二、“哲学仪器”——科学仪器
天比他所希望的来得更快。
1609年6月的一天,伽利略听到一个消息,说荷兰有一制作眼镜的人,名叫利波塞,发明了一种奇怪的管子,用它看东西能将东西放大。伽利略也决心制造这样一个镜管。他找来了所有关于透镜的材料,数量很少,几个钟头就看完了。他弄清了镜管的基本原理,于是拿起笔和纸开始画透镜和管子的图,并进行了大量的计算。然后他花了很长时间来研磨玻璃,把它一片一片地磨好,擦亮,一直到这些玻璃完全符合要求为止。他准备了一个双层能滑动的管子,一头安装一片大的凸透镜,另一头安装一片小的凹透镜。他从凹透镜的一端看去,把管子对准窗外的一棵树进行调整。他很惊讶,树叶看起来清清楚楚,就像拿在手里一样可以看到叶子的筋脉,也可看到虫子在上面咬的小洞。他把镜管转向教堂的钟塔,也是那样,看起来又大又近。他成功了!但伽利略仍不满足,他知道只要用耐心和劳动还可以制造放大更多倍的镜管。1609年的整个夏天,他都在研制这种镜管,致使他的第二个镜管能把物体放大60多倍。这一仪器在1611年被取名为“望远镜”(telescope)。这是一个新词汇,是由希腊词中的“望”与“远”两个词合成的。在此以后伽利略继续改进他的望远镜,这种改进工作用去了他所有的时间,占去了他的整个精神世界,以致于他的家人都从他的身边离去。经过一番艰苦的劳作,他终于制成了一个能放大一千倍的望远镜。他高兴得像一个孩子有了新玩具那样摆弄着他的最新的望远镜,抚摸它,检查它的每一部分,等待着晴朗的、星光灿烂的夜晚。1609年的深秋,伽利略把望远镜指向天空。他看到了从来想象不到的怪事:天鹅绒似的天空中,布满了无数颗星星;月亮像地球一样表层上有山脉;太阳上有黑子。他还认识到,月光是阳光的反射,太阳是太阳系的中心。1610年3月,《星的使节》一书在威尼斯出版,伽利略向全世界宣布了他用望远镜所发现的事情。
在近代科学的形成过程中有许多科学家像第谷、伽利略那样研制出了多种科学仪器,并用于实验探索和理论研究。可以说近代科学的主要特征之一就在于使用科学仪器,因为科学仪器的出现使人类的认识活动彻底超越了前科学阶段那种完全局限于肉体感官的认识方式和认识水平。
随着现代科学技术的发展,科学仪器在科学认识活动中的作用越来越重要,并日益多样化。例如,各类望远镜(光学的、射电的)和显微镜(光学的、电磁的、声学的)的使用,把人的观察范围扩展到1023—10-13厘米。随“大科学”时代的来临,科学研究规模增大,科学研究所使用的仪器不仅越来越高级、精密、尖端,而且往往需要构成一定的系统,具有综合特征,如电子计算机和自动控制系统的产生和运行。如果说以往的科学仪器是人的肢体和感觉器官的延伸、强化,那么电子计算机、自动控制系统则是人的思维器官——大脑的延伸,对人类智力的放大和模拟。因此,人们往往将以电子计算机为核心的自动控制系统叫做“人工智能系统”。
总之,科学仪器是人们为研究自然界各种现象及其性质、规律而创造和使用的专门物质技术手段,是科学研究中不可缺少的要素,在一定意义上可以说,科学仪器是科学认识手段的“硬件”,而科学方法则是科学认识手段的“软件”。
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