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科学哲学 · 第二十二节

《科学哲学》第二十二节

科学仪器能排除感官错觉与主观干扰,提供可靠的计量标准和记录手段,使观察从定性走向精细的定量。

科学仪器能排除感官错觉与主观干扰,提供可靠的计量标准和记录手段,使观察从定性走向精细的定量。质与量统一,提高测量精度常导致重大突破:普朗克从热辐射的精密定量实验中提出能量子概念;丁肇中因旧仪器精度不足错过线索,特制高分辨率双臂质谱仪后于1974年发现J粒子。

测量是对研究对象的定量描述,须以对现象的定性认识为基础,二者相辅相成。现代测量须借助仪器、在理论指导下对对象施加作用。测量所得数字是对客观世界量的反映而非直观映象;π、光速等常数反映客观规律,世界本身由物质组成而非数字构成,定量分析只是理解其结构的替代办法。不变参数是观察实验的前提,普适常数的测定推动科学认识,如叶企孙1921年测得普朗克常量沿用16年。测量的作用在于:为运用数学研究自然提供条件,确立属性的度量顺序、联结物理学与数学,并具有简洁、准确、普遍、不变的说明性质。测量是定性与定量的统一:预设前提需要对客体的定性认识,操作过程是经验与理论的统一体,结果数据须由理论解释才有意义;定性认识赋予数据目的,定量结果使认识准确。

测量是否客观存在三种理论:经典论认为测量是量与单位量比率的发现,不同技术可得相近值、仪器进步使结果逼近真值,但若忽视人的主动作用、把对象可测性看作绝对独立于操作程序则失之偏颇;操作论强调测量的约定性与主观性,认为测量只与已完成的操作有关,但可测量性并非测量过程的产物,而是真实对象的反映;表征论回避客观性问题,把测量看作按规则将数字指派给被测存在,数字独立于测量过程,其合理性在于经验关系结构与数字关系结构的同构或同形。

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