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捕捉现象

我在本章中提出,现象是所有技术的来源,技术的本质隐藏在为达成目的而去组织、协调现象的过程之中。接下来的问题是:在最初,我们是怎样揭示并驾驭现象的呢?

我认为,现象是隐秘的,如果不去发现或发掘,现象是不能显现的。当然它们也不是随机散乱分布的,而是团聚成各种相互关联的现象簇,这些现象簇各自形成不可见的效应——例如,光学现象、化学现象、电学现象、量子现象等——的“矿层”或“矿脉”,在漫长的时间中,现象簇里的效应一个一个被缓慢地、偶然地开采出来。越是浅层的效应,比如人类早期掌握的木头摩擦可以生热并生火的效应,是意外事件或偶然开发的结果;更深层的效应则像是矿层,比如化学反应,这其中某些效应的发现得益于早前的专家,但对这些效应的全面发现则需要系统的研究。对于隐藏最深的效应,比如核磁共振的量子效应、隧道效应或受激辐射等,则需要知识的积累和现代技术来揭示了。它们的发现需要现代性的发现或再现的方法,换句话说,它们需要现代科学的帮助。

那么,科学是如何揭示新效应的呢?当然科学不可能直接揭示新效应。从定义上来说,新效应就是未知的。科学往往是通过挑选不同于预期的事物来揭示效应的。比如某个研究人员在这注意到某些东西,某个实验室在那又忽视了某些东西,但之后又能发现那些细微线索。伦琴(Röntgen)是在操作克鲁克斯放电管(实际就是阴极射线管)时,发现几十厘米远的覆盖着氰亚铂酸钡的纸板微微地泛有红光,就这样偶然发现了X射线。有些时候,现象的蛛丝马迹是通过理论推理获得的。普朗克就是通过解释黑体辐射谱的理论探索,“发现”了量子(或者更准确地说,引入了能量可以被量子化的观念)。一个新效应的显现通常是作为某种尝试的副产品。例如作为基因技术的核心现象,DNA碱基配对互补的现象(即碱基A和T匹配,C和G匹配),就是沃森和克里克在尝试建构DNA的物理结构模型时的副产品。

揭示新现象有三种途径:

• 重新关注在实验过程中被忽略的细节。

• 通过理论与推理寻找现象的蛛丝马迹。

• 某种尝试的副产品。

如此看来,新效应的发现好像是逐步地、各自独立地进行的。但实际上并不尽然。通常,一个现象簇内已知的效应会导致后面效应的发现。1831年,法拉第发现了电磁感应现象。 他先用铜丝缠住一个铁环的半边,然后连上电池,这样在铁环内就产生了一个强大的磁场。然后他将铁环的另一边也用铜丝缠上,当他转换磁场时,会在第二个线圈中引起或“感应”出电流。他用磁罗盘检测后发现:“磁针会立即敏感地产生反应。”同样,断开电源时,磁针也会偏转。法拉第据此发现一个变化的磁场会在附近的导体中产生电流。

我们可以说法拉第应用了科学的洞察力和实验完成了这个发现,事实也确实如此。但是,如果我们再深入一点,就会看到,法拉第发现、理解感应现象应用的仪器是建立在以前的发现基础之上的。换句话说,他所使用的电池应用的是以前发现的电化学现象;线圈缠绕在铁之类的磁性材料上会产生强磁场的现象是由荷兰乌特勒支城的格里特·莫尔(Gerrit Moll)此前刚刚发现的;而他用的电流探测仪的原理则源于汉斯·奥斯特11年前关于电流会使磁针偏转的发现。总之,法拉第的发现之所以成为可能,是因为此前已有相关的现象被理解和驯服了。

对于现象,这种情况很普遍。随着一个现象簇被不断发掘,先前发现的效应为此后效应的发现提供了方法和启示。一个效应引发另一个,然后是下一个,直到最后相关现象的整个矿脉都被发掘出来。一个现象簇形成了一个井下硐室,硐室之间由矿层或巷道相连,一个通往另一个。然而这还不是全部,一个硐室,一个现象簇,会通过巷道通往任何硐室,即使通向完全不同的现象簇也可以。比如,先前的电现象就导致了后来量子现象的发现。现象构成一个被发掘出来的相互联系的硐室和巷道系统,而且整个地下系统都是可以相互连通的。

一旦现象被挖掘了,它们又是如何被转化成技术的呢?这是我们后面要详细探讨的问题。现在,让我仅就其本身的性质进行一下说明。现象在本性上就是可以做点什么。当人们意识到这个潜在用途时,就可以驯服它做事了,比如将变换磁场感应电流这一现象转化为发电的手段,两者之间其实并不特别遥远。

当然不是所有的现象都能够被驯服利用,但是,一旦一个现象簇被发现,就会有一连串的技术随之而来。1750 —1875年,主要的电现象,例如,静电效应、电蚀作用、由电场和磁场导致的电流偏转、感应现象、电磁辐射,以及辉光放电现象都被发现了。随着对这些现象的捕捉和驯服,随之而来的是一系列的方法、工艺及设备,其中包括电池、电容和电感、变压器、电报、发电机和电动机、电话、无线电报、阴极射线管、真空管等。

现象是以累积式建构起来的。现象首先被捕获,然后这现象被用于制造设备,并接着进一步揭示新现象。

当先前的现象在仪器设备等的共同帮助下揭示了后面的现象时,这种累积式的建构过程就缓慢地发生了。如此这般,现象不断地将自身揭示出来,步步为营、累积式地前进——首先现象被俘获,然后应用这些现象制造设备,接着进一步揭示新现象。 5TMnqNEn2jQ3Nuhos0FNWTqOjM/nVm9pA2vGt13D5JZ/OqaJ28m6W0w/ai5hBEZn

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