考

古学家们可以利用多种技术考证遗迹出现的时间。如果发现的遗迹是有机物，比如动物骸骨之类，就可以利用放射性碳定年法；如果发现了木质的残留物，比如一段柱子或过梁，可以应用树轮定年法；如果发现的是一个火坑，则可以选用古地磁定年法。

用放射性碳元素进行年代鉴定的原理是，活的有机体可以从空气中或通过食物链吸收碳，碳的内部会保有少量放射性同位素——碳-14，这种同位素会以恒定的速率一直衰减，直到无放射性的标准碳。生物体死亡后，就停止摄入碳了，这样在残骸中残存的碳-14开始规则性地衰减，出土时测量其碳-14含量，就能相当精确地确立它的年代了。

树轮定年法能够奏效是因为，树木年轮间的宽度会因降水量的不同而不同。所以在类似的气候或历史时期，树木的年轮会比较相似。通过与已知年代、地域相同的树木年轮样本比较，就可以精确地知道具有同种结构的树木生长的年代了。

古地磁定年法的作用机理则是，地球的磁场会以一种已知的方式随时间逐渐变换方向。火坑里的黏土或者其他材料在燃烧或冷却时都会留下一些弱磁性，和地磁联合起来考虑，就能提供关于这个火坑最后一次燃烧的时间。

还有另外一些技术可以达到类似目的。比如，钾-氩鉴定法、热发光定年法、水化层年代测定法、裂变径迹测定法等。但是我想提醒读者注意的是：这里的每一种方法都是依赖于一系列的自然现象而奏效的。

技术依赖现象是很普遍的。技术要达到某个目的，总是需要依赖于某种可被开发、利用的自然现象或自明之理。我说“总是”，理由很简单，一项技术如果什么都不开发，它就什么都不能获得。这是我提出的第三个原理。它和我之前所说的其他两个原理（组合和递归）同等重要。这个原理是说，如果你要审视技术，你总会在它的核心部分发现它所利用的效应。石油炼制要基于“气化原油过程中不同成分会在不同温度凝结”这个现象。一个下落的锤子则要依赖“动量传递”这一现象（即动量会从移动的锤子上传递到静止的钉子上）。

现象是技术赖以产生的必不可少的源泉。技术要达到某个目的，总是需要依赖于某种可被开发或利用的自然现象。无论是简单还是复杂的技术，它们都应用了某一种或几种现象。

现象通常是显而易见的，但有时也很难察觉。我们面对一些非常熟悉的技术的时候，常常会碰到这种情况。比如，一辆卡车应用了什么现象？一辆卡车看起来似乎没有应用任何自然现象。然而，它确实用了一个，或者应该说，两个。一辆卡车的实质是一个平台，这个平台能够自动推进，同时比较容易移动。它自动推进的核心是基于这样一个现象：某种化学物质（例如，柴油）燃烧时会产生能量；而它能轻易移动的核心则基于圆的东西滚动起来比方的东西摩擦力要小（这一现象被理所当然地应用在轮子和轴承上）。后一种现象很难说是一种“自然规律”，它仅仅是一种可用的自然现象，而且看起来似乎很微不足道，但它一旦被开发出来，并应用于所有有轮子或能滚动的东西上的时候，它就变成了一种力量。

现象是技术赖以产生的必不可少的源泉。 所有的技术，无论多么简单或者多么复杂，实际上都是在应用了一种或几种现象之后乔装打扮出来的。

让我用下面的例子来说服你相信这个观点。假定你被要求测量某种不太容易测量的东西。比如你正身处零重力的外太空，而你需要测量一小块金属的质量。这时你不能将它放在天平上，或者把它悬挂成摆锤，或者挂在弹簧下端任其上下振荡，因为所有这些都需要重力。这时你可以把它挂在两个弹簧之间让它振动，或者想办法让它获得加速度，然后测量所需的力，这样你就可以间接测量它的质量了。但是请注意，这里你要寻找的是某个现象或者说某种效应，但是那个效应与你要测量质量这件事可能完全不是一回事。对于所有的技术，你需要一些可靠的现象来建立你的方法。

这样的例子听起来有点像传统本科生的物理试题。比如要求学生用一个气压计、一团线、一支铅笔以及封蜡去测量一栋建筑的高度。我可以举个类似物理试题的例子，它正是始于问题，再通过寻找相应的现象来解决问题的。这是一个现实的技术，实现它需要依赖四个基本现象。

题目是这样的：如何探察那些绕着遥远的恒星运行的行星（通常被称作系外行星）？这个技术是20世纪90年代由天文学家杰弗里·马西（Geoffrey Marcy）和保罗·巴特勒（Paul Butler）开发的。 因为那些行星太遥远了，直到最近，我们才有了可以直接观测它们的望远镜。而那时的天文学家则需要被迫去寻找证据以间接证明它们的存在。马西和巴特勒从一个简单但细微的现象入手：假设恒星是飘浮在太空中的，它们之间有成千上万光年的距离，行星向它们所围绕的恒星提供微小的引力，这引起了恒星的规律的、重复性的振荡。恒星的晃动很轻微，每秒钟只移动几米。而且这种晃动过程实际上无比缓慢，因为它是在行星沿轨道移动数月，甚至数年的过程当中发生的。但是，如果天文学家能够探察到这些晃动，就能由此推断出一个行星的存在。

那么如何才能探察到这样细微的振荡（天文学家称之为“摄动”）呢？这里需要两个现象：一个是，从恒星发出的光能够被分解，形成光谱，因而呈现出连续的、颜色分明的色带（即光频）；另一个是，如果恒星朝我们的方向发生位移，这些线就会产生微小的偏移（即著名的多普勒效应）。马西和巴特勒将这两个现象结合起来，用望远镜锁定一颗恒星，分解它的光，形成光谱，并尝试去寻找谱线上数月或数年间发生的微小变化，从而检测恒星任何一次微小的摄动。这听起来简单，但做起来很困难。行星摄动在光谱上引起的变化太微小了，如果将光谱中一个特定的谱线比作音节中的中央C，那么马西和巴特勒正在寻找的将是从C到升C之间的一亿分之一的微小移动。如何才能观察到光谱中那么细微的变化呢？

马西和巴特勒用第四个现象来完成这个任务，这也是他们的最主要的贡献。他们让恒星的光穿过一个碘蒸气小室。当光穿过时，有特殊光谱特征的光会被气体吸收，这样一来，恒星光谱就呈现出像超市的条码一样的黑色的“吸收带”。这个碘蒸气过滤装置是不动的，所以这条带也不动，成为定尺。这样当恒星向观察者移近或远离时，光谱上的谱线的微小移动就可以被观察到。这项技术的实现需要不断地改进，马西和巴特勒用了9年的时间进行完善。尽管如此，为推断出外部行星存在而测量一个星星每秒钟不超过10米的位移——这项技术还是太不稳定了。

整个技术更像一个拼凑起来的物理实验，而不像一项高度精密的发明，事实也正是如此。这个例子阐明了如何应用现象的组合去达到目的。其中涉及了四个现象：行星的存在引起恒星摄动；恒星的光可以被分解形成光谱；如果恒星相对我们有位移，光谱线就会移动；光穿过气体可以产生一条固定的谱线作为记录恒星光谱中任何变动的基准。通过将上述现象加以合理地选取和组织，就形成了一项技术。之后，在这些效应的辅助下，天文学家们发现了150个新的系外行星。

我说过，技术是建立在概念或原理之上的，这和“技术是建立在现象之上”的说法一致吗？首先，原理和现象一样吗？回答是：不一样，至少不同于我所指的“原理”。一项技术建立在某种原理、“某种方法”之上，这是一个技术过程得以开始的理念性基础。原理需要发掘出某个（或几个）现象来完成它。因此，原理和现象是不同的。比如某个特定的对象，如钟摆或石英晶体，会按照一个给定的频率摆动，这是一种现象。利用（using）这一现象来计时，便构成了一个原理，进而产生了时钟。高频无线信号遇到金属，会出现干扰和回声，这是一种现象。利用这种现象，通过发送信号然后接收回声来探察飞行物就构成一个原理，进而产生了雷达。现象只是简单的自然效应，因此独立于人类和技术而存在，现象本身并没有什么用。相比之下， 原理是为达成某个目的而利用某个现象的理念（ idea ），它广泛存在于人类及“使用”的世界。

在实践中，现象在能够被应用于技术之前，一定要被“驯服”，并且作好恰当的准备。天然形式的现象很难被利用，需要巧妙的诱导，它们才能令人满意地运作起来，它们可能只在有限的条件下起作用，所以一定要建立正确的支持方式才能使它们为预设的目的服务。

现象在能够被应用于技术之前，一定要被“驯服”，并且作好恰当的准备。

这就是我在第2章说的支撑技术所起的作用。正如我所说，许多支撑技术是为基本原理服务的，它们为基本原理提供能量，同时管理和规范基本原理。但是也有许多支撑技术是为了支撑现象的应用以及安排它们去正确地实现需求而存在的。马西和巴特勒的碘蒸气室一定要准确控制在50摄氏度，这需要一组加热单元来帮助完成；恒星光谱在光谱仪中的分散非常细微，这需要计算机的加盟，以帮助校正；地球本身正在穿越空间，这需要进一步的以数据为基础的算法来加以调整；恒星的光会表现为密集的爆发，这需要更多的计算机算法去帮助筛选出真正的变化。所有这些需求都要求它们有自己的集成件和组件：加热单元需要绝缘和控温组件，计算机算法需要专门编写的软件等。因此，要使现象得以应用，需要大量的集成件和支撑技术。

这里的“模块”，与我在前面说的为了设计或者集装的方便而“组块”相比，有了更深的含义。子系统是技术，它们让实现特定目的所需的现象变得可用，同时子系统技术又有自己所依赖的现象。因此，一个实际的技术会包含许多现象一起作用。一个无线电接收器不仅是零部件的集合，也不仅是一个信号加工厂的微缩版，而是现象聚集而成的交响乐——感应、电子间相互吸引和排斥、电子的发射、电阻电压下降、频率谐振……所有现象都被召集并组织在一起，为一场“音乐会”中的特定目的而工作。

总是有必要去设定那些现象，并且通过把现象分配给不同模块，从而把现象分开。我们不会在一个电子设备的内部将电容器放在感应器旁边（因为那样会导致不必要的振动）；我们也不会在飞机发动机里面的测量压力下降的装置旁边放置燃烧装置，我们会将这些现象分配到不同的模块中去。 5H90+n/+f+NiWKSaaZro4DPKd6WaLiMnzuBGkE/sgyTr91rykzrhYdkr3IiEwYmY