教育技术装备发展传统与基石

总结。

经典力学体系的建立标志着近代科学的形成，表达了近代自然科学的基本特点：以实验为基础，以数学为表达形式。人们根据万有引力定律发现海王星，又表明了实验科学的预见力和对实践的理论指导意义。

进入18世纪以后，由于科学实验日益成为独立的社会实践方式，不仅使近代自然知识有了特有的实践基础，也促进了科学形态的变化，出现了与古代实用科学、自然哲学不同的崭新的科学实验观——实验哲学。在中世纪，自然科学属于哲学范畴。17世纪以来，随着近代自然科学的发展，以实验为基础的新的科学研究方式日趋成熟，促成了与古代自然哲学不同的实验哲学观的产生，到18世纪普遍使用实验哲学这一术语。

18世纪开始，实验哲学逐步应用于一些自然哲学领域，如电学、磁和光学等，但它们关注更易于实验处理而不是数学处理的学科。也正如19世纪对实验哲学的理解一样，它是一个受限制的、定义于物理学发展的胚胎形式的学科范畴。[5]

随着实验哲学逐渐渗透进一系列彼此不相通的科学领域，包括在科学教育领域，传统的界限被打破，新的定义开始确立，实验哲学的概念开始涵盖大量的方法论和教研领域，主要是通过对专业课程和课本中科学范围明确且规范的重构，自然哲学中数学、医学及其分支的关系最终得到重新调配，使新科学在课堂上确立，迈出了人们今天所熟悉的自然科学的关键一步。

2 科学的特征之一：仪器设施

有研究指出，科学研究与科学仪器理论的研究不是分离的。科学史家沃尔夫曾指出，近代科学的主要特征之一在于使用科学仪器，没有科学仪器的帮助很难设想近代科学的存在。“纵观大量的科学哲学和科学史著作，除开理论优先这种传统贯穿始终外，还同时伴随有一个被遗忘的对象，那就是科学仪器……科学仪器史为科学仪器哲学提供概念的内容与含义，科学仪器哲学为科学仪器史提供概念结构。”[6]针对柯瓦雷给出的大科学革命图像（和谐整体宇宙的解体与空间的几何化），“科学史家们延伸了仪器对促成16、17世纪的科学革命的重要性”。另一位科学史研究者林德伯格指出，有许多条件使得早期近代科学不同于中世纪科学，16、17世纪科学的决定性变革还发生在仪器方面。[7]

库恩的范式论  作为科学史家，托马斯·塞缪尔·库恩（Thomas Sammual Kuhn，1922—1996，美国科学哲学家）对重视数学传统的古典科学与重视实验传统的培根科学做过区分分析，关注到实验在18世纪后期以前，古典科学与培根科学通常是彼此分离地发展。但是其作为理论物理学博士，又深受柯瓦雷的柏拉图主义（柏拉图哲学或柏拉图的哲学，尤指宣称理念形式是绝对的和永恒的实在，而世界中实在的现象却是不完美的和暂时的反映）观念史的影响，库恩还是过于关注范式、理论、观念而轻视实验与仪器。[7]

库恩将科学仪器作为范式的一个内在部分，他认为：

“科学发展模式可以描述为相继范式的更替，科学的变化是基于范式的，范式是科学变化的动因，范式的更替是一种格式塔式转换，突出了范式更替与观察标准同时发生改变。”如图2所示，虽然库恩的范式包含了仪器及其使用的承诺，包含仪器维度，但是仪器与实验在库恩看来还是附属于范式的。库恩借助格式塔心理学来解释范式的更替，强调前后范式间具有不可通约性：不同个体可以将一幅图片看作鸭子或兔子，正如不同共同体成员可以认为同一实验显示了燃素的缺失或氧气的存在。为此，库恩认为：“与实验相关的讨论没有趣味，而理论将总是最重要的场所。”[7]

盖里森：同一层次的三个方面  盖里森以物理学发展方面的情况为例，认为库恩给出的科学发展模式不能与20世纪粒子物理学的发展相吻合。盖里森借助利奥塔的“宏大叙事”来批判库恩的范式更替模式：“库恩的还原论立场使其试图超越时空给出科学发展的普适模式，借助‘微观革命’将专门的物理学学科分裂为无数的无关联部分。”盖里森通过批评库恩与皮克林的观点，真正将仪器、理论和实验置于同一层次，仪器、理论與实验一样具有了自己的生命。[7]

盖里森的研究的重要性在于他将仪器置于理论和实验同样重要的层次，明确表明了仪器与理论、实验一样具有自己独立的生命，仪器设施真正成为研究的主题。[7]

戴森：二元论  仪器设施对16、17世纪的科学革命至关重要的思想在戴森（英国理论物理学者）这里得到进一步延展，他注意到仪器设施在科学发展过程中具有重要作用（图3）。戴森认为，科学来源于两种古老传统的结合：一是古希腊的哲学思索，一是比它更早的、而在中世纪的欧洲繁荣起来的工艺技术的传统。“哲学给科学提供概念，而工艺技术则提供工具。戴森将科学革命区分为观念与概念驱动的革命以及工具与仪器驱动的革命。他认为库恩的《科学革命的结构》只重视前者而忽视后者，而盖里森的《图像与逻辑》则关注到了工具与仪器驱动的科学革命。由这两种不同的传统出发，就可以有两种不同的科学革命，而大多数新近的科学革命都是工具与仪器驱动的。[7]

戴森对于两种科学革命的划分“其实掩饰了库恩科学革命分析中的工具与仪器维度”。英国哲学家、数学家怀特海在《科学与近代世界》中指出：“我们的想象力水平之所以会更高，并不是因为我们具有更精微的思维能力，而是因为我们有了更好的仪器。”在社会与科学发展过程中仪器的重要性不容置疑，与仪器的重要性形成越来越鲜明的对比，忽视了对科学仪器的研究所呈现的社会的与科学的图景只能是片面的图景。[7]

（未完待续）

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