数据的稳定性与直接性——析彼得·伽里森关于实验的客观性.doc

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1、第 34 卷 2 0 1 8 年 第 1 期 1 月 自 然 辩 证 法 研 究 Vol 34， No 1 Jan ， 2018 文章编号 ： 1000 8934（ 2018） 01 0106 06 Studies in Dialectics of Nature DOI:10.19484/ki.1000-8934.2018.01.019 数 据 的 稳 定 性 与 直接 性 里森 析彼得 伽里森关于实验的客观性 王延锋 （ 上海交通大学 科学史与科学文化研究院，上海 200240） 摘要： 假说在多大程度上影响实验与观察，以及实验 能否对假说起到判决性作用，科学哲学 界一直存在 争议 。 伽

2、（ Peter Galison） 力图超越传统 的 “理论 实验 ”二维分析模 式 提 出仪器和技 术的发展在 实验过程 中起到关 键性， “ 作用 。 新仪器和技术使数据呈现 “直接性 ”和 “稳 定性 ”，是实验 结果 得到公 认，假说 得到判 决的 重要原 因 。 通 过仪 器 、 技术方法和计算模型的不断改进，尽力排除 背景干扰，提供直接性和稳定性的实验结果是实验科 学家追求的 共同 目标 。 关键词： 实验； 仪器； 旋磁效应 中图分类号： N031 文献标识码： A 在实验科学史上 能起到历史判决作用的所谓 启发，安培 （ Ampre） 随即 提出 “分子 电流 ”假说 ” 。 ，

3、 ， 。 黄金事件 可遇不可求 在现代物理学史上 的确 他猜 想每个分 子形成圆 形电流 相当于 一根小 磁 有若干著名的实验发现成为新理论的有力支持者。 比如，正电子的发现与狄拉克方程； 弱中性流的发 现与温伯格 萨拉姆的 标准模型。但 也有若干名 噪一时的 “发 现 ”，最 终成为 科学史 上的笑 谈。比 如， “N 射线 ”“磁单极子 ”“分数电荷 ”，等等。如何 使实验经得起历史考验，成为科学史上的 “黄金事 件 ”，而非普通的 “铜矿 ”甚至赝品呢？ 当代科学史 与科学哲学家伽里森以爱 因斯坦和 德 哈斯（ De Hass） 等所做的磁旋效应实验为例指出，仪器和技 术的进步，有效地排

4、除背景干扰，使实验结果呈现 稳定性（ stability） 和直接性（ directness） ，是其数据能 持久成立 得到科学界公认的重要原因， 。 一 、 排除背景干扰是实验的内在要求 磁旋效应的测量起因于安培的 “分子电流 ”假 说。 1820 年，丹麦物理学家奥斯特（ Oersted） 发现电 流的磁效应，即通电导线周围产生环形磁场。受其 针，整个磁棒就产生一个环绕磁棒轴向的宏观电流 运动，产生宏观 磁效应，从而磁的产生机制得到统 一解 释： 磁 体的磁性 和电流的 磁性都产 生于电 的 运动。 安培假说得到许多物理学家关注，电磁学巨匠 麦克斯韦也对之表现出浓厚的兴 趣。但他比较 谨

5、慎，认为在没有任何实验证据的情况下不能随意相 信一个假说，因为当时电流究竟 是什么样的流体、 速度多快等等都还未知。为此，他设计了几种实验 方案检验安培假说。最 初他设计一个水平方向放 置的圆形线圈，用细丝线通过线圈中心线将其自由 悬垂，若通电后线圈内有物质实体流 动，由于动 量 守恒的要求，线圈必有反方向的微小旋转。在悬 垂 丝线上固定一小块反射镜，从远处投射到镜面的直 线光束，可观测到反射光的偏移。可实验未能观测 到偏转。他将失败归之于要么不存在实体流动，要 么旋转效应太小。 1897 年汤姆生（ J J Thomson） 报 告其电子 发 现之后，安培假说又激起科学家的兴趣。汤姆生的 收

6、稿日期： 2017 06 29 ： “ ”（ 17BZX038） 。 基金项目 国家社科基金项目 实验与科学的合理性研究 学史 作者简介： 王延锋（ 1968） ，贵州册亨人 ，理学博士，上海交通大学科学史与科学文化研究 院副教授，主要研 究方向： 物理 、 科学哲学 。 106 学生理查森（ O W ichardson） 于 1907 年决定重 数据的稳定性与直接性 他，其一便是 “安培分子电流假说的证实 ”， “当悬棒 新实验检验安培假说。他从理论上推算，质量为 m 的电子做半径为 r 的圆周轨道运动，将具有角动量 L = 2m，（ 为单位时间扫过的面积） 。相应的，电 子磁矩 M = e

7、，（ e 为电子电荷） 。由此推出旋磁率 （ 角动量与磁矩的比率） ： k = L / M = 2m/ e 理查森用丝线悬垂一根铁棒，瞬 间对其加上磁 矩 M（ 通过环绕铁棒的通电螺线管） ，铁棒将相应的 有角动量变化 L = （ 2m / e） M。可是，实验仍未测出 旋转效应。 1914 年，爱因斯坦作为伯尔尼专利局的二级技 术员，要处理用于潜艇导航的回转罗盘而起的专利 权纠纷案。他作为评审专家仔 细研究了回旋罗盘 的运行机制，发现其利用地球自转产生的朝向地球 自转轴方向的稳定指向机理，可用于检验安培分子 电流假说。因为顺磁性铁棒内 部如果所有原子的 电子绕轴做同方向旋转，也会产生相似的轴

8、向转矩 效应 可通过旋磁效应来检验， 。爱因斯坦在得到柏 林帝国物理技术研究所所长瓦尔堡（ E Warburg） 的 帮助 以及在研究所当科研助理的德， 哈斯 （ 洛伦 兹女婿） 的协助下开展实验。 实验的原理跟理查森 基本一样。假设分子中 存在旋转电子 分子即微型磁体， 。当其处于外部磁 场中时，微型磁体便处于与外部磁场同向。悬垂在 外部磁场中的一根铁棒，如果磁场忽然反转，铁棒 将受到一个扭矩的作用。如果施加一个振荡磁场， 铁棒也将 产生扭转振荡，从振荡周期和振幅便可确 定电子的荷质比，推出旋磁率。他们利用通电螺线 管给悬垂的圆柱形铁 棒加上与其共振频率一致的 振荡磁场，以增强旋转效应。在理

9、论推算 方面，考 虑到振荡磁场的特性以及阻尼系数等因素，他们推 出旋磁率 k = 1 13。（ L / M = 2m / e 是原始的旋磁 率，即把电子当作质点做轨道运动产生的 旋磁率； 若电子电荷和质量有其他分布，则可用 L / M = （ 2m / e） （ 1 / g） 表示，此时 g 不为 1。 1915 年 2 月，爱因斯坦在德国物理 学会报告其 实验结果。同年 4 月，他们将改进后的文稿以安 培分子电流存在的实验证明在德国物理学会论 丛发表。测出 k = 1 11（ 误差 10% ） ，推出 g = 1 02 （ 误差 0 10） 。这一实验值与理论预期符合得非常 好，因此，他们非

10、常高兴地认为安培假说已经从实 验上得到确立。在 1915 年 2 月写给好友贝索（ M Besso） 的信中，爱因斯坦宣称有两条好消息要告诉 的磁化改变时，悬棒就得到 一个轴向转矩， 我 和德 哈 斯 先 生， 已经 证 明 这 轴 向 转 矩 的 存在。 ” 当然，他 们意 识到 实验 误差 的几 种根 源。 首 先，他们使用别人发表的铁棒的磁场特性作为螺线 管磁场强度的函数，但其结构与标准的样品可能有 些不同； 其次 螺线管的磁场不是直接测量得到， ，而 是从相关常数计算而来，可能会有系统误差； 再次， 若铁棒旋转的轴向与磁场轴向出现不一致，则铁棒 会产生水平方向的磁矩，此磁矩与地球磁场发

11、生耦 合，从而加大干扰效应； 另外， 此地球磁场的水平分 量会直接磁化铁棒本身。因此，如何消除地球磁场 背景干扰成为当时实验的首要问 题。他们使用 半 径达 一米，其上环绕 着线圈的 圆环包围 着实验 仪 器，以抵消地球磁场的影响。在不断调整圆柱形铁 棒的角度位置，在确定地球磁场的影响已经消除之 后才测出实验结果。 1915 年 4 月，德 哈斯离开德国回到荷兰，他 们又分别独立地改进实验，进一步消除地球水平方 向磁场的影响。德 哈斯采取两种技术手段： 一是 将螺线管线圈直接绕在悬垂的圆柱体上，以避免轴 向不一致问题 二是在铁棒中心附近安置一 个较大； 的永磁体，并在铁棒两极附近各放置较小的永

12、磁体 以补偿地磁的影响。此外，线圈通电方式从正弦电 流改为脉冲电流，以避免铁棒被地球磁场水平分量 磁化。经过反复调试校正，德 哈斯最后得出 g = 1 2，于 1916 年阿姆 斯特丹皇家学会 期刊上发表。 他仍然相信实验支持了安培假说，也期待今后有更 精确的实验值。 整个 1915 年夏，爱因斯坦也 在 改进实验，先是把反射镜面安置在铁 棒上，然后 又 分别使用不同于铁棒共振频率的其他频率反复试 验，但没有报告新的结果。由于正忙于向同行介绍 其广义相 对论工作 他只得暂停实验， 。 二 、 数据的稳定性与直接性： 新仪器与技术的发明 同一时期，美国物理学家巴奈特（ S J Barnett）

13、也在俄亥俄州立大学做测量旋磁 的实验。但是 巴 奈特实验的思路与目的完全不同，其思想根源于古 老的自然哲学中关于地球磁场的产生机制，即认为 107 自然辩证法研究 第 34 卷 第 1 期 地球的自转产生地磁。按照这种假定，一根未磁化 的铁棒，若对其施加角加速度（ 快速旋转） ，构成铁 棒的分子将获得一转矩，产生定向旋转，旋转产生 磁场。巴奈特用电动机给一根钢棒加速旋转，转速 增加到每秒 90 圈。钢棒外 包围着线圈，若钢棒产 生磁场变化，线圈将有电流产生，用脉冲电流计检 测电流。在钢棒附近平行放置另一钢棒，绕上反方 向的线 圈，以 补偿因电 动机启动 而产生的 磁场干 扰。在整个仪器周围又环

14、绕几 个大线圈，以消除地 球磁场的影响。最后又改用磁 通计替代电流计直 接测量钢棒两级的磁通量（ 测量 H / n 的比值， H 为 磁通量， n 为转速） 。经过一系列改进和排除干扰， 巴奈特于 1914 年首次得出结果， 1915 年发表在物 理评论上， g = 2 3。 当看到爱因斯坦和德 哈斯 1915 年的报告后， 巴奈特感觉自己的实验结果很没把握，决定重新实 验。他改用更灵敏的磁强仪取代 磁通计直接测量 磁场强度 并设法避免地磁的干扰， ，于 1917 年发表 在 物理评论上的结果约为 g = 1。他推测： 如果电 流完全是由轨道运动的电子引起，应有 g = 1； 但是， “若果考

15、虑到正电 荷也参与贡献（ g 理应增大） ，则 1914 年得到的实验值应该是 g = 2 0。 ” 这一评 论很不寻常，因为他在 1915 年的文章 只是报告了 g = 2 3的结果，并无其他特别说明。为何现在要对 之前的实验值作重新评价，并力图把 g 值减小？ 伽 里森认为，巴奈特除了想表明他的结果与爱因斯坦 和德 哈斯的相近，发表得更早，理应得到同行重 视； 更重要的是，在巴 奈特论文的结论部分，他明确 表示最新的几次实验分别得到从 g = 1 4 到 1 1 的 范围。考虑到诸多干扰因素，实验 支持 g = 1 的结 论，即分子内只有轨道电子运动。这明显受到爱因 斯坦和德 哈斯的结果以

16、及安培假说的影响。 受巴奈特实验结果的刺激，普林斯顿大学的斯 图尔特（ J Stewart） 也重 复这个实验。但他改用新 的技术手段，不像爱因斯坦和德 哈斯通过脉冲电 流反复转换磁极来消除残余磁场的影响，斯图尔特 直接给铁棒消磁，因为消磁需要的磁场比反方向重 新磁化要小得多，消除背景 干 扰更容易。此外，为 减小系统误差，他还做三项重要的改变： 一是设计 一个六面体的线圈盒，作为外置框架来消除地磁的 影响； 二是使用更细更长的金属导线做样品，以尽 量减小瞬间退磁时磁 极对样品其余部分造成的影 响； 第三，使用两个试测性的线圈来消除圆柱体因 108 永久磁化，以及地磁和螺线管引起的横向磁场造成

17、 的影响。在确信熟练掌 握消磁和排除地磁背景干 扰之后，斯图尔特得出 g = 2 0 0 2。他推测存在 两种可能： 要么只有电子在运动； 要么正负电荷 都 运动，但方向相反。 此 外，在 苏 黎 世 联 邦 理 工 学 院 的 贝 克 （ E Beck） 也在重复这个实验。贝克采用与爱因斯坦相 似的技术路线，使用共振频率给样品 磁化，但在 技 术上他做了三样比较大的改进： 首先是共振频率的 测量。贝克设计了可精 确分辨频率微小变化的仪 器，这使他能更准确地确定阻尼系数，从而更准 确 地确定磁化率。其次，改进光学测量系 统，使用 一 种慢速移动的照相底片记录反射光。再次，使用一 个微型的镜像检

18、流计直接测量螺线管内部的磁场。 最后得出 g = 1 9。 1919 年 9 月，当贝克正准备写论 文投稿时，爱因斯坦到访并对其 实验表示感兴趣， 这使他感到犹疑不决。最后发表时他解释： 要么存 在某种新的电子； 要么是原子核或带正电粒子绕着 与电子相反的方向运动； 或者是情况比之前预期的 更为复杂。 斯图尔特与贝克的结果很快 得到瑞典乌普萨 拉大学的阿维德松（ G Arvidsson） 的支持。阿维 德 松也采用与爱因斯坦相似的路径，使用共振频率对 样品磁化，但做了许多技术上的改进，于 1920 年报 告其结果为 g = 2 12。但他对理论推测持比 较谨慎 的态度，认为在现象还未完全弄清楚

19、 之前，不应 对 实验结果做过多的解读。 至此，斯图尔特、贝克、阿维德松三个独立的实 验都指向同一个结果： g = 2 0。这与安培假说的理 论预期值有明显差异，导致欧洲许多物理学家对电 子绕核旋转这一简单模型困惑不 解。受这些实 验 报告的影响，德 哈斯又重新实验，并于 1921 年的 索尔维（ Solvay） 会议上报告其最新进展。德 哈斯 回顾 1915 年 的实验，当时 曾分别得 出 g = 1 4 和 g = 1 0 的不同结果。后者是期待中的经典结论 ，而 前者被怀疑是误差所致，没有纳入计算。这是德 哈斯首次报告有 g = 1 4 的结果，而 1915 年的论文 并未提及。到了 1

20、921 年，后继的几个实验都指 向 g = 2 0。显然德 哈斯对新结果表示了认同，从而 对自己和爱因斯坦 1915 年的结果作重新评价。报 告引起 洛伦兹 （ H Lorentz ） 、理 查森、拉莫 尔 （ Lar- mor） 等 的 关 注 和 评 论。 理 查 森 试 图 以 庞 加 莱 （ Poincar） 的 “电子环状旋转结构 ”来解释 g = 2 的 2 55 2 55 2 56 结果； 拉莫尔猜想可能带正电的原子核以某种未知 的形式参与了贡献； 洛伦兹则承认，即便实验结果 刚好是理论预期的 g = 1，仍然很难确定此现象背后 的机 制，因 为 关 于 铁 磁 性 还 没 有

21、满 意 的 理 论 解释。 会后不久德 哈斯又发表了两组新数据，分别 得出 g = 1 55 和 1 11。他承认其结果是开放的，期 待更精确的后继实验。同时他猜测： “虽然带正电 的原子核高速旋转会吸收 部分转矩，但这种假设对 我来说很难以置信； 我想如果基础理论是不可置疑 的话 应该考虑还有其他未知的运 动存在， 。 ” 这 表明他已经准备接受替代的理论解释。在柏林的 爱因斯坦得知德 哈斯的最新实验进展后，也开始 对自己以前的实验表示疑虑，期待新的实验结果。 对新结果感到最迷惑 的是巴奈特。在看到斯 图尔特、贝克、阿维德松的实验报告后，巴奈特立即 写出一份简短的评论，从事后的角度解释当初实

22、验 的缺陷，认为当时使用非铁磁性的铜棒取代铁棒做 样品 可能有涡旋电流磁场 产生了影响， 。 1922 年， 他又写出 论文对 1915 年 的实验 结果 （ g = 2 3 和 2 0） 作重 新 肯 定的 评 价，并 将 1917 年 的 实 验值 （ g = 1） 斥为谬误。他引用德国物理学家亚伯拉罕 （ M Abraham） 的假说来解释，假设负电荷均匀分布 在球面上，正好得出 g = 2。巴奈特从俄亥俄转到卡 耐基华盛顿研究院，再转到加州理工学院，一直坚 持不懈地改进实验，坚信通过缜密的 排查干扰，不 会再次上当受骗。他对导致误 差的各种因素进行 极其详尽的研究，经过多达 159 次

23、的测量，最后得 出 g = 1 89（ 误差率只有 2% ） 。相信其实验结果的 可靠性，接下来就是如何从理论上解释。此时他不 再坚持安培假说和亚伯拉罕假说，而是与最新的光 谱学发现以及原子在 磁场中的空间量子化效应联 系起来，大胆推测其结果与反常塞曼效应以及朗德 （ A Land） 的解释（ 存在半量子数） 密 切相关。同 一时期，来自不同地区的实验组报告的数值越来越 收敛。英国 布里 斯托 大学 的贝 茨 （ Bates ） 小 组于 1922 年 报 告 g = 1 97，次 年 又 报 告 g = 1 99 0 024。不久，随着 量子力 学的诞 生以及 古斯 密特 （ S Gouds

24、mit） 和乌伦贝克（ G Uhlenbeck） 提出电子 自旋理论（ 1925） ，理论解释很快明朗起来，旋磁效 应公认为是电子自旋产生。从此，实验与理论预期 才真正的密合，巴奈特 1931 年 得出的 g = 1 929 0 006，被认为是非常精确的实验值，争议终于结束 数据的稳定性与直接性 直到 1962 年由斯科特（ G G Scott） 公布的 1 919 0 002 成为最新的精确值。 三 、 理论对实验影响的不同层次 虽然伽里森强调实验及仪器 发展的相对独立 性，但他并不否认理论对 实验的影响。相反，他 对 若干实验案例中理论预期的影响进行详细的分析， 提出理论对实验影响的三个

25、层次： 长项约束、中 项 约束和短项约束。 长项约束包括形而上学的 思 考，比如统一场论理想等； 中项约束包括与实验 相 关的特定假说、理论，比如安培电流假说； 短项 约束 指针对某一现象的解释模型，比如理查森采用庞加 莱的 “电子环状旋转结构 ”； 巴奈特引用亚伯拉罕的 “负电荷均匀分布在球面 ”等。 对爱因斯坦来说，在 19141915 年其广义相对 论创立的紧张时期，为何要暂时放下手中的工作来 做这个实验，有复杂的理论背景。最直接的目的是 验证安培假说。安培假说提出已有近百年，还未有 直接的实验证据。若假说得到证实，电和磁在理论 上得到统一解释，这是一生坚持探索统一场论的爱 因斯坦所渴望

26、的。此外，当时在理论上存在十分引 人关注的两个问题： 朗之万的零点能和玻尔的电子 轨 道模型。玻尔于 1913 年提出电子绕核旋转的原 子模型，解释氢原子和类氢离子光谱波长分布非常 成功。可是该模型有一个理论上的困难： 按照麦克 斯韦电磁学理论，电子绕核旋转会辐 射能量，能 量 不断衰减很快会掉到原子核里，不能形成稳定的原 子结构。为解释原子的稳定性，必须有最低的电子 轨道运动，即非零的稳定态。这在当时还缺乏直接 的实 验 证 据。这 让 爱 因 斯 坦 联 系 到 居 里 定 律。 1895 年 皮埃尔， 居里（ Curie， P ） 从实验上发现永 磁性材料的磁化率随温度成反比 关系变化（

27、 称 “居 里定律 ”） 。十年之后，居里的 同事朗之 万（ Lange- vin， P） 假定每个原子由于电子的旋转而携带一个 固有的、与温度无关的磁矩 m（ 即存在零点能） ，然 后从玻尔兹曼统计导出居里定律（ 磁化 率为 m N / （ 3T） ， N 为摩尔浓度， 为玻尔兹曼常数， T 为绝 对温度） 。爱因斯坦相信，朗之万能成功地解释 居 里定律，这说明每个原子具有固有磁矩这一假说很 有说服力，而此磁矩应该就是安培假说中的电子环 流产生。但朗之万的假说提出有近十年，仍没有直 109 2 61 2 61 自然辩证法研究 第 34 卷 第 1 期 接的实验 证据。因此，检验 安培 假说显

28、 得太 重要 了，它不仅实现电磁理论的统一解释，还同时验证 零点能的存在，解决玻尔原子模型与麦克斯韦电磁 学理论的矛盾。在爱因斯 坦写给好友贝索的信中， 他告知贝索： “实验不久就要结束。这样，在一种情 形中， 零点能 的存在也被证实了。这个实验做得 十分漂亮 可惜你没能亲自参加， 。 ” 理论上的迫切 需要诱使爱因斯坦与德 哈斯 乐于接受 g = 1 的实验结果，而对 g 值的任何偏离 （ 比如曾经出现 g = 1 4） ，容易将之归于误差太大或 其他差错而排除。同样，巴奈特早期也由于安培假 说的影响，倾向于 g = 1 的结果。此所谓 “观察负载 理论 ”。但是， “观察负载理论 ”是否意

29、味着有不同 理 论预期的科学家选择不同的实验结果，或对结果 做出有 利于自己 的解释，从而无 法做出理 性的评 价？ 如库恩所言： “范式间的竞争不是那种可以由 证据来解决的战斗。 ” 因为 “革命之前科学家世 界中的鸭子到革命之后就成了 兔子 ”。 或如费 耶阿本德所言： “明显缺乏经验内容也好，同实验结 果剧烈冲突也好，都不能阻止我们保留和详细制定 一个我们出于某种理由感到喜欢的观点。 ” 伽里森的解释则不然，在其他后继实验不断向 另一个方向收敛（ g = 2） 情况下，虽然尚无新的替代 理论，科学家已经倾向于接受后 期的实验结果，并 尝试各种新的解释。比如，假设正电荷 参与运动； 或者对

30、实验结果和理论解释持开放态度。爱因斯 坦到苏黎世看到贝克的不同实验结果，曾给德 哈 斯写信： “在苏黎世，一个真正优秀的实验家在重复 我们的实验。他测量铁磁体产生的磁矩，发现只有 理论预期值的一半（ 两倍 g 值） ” 。这说明他并 不固守已有的实验结果和已有的解释，而是期待进 一步的探索。借用海德伯格（ Heidelberger， M ） 的说 法，假说对实验的作用可称为 “理论引导性 ”（ theory guidance） ，即假 说引导 科学 家展 开一 项实 验，但对实验结果的解释并无最终决定权。 从整个过程来看，导致德 哈斯与巴奈特对早 期的实验结果作重新评价的，并非理论所推动，而

31、是实验仪器与技术的不断改进。从 19141922 年， 理论并无特别变化，安培假说仍然是主要的解释工 具，但是实验技术却不断有新的突破。爱因斯坦与 德 哈斯 1914 年的实验，螺线管内的磁场是根据其 尺寸来估算，不是直接测量； 振荡磁场的特性以 及 阻尼系数也是参照其他已有的数据估算； 是否已经 消除或补偿地球磁场 的影响也是凭经验上的估计， 未做详细的研究。这导 致其实验结果不是直接的 测量得出，数据也不稳定（ 早期 1 1 1 4，后期 1 11 1 55） 。斯图尔特、贝克以及后期的巴奈特则 直 接测量螺线管内的磁场，对地磁干扰问题也从技术 上进行详细的研究，使系统误差尽 可能减小，数

32、 据 收敛得更好、更稳定，可信度更高。在 1925 年量子 力学以及电子自旋理论提出后，对旋磁效应的机制 理解得更清楚，但是实验仪器、方法、数据还是延续 如故，实验及仪器在理论的变革中保持了延续性。 四 、 结 语 从更宏观的时段来看，麦克斯韦时 代，他所 做 的仅仅是观察定性的效应，还未具备推算旋磁率数 量级的计算模型； 到了理查森，虽然他从理论上 推 算出 旋磁率的 关系，但实验上 仍然是观 察宏观 效 应，计算平均值的方法； 到爱因斯坦和德 哈斯 才 有具体的理论预期值，实验结果与理论预期能进行 比较，这才引起众多同行的关注，重复检验纷纷 出 现。因此伽里森认为，理论上的需求成为开启一个

33、 实验的重要原因。但是，实验的结束，却不完全 是 理论上的约束。就此案例来说，仪器和实验技术的 进步，有力地排除背景干扰，得出更 直接和稳定 的 数据，是科学界能达成一致，从而可以结束一项 实 验的重要原因。作为科学实验哲学的一名主将，伽 里森非常赞同伊恩 哈金的看法，批评过去哲学家 “更习惯于坐在安乐椅上，而 不是去工作台 ”。 他提倡哲学家要走进实验室和档案馆，看看工作中 的科学家实际是怎么做的。伽里森作为科学仪 器 的收集者，其视角与众不同，他将仪器和技术提 高 到与理论、实验 同等 的地 位，从 “理论 实 验 仪 器 ”三维互动的视角来分析，从而消解了传统科 学 哲学 “理 论 实验

34、 ”二维 思维 导 致的 合 理性 危 机 问题。 110 1 118 4 133 4 101 5 159 2 60 6 124 4 数据的稳定性与直接性 M， ， ， 参考文献 美 托马斯 库恩 科学革命的 结构 金吾伦 胡 新和 译 1 爱因斯坦 爱 因斯坦 文集（ 第 一卷 ） C 许良英，李宝 恒，赵中 立，范岱年 编译， 增补本 北京 商务印书馆： ， 2009 2 Galison， P How experiments end M Chicago： The Universityof Chicago Press， 1987 3 董丽丽 图像与交 易区的双 重变奏 彼得 伽里森 科学编史

35、 学研究 M 北京： 中国社会科学出版社， 2014 北京： 北京大学出版社， 2003 5美保罗 法 伊尔阿 本德 反 对方法： 无政 府主义 知识论 纲要 M，周昌忠 译 上海译文出版社， ， 2007 6荷汉斯 拉德，主编 科学实验哲学 M，吴彤，何华青，等译 北京 科学出版社： ， 2015 7加伊恩 哈金 表征与干预 M，王巍，孟强，译 北京： 科学出 版社， 2011 The Stableness and Directness of Data： On Peter Galisons Experimental Objectivity WANG Yan feng （ Department

36、 for the History Philosophy of Science， Shanghai Jiaotong University， Shanghai 200240， China） Abstract： It is in debating that in what extent a hypotheses affect observation and experiment， or if the results of an experiment can be a judgment for the choice of competitive theories Peter Galison trie

37、d to go beyond the traditional two dimensional interpretation model of“theory experiment” He argued that the development of instruments and techniques are very critical for the results would be generally accepted， especially when it can provide stableness and directness data It is the common goal for experiments to eliminate the background interference and provide stableness and directness data through the improvement of instruments and techniques Key words： experiment； instruments； gyromagnetic effect （ 本文责任编辑 董春雨： ） 111