## OF TECHNOLOGY 技术思想前沿 | 科学与现象的关系: • 科学提供观察现象的手段。 • 科学提供与现象打交道时所需的知识。 • 科学提供预测现象如何作用的理论。 • 科学提供捕获现象、为我所用的方法。 |
科学对于发现现代现象以及那些隐藏更深的现象集群,并据此建构起技术来说,无疑是必要的。它提供观察现象的手段,与它们打交道时所需的知识,预测它们将如何作用的理论,以及捕获它们为我所用的方法。因此,在我们和现代现象打交道的过程中,科学的介入很有必要。这样讲没什么不对,甚至是无法反驳的,但是接下来的推论则一直是学术界具有争议性的焦点:科学发现新现象,而技术则利用了它们,所以看起来科学在发现,而技术则在进行应用。
技术就是科学的应用吗?这种观点当然有它的支持者。已故的杰出工程教授约翰·曲克索(John G.Truxal)就曾宣称:“技术,就是应用科学知识来达到人类特定的目标。”4
那么,技术真的就是科学的应用吗?仅此而已?我认为不是。至少真相要比这复杂得多。过去许多技术(例如,动力飞行)的诞生都几乎与科学毫无关系。事实上,直到19世纪中期,技术才开始大规模地向科学进行“借贷”。科学之所以在这个时候链接到技术,不仅是因为它能对结果提供更多的洞见和更好的预测,还因为一些新的现象家族开始被开发了。比如,电学和化学的现象家族,而它们处于一个如果不借助科学的方法和仪器就无法直接观察到的尺度或世界之中。在拿破仑时代,要建筑一个传递信息的巨大的木制双臂信号装置,常识就已足够。但是如果想创造一种用电进行信息传输的方法(类似电报),则需要关于电现象的系统知识。技术之所以应用科学,是因为这是去理解深层现象的工作机理的唯一的方式。
但是这并不意味着技术人员只是向科学思想伸手,然后简单地对其加以应用。技术人员应用科学思想就如同政客们应用已故的政治哲学家们的思想一样。他们日复一日地使用这些思想,对其起源的细节却知之甚少。但这并不是出于无知,而是因为起源于科学的那些思想会随着时间的推移被消化吸收到技术体自身当中,例如融入电子工业或生物技术。它们在这些领域中与经验和特定的应用融合在一起,创造出它们自己固有的理论和实践。所以,断言技术只是科学的“应用”是幼稚的,毋宁说技术是从科学和自己的经验两个方面建立起来的。这两个方面堆积在一起,并且随着这一切的发生,科学会有机地成为技术的一部分,被深深地织入技术。
技术也同样被深深地织入了科学。科学通过观察和推理获得洞察力,但观察和推理又需要方法和设备。科学很大程度上是通过仪器和方法,即通过技术对自然进行探索的。望远镜在创造现代天文科学方面与哥白尼和牛顿的推理同等重要。如果没有X射线衍射的方法、设备以及提取和纯化DNA所必需的生化方法,沃森和克里克也不可能发现DNA的结构(以及其后的互补碱基对现象)。没有观察和理解现象的仪器,没有显微镜、化学分析方法、光谱学、云室、测量磁电现象的仪器、X射线衍射分析方法以及大量衍生方法,现代科学根本不可能存在。虽然我们通常不这样看,但上述所有这些其实都是技术,科学正是从这里出发并建立起它的理论的。
那么科学实验呢?它们也和技术有关联吗?当然,有些实验只是寄希望于获得某些幸运的发现而已,但是严肃的科学实验一定是对自然原理进行系统探索,并且一定是在头脑中有明确目标的前提下去进行的实验。因此,它们是实现人类目的的工具,它们是方法技术,通常包含并体现于物理仪器之中。当罗伯特·密立根(Robert Millikan)在1910年和1911年实施他那著名的油滴实验时,他的目的是测量一个电子的电量。他建构(组合)了一个方法来完成这件事。这个理念,或曰基本概念,就是将很少数量的电子附着在很微小的油滴上,使用已知强度的电场,控制带电油滴的运动(带电粒子在电场里会被吸引或排斥)。在重力和电场力交替作用下,让油滴反复上升、下落若干次。通过测量油滴在已知电场(并单独算出它的大小)的运动,密立根就能计算出电子所带的电量。
密立根用了5年多的时间来不断完善实验方案,以不同的方式尝试改进实验方法。5在最终选定的测量方式当中,他选择用喷雾器喷出微小的油滴,然后将负电荷(电子)附着在这些油滴上面。这样他可以通过显微镜挑选出特定的油滴,让它在重力(没有磁场)作用下在两条水平十字准线之间自由下落,测定油滴在空气中坠落的时间,再运用斯托克斯流体运动方程最终确定电荷的大小。然后再切换成正电场,使带负电荷的雾滴向上飘移或静止不动,达到和重力制衡的效果。由油滴的运动速度(或必要的控制电压)及大小,就可以计算出它的电荷。密立根以这种方式观察了几十个油滴,发现油滴所带的电量总是某一个最小固定值的整数倍,并和附着在油滴上的电子数相对应。密立根因而得出结论,最小的整数值就是一个电子的电量。
像所有优秀的实验一样,密立根的实验优雅、简单。但是我们要注意它的实质所在,即它是达到目的的一种手段,是一种技法(technique)或方法技术(如果你注意到其中的步骤的话)。这些步骤发生在各个组成部分(喷雾器、油滴室、带电板、电池、离子源、显微镜)的建构过程中。而这些组成部分本身也是实现目标的手段。事实上,在密立根的工作中,最引人瞩目的是他倾注在建构实验方法上的努力。因此,他为之奋斗了5年时间的任务,他对测量方式的完善,实际上是技术性的:他需要不断地、一件一件地完善各个零部件,即那些构成实验装置的集成配件。密立根本来是在探究一种现象,这完全是科学的方式,但是为完成这种探究,他建构的却是一个方法—— 一种技术。
这正是科学探索的方式。它使用仪器和实验等技术形式来回答特定的问题。但是,科学的自我建构当然不止这些。它用科学的解释、推理和理论建立了自己对世界如何运作的理解。我们确实可以说,至少从这些方面来看,科学是远离技术的。
但也不尽然。解释、说明这类事当然不太像是技术,但它们的建构却是和目的相联系的。它们的目的是弄清楚一些可观察的世界是如何运作的。它们的内容是一些依规则组合在一起的概念性要素。所有的解释都是从相对简单的部分建构起来的。当牛顿“解释”行星轨道时,他建构了一个概念的版本,这个概念版本从质量、质量间的重力作用以及它的运动定律等更简单的部分开始建立起来。也可以说,他建构了一个关于行星如何绕轨运行的数学“故事”。这个故事是从已有内容和规则的基础上讲起的。由此我们甚至可以将牛顿的理论,或其他解释性理论也称作技术了。如此一来,我们便乐见,科学也是目的性系统,它拥有技术的形式,或者至少可以说它是技术的堂兄弟。
由此可见,科学不仅利用技术,而且是从技术当中建构自身的。科学的这种自身建构当然不是来自于桥梁、钢铁或运输这些标准技术,而是从仪器、方法、实验以及它所采用的概念中而来的。这没什么可惊奇的,毕竟科学是一种方法:一种关于理解、探究、解释的方法,一种包含许多次级方法的方法。去除它的核心结构(core structure),科学就是一种技术形式。6
最后的这个观点可能会干扰甚至吓到我的读者。所以,我需要澄清一下我说过的和没说过的观点。我说过的是,科学形成(forms from)于技术,即仪器、方法、实验和解释等,它们是科学的肉身。我没说过的是,科学和技术是一样的。科学是内里孕育着美的事物,一种超凡脱俗的美,而且它的内涵要比由各种仪器、实验、解释构成的那个核心结构多得多。科学是一种观念,即自然在本质上是可知的,可以被探察、被究因的。如果以高度控制的方式对现象及其背后的含义进行探索,就可以获得对自然的理解;科学是一套实践和思维方式,包括理论化,想象和猜测;科学是一系列认识(knowings),一系列由过去的观察与思考积累起来的理解;科学是一种文化,一种关于信仰与实践、友谊与思想交流、观点与确证、竞争与互助的文化。