实验是如何终结的？ pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[美] 彼得·伽里森 著，董丽丽 译，李正风 校

图书标签:

• 科学哲学
• 科学史
• 实验研究
• 知识论
• 科学方法
• 还原论
• 反还原论
• 科学社会学
• 科学批评
• 科学文化

出版社： 上海交通大学出版社

ISBN：9787313150578

版次：1

商品编码：12126324

包装：平装

丛书名： 科学文化译丛

开本：16开

出版时间：2016-12-01

用纸：胶版纸

页数：413

内容简介

　　本书系“科学文化译丛”之一。作者聚焦于“理论如何从现代物理实验室产生”这一问题，通过对20世纪三个不同时期的微观物理学实验的刻画，勾勒出物理学实验中理论、仪器与实验三种文化之间相互交织的复杂关联，展现了物理学实验由工作台逐步发展为耗资不菲的大型加速器的物质文化史。本书兼具历史及哲学的分析视角，适合具有相关学科知识背景的从业者，以及对历史、哲学和实验室文化感兴趣的读者。

作者简介

　　彼得·伽里森，美国科学史与科学哲学领域新生代的领军人物，哈佛大学科学史系、物理系教授，哈佛大学荣誉约瑟夫?佩雷戈里诺教授席位获得者。其主要研究领域为20世纪微观物理学史，同时关注艺术史、建筑史等相关领域，著有《实验是如何终结的？》《形象与逻辑》等4部著作，编有《大科学》《科学的非统一性》等20余部作品，发表学术文章近百篇。曾获麦克阿瑟天才奖（1997），科学技术史学会普菲策尔奖（1998），马克斯?普朗克科学奖（1999）。

　　董丽丽，清华大学社会科学学院哲学博士，美国哈佛大学访问学者。2011年至今在北京社科院工作，主要研究方向为科学哲学与科技政策。著有《图像与交易区的双重变奏——彼得·伽里森科学编史学研究》《政府重大事项决策绩效评价》，先后在《自然辩证法研究》《科学技术哲学研究》《光明日报》等学术期刊、报纸以及国际会议上发表学术论文等20余篇。

精彩书评

　　书中的实验实践为哲学家和科学史学家提供了宝贵的研究资料。伽里森对于自然科学的独到看法具有重要意义……他引发了哲学家和历史学家更深刻的思考。强烈向大家推荐这部著作。
　　——《英国科学哲学杂志》

　　热切关注研究实验是如何进行的人们都应该读一读这本书。涉及同一话题的图书有很多，但是就阐释实验如何终结、研究共识如何达成这两点，优于本书的作品却很少。
　　——《新科学家》

目录

第1章 引言
论证的策略
实验误差与终结
预设与实验自主性的范围
概述
第2章 从集合体到原子
“历史”对“统计”
均值实验装置
分子磁体
电子
爱因斯坦的实验
爱因斯坦的预设
被遗忘的地磁学的影响
预期落空
鸭子、兔子与误差
终结实验时的进退两难
第3章 粒子与理论
一个接一个的粒子
密立根的宇宙射线研究
“原子初啼”背后的信念
竞争的装置与理论
验证量子力学
量子论失败
一种新的辐射物
重组现象
新粒子的两个例证
被理论确证、被实验确证
说服性证据和实验的终结
第4章 一组高能物理实验的终结
高能物理学的规模
集体的智慧： 无中性流
对称性与无穷
优先顺序
提出质疑的充分理由
理论家的角色
背景与信号
中性流真的存在吗？
图集中的一个事件
信仰的扩展
模型、背景与定论
E1A： 构成与参与者
短路与高深理论
首批数据
“怀疑的阴影”
解除终结
“我没有发现消除这些效应的方法”
第5章 理论文化与实验文化
理论的层次
长期约束
中期约束
短期约束
剔除背景
现象的直接性、稳定性以及固执性
第6章 规模、复杂性以及实验的终结
论据的组合
合作与交流
子组、论据与历史
结语
附录： 中性流论文及作者
档案资源缩写对照表
参考文献
索引
译后记

前言/序言

　　人的结局总是比先前的一生更受人瞩目。
　　——莎士比亚《理查二世》
　　论证的策略
　　1974年11月9日，还未到凌晨4点，在斯坦福直线加速器——一台足有2英里长的装置——一旁，夜班实验人员正在准备一项重要实验的启动运转。实验人员认真地在小组工作记录中写下了这样的警示故事：
　　他在这片区域勤奋地工作了几周，已经很累了。他俯身观察流水上的淘盘，发现了两小块闪光的黄色团块。“出现了！”他叫出声来，直起身仔细地观察盘子里的物质。众人都跑过来观看，在混乱中淘盘和里面的东西一同掉进了水里。这些团块物质是金吗？还是硫化铁？他开始重新细细地筛查淤泥。斯坦福直线加速器中心和劳伦斯伯克利实验室，1974年11月3日至25日日志。
　　“我们的首要任务是确定探测器是否仍然在工作中，还有三联部件的标准分析程序功能是否正常……”记录手册里又这样写道。由此，我们又一次投入到了检查和常规实验操作中。这样的工作已经持续了数年，而就在几个小时之后我们将发现psi粒子。这一发现将开启夸克和计量物理学的“新时代”。通过整个夏天不间断地检查、复查和数据分析，实验人员渐渐意识到，一个新的奇迹已渐露头角。在接下来的几个小时之后，人的想法将被证明是真实的。这样的论证状态改变肯定在每一次实验中都会发生，也决定着实验的结果。本书关注的正是这一转变。
　　从历史的观点来看，“实验是如何终结的”这一问题之所以会引发我们的兴趣，是因为它将关注点引领到了实验中的一个瞬间，在这一瞬间里，仪表、经验、理论、计算法和社会科学等聚集到了一处，具有了引人入胜的魅力。为了了解实验是如何终结的，我们必须缩小历史性的关注范围，了解实验中的参数、证据、技术和硬件等，正是这些内容推动了实验人员前进，给予他们信心，让他们相信面前的淘盘里是金而不是硫化铁。对于任何一个实验者而言，要做出终止实验研究的决定并不容易，需要投入的东西很多，一旦项目终止也将面临许多风险。研究人员何时能列举出足够的实验证据，对这一点的评判决定了他们的信誉程度。在20世纪末期，投入到粒子物理学实验研究中的资源量十分庞大，从开始计划到成果发表需要五至十年的时间，花费上千万美元的经费，动用几十甚至上百名研究人员进行通力合作，因此研究涉及的风险和赌注也大大增加。人们协同合作发表了研究结果后，压力也随之上升了。理论家们将努力去了解这些新的数字代表的含义，其他实验小组也将重新审视自己的实验日程。
　　从哲学原因和历史原因而言，“实验是如何终结的”这一问题意义十足。实验者对客观事实、对人造之物，以至于对一种效果、一个粒子的论证均将不会以演绎论证的封闭形式进行。长期以来，围绕着一个话题——有限的事实集合将不足以证明一般结论——哲学家们一直未曾停止争论；而迪昂（Duhem）、奎因(Quine)和帕特南（Putnam）等人却着重强调，实验面对的不是单一的假设，而是互相联系的判断网络。但更严重的问题在于，这一网络中不仅包括明确的判断，也包含了无数的辅助性假设。正如迪昂所言：
　　同几何学家使用的归谬法不同，实验中的矛盾现象并无将物理假设转为无可辩驳的真理这样的能力；为使其具有这样的能力，需要列举出全部的假设情况，覆盖一定的现象集群；但是物理学家们永远无法确定自己是否已经穷尽了所有可想象出的假设。物理理论真相的决定也并不是像投掷硬币一样非正即反。
　　在这里我们应该加上一句： 这一真相也不是实验结论的正确性所决定的。
　　虽然穷尽并列出所有假设是不可能的任务，但是研究者们可以以先导性或平行研究的方式来说明，特定的模仿和“背景”效应是足可以忽略不计的。在实验者试图将信号从噪声中分离出来时，可以采取的策略至少有三种： 构建装置设备以排除背景噪声的影响，或者对背景噪声进行测试或计算以将其从观察中排除出去。下面谈到的这个范例十分直观地说明了这一点： 亨利·卡文迪什（Henry Cavendish）是18世纪末期的一名出色的实验者，一直以来他在实验室中寻求着物体万有引力的测算方法。他将木棒用细金属线悬吊起来，在木棒的两端各悬挂一个铅球，用两个较大的静止铅球靠近悬挂着的铅球砝码。若悬挂着的球被吸引，木棒将出现扭转。为了测算牛顿万有引力理论下微小的力的值，即悬挂着的铅球重量的五千万分之一，即便是极微小的温度改变也需要避免，否则空气中将出现电流，妨碍木棒的旋转，进而阻碍实验正常效果的出现。鉴于此，卡文迪什自行建造了实验仪器设备，将仪器关闭在房间内，通过远程控制调整大球的位置，使用望远镜观察并测量仪器臂，进而阻断了背景的影响。

《实验的边界：科学探索的未知领域与伦理困境》 序言 科学的进步，如同熊熊燃烧的火炬，驱散了人类认知的黑暗，照亮了通往未知世界的道路。然而，在这条探索真理的征途上，我们并非总能一帆风顺。每一次伟大的发现，每一次突破性的理论，背后都可能隐藏着不为人知的艰辛、曲折，甚至，是令人警醒的警示。本卷《实验的边界》并非要描绘某一次具体科学实验的终结，而是意图深入探讨“实验”这一科学方法论本身所处的复杂境地，以及它在不断拓展自身边界时所必然面临的伦理、哲学与现实层面的挑战。它并非一本关于“某一次实验是如何结束的”的案例集，而是旨在揭示“实验”这一过程本身，在怎样的条件下会走向终结，或被迫终结，又或是因其本身的局限性而无法继续。 第一章：理论的灯塔与实验的航行 科学的探索，始于对世界的观察与好奇，继而发展为对现象的解释和预测。理论，是科学的灯塔，它为我们勾勒出世界的运行规律，提供了一个理解现实的框架。然而，理论并非凭空产生，也并非一成不变。它需要接受现实的检验，而检验理论最强大、最根本的手段，便是实验。 实验，是科学的航行，它带领我们驶向理论所描绘的海洋，去证实或证驳理论的航道。它将抽象的思维转化为具体的行动，通过设计、操作、观察与测量，来收集现实世界的证据。从伽利略仰望星空，到牛顿的棱镜实验，再到近代的粒子对撞机，实验一直是推动科学前进的强大引擎。 然而，理论与实验之间，并非简单的因果关系。理论的提出，往往会激发新的实验设计，而实验的发现，又可能反过来修正甚至颠覆既有的理论。它们如同两条相互缠绕的藤蔓，共同生长，彼此塑造。本章将追溯科学实验的源头，探讨理论在实验中的作用，以及实验如何成为理论发展的驱动力。我们将审视那些奠基性的实验，它们不仅证实了伟大的理论，更开启了全新的科学视角。我们会看到，理论的预言如何指导着实验的方向，而实验数据的细微偏差，又如何成为理论革新的起点。 第二章：设计的艺术与实现的困境 一个精心设计的实验，是科学智慧的结晶。它需要严谨的逻辑，对变量的精准控制，以及对潜在干扰因素的周全考虑。设计者的目标，是尽可能地隔离出研究的对象，让自然规律得以清晰地呈现，不受外界的纷扰。这其中包含了对工具的创造、对仪器的优化，以及对数据采集方法的精益求精。 然而，现实世界的复杂性，往往超出我们最初的设计。我们所处的环境并非实验室那样可以轻易控制的真空。宇宙的浩瀚、微观世界的诡谲、生命系统的繁复，都可能成为实验设计的最大障碍。我们或许能设计出理想的实验，但能否在现实中完全实现，却是另一番挑战。 本章将深入探讨实验设计的精妙之处，以及在实际操作中可能遇到的种种困境。我们将分析那些因设计缺陷而导致结果失真，或因无法克服技术难题而无法进行的实验。同时，我们也将审视那些在极端困难条件下，通过巧妙设计和不懈努力，最终取得成功的实验。这其中，会涉及到实验误差的来源，如何最大程度地减少它们，以及当实验结果与预期不符时，我们应如何解读，是修正设计，还是重新审视理论？ 第三章：数据的语言与解释的迷宫 实验的终极目标，是获取能够反映客观现实的数据。这些数据，如同沉默的证人，等待着我们去解读它们的语言。数据的收集、整理、分析，是实验过程中至关重要的一环。统计学、数学模型，都是我们解读数据信息的强大工具。 然而，数据的背后并非总是清晰明了的真相。数据的噪音，数据的偏差，数据的选择性呈现，都可能将我们引入歧途。对数据的解读，更是一个充满主观性的过程，研究者的背景、预设的理论、甚至个人偏见，都可能影响对数据的最终判断。 本章将聚焦于实验数据的分析与解释。我们将探讨不同类型数据的特点，以及相应的分析方法。我们会审视那些因数据解读的偏差而导致科学误判的案例，以及那些通过细致入微的数据分析，揭示出深层科学奥秘的突破。此外，我们还将探讨“数据挖掘”在现代科学中的作用，以及它可能带来的新问题：如何在海量数据中寻找有意义的模式，又如何避免从中得出虚假的关联？ 第四章：伦理的红线与科学的良知 科学的进步，如同潘多拉的魔盒，一旦打开，释放出的能量可能造福人类，也可能带来灾难。当实验触及生命的本质、人类的尊严，或是地球的生态平衡时，伦理的考量便变得异常沉重。某些实验，即使在技术上可行，也可能因其可能造成的伤害而备受争议，甚至被禁止。 从早期的医学实验，到基因工程、人工智能的发展，科学的边界不断被挑战，伦理的讨论也随之愈发激烈。如何在追求知识的过程中，坚守人道主义的底线，保护弱势群体，避免对环境造成不可逆转的破坏，是每一个科学研究者必须深思的问题。 本章将深入探讨科学实验中的伦理困境。我们将回顾那些因违背伦理而被叫停，或因引发巨大争议而导致研究方向转变的实验。我们会审视不同文化、不同历史时期，在科学伦理方面的差异与演变。同时，我们也将探讨如何在鼓励科学创新的同时，建立起有效的伦理监督机制，确保科学的健康发展。这其中，可能会涉及对“知情同意”、“风险最小化”、“科研诚信”等概念的深刻理解。 第五章：技术的枷锁与哲学的思辨 技术的每一次飞跃，都为科学实验开辟了新的疆域。先进的仪器设备，强大的计算能力，使得我们能够以前所未有的精度和规模进行探索。然而，技术本身也可能成为实验的限制。技术的局限性，不仅体现在其精度和能力上，更体现在其设计和应用所蕴含的潜在偏见。 与此同时，科学实验的终结，也常常伴随着深刻的哲学思辨。当实验的结果挑战了我们根深蒂固的观念，当我们面对无法解释的异常现象，当我们意识到我们对世界的认识依然肤浅，这些都促使我们去反思科学的本质、知识的边界，以及人类存在的意义。 本章将探讨技术对科学实验的影响，以及技术局限性如何成为实验终结的隐形推手。我们也会审视那些因技术瓶颈而长期停滞不前的研究领域。更重要的是，本章将引导读者进行更深层次的哲学思考：当实验不断推进，我们对世界的认识究竟是更加接近真相，还是更加暴露了我们认知的局限？当某些科学问题暂时无法通过实验来解答，我们是否应该拥抱不确定性，或是寻找新的认知工具？ 结语 《实验的边界》并非要宣告科学实验的末路，而是要提醒我们，在每一次勇敢的探索之后，都应停下来，审视我们所处的坐标，评估我们前行的方向。实验的终结，有时是理论的完善，有时是技术的迭代，有时是伦理的约束，有时是认知的深化。每一次终结，都孕育着新的开始。 理解实验的边界，不仅是为了避免重蹈覆辙，更是为了以更加审慎、负责、和富有智慧的态度，去拥抱科学探索的未来。因为，正是对这些边界的不断探索与反思，才使得人类的认知能够持续向前，才使得我们能够更好地理解自身与我们所生存的宇宙。本书希望引发的，是对“实验”这一科学内核的深刻洞察，是对科学精神的持久追求，以及对科学与人类社会关系的深切关怀。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构设计简直是一场智力上的探戈。作者似乎故意打乱了时间线，将关键的转折点散落在不同的章节中，直到快接近尾声时，才猛然将所有的碎片拼凑起来，形成一个震撼人心的全景图。这种叙事上的“非线性”处理，要求读者必须保持高度的专注，否则很容易在错综复杂的人物关系和时空跳跃中迷失方向。我特别欣赏作者在处理不同视角时的那种微妙的平衡感。每一个叙述者都有其明显的偏见和局限性，这使得我们所看到的“事实”始终带有一层模糊的滤镜，迫使我们不断质疑我们所接收到的信息的真实性。这种多重叙事带来的不确定性，正是这部作品最迷人的地方。它不是简单地讲述一个故事，而是在邀请读者参与到“重建真相”的过程中来，这是一种非常高级的互动体验。

评分☆☆☆☆☆

这本书的开篇就带着一种悬疑的气氛，让人不禁想知道“实验”究竟指向了什么，以及“终结”又是以何种方式呈现的。作者在叙事上展现了极高的技巧，他没有急于抛出所有的线索，而是巧妙地设置了一系列看似不相关的事件和人物，让他们在故事的某个交汇点上产生碰撞。阅读过程中，我时常停下来，仔细揣摩那些看似日常的对话背后隐藏的深层含义。那些描绘的场景，无论是阴郁的实验室还是光线斑驳的旧书店，都充满了独特的质感，仿佛能触摸到纸张的纹理和空气中的尘埃。这种细致入微的笔触，极大地增强了故事的代入感。我对主角的困惑感同身受，他的每一次试探和每一步深入，都像是在迷雾中摸索，让人既揪心又期待。整体而言，这本书的节奏控制得非常到位，它知道何时该加速，何时又该放缓，让读者在紧绷的期待中得到恰到好处的喘息。

评分☆☆☆☆☆

这是一部读起来需要“耗费心力”的作品，但绝对物有所值。它的节奏是内敛而非外放的，情绪的积累往往是在看似平淡的场景下完成的，然后通过一个极小的动作或一句不经意的台词，引爆读者内心深处的情感共鸣。我特别喜欢作者处理“时间流逝”的方式，它不是匀速的，而是通过角色的心理创伤和环境的变化而被扭曲和拉伸。有些时刻感觉度日如年，而有些重要的转折点却在不经意间一闪而过，这极其真实地反映了人类记忆和体验的本质。总而言之，这本书提供了一种沉浸式的、需要读者投入大量心智资源的阅读体验，它不仅仅是阅读，更像是一场与作者共同完成的心理考古，挖掘那些被掩埋的真相与人性深处的脆弱。

评分☆☆☆☆☆

这本书的魅力很大程度上源于它对“边界”这一概念的不断探索与模糊化。它探讨了科学伦理、个人道德底线以及记忆的可靠性之间的灰色地带。角色们的动机往往不是非黑即白的，他们的选择总是在“必要之恶”和“彻底的堕落”之间摇摆不定。我尤其关注那些次要角色的命运，他们似乎只是宏大实验中的棋子，但作者却给予了他们足够的情感深度，让人为他们的无奈和挣扎感到唏嘘。读完全书后，我发现自己对很多原本深信不疑的准则产生了动摇，这可能就是一部优秀作品能带来的最大影响——它挑战了既有的认知框架。这本书没有提供简单的答案或道德说教，而是将所有的复杂性原封不动地抛给了读者，让人久久不能释怀。

评分☆☆☆☆☆

从文学性的角度来看，这本书的语言风格是极其考究且富有韵律感的。它的文字不像现代小说那样追求简洁流畅，反而有一种古典的、略带沉郁的华丽感。大量使用了意象化的描述，很多句子都达到了近乎诗歌的程度，充满了象征意义。比如，对于“沉默”的描写，书中用了不下十种不同的方式来阐述，每一种都对应着不同的心理状态或环境氛围，展现了作者对词汇的驾驭能力已臻化境。读到一些描绘人际张力的段落时，我甚至能感受到那种无声的压迫感，仿佛空气都被抽干了。这种对细节和氛围的极致打磨，使得整部作品的基调显得既深邃又疏离，像是一件精心雕琢的艺术品，需要反复品味才能体会其全部的精妙之处。

评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

送的很及时，手头正在用。

评分☆☆☆☆☆

这类书适合科学史、科学哲学方面的读者，有阅读性。

评分☆☆☆☆☆

不错。速度快，包装好。

评分☆☆☆☆☆

非常好的一本书。非常好的一本书。非常好的一本书。非常好的一本书。非常好的一本书。非常好的一本书。非常好的一本书。非常好的一本书。非常好的一本书。非常好的一本书。非常好的一本书。非常好的一本书。非常好的一本书。非常好的一本书。非常好的一本书。非常好的一本书。非常好的一本书。非常好的一本书。非常好的一本书。非常好的一本书。非常好的一本书。非常好的一本书。非常好的一本书。非常好的一本书。非常好的一本书。非常好的一本书。非常好的一本书。非常好的一本书。非常好的一本书。非常好的一本书。非常好的一本书。非常好的一本书。非常好的一本书。非常好的一本书。非常好的一本书。非常好的一本书。非常好的一本书。非常好的一本书。非常好的一本书。非常好的一本书。非常好的一本书。非常好的一本书。

评分☆☆☆☆☆

本书适合于对“理论如何从现代物理实验室产生”这一问题感兴趣的读者。它既不是对粒子物理学的概述，也不是物理教学中引用的对“伟大试验”成果的总结。①相反，这本书是写给那些对历史、哲学和实验室科学社会学感兴趣的读者，以及工作中的物理学家。本书源于对以下几个问题的思索：是哪些理论让实验者坚信微观物理作用？他们可以借助于何种实验仪器？在获得具有说服力论据的过程中，从实验工作台到工厂实验室这种势不可挡的历史扩张趋势产生了什么样的影响？

评分☆☆☆☆☆

本书适合于对“理论如何从现代物理实验室产生”这一问题感兴趣的读者。它既不是对粒子物理学的概述，也不是物理教学中引用的对“伟大试验”成果的总结。①相反，这本书是写给那些对历史、哲学和实验室科学社会学感兴趣的读者，以及工作中的物理学家。本书源于对以下几个问题的思索：是哪些理论让实验者坚信微观物理作用？他们可以借助于何种实验仪器？在获得具有说服力论据的过程中，从实验工作台到工厂实验室这种势不可挡的历史扩张趋势产生了什么样的影响？

评分☆☆☆☆☆

送的很及时，手头正在用。

评分☆☆☆☆☆

尽管宣称“科学进步源于实验”，但实际上整个科学历史文献都在关注着理论的发展。无论研究者的对象是17世纪的科学革命、19世纪的场论，还是20世纪的相对论和量子力学，他们谱写的历史都突出概念的演变，而非实验室实践。正如爱因斯坦所言，似乎有一种不对称性只存在于历史分析中，而非存在于事件本身。