在19世纪中期出版的《归纳科学的历史》和《归纳科学的哲学》中，休厄尔基于物理学(归纳科学)的发展，在实证主义的框架下给出了科学仪器的经典图像：科学仪器要么用于精确测量、要么用来检验理论，它附属于理论，没有“自己的生命”。数个世纪以来，科学哲学家一直都深信休厄尔给出的科学仪器理想化图像。①实证主义科学哲学坚持发现语境与辩护语境的明确区分，过分强调对科学主张和内容的研究而致力于理论命题的证实或证伪工作，使得它们都忽视了用来支持科学知识主张的物质性要素——科学仪器。“科学知识的增长”的认识论路径关注理论的变化也没能考虑到仪器；在《科学革命的结构》中，范式包含了仪器维度，库恩暗示仪器在科学革命中可能有直接的和关键的作用。但是库恩后期深入到语词变化中寻求科学革命的语言根源②，最终还是没有重点突出仪器维度。在20世纪80年代前后，当科学哲学打开科学实践的大门后，物质维度的问题日益受到了人们的关注。这方面有两个最新的研究方向，一个是关注科学研究对象的历史生成性，这就是哈金所称之为的“历史本体论”的研究；③另一个是关注物质仪器的研究，如国内学界最近几年所关注的新实验主义和SSK的微观实验案例研究，它们将科学仪器的研究包含在对科学实验实践的考察之中。在新实验主义中，大多工作还是以基于命题的认识论来研究实验仪器；而在SSK中，仪器通过文本分析成为社会地位的象征，或成为一种修饰的工具，完全忽视其认识论意义。科学仪器的哲学研究，尤其是其认识论研究还没有真正展开。“仪器有自己的生命”④，科学仪器作为科学哲学实践转向所关注的物质性维度之一，它的哲学研究尤其是认识论研究应当受到足够的重视。

面对科学仪器哲学研究的这种状况，贝尔德一针见血地指出学者很少关注仪器的原因是缺乏语言。贝尔德凭《事物知识：科学仪器的哲学》获得了2006年科学仪器史领域的柏格奖(Paul Bunge Price)。此书所贯穿的科学仪器史研究的主线是关于事物知识的科学哲学思想即仪器认识论。贝尔德认为仪器作为工艺人造物，视觉和触觉的思考和交流是仪器发展和使用的中心。为了在科学认识中赋予仪器以真实地位，我们需要更好的概念来思考仪器以适应仪器的本质维度外在于语言的事实。⑤贝尔德的仪器认识论旨在为理解科学技术的物质产物提供技法，明晰仪器的物质主义认识论。仪器认识论指出仪器和理论同样重要并承载知识。仪器不是在智力的底层，仪器对理解世界与理论占据同一层面。贝尔德提出物质主义的知识概念，主张存在相对于以语言为中心的知识理解的物质对应物，并认为科学技术的物质产物连同理论一起建构知识。贝尔德希望在真正物质主义上提供新的维度来理解仪器和科学技术。

一　仪器认识论需要克服的障碍

贝尔德指出以往科学哲学研究要么没有处理仪器的认识论问题，要么就是基于传统的命题为中心的认识论模式来处理科学仪器。仪器认识论试图纠正这些不足就必须克服“文本偏向”(text bias)和“语义上行”(semantic ascent)这两个障碍。

1.文本偏向

认识论有文本偏向的漫长历史，它至少可追溯到柏拉图关于获得辩护的真信念就是知识的定义。传统的认识论认为物质世界是暂时性而理念的世界才是永恒完美性。如果知识是永恒的，那么它就不能存在于易腐化的物质领域，所以认识论力求由物质世界“上升到”思想的“柏拉图世界”。

普赖斯指出“不幸的是许多科学史家和几乎所有科学哲学家都是天生的理论家而不是工作台科学家(bench science)”。⑥哲学家和历史学家习惯于以话语而不是事物表达自我，所以他们控制着对科学知识是什么的言说，以一种熟悉的话语知识来特征化科学知识。这就是根深蒂固的文本偏向。

逻辑实证主义是文本偏向的典范，它一直被“科学的语言”所困扰，但是文本偏向并没有因逻辑实证主义的退场而消亡。甚至许多后实证主义著作还是继承着文本偏向。以影响巨大的《实验室生活》为例，在拉图尔和伍尔加描绘的实验室功能图中，动物、化学制品、邮件、电话和能源进入实验室而产出论文，这幅实验室图景完全是文字的。“自然”在“铭写装置”(如仪器)的帮助下，产生科学家的文字产品；科学家使用这些产出外加其他文字资源(邮件、电话、预印本等)来制造他们自己的文字产品。拉图尔和伍尔加指出科学家所研究的物质产物TRF(促甲状腺素释放因子)只有仪器价值，“只是长期研究纲领所使用的许多工具中额外的一个”⑦。这幅实验室图景扭曲了实验室功能，实验室不单单产生话语。除了话语，科学家有共享物质的长期历史。⑧《实验室生活》的重要性在于它关注到了实验室生活的物质语境，但是它继承了文本偏向的传统，专门以文字形式错误地描述了科学技术的目的。虽然它引入文字框架的修辞看似新颖而具有后现代性，其实还是延续了文本偏向的传统。学者们作为话语的制造者，将科学再次还原到他们最熟悉的话语模式。

2.语义上行

“语义上行”由奎因在《语词与对象》⑨中提出，它把问题提升到语言学层面加以研究，不再把研究对象看成一种自身的经验性的存在，而是将其看成文本性的语义和句法的组合，并从语言学的角度进行解释。古丁指出哲学迄今没能处理任何观察语言理论的中心问题，以致不能处理任何科学理论的中心问题：观察者如何由世界上行到关于世界的谈话、思想和论证。⑩其实古丁还是受制于语义上行，他认为科学家应当由世界上行到关于世界的谈话、由仪器上行到语词、由物质领域上行到文字领域，因此语义上行对于实验科学是关键的，语词的重要性高于事物。

以达文波特(T. Davenport)发明旋转电动机为例，贝尔德指出语义上行策略不能对其做出满意的解释。1934年达文波特作为一名铁匠不具备任何电磁学知识，他被约瑟夫·亨利教授的电磁铁可以提起铁匠普通铁砧的消息所吸引。1935年，他成功地建造了一台电动机。尽管他不知晓电磁学理论，但是这种实用性旋转电动机还是取得了成功并申请了专利。他的旋转电动机成功地带动印刷机印刷了美国最早的电学期刊。达文波特的旋转电动机反倒可以用来进一步明晰电磁学知识。

语义上行阻止我们关注这类不能立即由理论言说的科学技术史。(11)在许多情况下，物质领域的操作法(maneuvers)是科学技术进步的中心，物质领域为工作的进行提供了空间。科学工作虽不总是但却是频繁地依赖于可利用的理论，但是理论也频繁地被证明是错误的。值得注意的是科学工作并没有停顿，反而独立于理论或者依据有争议的或错误的理论继续进行。许多新的仪器和技术的发展是在错误的理论基础上进行的，而且理论进步通常追随着仪器的进步。

二　仪器认识论：事物知识

传统认识论认为知识是得到辩护的真信念。物质仪器当然不可能是信念，于是在传统的认识论框架下谈仪器是知识没有意义。贝尔德认为认识论应当承认在科学发展中非认知力量的重要性，而不必寻求在不同非认知力量中分出主次轻重。认识论可以在建立理论、实践和仪器的过程中赋予社会、政治、经济等力量以重要性，认识论需要赋予知识类别及其辩护以历史真实性。事实上，承认在科学技术发展过程中非认知力量可以扮演重要甚至决定性作用既没有否定认知力量不起作用，也没有否定在认知和非认知之间可以做出区分并分析其区别。(12)物质认识论有重要的含义，它扩展了知识的概念以包含物质产物。科学与技术间的界限及其有效性已经由于将物质包含于认识论而受到挑战。首先，仪器已经扮演了类似于理论的认知作用，仪器为表达、探究和发展我们的理解以及解释和预测提供了媒介。第二，虽然仪器和理论通常一起协作，但有时候仪器也自主地发展甚至在有错理论的影响下发展。这显示了不可能将仪器的认知成分还原为理论的认知成分。以上两点表明仪器和理论在认识论上同等重要。第三，科学仪器革命的形势需要一种能包含仪器的认识论分析。(13)

1.科学仪器的三种类型及事物知识

科学仪器有不同的种类，不同种类的仪器在认识论上又各异。为了从认识论上分析仪器，贝尔德将仪器划分为三类：模型式仪器、装置式仪器和测量式仪器。三类仪器对应着三种仪器知识：模型知识、工作知识和测量知识，统称为事物知识。

模型式仪器在认识论上的工作类似于传统的理论。此类仪器提供表征功能，使得仪器可以根据达到理论表征的程度来评价优劣：解释和预测能力、简单性和准确性等。装置式仪器的代表是最初发现电磁感应现象时法拉第使用的马达。由于当时电磁感应理论还未确立，马达以非表征式的方式产生现象而建构知识。这类仪器的运作在认识论上类似于实用主义视知识为有效行动的概念，然而两者之间的一个基本区别是借助仪器的行动已经与人类力量分离而被植入了人造物可信赖的行为之中。这种知识称为“运转知识”(运转用来描述仪器或机器可以规则地值得信赖的运行)。测量式仪器呈现了第三种物质知识，它是表征知识和有效行动意义上的知识混杂物。测量预设了表征，也预设了必须值得信赖的运作，测量仪器整合了以上的两种认识论模式，即模型知识和运转知识。对同一物体的测量，仪器必须产生同样的结果，或者考虑到错误分析，仪器产生的结果可以被理解为相同的。贝尔德称其为“压缩知识”，它体现了物质仪器在提供测量时需要有效行动和准确表征的协作。(14)

20世纪中期的仪器革命使得仪器处于了认识论的中心，现在理解技术和科学，我们需要建构能包括仪器的认识论。仪器分类可以采取很多形式，取决于研究者的倾向，以及所回答问题的种类。贝尔德并不宣称他的分类是哲学上详尽了仪器或仪器功能的分类。

2.真理的物质替代物：仪器功能

传统认识论的核心概念是真理，贝尔德需求仪器认识论中真理的物质替代物。他指出对于理解物质知识必要的基本新贡献是仪器功能，仪器功能的作用是为物质装置提供知识的标准。(15)贝尔德指出科学知识存在五个理想。(16)(1)独立性：科学技术知识可以独立于它的发现语境；(2)有效性：科学技术知识值得信赖以完成适当的目的；(3)持久性：科学技术知识在不确定的未来值得信赖；(4)连接性：科学技术知识建立了世界和我们之间的联系；(5)客观性：“世界的声音”在世界和我们的关系之间有一种优先性。这五个理想包含了物质知识的中心标准。贝尔德指出这五个理想可能与特定的知识主张冲突，但是这些理想告诉我们为什么物质知识是重要的，为什么在物质知识领域仪器功能是重要的。知识的这五个理想对应地描述了人造物所具有仪器功能的五个重要中心特征。(17)(1)独立性是人造物功能的中心特征。仪器的功能可以独立于仪器的发展语境。(2)有效性是仪器功能定义的附带成果。我们建立人造物去完成某目标时，我们依靠物质用具的有效性去完成目标。如果它未完成目标，未起功能，我们必须继续或者抛弃项目或目标。物质功能自身就是要有效地完成某事。(3)物质人造物相较于理论知识可能更易于磨损，不能信赖人造物可以永远正常工作。(4)科学知识和仪器功能将我们和世界相连：理论知识将世界是何样与如何表征世界相连，功能将人造物如何表现与我们希望人造物如何表现相联系。(5)功能也有一种客观性。某事物如果损坏了，即使我们按照正常程序操作它，它也不能正常工作。此时，可靠性不再是看似简单的绝对概念。

当人造物成功地完成某功能的时候，贝尔德宣称其承载知识。此主张需要具体化，特别是对于功能的概念。贝尔德的功能概念是相对精炼的，他去除了任何沉重的蓄意包袱而集中在人造物的值得信赖的、规则的可预测能力。功能最好能特征化为数学功能而不是生物学或更宽泛的目的论功能，功能就是制作可控现象。

将功能与知识以及真理联系起来可以从语言学上找到证据。哲学家习惯于以命题或语句的形式思考真理，于是忽视了如“安正的轮子”(a true wheel)这类短语的表达方式。根据牛津高阶英汉双解词典的解释，“安正的轮子”中的“true”不是简单的真而是一种特殊的形式，“true”有(安装或放置)正、准，(尤指)垂直的意思。安正的轮子合适的、可信赖的、规则的旋转。轮子位置不正(out of true)则变得摆动而不可靠。“真理”的传统意义剔除了物质上值得信赖的功能含义。物质仪器所控制的公开的、规则的、可信赖的现象承载着一种世界的“运转知识”，仪器可以在真理的物质意义上“正确运转”。轮子恰当地、位置正地转动的需要于是明显可以借助功能的概念缠绕住了真理的物质意义。除去脱离正轨的情境，轮子的基本功能是平滑的、规则的并可靠的转动。可以将一种功能作为组成而去为某装置的更宽泛的目的服务。例如自行车靠轮子的转动来移动自行车，自行车的制造者依靠轮子的转动功能服务于移动自行车这一更宽泛的目标。

理论家作为概念的制造者(conceptsmiths)从给定的命题材料中连接、并置、概括并得出新的命题材料。“仪器专家”作为功能的制造者(functionsmith)从给定的功能发展、取代、延伸并连接新的仪器功能。(18)功能具有双重属性，它既是现象的提供者又是人类目的的物质建构。贝尔德的目的不是关注主观知识，而是关注人造物所承载的客观知识。于是功能的精炼版本足够了。功能以某种方式与目的相连，但贝尔德回避了详细的分析而集中关注现象。由仪器功能所抽出的认识论可以通过制造现象得以完成。于是得到了知识的理想版本：独立性、有效性、持久性、连接性和客观性。

物质真理(模型知识、运转知识和压缩知识)的辩护需要发展和呈现物质的、理论的和实验的证据，它们将新的物质主张与知识的别的物质和语言主张相联系。某些事例中，现象是充分地引人注目的，如法拉第使用马达的案例。通常将仪器有效使用的现象与别的仪器、实验和(或)理论知识相连是重要的，这使得新的运转知识被置于物质和理论知识的领域。这种连接工作为新的知识提供了深度和辩护。通过数据可以将新仪器的行为与别的技术和仪器相联系，于是新仪器的后续使用得到了辩护。分析者通过数据辩护的确信程度来使用仪器。为新仪器的使用进行辩护的另一种方式是将知识转换成新的物质形式。(19)上述工作产生的仪器功能即物质知识。仪器制造者必须产生、精炼并稳定现象(运转知识)以服务于某仪器目的。于是依照仪器的总目的，仪器功能被操作、联结、组合、采纳与调整。(20)物质装置的行为与建立的设备、理论和实验相联系，结果产生了物质知识的增长。

事实上很难在物质层次上建立仪器功能，对应于真理作为理论建构的规范理想，那么现象的规则性和可靠性是仪器建构的目的。“true”的物质意义——(安装或放置)正、准，(尤指)垂直的就表明：正如“理论真理”作为理论知识的规范理想，“物质真理”——仪器功能作为物质知识的规范理想。

三　整合事物知识和理论知识：新波普尔主义的世界3

其实仪器认识论并不拒斥传统认识论，贝尔德力图给出可以包含仪器的科学技术认识论，以整合事物知识和理论知识。仪器与理论一样是知识的承载者。仪器具有三种不同的事物知识，贝尔德为传统的认识论概念提供了以事物为中心的对应物。他借用了波普尔的“客观知识”或“没有认识主体的认识论”的思想，但不同于波普尔将其认识论限定在“语言的世界，推测、理论和论据的世界”(21)，贝尔德的认识论包括了事物。事物知识和理论知识作为客观知识都存在于新波普尔主义的“世界3”(22)中。

波普尔的本体论包括了三种不同的、很大程度自治但是相互作用的“世界”。世界1是物理客体或物理状态的世界；世界2是意识世界或精神状态的世界，或关于活动的行为意向的世界；世界3是思想的客观内容的世界，尤其是科学思想、诗的思想以及艺术作品的世界。(23)意识状态需要物质实例化，但是意识状态不能以纯粹的物质形式解释。客观知识可以依赖人类意识，但是客观知识不能纯粹以心智的形式解释。波普尔的第3世界是有争议的形而上学，但是他所填入世界3的那类客体将世界3变成现实的。这类客体包括“发表在报刊和书籍中以及储藏在图书馆中的各种理论；关于这些理论的讨论；与这些理论有关的困难或问题等等。”(24)世界3不是波普尔所指的期刊论文上的物理符号而是这些物理符号所表示的主张。

贝尔德和波普尔的认识论在本体论问题存在着明显的差异。科学技术的物质创造物必然是物质的，“事物的思想”不能等同于事物自身。按照波普尔的观点，物质创造物看上去占据了世界1，而贝尔德主张其在世界3。波普尔的世界3不是一个事物的领域，物质创造物是世界3理论在世界1的运用：“无法否认，这种由数学理论和科学理论组成的世界3对世界1产生巨大的影响。比如，由于技术专家的介入确实能产生这种影响，技术专家通过应用上述那些理论的某些成果而引起世界1的变化。”(25)

贝尔德的答案是将技术成果作为理论知识的运用或例证经受不住历史的详查。如法拉第的马达并不是他电磁感应理论的例证。看上去将世界1的客体包含在波普尔的世界3中产生了本体论的困惑。其实需要明晰的是，在贝尔德的新波普尔主义的“世界3”(世界1和世界3中的客体)和规则的世界1客体之间存在着区别。理论自身需要物质表现。波普尔详细指出图书馆是世界3的储藏库。波普尔提到了布里奇曼所说的“纸和铅笔运算法”，“纸和铅笔运算法”是物质世界的操作，波普尔可以认为它是世界3意义上的语言方式的操作，即“世界3结构单元”能被把握(或译解，或理解，或“认识”)。(26)而仪器、工具和人类的其他物质创造物情况则不同，它们没有命题所具有的同样意义。但是掌握住物质客体的“意义”是可能的，如达文波特制造出了旋转电磁发动机。

那么新波普尔主义的“世界3”(由世界1和世界3组成)的事物与不是世界3组成的世界1事物之间的区分在哪？例如什么是称做事物知识的事物与河床、蜘蛛网之间的区别呢？首先，贝尔德坚持区分是存在的。可以将人类制作的客体(语言和物质的)区分于生物的其他自然产物，两者又都能区分于纯自然力的产物。(27)其次，贝尔德结合哈金对现象的分析，指出自然产生的现象是很少的。“现象是值得注意的。现象是可分辨的。一个现象一般是指在明确的情况下有规则发生的某种事件或过程。……对我而言，一个现象公开的、规则的某种事物，可能像定律但是或许是特别的。”(28)哈金对现象的使用与物理学家对现象的使用一样，试图在实验室中呈现纯粹的、分离的现象。超出了这种制造出来的纯粹的和分离的现象，自然发生的现象很少：“除了行星、恒星和潮汐之外，自然界只有很少的现象等着被观察。大部分当代物理现象是被制造出来的。物理现象(如法拉第效应、霍尔效应、约瑟夫森效应)是打开宇宙的钥匙。人们制造了钥匙，或许钥匙转动的锁也是人造的。”(29)仪器的表现度(expressivity)(30)(仪器如何既是世界3又是世界1的组成)是仪器制造这种哈金风格的现象的结果，即“运转知识”。

波普尔持强烈的客观认识论主张：“客观意义上的知识同任何人自称自己知道完全无关；它同任何人的信仰也完全无关，同他的赞成、坚持或行动的意向无关。客观意义上的知识是没有认识者的知识：它是没有认识主体的知识。”(31)贝尔德所主张的客观认识论没有这么极端。在我们制作的事物和人类能力(包括技能、能知、形象化能力和信念、常被指为“默会知识”的联结)的集合物之间存在互动关系。以法拉第制作电磁感应电动机为例，较客观的认识论客体——法拉第电动机和较主观的认识论客体——法拉第技能、能知等一起为法拉第的知识和法拉第工作所具有的知识提供了理解。理解主观认识论客体有助于理解客观认识论客体，反之亦然。

总之，在贝尔德看来，事物知识需要理论描述和解释，事物知识通常结合理论，但有时单独提供世界的解释。事物知识能将理论压缩到它们的功能中。知识可以有许多不同的表达方式，理论和仪器都表达了知识。模型知识、运转知识、压缩知识是科学技术知识的同等部分，它们和理论知识以众多方式相互作用。理论通过语言的描述和论证功能表达知识。仪器既通过物质提供的表征潜力又通过有效使用的仪器功能来表达知识。事物知识和理论知识都应当被理解为位于新波普尔主义世界3的客观知识。

结语：“科学仪器有自己的生命”

贝尔德的认识论同等地看待事物和理论的发展，认为事物和理论一起建构了我们的世界知识。在许多事例中，事物和理论相互作用，但有时它们也独立发展。他认为不存在科学技术的基础，存在着不同的模型来参与和理解世界，其中一些模型是理论的，一些是物质的，它们相互作用。贝尔德认为存在一个事物知识的物质领域，它和波普尔的世界3一样是可错的和动态的，我们可以思考并干预这一领域以改变我们的物质环境。这是一个我们压缩不同种类的知识——理论的、技能的、默会的和物质的——成为陈述、行为和知识的物质承载物的领域。(32)这既是一个物质领域同时也是一个认识论领域，它与世界1和世界2可以相互作用。在贝尔德的仪器认识论中，三类不同的仪器就以不同的方式建构知识。所以，他否认存在统一的认识论可以一起处理事物和理论。传统的认识论不能提供充分的框架来说明科学技术的认识论，仪器认识论是它的重要补充。仪器认识论作为认识论所需框架中的关键成分，它表明了科学技术的物质维度如何从事认识论工作。

“对仪器的决定性关注的到来是类似于哲学演进的事情”(33)，仪器可以作为整合理论优位的科学哲学和实践优位的科学哲学、科学哲学和技术哲学的交界面。工艺知识、默会知识和能知这些主观认识论概念提醒我们除了言说还有意会，仪器的公共存在性允许我们更明确开展研究，使得我们可以通过仪器洞察不可言说的知识。仪器在认识论上的重要性启发人们关注仪器承载知识，事物的物性(Thing-y-ness)。不但科学理论和科学实验有自己的生命，而且“科学仪器有自己的生命”。

 

（原载《哲学动态》2009年8期。录入编辑：乾乾）