识实验的本质及其与理论的关系，纠正之前的一些过激观点，因而部分地恢复实证主义的观点，使科学哲学重新脚踏实地。最为重要的是，新实验主义打破了理论优位的科学哲学。

（二）有助于更好地理解实验与理论的关系

哈金在《表征与干预》中提出了“实验拥有其自身的生命”（Experimentation has a life of its own）这个口号。其中蕴含了四个主张：1.实验的物质实践（material practices）不仅包含观察和观察数据，而总是包含着实验的执行、实验过程中的技巧使用及对实验的科学意义的理解；2.实验工作不是简单地检验或解释理论，而是对来自实验实践本身的目的、机会和约束条件的一种回答；3.实验实践及其结果的哲学意义不局限于也不取决于对它们的理论解释；4.实验过程中经常产生或伴随着新的人工现象，而这些现象的发生并不仅仅是普遍的自然规律的例证。

哈金的口号及其隐含主张反映了新实验主义的基本立场：实验是一种实践活动，是人们对自然的干涉活动，在干涉中与世界进行交互作用和相互转化，创造出新的现象，其哲学意义无法通过它们对经验和理论的表征作用得到充分的表达。这种观点极大地冲击了后实证主义者所坚持的“所有观察都负载着理论”的立场。

在观察与理论的问题上，哈金既反对逻辑实证主义把二者绝对分开，也反对汉森、费耶阿本德等人的“观察负载理论”使二者混同的观点。他没有从正面去反驳“观察负载理论”这个观点，而是先分析实验和理论出现的先后顺序。在哈金看来，理论负载的含义很直白：如果观察是理论负载的，而实验由观察和干涉组成，那么实验也必定是理论负载的，那么实验只有与理论相关时才有意义，它无法脱离理论而独立起作用。那就意味着，实验只有在先验理论的基础上才有意义。而所谓的“观察负载理论”，即认为观察总是涉及对看到的事实进行诠释，而诠释离不开理论，所以理论先于观察，从而也先于实验。这就涉及了实验与理论谁先谁后的问题。因此，哈金反驳了“理论总是先于实验”，并对它进行了强弱两个版本的区分。弱版本认为，做任何实验之前，必须具有仪器和某些思想，如果没有解释实验结果的理智或能力，完全无思想地干预自然将会一无所获，照此看来，“理论”是先于实验出现的。强版本认为，只有在检验某种理论的时候，实验才有意义，这是波普尔等人提出来的。波普尔认为：“理论支配着实验工作，从它开始计划一直到在实验室里最后完成。观察，甚至观察语句和实验结果，总是对观察事实的解释；它们是根据理论做出的解释。”^[84]哈金认为波普尔的观点显然得不到科学史的案例支持。

哈金认为，即使是弱版本也有可能有问题，因为有些实验者在做某些实验之前可能没有任何想法，如物理学家乔治·达尔文（George Darwin）所说，有时应该做一个疯狂的实验，比如每天早晨对着郁金香吹喇叭，坚持一个月，即使什么都没有发生。但如果发生了，它就是一个惊人的发现。但哈金认为弱版本没什么意义，他所关心的是强版本，他认为要使实验有意义，不必有一个有待检验的猜想。他认为，实验和观察是理论的基础，“实验先于理论”，科学家在没有理论的指导下也能做实验，进行观察。^[85]哈金用冰岛石双折射现象的发现来论证他的观点。当巴托林（Erasmus Bartholin）最初从冰岛带回结晶体并判定这种惊奇的反常现象的时候，并没有任何相关理论能解释这种现象。对此现象的第一次定量的理论说明是1802年由托马斯·杨（Thomas Young）提出的，但是这已经落后于巴托林对该现象的观察一个多世纪了。当然，这里哈金一直强调的是“相关的理论”，比如，对X的观察和实验可能负载着理论Y，但是，那并不妨碍观察X先于跟它密切相关的Z理论而出现。哈金还列举了许多别的先于新理论的观察，比如赫歇尔（John Herschel）1845年对荧光的观察、牛顿对光的色散的观察、热力学出现以前蒸汽机的实用发展过程等。哈金认为它们都以特殊的方式先于理论，从而说明存在无理论负载的实验，相当有力地驳斥了“观察负载理论”的命题。

哈金在论证自己的观点过程中，对平时我们使用的“理论”进行了分层，区别了“观念”、“理解”与“理论”。他认为理论是对特定主题的一组系统的假设，而不是萌芽状态的期望或信念。这种理解与波普尔的观点“理论是大胆的猜测”是一致的，他的论证也是基于此“理论”概念展开的。因此，哈金的论证对波普尔的“所有实验都是研究对象的外在理论检验”的冲击最大，同时也驳斥了“所有实验都受到理论指导”的观点。

在论证过程中，哈金特别对一直被忽略的实验的本质及作用重新进行考察。他认为观察是搜集自然现象所提供的东西，是对自然发生的事实进行记录；而实验则是从自然现象中提取它所愿望的东西，不仅包括了观察，而且需要在实践中进行干预，需要纯化研究对象和研究过程，构建出纯宇宙状态中不存在的现象。科学实验就是不断地建构现象，即使看上去是在重复某个实验，实际上是要训练我们做实验的技能，或者是改良实验，直到能够常规性地制造现象为止。当然，他实际上也对实验进行了层次区分，比如他就认为思想实验跟一般实验不同，思想实验没有自己的生命。^[86]正因为实验与理论的发展都有不同的层次，其本身都是复杂的，故它们之间的关系不是单一决定关系，而是多元的。

新实验主义的另一代表人物海德尔伯格则试图在科学实验的因果层次与理论层次上做一个明晰的对比，并为“存在无理论负载的实验”这一观点进行辩护。他区别了实验中通过理论解释而实现的“理论负载”和通过预先理解而实现的“理论负载”，认为前者是理论论题，后者是因果论题。和哈金一样，他承认实验确实受到实验者对现象的理解的影响，并且会受到执行实验前的一些期望的影响，但这些是因果关系负载。因此，他认为存在着不依赖于相关现象理论的实验，而且该实验不依赖于工具的先行理论解释。

海德尔伯格把实验工具分成三类：生产性的工具（如空气泵），建构性的工具（如风洞），以及表征性的工具（如温度计）。通过对不同类型的工具进行分析，他认为只有具有“表征性的”仪器是理论负载的，那些只用到生产性或建构性工具的实验是完全无理论负载的，因为这些仪器的使用是基于因果关系的。^[87]海德尔伯格从区分实验工具的角度去论证“无理论负载”实验的可能性，这是一个很好的角度。但是，对实验工具的属性进行区分是很困难的事情，而且即使是生产性的或建构性的工具，也很难保证实验进行过程中没有理论的渗入。不过，他对因果层次的科学实验与理论层次的科学实验的区分，深化了对无理论负载的实验的认识。

在实验与理论这个问题上，国外还有许多文献有相关论述。如梅奥在1994年发表在PSA上的文章就介绍了新实验主义，^[88]并从细处着手，从话题性假设（Topical Hypotheses）和错误的地方性差别讨论了哈金的“实验有其自己的生命”的三层含义。富兰克林在《对实验的忽视》一书中分析了20世纪50年代至60年代粒子物理学中那些令人着迷的宇称守恒实验、电荷宇称守恒实验等，通过揭示这些近代物理实验奇妙的实现方式，他试图证明依赖于实验室的理论是可能的。伽利森在《气泡室与实验场所》（Bubble Chambers and Experimental Workplace）一文中，^[89]讨论了高能物理实验中，从PH计、分光计、超高速离子加速器到聚合分光计、风洞、粒子加速器和蛋白质合成器等实验工具如何给实验实践和实验室文化造成巨大的影响，分析了实验实践对理论知识形成的重要作用。对此，伽利森在1987年出版的《实验如何结束》一书中有更为深入的探讨。

（三）有助于建构实践的实在论

典型的实在论认为，科学是对自然的正确表征，自然独立于人而存在。科学知识的正确与否取决于实在而不是社会、文化或历史。科学知识之所以具有实践力量，是因为它与实在是符合的，也就是说，科学知识的正确性本身就解释了科学技术的实践有效性，其他解释都是多余的。

反实在论否认科学知识是对自然的精确表征，认为科学以观察为基础，观察是连结我们所表征的世界与世界本身之间唯一通道，经验是科学的边界。在科学中，我们根本无法通达实在，实在仅仅是实在论者的形而上学假设。这种假设是不必要的，经验充足性和理性方法足以为科学知识的合理性提供保障。

在《表征与干预》中，哈金回顾了实在论与反实在论的争论，并指出了在表征层面上无法解决这个争论。他认为在表征主义框架里，表征是公共的相似性，先有表征，然后才有实在。^[90]实在是表征的一个属性，如果表征没有分化，那么实在是一目了然的。只有出现不同的表征体系之后才会出现实在论之争。因此，只有离开表征层面，把注意力转向实验，从实验中认识世界，我们才会发现实在论的坚固根基。因此，有人把哈金提出的实在论观点称为“实验实在论”。^[91]

哈金认为通过操作和干预可以确定“假设实体”的真实存在。他指出，实验不是思想与理论，而是“做”，也不是用概念去做，而是用特定的工具干预对象，影响并改造对象。如果实验干预、影响、改造对象达到预期的结果，那就证明了它们的客观实在性。理论实体的最初提出，可能完全是假设或猜测，只有当我们了解它的某些性质及其与其他对象的因果关系，并根据这些因果关系而建造出某种仪器以干预它们而得到预期的结果后，它们才不再是假设的实体，而是实在的实体了。因此他说“如你能发射它们，那么它们就是实在的”^[92]。

哈金详细描述了用于发射浓缩极化电子束的极化电子枪PEGGY II的制造，论证了从事推测、计算和建模的人可能是反实在论者，而实验人员必定是实在论者。为了达到电子束的工程化的灵巧性这个目标，工程家必须接受电子是实在的，并且必须知道关于电子的许多重要的因果关系。我们相信电子是实在的是因为我们可以让它们产生特定的效果，这并不单是知道理论的真理性那么简单。而且我们也只有知道它们是实在的，才可以驾驭它们的因果特性。所以，只有当我们用电子作为工具来观测其他东西并能熟练地操作它时，“电子”才变成真实的，其实在性才被认为是理所当然的。

因此，他认为实验研究为不可直接观察的实体的科学实在提供了有力的证据，这并不是因为可以检验有关实体的假设，而是因为可以对实体进行常规性操作，可以常规性地用它们去探索自然界中的其他事物，也可以根据它们的因果关系可靠地制造出新仪器并加以应用。

但哈金在科学实在问题上持有多样性观点，他的科学实在论是关于实体的，而不是关于理论与真理的，同时他认为他在《表征与干预》一书中的实体实在论证据对银河外天体物理学不适用，在这个领域中，或许存在其他的科学实在论根基。^[93]哈金的这个观点受到了夏皮尔（Dudley Shapere）的强烈批判。^[94]夏皮尔讨论了重力透镜的选择性（alternative) 实在论解释，以及天文学的本质及历史，论证无论是哈金的科学论据还是他的哲学结论都没有蕴含反实在论结论。

伽利森或许被认为是为知识理论的“社会建构论”添柴加火的人，但他在《实验如何结束》（How Experiments End）一书中讨论了工具的传统，实验的结构，实验在长期、中期、短期的约束，把数据甚至是现象作为某个实验或工具传统的物质产品，也显示了其实验实在论立场。

由此看来，新实验主义在科学实在这个问题上，虽没有彻底解决问题，但承认实验活动和科学活动的多样性，从实验干预的角度给出了科学实在论一个很好的研究方向。