论仪器的地位——伊德的现象学研究

文祥

（厦门大学 哲学系，福建 厦门 361005）

论仪器的地位
——伊德的现象学研究

文祥

（厦门大学 哲学系，福建 厦门 361005）

伊德对仪器技术的深入研究是他整个技术现象学和科学现象学研究的核心与关节点。伊德认为，在科学研究中，仪器具有存在论上的优先地位，仪器极大地扩展了人类的认知能力，敞开了人类的认识范围，对于科学理论的社会接受和科学家进行科学研究的心态都有重要作用。

仪器；存在论；扩展；确证

尽管人们早就认识到仪器的重要性，但是人们没有认识到仪器在科学发展过程中具有存在论上的优先地位。不同类型仪器制造知识的原理不同，尤其是伊德所说的“第二次科学革命”的仪器，极大地拓展了人们认识世界的能力和范围。仪器对于科学理论的社会接受，甚至科学家进行科学研究的心态方面所具有的重要影响，都彰显了科学研究中仪器不可或缺的地位。

一 仪器在存在论上的优先性

没有仪器就没有当代科学的发展。正如研究科学仪器发展史的科学史家托马斯·克拉普在分析从哥白尼到牛顿期间新科学之所以能胜利的原因时说：“新科学最后终于获胜，主要是因为有了可以利用的仪器，其中望远镜和显微镜起了决定性的作用。”[1]怀特海在《科学与近代世界》中也说过：“在现代科学中，我们的想象力水平之所以会更高，并不是因为我们具有更精微的思维能力，而是因为我们有了更好的仪器。在过去40年中，科学界发生的最重要事件就是仪器设计的进步。”[2]

然而，人们虽然认识到仪器的重要性，但还只是知识论上的认识，一般并没有认识到仪器存在论上的优先地位。伊德说：“对于科学在本质上与技术紧密相连的认识总是姗姗来迟，特别是在科学哲学中。”[3]63伊德的意思正是想强调技术存在论上的优先性。他认为，尽管海德格尔在《存在与时间》和《技术的追问》中实际上已经从存在论的角度看到了仪器的不可或缺的重要地位，但海德格尔还缺乏系统论证。伊德打算从“实践优位”（primacy of praxis）的立场出发来进行彻底的论证，因此，伊德说道：“我主张，所有的科学（或者说技术—科学）都是由人制造的，并且或直接、或间接地暗含了身体行为、知觉和实践。我将强调技术或者仪器在科学制造中的作用。”[3]63-64

在伊德看来，即使是开启“实践转向”大门的库恩，以及其他的新科学哲学家，也都没有意识到仪器在存在论上的优先性。伊德说：“在英美和欧洲语境中的新科学哲学都已经表现出了在感受性（sensibility）与视角方面的变化，这可以叫做从概念和逻辑关系（律法学模式，the nomological model）的静力学（statics）出发，朝向了可以叫做‘看’（潜在的实践—知觉模式，the potential praxis-perceptual model）的动力学（dynamics）。但是，即使是这样，整个新科学哲学也还是保留了一种退化的柏拉图主义，因为它对科学的物质具身（embodiment）、对科学的技术维度仍然是麻木的（insensitive），它所忽视的一个明显和关键的领域显然是仪器。”[4]45伊德这里的意思不是指新的科学哲学家们不知道仪器的作用，而是指他们没有认识到仪器在存在论意义上的优先地位，也即他所说的：“在新科学哲学中，不是仪器被完全忽视，而是仪器明显只是充当背景的角色。”[4]45库恩在《科学革命的结构》中谈到：“在1690到1781年间，许多天文学家，包括几位欧洲当时最杰出的观测者，至少17次在我们认为是天王星所在之处看到一颗星。他们之中最好的一位观测者事实上在1769年一连四夜都看到了这颗星，但却没注意到它会运动，否则就不会认为它是恒星。12年后，赫舍尔以他自制的超级望远镜看到了与12年前他看到的同样的现象，结果是他已能注意到其明显的圆盘状，这至少对恒星而言是异乎寻常的。”[5]伊德认为，库恩尽管注意到在恒星/行星解释的转换中观察扮演的角色，但是他似乎是简单地假定了仪器，认为它在这儿是观察的条件。对此，伊德说道：“库恩仅仅暗示了他所说的是一种仪器的期望（instrumental expectation）。”[4]45即在库恩看来，“只要科学家决定使用某种特定的仪器，并用一种特殊的方式使用它，那就等于做了这样一个假定，即：只有某些类型的情况会发生。除了理论上的预期，还有仪器的预期，而且这些预期在科学发展中往往起着决定性的作用”[4]45。但是，伊德指出：“新仪器在范式转变中起到了前奏的关键作用，库恩却很少意识到。”[4]46伊德认为，在没有仪器之前，筹划还没有开始，根本就谈不上理论的预期和仪器的期望。伊德以莱顿瓶与电学的逻辑关系为例指出：“实际上，是莱顿瓶（Leyden jar）的发展才打开了通向发现电学现象的大门。”[4]46即：如果没有莱顿瓶这项技术，电学现象就不会出现，关于电学的理论筹划或理论预期也就不存在，范式的转变当然无从谈起，而仪器之为前奏的角色表明了仪器存在论上的优先地位，也就是说，仪器对于新科学具有生成论意义上的先在性，而库恩并没有意识到这点。

二 仪器扩展了人类认知的能力和范围

伊德根据仪器制造知识原理上的差异，区分了两类仪器。一类是与肉眼观察具有同构性特征的仪器，如望远镜、显微镜等；另一类是与肉眼观察不具同构性的仪器，如射电望远镜、现代成像设备等。伊德将前一类仪器称之为“第一次科学革命”的技术仪器，而将后一类仪器称之为“第二次科学革命”的技术仪器[3]64。根据伊德的意思，我们不妨将这两类仪器分别表述为“同构缩放型”仪器和“翻译扩展型”仪器。

在科学史上，伽利略用望远镜发现了很多以前从来没有看到的现象。伊德认为，这些现象是一种新的、以工具为中介的视觉现象，是仪器制造的新知识。不过，我们注意到通过望远镜呈现的视觉与裸眼视觉完全类似。对此，伊德说：“透镜所转换的视觉与肉眼视觉是同构的，因为现在所看到的东西，只不过是在透镜焦点允许的范围内，在空间上处于较远位置的东西变近了、放大了。这就等于是说，观察者现在所看到的东西，是从透镜现象学地（phenomenologically）产生的位置上所看到的。虽然用望远镜和裸眼所看到的月亮可能有所不同，但是他可以很容易地识别出仍是‘同一个’月亮。”[3]88-89在科学发展史上，停留于这种类型的仪器制造知识的阶段大概持续了4个世纪，虽然在此期间技术有所改进和提高，但是在实践中都保持着上述性质特征。而射电望远镜之类的仪器制造知识的原理完全不同于传统光学望远镜。伊德说：“‘第二次科学革命’发生在我大胆提出的天文学的‘后现代’阶段。在这一阶段中，‘第二次科学革命’又带来了一种性质上不同的转换。这次革命借助新的技术开始了对那些不能直接知觉到的天体所发出的辐射的追寻和所发射声波的检测，使得超越于知觉之外的世界也向我们敞开了。这不再与知觉类似，而是借助于技术建构起来的翻译。”[3]90-91

我们从科学史可以知道，尽管“同构缩放型”仪器制造的知识极大地扩展了人类的认识范围，带来了现代科学的“第一次科学革命”，但相对于“翻译扩展型”仪器所带来的“第二次科学革命”对人类认识能力和范围的扩展来说，仪器制造知识的能力并没有得到充分展开。伊德引用《新天文学》的话说：“新天文学是20世纪后期的一种现象，它彻底改变了我们的宇宙观念。传统天文学研究的是天空中物体所发出的光学射线，即一般靠肉眼可见的光或‘可见光’，而新天文学研究的却是天上物体的所有射线：伽马射线、X射线、紫外线、光学射线、红外线和无线电波等。相对来讲，传统光学天文学所研究的光线范围令人吃惊地有限，它所能研究的最短波长只比人的肉眼所能感觉到的波长短30%，所能研究的最长波长只比人的肉眼所能感觉到的波长长30%。新天文学所能覆盖的射线波长范围是从比纳米还短，到比最长的无线电波波长还要长一亿倍。如果用声音来类比的话，传统的天文学就好比用耳朵努力聆听宇宙交响乐，也只能听到中央C音和左右紧邻的两个音调。”[3]67-68也就是说，新天文学上的“翻译扩展型”仪器可以捕捉到一些以前不可知的东西，然后“将探测到的东西翻译成具身的（embodied）观察者所能看到和识别的图像”，从而“使得以前不可知的现象得以呈现”[3]91，这远远超出了传统天文学的想象。整个电磁波频谱表中只有中间偏左的大约400～800nm波长范围的电磁波为可见光波范围，如图1所示：

图1：电磁波频谱图[6]8

从该电磁波频谱图可以看出，可见光的频率范围就是中间窄窄的一段。这说明，有比人类所见远为广阔得多的世界在通常情况下是看不见的。可见光波长范围大约在400～800nm之间，光学望远镜大约能看到310～1 000nm波长范围的光波[6]9，之外各种频率的射线在传统天文学的望远镜中是看不到的，但是在特定的射电望远镜中却能通过特定的传感器和接收器转换为图片呈现出来，如以下几幅新天文学仪器拍摄的图像2、3、4所示。

图2是1986年9月26日，Hubble telescope拍摄太阳发出的波长20cm无线电波图；图3是1973年5月30日，太空实验室全紫外线监控仪拍摄的太阳发出的波长15～55nm的紫外线图；图4是1973年9月6日，太空实验室X射线望远镜拍摄的日冕气体发出的X射线图[6]16-17。

图2：太阳20cm波长无线电波图

图3：太阳15～55nm波长的紫外线图

图4：日冕气体发出的X射线图

从上述3幅图可知，在“翻译扩展型”现代新天文学仪器产生以前，人类无从知道太阳的这些面目，因为这些图像不是通过“同构缩放型”光学仪器的拉近、放大作用所能看到的，而是以完全不同的方式将仪器所收集到的信息翻译为可见的视图之后才得以呈现的。

我们先来了解“同构缩放型”仪器制造知识的原理。在使用望远镜之前，古人已经很正确地认识到月球、地球和行星的形状，尽管有很多人尝试测量地球和月亮、太阳之间的距离，但是测量的结果却有很大差异，因此很多测量者都怀疑这些结果。古代的思想家确实曾断言月球是由岩石组成的，有些人还推测出一种以太阳为中心的太阳系等，所有这些观察都是用肉眼加上简单的几何学和工具获得的[3]99。很明显，由于实践条件的限制，早期天文学研究诚如伊德所说“局限在太阳系中”，太阳系就相当于古代的宇宙[3]102。然而，在17、18世纪，由于采用了望远镜，人们对宇宙大小的认识也开始不断扩展。比如，伽利略的望远镜就揭示了银河系是由无数星体组成，而不再是炙热的一大片了；观察到木星也有卫星的现象证实了地球并不是唯一有卫星的天体，从而否定了地球独特的中心地位的传统观念，哥白尼的“太阳中心说”也因此成为了广为接受的不争的事实；伽利略通过望远镜看到行星的周长发生了改变，但是其它星体的周长却没有改变，这些星体只不过变得更加耀眼了。当时，伽利略已经正确地认识到这些星体周长没有变化是因为它们离地球的距离比起行星来说更远得多的缘故。在19世纪，人们虽然认识到宇宙有几百万年的历史了，但是人们还是认为宇宙是由单一的银河系组成的，尽管银河离地球的距离是以光年来计算的。直到20世纪20年代之后，哈勃望远镜观测到我们所在的银河系并非是唯一的星系，只是数百万个星系之一，于是人们又扩展了对宇宙的认知范围[3]99。显然，人们对宇宙认识的每一次进步都是因为观察仪器的改进，使人的视觉范围不断扩大造成的。除此之外，如伊德指出的，在17世纪末，牛顿用棱镜发现了颜色光谱或彩虹，从这种设备出发，经过一个半世纪的发展，诞生了分光镜。19世纪的科学家用不同的光源如太阳光、蜡光、气体火焰等通过狭缝或光栅来做实验，产生了更清晰的光谱。这样，对各种星光做实验，发现不同的星体、不同颜色的星光产生不同的光谱。后来，当化学实验证明光谱的产生与不同颜色有关时，光谱又被用来鉴定星体的化学成分，等等[3]100。尽管这些研究并没有从空间上扩展人类对宇宙的认知，但是却产生了更多的天文学知识，从深度上扩展了人类对宇宙的认知。

与“同构缩放型”仪器相比，“翻译扩展型”仪器却在更加宽广的范围内扩展了人类的认知。如上所述，尽管光学望远镜已经将人类对宇宙的认知范围扩展了无数倍，但取得这样长足进步的天文学仍然还局限在可见光谱的范围内，而现代成像技术却极大地拓展了天文学中人类的认知能力和范围。由于此类仪器可以将人类无法知觉的宇宙星体的发射物，从波长小于0.01纳米的伽马射线一直到波长大于1 000km的无线电波翻译成视觉图像，使得在此广泛频率范围内的辐射物所包含的信息都能被“翻译”出来，以前深邃的隐而不现的未知世界逐渐被仪器“解蔽”、“促逼”出来，成为人类的知识对象，这无论在广度还是深度上都极大地扩展了人类对于物质世界的认知。由于有些遥远的星体到达地球的辐射物根本不在可见光之内，所以，在有了现代成像技术之后，就能够将那些星体的发射物“翻译”出来，这样才能如伊德所指出的：“只有在20世纪，宇宙的概念才扩展到现在所知道的140亿年，宇宙中也包括了数百亿个星系，这些星系拥有黑洞、脉冲星、褐矮星等无数星体。”[3]102

三 仪器确证对科学理论的社会接受的影响

仪器制造的知识不仅极大地扩展了人类的认知能力和范围，而且对人类以往的猜想、天才预见或理论也给予了确证，促成了社会对科学理论的接受，并且，仪器制造具有的巨大确证作用，也逐渐改变了人们接受科学理论的评价标准，从而改变着科学家们对仪器的态度。这在更深的意义上体现了仪器对于科学的存在论上的价值。

首先，仪器的确证作用对于科学理论的社会接受具有重要影响。比如，望远镜改变哥白尼学说命运的例子。假如没有望远镜，肯定就制造不出“月亮上有山脉和陨石坑”、“金星有盈亏”、“木星有卫星”等等一些知识来。没有仪器制造的这些知识的确证作用，哥白尼的“太阳中心说”这一科学理论就无异于思辨的自然哲学理论。仪器所制造的事实性知识是使该科学理论成其为科学的主要条件。我们知道，在科学史上，“木星有卫星”这一知识事实上在捍卫哥白尼“日心说”反对托勒密“地心说”的过程中发挥了关键作用。在没有望远镜制造知识的时代，人类对于“地心说”和“日心说”的争论就不会有定论。当然，也就不会有“哥白尼革命”的发生及其之后现代科学—技术的开端。伊德指出过，在没有望远镜制造那些知识之前，伽利略还成功地捍卫了“地心说”。伊德在其《胡塞尔的伽利略需要望远镜》一文提到：“至少早在1597年之前，伽利略捍卫了托勒密的宇宙观，一种循环轨道的以地球为中心的系统。”[7]而刚过几年，当伽利略把望远镜指向太空时，情况迅速发生逆转，伽利略又开始为“日心说”而不遗余力地辩护了。之后，“日心说”的影响才逐渐扩散开来。由此可见，仪器制造的知识对于科学理论的确证和社会接受具有重要价值。

其次，仪器对于人们评价科学理论的标准以及科学家对于仪器的心态具有重要影响。我们知道，在没有伽利略的望远镜之前，哥白尼学说较之托勒密学说，并没有能够更好地“拯救现象”，而是只能算作解释现象的不同数学模型而已。前面伊德指出伽利略1597年为“地心说”成功辩护就是很好的例子。英国科学史家梅森也曾指出过：哥白尼用以支持他的学说的论据，主要属于数学性质。至于开始的时候人们之所以愿意接受哥白尼体系，那是因为它比托勒密的体系更具逻辑简单性。它把解释天层表观运动的本轮—均轮数目从80个减为34个。但是，在预测行星方位等方面却并不比托勒密体系更准确——两个体系都含有1/100的误差[8]。也就是说，后来人们之所以逐渐相信哥白尼学说是因为它的表述简洁，并不是因为它能得到更多事实的确证。由此可见，当缺乏仪器的经验证实作用时，人们接受科学理论的评价标准就主要靠逻辑或其它信念；在有了仪器之后，人们接受科学理论的评价标准就开始转向经验的确证而不是思辨或逻辑。

由于哥白尼学说最重要的经验证据是恒星视差，所以，在科学史上，科学家们为了确证哥白尼理论，开始了旷日持久地寻找恒星视差的仪器制造接力赛。对此，陈自悟指出：“所有杰出的天文学家都曾经尝试去完成哥白尼—伽利略的未竟之业，但都未能如愿以偿，连拥有183厘米口径反射望远镜的赫歇耳，也以失败告终……最终在1835～1836年间，俄国学者斯特鲁维（1793～1864）在布拉德雷成就的基础上测出北天头等明星天琴座（即织女星）的周年视差。这个视差角度小得难以想象——犹如在20公里之外来看一枚硬币时视角的大小。这就是为什么两个多世纪天文学家们绞尽脑汁未能发现恒星周年视差的原因。”[9]正是由于科学—技术上的不足，没能制造出足够好的望远镜来观测恒星视差，才使得恒星视差的发现姗姗来迟，而寻求仪器制造事实来确证理论的心态却在一直催促着科学家们前赴后继地改进仪器。这是现代技术不断进步，进而推动科学进步的重要原因。

[1] [英]托马斯·克拉普.科学简史[M].朱润生，译.北京：中国青年出版社，2005：9.

[2] [英]A.N.怀特海.科学与近代世界[M].何钦，译.北京：商务印书馆，1959：111.

[3] [美]唐·伊德.让事物“说话”：后现象学与技术科学[M].韩连庆，译.北京：北京大学出版社，2008.

[4] Don Ihde.Instrumental Realism——the interface between philosophy of science and philosophy of technology[M].Bloomington,Indianapolis:Indiana University Press,1991.

[5] [美]托马斯·库恩.科学革命的结构[M].金吾伦，胡新和，译.北京：北京大学出版社，2003：105.

[6] Nigel Henbest and Michael Marten.The New Astronomy(second edition)[M].Cambridge:Syndicate of the University of Cambridge Press, 1996.

[7] 陈凡，朱春燕.全球化时代的技术哲学——2004年“技术哲学与技术伦理”国际研讨会译文集[C].沈阳：东北大学出版社，2006：20.

[8] [英]斯蒂芬·F·梅森.自然科学史[M].上海外国自然科学哲学著作编译组，译.上海:上海人民出版社，1977：118-121.

[9] 陈自悟.从哥白尼到牛顿[M].北京：科学普及出版社，1980：121-124.

（责任编辑：张群喜）

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

国家哲学社会科学基金项目：“当代西方诠释学的现象学科学哲学研究”（09BZX022）；教育部人文社会科学研究规划项目：“近20年来西方科学哲学的发展及对我国科学哲学学科建设的启示”（09YJA720018）。

文祥，男，湖南醴陵人，厦门大学哲学系博士研究生，研究方向为科技哲学。