［瑞典］H.奧托·斯巴姆/文

計(jì)海慶/譯

提供證據(jù)
—— 庫(kù)侖扭秤和法國(guó)啟蒙理性文化

［瑞典］H.奧托·斯巴姆/文

計(jì)海慶/譯

當(dāng)代物理學(xué)把庫(kù)侖定律作為自然科學(xué)的基石之一。18世紀(jì)80年代，作為工程師和自然哲學(xué)家的庫(kù)侖用他的扭秤進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)，為一條自然科學(xué)定律提供了經(jīng)驗(yàn)證據(jù)。其后，歷史學(xué)家和物理學(xué)家們重復(fù)了這個(gè)實(shí)驗(yàn)，但發(fā)現(xiàn)幾乎不可能得到可靠的實(shí)驗(yàn)結(jié)果作為證據(jù)來(lái)證明這條平方反比律。為什么在18世紀(jì)晚期的法國(guó)，這個(gè)實(shí)驗(yàn)可以作為證據(jù)？在對(duì)該事件證據(jù)語(yǔ)境的進(jìn)一步歷史考察中可以發(fā)現(xiàn)，在證據(jù)概念和有能力提供證據(jù)的人之間，存在著某種重要的歷史關(guān)聯(lián)。在為需證明的事實(shí)提供必要的證據(jù)語(yǔ)境方面，庫(kù)侖在其實(shí)驗(yàn)中用到的扭秤裝置扮演了尤其重要的角色，因?yàn)檫@個(gè)實(shí)驗(yàn)工具起到了一種傳導(dǎo)宏觀的法國(guó)啟蒙理性文化的作

用。

證據(jù)；庫(kù)侖扭秤；啟蒙理性

一

1785年，作為工程師和自然哲學(xué)家的查爾斯—奧古斯丁·庫(kù)侖（Charles-Agustin de Coulomb）向法蘭西科學(xué)院提交了他的一項(xiàng)基于實(shí)驗(yàn)的研究。①Charles A. Coulomb， “Premier memoire sur l’electricite et le magnetisme” （1785）， in Memoires de l’Academie des Sciences（ Paris： 1788）， pp.569—577；“Second memoire sur l’ectricite et la magnetisme”（ 1785），in Memoires de l’Academie des Sciences（ Paris： 1788），pp.578—611.另參見(jiàn)，“ Recherchestheoretiques et experimentales sur la force de torsion， et sur l’ectricite des fils de metal”（ 1784）， in Memoires de l’Academie des Sciences（ Paris： 1787）， pp.229—268。在這些杰出和卓越的觀眾面前，庫(kù)侖展示了他的“扭秤及其結(jié)構(gòu)和用途”。正是通過(guò)這個(gè)裝置，庫(kù)侖在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上確立了一條定律，即帶有相同電荷的帶電體之間的作用力是相互排斥的。庫(kù)侖詳細(xì)地?cái)⑹隽怂眠@種新的測(cè)量裝置發(fā)現(xiàn)一個(gè)科學(xué)事實(shí)的過(guò)程，即如何精確地測(cè)量?jī)蓚€(gè)帶電體之間產(chǎn)生的作用力。他認(rèn)為自己已經(jīng)為一條適用于自然界中電力和磁力作用的普遍法則提供了經(jīng)驗(yàn)的證 據(jù)。

現(xiàn)今的物理學(xué)家把庫(kù)侖實(shí)驗(yàn)奉為經(jīng)典，因?yàn)樗俏锢韺W(xué)學(xué)科的基石之一?？茖W(xué)史家把這個(gè)實(shí)驗(yàn)描述為精確科學(xué)成型期的一個(gè)里程碑。在過(guò)去幾十年中，歷史學(xué)家和物理學(xué)家進(jìn)行了一項(xiàng)合作研究，通過(guò)重做這一實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)一步澄清：在18世紀(jì)的最后數(shù)年中，該實(shí)驗(yàn)在電學(xué)研究中到底起了怎樣的實(shí)際作用。②“重做實(shí)驗(yàn)”是一種科學(xué)史的編史方法，它通過(guò)對(duì)歷史上的科學(xué)儀器進(jìn)行仿制來(lái)重復(fù)以前的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，以此作為補(bǔ)充歷史事實(shí)的探索方法。參見(jiàn)H. Otto Sibum，“ Eperimental History of Science”， in Museums of Modern Science，edited by Svante Lindqvist， Canton MA： Science History Publications， 2000， pp.77—86。這方面的案例研究可參見(jiàn)H. Otto Sibum，“ Reworking the Mechanical Value of Heat: Instruments of Precision and Gestures of Accuracy in Early Victorian England”，Studies in History and Philosophy of Science， Vol. 26，No.1， 1995， pp.73—106。關(guān)于重復(fù)庫(kù)侖實(shí)驗(yàn)的研究參見(jiàn)Christine Blondel and Matthias D觟rries， Restaging Coulomb： Usages， controverses et r伢plicationsautour de la balance de torsion. Biblioteca di Nuncius， Studi e Testi，15， Florence： Leo S. Olschki， 1994。但研究得到的卻是一個(gè)令人迷惑的結(jié)果：庫(kù)侖的實(shí)驗(yàn)不能被重復(fù)。事實(shí)上，實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)過(guò)于分散，不能被作為反比率或平方反比率的證據(jù)。③這種重做科學(xué)實(shí)驗(yàn)的方法被稱(chēng)為復(fù)制實(shí)驗(yàn)，它是建立一個(gè)科學(xué)事實(shí)的必要條件。關(guān)于復(fù)制實(shí)驗(yàn)的論述參見(jiàn)Harry Collins， Changing Order： Replication and Induction in Scientific Practice， London， Beverley Hills， New Dehli： Sage， 1985。關(guān)于復(fù)制庫(kù)侖實(shí)驗(yàn)后所得到的結(jié)果的詳細(xì)描述參見(jiàn)Peter Heering，“ The Replication of the Torsion Balance Experiment： The Inverse Square Law and its Refutation by Early 19thCentury German Physicists”， in Blondel and D觟rries， Restaging Coulomb，pp.47—66。關(guān)于實(shí)驗(yàn)的論述參見(jiàn)Steven Shapin and Simon Schaffer， Leviathan and the Air-Pump.Hobbes， Boyle， and the Experimental Life， Princeton，NJ： Princeton University Press， 1985。而且直到現(xiàn)在，庫(kù)侖實(shí)驗(yàn)得以實(shí)施的具體工作原理還是處于默會(huì)的層次，因而甚至可以說(shuō)，庫(kù)侖是否真正進(jìn)行了這個(gè)實(shí)驗(yàn)都還無(wú)法確定。

但本文不會(huì)在這個(gè)問(wèn)題上再做進(jìn)一步的推測(cè)，本文要進(jìn)行的是通過(guò)分析證據(jù)語(yǔ)境來(lái)對(duì)庫(kù)侖實(shí)驗(yàn)做一個(gè)歷史的考察。近年來(lái)史學(xué)家和哲學(xué)家的研究表明，“在證據(jù)和提供證據(jù)的人這兩個(gè)概念的演變中，存在著重要的歷史關(guān)聯(lián)”。④關(guān)于“證據(jù)語(yǔ)境”的論述參見(jiàn)Trevor Pinch， “Towards and Analysis of Scientific Observation： The Externality and Evidential Significance of Observational Reports in Physics”，Social Studies of Science， Vol.15， No.1，pp.3—36。還可參見(jiàn) Simon Schaffer，“ Self Evidence”，Critical Inquiry，Vol. 18， Winter 1992， pp.56—91。根據(jù)哲學(xué)家伊恩·哈金（Ian Hacking）的觀點(diǎn)，直到現(xiàn)代的早期，“（口頭）證詞和權(quán)威性是最重要的因素，事物能被當(dāng)作證據(jù)，僅僅是因?yàn)樗鼈兣c觀察者的所見(jiàn)和書(shū)本的權(quán)威結(jié)論存在相似性”①I(mǎi)an Hacking， The Emergence of Probability： A Philosophical Study of Early Ideas about Probability， Induction and Statistical Inference，Cambridge： CUP， 1975， pp.33—34. 正如西蒙·沙菲爾（Simon Schaffer）指出的，在早期現(xiàn)代的自然哲學(xué)中，這種觀念并沒(méi)有完全成為一種意識(shí)形態(tài)式的指導(dǎo)，對(duì)此可考慮英國(guó)皇家學(xué)會(huì)的會(huì)訓(xùn)nullius in verba（“不以人言為據(jù)”）?；蚩蓞⒁?jiàn)實(shí)驗(yàn)哲學(xué)家羅伯特·波義耳力圖“撇開(kāi)不值得信任的人證，而從實(shí)驗(yàn)室對(duì)象上獲得確信”的態(tài)度，參見(jiàn)Schaffer， “Self Evidence”， pp.56—57。。于是在17世紀(jì)晚期和18世紀(jì)期間，可以發(fā)現(xiàn)一種倒置效應(yīng)：只有當(dāng)自然的探究者無(wú)法獲得個(gè)人經(jīng)驗(yàn)性的研究進(jìn)路時(shí)，才要尋求來(lái)自證詞和權(quán)威方面的保證。因此，所謂實(shí)驗(yàn)者就是那些運(yùn)用他們身體感官來(lái)獲得“新的物理學(xué)真理”的人，但他們?cè)噲D去做的，是把以身體為基點(diǎn)的證據(jù)語(yǔ)境轉(zhuǎn)換到更宏觀的對(duì)自然哲學(xué)的關(guān)注上。于是，諸如（實(shí)驗(yàn)）事實(shí)這類(lèi)事物的誕生，成了一種實(shí)驗(yàn)者最缺乏個(gè)體經(jīng)驗(yàn)的聲 明。

以下將對(duì)庫(kù)侖的實(shí)驗(yàn)設(shè)備（扭秤）進(jìn)行考察，并企圖揭示這個(gè)裝置中潛藏的文化含義，這或許有助于理解為什么庫(kù)侖實(shí)驗(yàn)只得到了如此之少的量化數(shù)據(jù)結(jié)果，卻在法國(guó)自然科學(xué)研究者的共同體中成了一個(gè)權(quán)威性的結(jié)論。筆者認(rèn)為，庫(kù)侖扭秤的作用如同一項(xiàng)傳導(dǎo)技術(shù)，它在法國(guó)啟蒙文化中為靜電力的平方反比率成功地構(gòu)建出了一個(gè)必不可少的證據(jù)語(yǔ)境。②關(guān)于傳導(dǎo)（mediation）這個(gè)概念參見(jiàn)M. Norton Wise， “Mediations： Enlightenment Balancing Acts or the Technologies of Rationalism”， in World Changes. Thomas Kuhn and the Nature of Science， edited by Paul Horwich， Cambridge， MA： MIT Press， 1993， pp.207—256。

在深入考察這個(gè)儀器本身之前，還是先了解一下在庫(kù)侖那個(gè)時(shí)代究竟什么叫做“實(shí)驗(yàn)的自然哲學(xué)”或physica experimentalis，以及那時(shí)的電學(xué)和磁學(xué)到底是一種怎樣的研究。在18世紀(jì)下半葉，電學(xué)研究成了一場(chǎng)吸引公眾眼球的表演，但實(shí)驗(yàn)中的困難并未因此而終止。相反，學(xué)界對(duì)“實(shí)驗(yàn)的技藝”的看法大相徑庭。從否認(rèn)實(shí)驗(yàn)具有任何認(rèn)識(shí)論價(jià)值，到如同19世紀(jì)時(shí)那樣堅(jiān)信它是使自然因果律具有意義的唯一途徑，在這些爭(zhēng)議中潛藏了一個(gè)關(guān)于實(shí)驗(yàn)意義的問(wèn)題，即對(duì)物體的物理操作被認(rèn)為不屬于學(xué)術(shù)探索的領(lǐng)域，在那里文本的權(quán)威要優(yōu)于感官的經(jīng)驗(yàn)，這點(diǎn)又是基于當(dāng)時(shí)對(duì)知（理論）與行（實(shí)踐）二者的明確區(qū)分。

18世紀(jì)中葉以來(lái)，為了填補(bǔ)書(shū)本（理論）世界和直接經(jīng)驗(yàn)（實(shí)踐）之間的鴻溝，工程師被當(dāng)成可以溝通和協(xié)調(diào)這兩個(gè)世界的理想人選—— 第三種人。但是從工程師的立場(chǎng)看來(lái)，夾在這個(gè)中間位置并不是一個(gè)令人滿(mǎn)意的狀態(tài)。正如德國(guó)哲學(xué)家沃爾夫在為比利多爾（Bernard Forest de Belidor）所著的Architectura Hydraulica寫(xiě)的德譯本導(dǎo)言中提醒讀者的：

在這樣的環(huán)境中，需要一類(lèi)第三種人，他們可以憑借自身來(lái)整合科學(xué)和技藝，既為了糾正理論家們的孱弱，也為了與技藝愛(ài)好者們的偏見(jiàn)做斗爭(zhēng)，在那種情況下他們仿佛可以不借助理論而完成任務(wù)，把它（理論）僅僅留給那些善于空想但于事無(wú)補(bǔ)的人……因此他（Leupold）把自己比作一只蝙蝠，忍受著既不是鳥(niǎo)類(lèi)也不屬于四足動(dòng)物的狀態(tài)。他抱怨道，從事技術(shù)的人痛恨他，理論家鄙視他，但在他本性上卻又希望被這兩者作為非凡的人物來(lái)贊賞，即在知識(shí)界享有聲望，同時(shí)又能和技藝者一起在現(xiàn)場(chǎng)享受實(shí)踐中的快樂(lè)。①Christian Wolff， introduction to Architectura Hydraulica： Oder die Kunst， das Gew覿sser zu denen verschiedentlichen Nothwendigkeiten des menschlichen Lebens zu leiten， in die H觟he zu bringen， und vortheilhaftig anzuwenden， by Bernard Forest de Belidor， Augsburg， 1764， p.2.

為了在知識(shí)界建立“實(shí)驗(yàn)的自然哲學(xué)”，實(shí)驗(yàn)者們體驗(yàn)到了由第三種人的處境所帶來(lái)的有利和不利條件。如同蝙蝠，實(shí)驗(yàn)者很難被歸類(lèi)。他們對(duì)自然的研究既要用腦也要?jiǎng)邮?，得出的是一種具體的知識(shí)，但這能作為科學(xué)嗎（Wissenschaft，Scientia）？對(duì)此的回答取決于實(shí)驗(yàn)者的立場(chǎng)，即如何看待那個(gè)時(shí)代中隱含的對(duì)實(shí)驗(yàn)知識(shí)和科學(xué)，或者說(shuō)，具體的知識(shí)和普遍的科學(xué)知識(shí)之間的區(qū)分。

這種區(qū)分有其自身所未被言明的歷史，并和那些關(guān)于用雙手工作和用大腦工作的階層的社會(huì)史有著密切的關(guān)聯(lián)。當(dāng)時(shí)，對(duì)科學(xué)知識(shí)的主流觀點(diǎn)是：這是一種普遍的、自主的和永久的知識(shí)。這是由學(xué)者特有的生活方式（寫(xiě)作）所決定的，書(shū)面文本天然地具有某種霸權(quán)的地位。因而，從18世紀(jì)中葉以降，許多代的實(shí)驗(yàn)自然哲學(xué)家仍不得不力爭(zhēng)把實(shí)驗(yàn)技藝從認(rèn)識(shí)論的恥辱柱上解脫出來(lái)，并希望在知識(shí)界為他們所擁有的知識(shí)謀求一席之地。

實(shí)驗(yàn)哲學(xué)家的產(chǎn)生，褻瀆了傳統(tǒng)經(jīng)院學(xué)者的身份，而18世紀(jì)的電學(xué)研究與這種新的研究者的形成關(guān)系密切。學(xué)習(xí)古典語(yǔ)言、哲學(xué)和神學(xué)，開(kāi)始不再成為學(xué)者的前提條件，物理學(xué)者、工匠和藥劑師所擁有的工作知識(shí)和一般常識(shí)，要求獲得與前者同樣的地位。②這方面例子參見(jiàn)Joseph Priestley， The History and Present State of Electricity: With Original Experiments，London，1767。由于侵犯了大學(xué)中現(xiàn)存的知識(shí)和道德秩序，這類(lèi)要求導(dǎo)致了社會(huì)沖突。在德國(guó)，體制內(nèi)的哲學(xué)教授們感到有必要對(duì)這一做實(shí)驗(yàn)的風(fēng)氣加以警告，他們說(shuō)，在工具的幫助下對(duì)自然進(jìn)行操作，對(duì)以這種方式來(lái)獲得物理世界的真理不要抱太大的希

望。

在物理學(xué)中通過(guò)感官獲得的經(jīng)驗(yàn)具有雙重性：一種是來(lái)自上帝的造物，如火、空氣、水、土地、星星、花朵等；另一種來(lái)自人造的事物，即誕生自人雙手的東西……但我們沒(méi)有理由對(duì)后者大加炫耀，好像（通過(guò)人工物）發(fā)現(xiàn)的是迄今為止全新的自然真理似的。①引自H. Schimank， “Zur Geschichte der Physik an der Universit覿t G觟ttingen vor Wilhelm Weber （1734—1830）”，in Rete： Strukturgeschichte der Naturwissenschaften 2， 1974，S. 207—252， S. 213。

諾蘭特（Abbe Nollet）在其于納瓦拉學(xué)院所做的就職演說(shuō)中承認(rèn)，之所以這么說(shuō)，是為了替實(shí)驗(yàn)在知識(shí)界設(shè)定一個(gè)恰如其分的位置。他堅(jiān)持認(rèn)為，對(duì)于自然的這種探索方式應(yīng)該與自然史的探究有所區(qū)分：

有些人想在不了解自然史的前提下來(lái)研究自然，這幾乎是不可能的。有些人除了自然史之外，對(duì)自然一無(wú)所知，但他們?nèi)杂袡?quán)在那些僅僅用心靈進(jìn)行工作的學(xué)者中獲得一席之地。②J.A. Nollet， Discours sur les Dispositions et sur les Qualit伢s qu’il faut avoir pour faire du Progr侉s dans l’魪tude de la Physique Exp伢rimentale， Paris， 1753.德語(yǔ)版參見(jiàn)Rede von der ntigen Geschicklichkeit zur Erforschung der Natur，welche er den 15. Mai 1753 bei dem Antritte seinesffentlichen Lehramtes in dem Navarrischen Collegio gehalten，Erfurt， 1755。德語(yǔ)版中，后一類(lèi)學(xué)者，即傳統(tǒng)從事文本研究的那一類(lèi)，被譯為“Ged覿chtnisgelehrte”，以區(qū)別于那些新派的從感覺(jué)經(jīng)驗(yàn)來(lái)導(dǎo)出知識(shí)的學(xué)者。

但是，公眾對(duì)帶電和磁性物質(zhì)的熱情，卻把這場(chǎng)關(guān)于實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)論地位的爭(zhēng)論推向了相反的方向。在用新的實(shí)驗(yàn)工具進(jìn)行的研究中出現(xiàn)了十分奇怪的現(xiàn)象，比如電擊現(xiàn)象，水可被電擊分解為氫氣和氧氣，酒精可以被電火花點(diǎn)燃。當(dāng)然，電還可具有能改變基本的自然物質(zhì)的力量，如水。因而，電有時(shí)被稱(chēng)為“第五元素”、生命的力量、活力的原則、以太。但電究竟是一種自然現(xiàn)象還是人工現(xiàn)象呢。這個(gè)問(wèn)題在上述情境中不斷地被提出，當(dāng)時(shí)人們得出的一個(gè)著名的結(jié)論是有兩種電：人工電（由發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的放電效應(yīng)）和動(dòng)物電［伽伐尼（Luigi Galvani）做的青蛙實(shí)驗(yàn)］。關(guān)于電到底屬于哪種性質(zhì)的爭(zhēng)論和相關(guān)探究數(shù)不勝數(shù)。在此略舉一二。例如，研究者們企圖發(fā)現(xiàn)在真空玻璃燈泡中的人工放電現(xiàn)象和北極光之間的相似之處。大部分帶有挑戰(zhàn)性的嘗試是想證明電是一種生命的力量。這些實(shí)驗(yàn)中的一條重要線索是卡文迪許設(shè)計(jì)的電鰩放電實(shí)驗(yàn)，它想求證的是觸摸這種魚(yú)后的放電效果與人工放電的效果是否相同。③例如可參見(jiàn)Henry Cavendish， “An Account of Some Attempts to Imitate the Effects of the Torpedo by Electricity”，Philosophical Transactions， Vol. 66， 1776，pp.196—225。關(guān)于在電學(xué)研究中如何用物理模型在自然和人工現(xiàn)象之間進(jìn)行協(xié)調(diào)參見(jiàn)Simon Schaffer，“ Fish and Ships： Models in the Age of Reason”， in Models：The Third Dimension in Science， edited by Nick Hopwood and Soraya de Chadarevian， Stanford： UP， 2004，pp.71—105。

二

庫(kù)侖，這位法國(guó)工程師，對(duì)于這些令人費(fèi)解的實(shí)驗(yàn)感到迷惑，他對(duì)類(lèi)似的動(dòng)物電學(xué)和動(dòng)物磁學(xué)研究發(fā)起了挑戰(zhàn)。當(dāng)庫(kù)侖回到法國(guó)時(shí)，他深信自己可以為電學(xué)研究中的混亂現(xiàn)狀帶來(lái)秩序。在這位26歲的軍隊(duì)工程師的早年職業(yè)生涯中，他被派往法屬馬提尼克島修建一座新的軍事堡壘?；氐桨屠韬笥謸?dān)任了法國(guó)政府委派的重要工作。無(wú)論在馬提尼克島還是在國(guó)內(nèi)，如何對(duì)工作有效地進(jìn)行組織始終是他的重點(diǎn)關(guān)注之一。在杜爾哥（Turgot）政府主政期間，他參與了不少項(xiàng)目。在工作中，他結(jié)識(shí)了拉瓦錫，后者當(dāng)時(shí)正在一個(gè)農(nóng)場(chǎng)埋頭于一項(xiàng)同樣重要的研究。在18世紀(jì)80年代的9年時(shí)間中，拉瓦錫致力于對(duì)食物的收成進(jìn)行量化評(píng)估。吉利斯比（Charles C.Gillispie）的研究表明，拉瓦錫用這些經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)最終寫(xiě)成了一篇關(guān)于農(nóng)業(yè)研究的奠基性的論文。文中的分析方法很大程度上采納了奎奈（Fran?ois Quesnay）倡導(dǎo)的經(jīng)濟(jì)理性的風(fēng)格。拉瓦錫在某個(gè)政府委員會(huì)中和重農(nóng)主義者杜邦（Pierre Samuel du Pont）一起工作，為的是通過(guò)精確的測(cè)量來(lái)確定從農(nóng)業(yè)產(chǎn)量中可以獲得的最大利潤(rùn)。在這樣的工作環(huán)境中，庫(kù)侖和拉瓦錫、杜邦、奎奈等學(xué)者得以充分交流各自的理性方法。①例如， 可參見(jiàn) Charles C. Gillispie， Science and Polity in France： The End of the Old Regime， Princeton， NJ：Princeton University Press， 1980；C. Stewart Gillmor， Coulomb and the Evolution of Physics and Engineering in Eighteenth-Century France，Princeton， NJ： Princeton University Press， 1972；Christian Licoppe， “Coulomb et la ‘physique experimentale’： Pratique instrumentale et organisation narrative de la preuve”， in Blondel and D觟rries， Restaging Coulomb， 1994， pp.67—83； H. Otto Sibum， “Charles Augustin Coulomb. Einfache Maschinen in Theorie und Praxis”， in Die gro?en Physiker， Vol.1， edited by Karl von Meyenn， M俟nchen： Beck， 1997， S. 1—262。

18世紀(jì)70年代末，庫(kù)侖到達(dá)了他工程師生涯的頂峰。作為一名工程師，他的意見(jiàn)在國(guó)內(nèi)舉足輕重。在科學(xué)方面，他繼續(xù)進(jìn)行著在馬提尼克島的研究計(jì)劃。1777年，他參與競(jìng)標(biāo)了法國(guó)科學(xué)院為了改進(jìn)船舶指南針的一個(gè)項(xiàng)目。出于一名工程師通常所具有的工作態(tài)度，庫(kù)侖首先確定了：磁針不能精確轉(zhuǎn)向，是由于支點(diǎn)上的機(jī)械摩擦力所導(dǎo)致的。產(chǎn)生摩擦力，意味著力的損失；因此，新的機(jī)械裝置應(yīng)該能測(cè)量到哪怕最小的做功而導(dǎo)致的磁針轉(zhuǎn)動(dòng)。為了達(dá)到這個(gè)目的，他改變了磁針的設(shè)計(jì)，磁針用一根細(xì)金屬絲懸掛。這之前，庫(kù)侖曾進(jìn)行過(guò)關(guān)于金屬?gòu)椥缘难芯?，由此他建立了扭力定律，即在一定誤差范圍內(nèi)，線的扭轉(zhuǎn)角度和施加的機(jī)械力之間具有某種比例關(guān)系。②C. A. Coulomb， “Recherchestheoretiques et experimentales sur la force de torsion， et sur l’ectricite des fils de metal” （1784）， Memoires de l’Academie des Sciences， Paris， 1787， pp.229—268.

這一測(cè)量技術(shù)的形成，為庫(kù)侖在不同領(lǐng)域中開(kāi)展新的研究提供了基礎(chǔ)。讓·多米尼克·卡西尼（Jean Dominique Cassini）很快發(fā)現(xiàn)了這一方法，并邀請(qǐng)庫(kù)侖加入巴黎天文臺(tái)的磁力研究項(xiàng)目。在那里，庫(kù)侖又用新的扭力原理富有實(shí)效地改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)方法。隨后，電力和磁力現(xiàn)象吸引了庫(kù)侖的注意力，因?yàn)樗械竭@為展現(xiàn)啟蒙科學(xué)的力量提供了足夠?qū)拸V的空間。如前所述，庫(kù)侖面對(duì)的是研究領(lǐng)域中一種令人灰心喪氣的氛圍，事實(shí)和虛構(gòu)之間沒(méi)有明確的界線。他想的是提出一種測(cè)量技術(shù)，可以對(duì)電力進(jìn)行清晰的定性和定量的測(cè)定?；谒L(zhǎng)期以來(lái)在扭曲金屬絲扭力的量化測(cè)定方面的經(jīng)驗(yàn)，他最終提出了打造一臺(tái)電力扭秤的計(jì)劃。①C. A. Coulomb， “Premier memoire sur l’electricite et le magnetisme” （1785）， Memoires de l’Academie des Sciences， Paris： 1788，pp.569—577； “Second memoire sur l’electricite et le magnetisme” （1785）， Memoires de l’Academie des Sciences， Paris， 1788， pp.578—611.

這一裝置如何工作呢？在一個(gè)玻璃的圓柱體中，一根針被懸空掛在絲線上。針的一頭裝有一個(gè)小通草球。小球可以在水平面上按兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)在，把通草球和第二個(gè)帶電的小球接觸。一開(kāi)始懸掛著的球被吸住，過(guò)了幾秒后電荷分布到了兩個(gè)小球上，它們又相互排斥了。通過(guò)閱讀安裝在玻璃圓柱體表面的刻度尺，可以測(cè)量排斥產(chǎn)生的距離。在這個(gè)裝置的頂部有一個(gè)螺絲，通過(guò)旋動(dòng)螺絲可以扭曲絲線，使得兩個(gè)小球之間的夾角減小為原來(lái)的一半。同時(shí)在秤的頂部可以讀到為扭曲絲線所施加的機(jī)械力值。在第二輪實(shí)驗(yàn)中，可以又一次縮小夾角，再次讀取扭曲絲線的機(jī)械力數(shù)

值。當(dāng)庫(kù)侖使小球帶電后，兩個(gè)小球的平衡位置形成的夾角是36°。現(xiàn)在他通過(guò)擰緊螺絲來(lái)扭曲絲線，當(dāng)達(dá)到的新平衡位置是原先距離的一半，即夾角為18°時(shí)，停止扭曲絲線。這時(shí)他擰緊螺絲轉(zhuǎn)動(dòng)的角度是126°，而總共的扭曲角度是126°加上原來(lái)扭力角度36°的一半，也就是說(shuō)一共扭動(dòng)的值是144°。144°正好是原先扭力夾角的4倍。因此，他推算出：靜電力的改變基于距離平方的反比。

庫(kù)侖僅僅發(fā)布了三組實(shí)驗(yàn)結(jié)果，其中只有兩組給出了精確值。但對(duì)他來(lái)說(shuō)，這些結(jié)果已經(jīng)可以為論證下述事實(shí)提供令人滿(mǎn)意的證據(jù)了，即電力的作用原理和牛頓的萬(wàn)有引力作用相同。于是，這些結(jié)果很快就作為經(jīng)驗(yàn)證據(jù)被庫(kù)侖和他的實(shí)驗(yàn)伙伴們接受。它證明了牛頓的力學(xué)原理甚至對(duì)于其他形式的力同樣適用，如電力或磁力。

但是，就如前文提到的，重復(fù)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，比如再造一臺(tái)扭秤并用它來(lái)進(jìn)行測(cè)量，卻導(dǎo)致了令人吃驚的結(jié)果。在實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)者所用的帶電體和懸針針尖上的通草球之間的電相互作用引起了人們的注意。因?yàn)樗闪艘环N妨礙有效測(cè)量的環(huán)境因素，而在庫(kù)侖發(fā)布的說(shuō)明中根本沒(méi)有提到這一點(diǎn)。但無(wú)疑他必定會(huì)碰到這個(gè)問(wèn)題。因此，在用一臺(tái)扭秤的復(fù)制品重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的嘗試中，科學(xué)家用一個(gè)法拉第籠罩在了扭秤上，在裝置和實(shí)驗(yàn)者之間實(shí)施了屏蔽。但是這項(xiàng)技術(shù)在1840年法拉第發(fā)明它之前是不為人所知的。只有在這個(gè)改進(jìn)的裝置上進(jìn)行的測(cè)量，才為平方反比律提供了證據(jù)。因此，我們有理由質(zhì)問(wèn)，庫(kù)侖到底能不能獲得他所發(fā)布的那些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)？他到底采用了怎樣的策略來(lái)克服這個(gè)問(wèn)題。這些都不得而知。①參見(jiàn)Restaging Coulomb， pp.47—66， p.55。他究竟是如何做的，為什么他和他的同事把這些成問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)結(jié)果當(dāng)成了證明一條自然科學(xué)定律的充足證據(jù)？對(duì)此我們只能通過(guò)下文進(jìn)一步的歷史考察來(lái)回答。

1781年時(shí)庫(kù)侖已經(jīng)成了法蘭西科學(xué)院的成員，他主要交往的科學(xué)家有他以前的老師、工程師查爾斯·博薩特（Charles Bossut）、數(shù)學(xué)物理學(xué)家拉普拉斯，化學(xué)家拉瓦錫和孔多塞，以及孔狄亞克。拉普拉斯和拉格朗日代表了以數(shù)學(xué)為志趣的一群學(xué)者，他們把牛頓的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》一書(shū)中的數(shù)學(xué)部分作為他們理論工作的范本。通過(guò)強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)，他們想把牛頓的生機(jī)論的自然神學(xué)從新的啟蒙精確科學(xué)中排斥出去。拉普拉斯的設(shè)想是：最好是把起不到什么作用的以太猜想去掉，因?yàn)闉榱苏f(shuō)明后者還要假設(shè)存在不同的液質(zhì)（fluida）。諸如電力、磁力和熱等所有自然力，都和牛頓重力的作用機(jī)制一樣，是超距作用。拉普拉斯的權(quán)威對(duì)庫(kù)侖的影響程度之深，就如同庫(kù)侖也使普拉斯深信庫(kù)侖將是把牛頓的力學(xué)方案應(yīng)用到電力中的那個(gè)人一樣堅(jiān)定。在這兩個(gè)社會(huì)群體之間，扭秤起到的正是這樣一個(gè)傳導(dǎo)工具的作用。

但是，通過(guò)精確測(cè)量來(lái)說(shuō)明，甚至證明自然定律，這在18世紀(jì)的學(xué)者中并不是一項(xiàng)共識(shí)，相反是一個(gè)充滿(mǎn)爭(zhēng)議的問(wèn)題。就像簡(jiǎn)·戈林斯基（Jan Golinski）在他的化學(xué)史研究中提到的，對(duì)于法國(guó)研究者用實(shí)驗(yàn)來(lái)反駁普利斯特利的燃素學(xué)說(shuō)的做法，英國(guó)學(xué)者并不接受，因?yàn)檫@對(duì)他們來(lái)說(shuō)是一種新的、未被認(rèn)可的學(xué)術(shù)交流的方式。為什么在尚存爭(zhēng)議的背景下，就斷定精確測(cè)量比那些定性的實(shí)驗(yàn)更有說(shuō)服力？在另一方面，拉瓦錫在巴黎進(jìn)行了卡路里計(jì)的公眾演示實(shí)驗(yàn)，為的是介紹這種新的獲取科學(xué)證據(jù)的方法。在公眾面前，拉普拉斯、拉瓦錫和庫(kù)侖想要表明的是：他們的科學(xué)研究是建立在精確測(cè)量基礎(chǔ)上的。對(duì)拉瓦錫和拉普拉斯來(lái)說(shuō)，精確測(cè)量具有一種更加普遍的意義，因?yàn)樗踔量梢允且环N基礎(chǔ)性的培育啟蒙思想的手段。正是拉普拉斯在法國(guó)大革命中還堅(jiān)持講授統(tǒng)計(jì)學(xué)課程，因?yàn)榻y(tǒng)計(jì)中的計(jì)算思想被其譽(yù)為對(duì)抗非理性的武器。②Jan Golinski， “ ‘The Nicety of Experiment’： Precision of Measurement and Precision of Reasoning in Late Eighteenth-Century Chemistry”， in The Values of Precision， edited by M. Norton Wise，Princeton， NJ： Princeton University Press， 1995， pp.72—91.

關(guān)于庫(kù)侖實(shí)驗(yàn)歷史背景的介紹在此就不再展開(kāi)了，其中對(duì)如何理解庫(kù)侖的研究有關(guān)鍵作用的是如下兩點(diǎn)。

為了確保新的精確實(shí)驗(yàn)技術(shù)的靈敏度，需要建立起一種追求精確的態(tài)度。例如，通常的做法是在設(shè)計(jì)好的環(huán)境中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。這些實(shí)際操作中的措施，必然地導(dǎo)致了一種區(qū)分，即在不受干擾的環(huán)境中進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)和在公開(kāi)場(chǎng)合進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)。伴隨著這種實(shí)驗(yàn)操作中的改變而發(fā)生變化的，是學(xué)者之間進(jìn)行溝通交流的方式。所謂的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不僅指那些在公開(kāi)場(chǎng)合可以進(jìn)行演示的東西，現(xiàn)在還包括在學(xué)者中宣讀實(shí)驗(yàn)報(bào)告，即那些在不受干擾條件下進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)的報(bào)告，以及那些為證明實(shí)驗(yàn)者的觀點(diǎn)而經(jīng)過(guò)特別設(shè)計(jì)的演示性實(shí)驗(yàn)。

在這個(gè)精確科學(xué)成型的時(shí)代中，可以發(fā)現(xiàn)不少關(guān)于在不受干擾環(huán)境下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的極端主張，往往被法國(guó)人稱(chēng)為“一絲不茍的精確性（exactitude scrupuleuse）”。這種關(guān)于精確性的修辭通常并不具有堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，但對(duì)于并沒(méi)有直接參與實(shí)驗(yàn)的學(xué)者來(lái)說(shuō)卻很難對(duì)此提出質(zhì)疑，因?yàn)樗麄儗?duì)堅(jiān)持精確性的學(xué)者是信任的。但另一方面，從拉瓦錫和拉普拉斯的私人通信中可以獲悉，他們對(duì)于經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)不能匹配理論演算值的情況并不十分擔(dān)心。他們很清楚“真正的科學(xué)并不需要那幾欄數(shù)據(jù)”這句話到底意味著什么。①霍姆思（F. L. Holmes）已表明，拉瓦錫的實(shí)驗(yàn)除了能作公眾演示外，在精確度上并不可靠。參見(jiàn)Frederic L. Holmes， Lavoisier and the Chemistry of Life： An Exploration of Scientific Creativity， Madison： University of Wisconsin Press， 1985。對(duì)于其論文中的數(shù)據(jù)在小數(shù)點(diǎn)上的精確度的批評(píng)見(jiàn)Jan Golinski， Science as Public Culture. Chemistry and Enlightenment in Britain， 1760 —1820， Cambridge： CUP， 1992， p.144。實(shí)驗(yàn)者們完全知道在數(shù)學(xué)的簡(jiǎn)明性和實(shí)際測(cè)量中產(chǎn)生的誤差之間存在張力，如懷斯（Norton Wise）所解釋的，拉普拉斯總是選擇用重力法則作為自然定律最簡(jiǎn)明的表達(dá)，但他也清楚在實(shí)驗(yàn)中要精確證明它所存在的困難。“盡管如此，他還是堅(jiān)持自己的確信，即強(qiáng)調(diào)自然的結(jié)構(gòu)是數(shù)學(xué)的和簡(jiǎn)明的，力和距離之間的比值是2，而不是近似的2.0001?！睅?kù)侖的工作正是在這樣一個(gè)精確科學(xué)成型的背景中展開(kāi)的。他所發(fā)布的那些少得可憐的量化結(jié)果已經(jīng)足以證明平方反比律了。

三

盡管提供了如此之少且成問(wèn)題的量化結(jié)果，庫(kù)侖的實(shí)驗(yàn)還是在法國(guó)學(xué)界被承認(rèn)。對(duì)此的理解，還是需要再次回到儀器本身。庫(kù)侖“扭秤的制作”是一種對(duì)無(wú)所不在的合理性的具體實(shí)現(xiàn)。這種合理性認(rèn)為，自然和社會(huì)中的所有力的動(dòng)態(tài)過(guò)程，最終都將導(dǎo)致一個(gè)靜止的系統(tǒng)平衡態(tài)。在這些團(tuán)體中，扭秤正是作為這種觀念的“傳導(dǎo)機(jī)器” （mediating machine）而出現(xiàn)的。以下，筆者將借助諾頓·懷斯（Norton Wise）在其探索性的《傳導(dǎo)：?jiǎn)⒚蛇\(yùn)動(dòng)中作為理性主義工具的稱(chēng)量》一文中進(jìn)行的工作來(lái)進(jìn)行闡述。在懷斯的書(shū)中，他不僅提出了“傳導(dǎo)機(jī)器”這個(gè)概念，而且也表明了在法國(guó)啟蒙運(yùn)動(dòng)的理性主義者精英群體中，扭秤所起到的傳達(dá)和中介性的作用。①參見(jiàn)M. Norton Wise，“Mediations： Enlightenment balancing acts， or the technologies of rationalism”，in World Changes： Thomas Kuhn and the Nature of Science，edited by Paul Horwich， Mass.： MIT Press， 1993， pp.207—256。

根據(jù)懷斯的研究，當(dāng)化學(xué)家拉瓦錫和拉普拉斯發(fā)明他們稱(chēng)之為熱量測(cè)量“機(jī)器” （不久后被稱(chēng)為卡路里計(jì)）的設(shè)備時(shí)，他們是以某種簡(jiǎn)單機(jī)械模型（秤）為藍(lán)本制造的?？防镉?jì)可以測(cè)量冰融化時(shí)所消耗的熱量值。實(shí)際的測(cè)量是在一臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量秤上對(duì)一定量的水進(jìn)行稱(chēng)重。它假設(shè)水自身中有一種平衡，這是一種“傾向于把構(gòu)成物質(zhì)的分子相互分離的熱量，與傾向于把分子聚合起來(lái)的相互引力之間的平衡”。一塊冰的融化，意味著這兩種力從一種平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)變到另一種平衡態(tài)。在這個(gè)意義上，他們的儀器測(cè)量的就是膨脹和收縮的力。這對(duì)于理解“傳導(dǎo)機(jī)器”這個(gè)概念十分重要。顯然，拉瓦錫和拉普拉斯認(rèn)為，同一個(gè)卡路里計(jì)中其實(shí)還包括了另外一些平衡。作為化學(xué)家的拉瓦錫，看到的是同一物質(zhì)中不同性質(zhì)的化學(xué)組成之間的平衡。拉普拉斯看到的則是各種力之間的平衡，如斥力和引力，這是一種物質(zhì)的原子之間按照牛頓重力原則產(chǎn)生的超距作用。鑒于理性的機(jī)械力學(xué)和天體力學(xué)之間的相似作用機(jī)制，因而產(chǎn)生了一個(gè)勉強(qiáng)能算作有效的合作成果—— 卡路里計(jì)。這又依賴(lài)于建構(gòu)一個(gè)有限的可以共享意義、對(duì)象和動(dòng)機(jī)的區(qū)域，在其中合作、競(jìng)爭(zhēng)和交流可以進(jìn)行。正是在這樣一個(gè)交集區(qū)域中，卡路里計(jì)起到了協(xié)調(diào)拉普拉斯和拉瓦錫各自的核心利益的作用。

除了標(biāo)準(zhǔn)秤和卡路里計(jì)之外，拉瓦錫還采用了平衡表作為他慣用的計(jì)量方法，以此來(lái)記錄和證明實(shí)驗(yàn)中各種物質(zhì)間達(dá)到的平衡。這張表在整體上是對(duì)全部輸入和輸出關(guān)系的平衡，并用了某種標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)濟(jì)學(xué)表格的形式加以呈現(xiàn)。拉瓦錫還用平衡表作為分析經(jīng)濟(jì)表現(xiàn)和政府政策的工具，甚至平衡表也是政治經(jīng)濟(jì)學(xué)思想在現(xiàn)實(shí)中的度量衡。但對(duì)拉瓦錫賦予平衡表的這些擴(kuò)展用途的重要性卻不宜過(guò)高估計(jì)。根據(jù)懷斯的研究，對(duì)拉瓦錫而言，平衡表更像是一種溫度計(jì)，“如果熱量流和貨幣流之間可以做一個(gè)擴(kuò)展性的類(lèi)比的話，那么平衡表是一種針對(duì)高燒的熱度測(cè)量計(jì)，也就是說(shuō)高熱可以在平衡表的數(shù)值上體現(xiàn)出來(lái)，平衡表也可以用來(lái)反映這種熱度。不健康的經(jīng)濟(jì)就是一個(gè)充斥著過(guò)多現(xiàn)金流的經(jīng)濟(jì)，即經(jīng)濟(jì)過(guò)熱了。就像熱量從過(guò)熱的部分流向較冷的部分以恢復(fù)熱平衡一樣，貨幣的流動(dòng)也是為了達(dá)到經(jīng)濟(jì)的平衡”②M. Norton Wise，“Mediations： Enlightenment Balancing Acts， or the Technologies of Rationalism”，in World Changes： Thomas Kuhn and the Nature of Science， edited by Paul Horwich， Mass.： MIT Press， 1993，p.222.。

作為測(cè)量政治機(jī)體的宏觀溫度計(jì)的一個(gè)組成部分，拉瓦錫還為許多農(nóng)業(yè)部門(mén)建立了平衡表。簡(jiǎn)而言之，平衡表和熱度計(jì)之間是相互推動(dòng)和相互證明的關(guān)系。由此，當(dāng)拉瓦錫與杜邦和農(nóng)業(yè)委員會(huì)交流時(shí)，可以倚重其在化學(xué)研究實(shí)踐中獲得的力量；當(dāng)討論化學(xué)時(shí)，他又可以倚重其經(jīng)濟(jì)學(xué)研究的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

除此之外，還可以舉出其他許多在實(shí)現(xiàn)機(jī)理上可以相互印證的平衡秤。但是在回到對(duì)靜電扭秤的討論之前，有必要對(duì)懷斯發(fā)現(xiàn)的另一個(gè)平衡工具（代數(shù)）稍加評(píng)論，以此作為對(duì)這類(lèi)平衡機(jī)械的總結(jié)。顯然，拉瓦錫的化學(xué)研究與孔狄拉克的哲學(xué)之間存在相互影響?？椎依说拇鷶?shù)為拉瓦錫的新型化學(xué)分析提供了所需的邏輯。反之，孔狄拉克的代數(shù)也并不僅僅是抽象的符號(hào)等式的平衡，它也是一種具有發(fā)現(xiàn)功能的機(jī)械裝置?！按_切地說(shuō)，它是心靈的杠桿。”顯然，在孔狄拉克對(duì)基督教道德的理解中，當(dāng)人在被欺騙的修辭和武斷教條的統(tǒng)治蒙蔽之前，不會(huì)懷疑“思想”這個(gè)詞所指的除了“稱(chēng)量”、“權(quán)衡”和“比較”之外，沒(méi)有別的意思。經(jīng)過(guò)啟蒙并獲得新生的人，已經(jīng)在代數(shù)中重新發(fā)現(xiàn)了這一被遺忘的思想分析技藝，即通過(guò)對(duì)已知事物的比較和權(quán)衡來(lái)撬動(dòng)未知世界的“心靈的杠桿”①M(fèi). Norton Wise，“Mediations： Enlightenment Balancing Acts， or the Technologies of Rationalism”， p.228；魪tienne Bonnot de Condillac， La logique， ou les premiers development de l’art de penser （1780）， in Oeuvres de Condillac， Paris， 1798， Vol. 22， p.127.。

懷斯頗有說(shuō)服力地證明了，在通過(guò)制造具有稱(chēng)量功能的技術(shù)產(chǎn)品來(lái)發(fā)現(xiàn)自然和社會(huì)秩序這點(diǎn)上，法國(guó)啟蒙運(yùn)動(dòng)的理性主義者精英群體是相互支持的。秤，滿(mǎn)足了許多學(xué)者的研究興趣，正是這些法國(guó)的數(shù)學(xué)家和哲學(xué)家們提出了分析的方法，后者又成了法國(guó)啟蒙運(yùn)動(dòng)的象征。他們認(rèn)定，正是通過(guò)積累起來(lái)的無(wú)數(shù)實(shí)驗(yàn)檔案，啟蒙社會(huì)最終將達(dá)成一種永恒的自然秩序。為了理解這個(gè)內(nèi)在的邏輯，有必要先理解這一點(diǎn)，即把時(shí)間因素排除出所有形式的計(jì)算是完全可能的。代數(shù)是唯一真正的語(yǔ)言。孔狄拉克要論證的，是對(duì)任何有序系統(tǒng)而言，唯一的關(guān)鍵是把系統(tǒng)描述為一個(gè)由不同變量構(gòu)成并能產(chǎn)生不同計(jì)算值的代數(shù)方程。從一個(gè)未知的測(cè)量中得出一些數(shù)值，這就意味著解出了這一方程式，也就是理解了這個(gè)系統(tǒng)。在孔狄拉克看來(lái)，方程式就是支配著不同因素的自然律，解開(kāi)方程式意味著找到了系統(tǒng)的平衡條

件。

庫(kù)侖在1785年發(fā)布的實(shí)驗(yàn)，是對(duì)法蘭西學(xué)派這一數(shù)學(xué)化方法的證明，一個(gè)成功的進(jìn)一步的論證。對(duì)大多數(shù)人來(lái)說(shuō)，“扭秤的結(jié)構(gòu)和用途”是孔狄拉克的代數(shù)等式在機(jī)械力上的表達(dá)。庫(kù)侖所做的就是把電學(xué)測(cè)量作為一種相互作用力來(lái)處理。在扭秤實(shí)驗(yàn)中，他用一根扭曲的銀絲線來(lái)平衡兩個(gè)帶電的通草球之間的斥力。在這個(gè)相互作用力的物質(zhì)系統(tǒng)中，庫(kù)侖把機(jī)械力和電力之間的平衡點(diǎn)作為一個(gè)自然的標(biāo)志，以此用測(cè)量可知的機(jī)械力的方法來(lái)測(cè)定仍處于未知狀態(tài)的電力。扭秤象征了一種自然法則，即在相互作用的機(jī)械力和電力之間保持平衡的自然律。通過(guò)調(diào)節(jié)千分尺螺釘，庫(kù)侖可以根據(jù)帶電體的電量所產(chǎn)生的作用力調(diào)節(jié)出多個(gè)平衡點(diǎn)。這些被確定下來(lái)的數(shù)值，就是大自然方程式的答案。庫(kù)侖幾乎排除了時(shí)間因素的平衡實(shí)驗(yàn)，完美地表達(dá)出了法國(guó)啟蒙運(yùn)動(dòng)的理想—— 靜止（永恒的機(jī)械力的平衡）。①在實(shí)際操作中，庫(kù)侖需要兩分鐘時(shí)間來(lái)完成三個(gè)測(cè)量，在論文中，他甚至描述了如何在實(shí)驗(yàn)中避免電量損失，以便在最后的計(jì)算中能作出說(shuō)明。因此，扭秤不僅把工程師的實(shí)踐能力直接轉(zhuǎn)化成了電學(xué)研究的測(cè)量設(shè)備，更是法國(guó)學(xué)者們進(jìn)一步證明如下事實(shí)的范例，即對(duì)自然中動(dòng)力的精確測(cè)量可以由靜態(tài)平衡的方式來(lái)表征或控制。庫(kù)侖的扭秤不僅傳達(dá)出了這種合理性，而且改變了人們對(duì)電的看法。電力不再是自然中一個(gè)晦暗不明的實(shí)體，而是一種半機(jī)械力。這使得靜電力學(xué)成了一門(mén)新的學(xué)科。庫(kù)侖發(fā)布的實(shí)驗(yàn)，尤其是他發(fā)明的扭秤，使得對(duì)電的理解可以建立在精確測(cè)量的基礎(chǔ)上，并且把電歸入了牛頓力學(xué)系統(tǒng)。

四

正如懷斯所表明的，法國(guó)自然哲學(xué)家經(jīng)常把他們的分析技巧稱(chēng)為工具。拉瓦錫把平衡表當(dāng)作一種溫度計(jì)就是一個(gè)典型。令人更為印象深刻的是，拉普拉斯和孔狄拉克等人更是把數(shù)學(xué)分析本身作為一種揭示和體現(xiàn)自然本身之實(shí)在的工具。因此，從法國(guó)啟蒙運(yùn)動(dòng)理性主義者的共同體那里，我們可以學(xué)到如何來(lái)克服當(dāng)代的某種思維定勢(shì)，這種思維阻止我們把扭秤或熱量計(jì)這樣的物質(zhì)工具，看作一種像平衡表或數(shù)學(xué)方程式那樣的分析技巧。

在此基礎(chǔ)上，本文說(shuō)明了：在18世紀(jì)晚期法國(guó)的數(shù)學(xué)家、經(jīng)濟(jì)學(xué)家、化學(xué)家、工程師和政治家的亞文化之間，扭秤起到的是一個(gè)傳導(dǎo)器的作用。通過(guò)發(fā)明各種稱(chēng)量技術(shù)，法國(guó)啟蒙運(yùn)動(dòng)的理性主義者精英群體的參與者們，在關(guān)于自然和社會(huì)秩序的觀點(diǎn)上是相互支援的。扭秤的發(fā)明和使用，加強(qiáng)了不同參與者關(guān)于自然和社會(huì)秩序的想象—— 現(xiàn)在這種想象被視為達(dá)成某種平衡態(tài)，或者就是靜電力學(xué)。

最后，扭秤還在各種認(rèn)識(shí)論層面上傳遞著把電作為一種實(shí)體的觀念。庫(kù)侖的扭秤實(shí)驗(yàn)把電具體化為一種理論實(shí)體，但就它經(jīng)常把電的理論意義賦予電本身而言，扭秤也是一種對(duì)現(xiàn)實(shí)的理想化。①當(dāng)法國(guó)哲學(xué)家被要求證明從亞歷山德羅·伏特（Alessandro Volta）的電池中產(chǎn)生的力量是電時(shí)，這點(diǎn)就變得十分明顯。眾所周知，1800年伏特在拿破侖和法蘭西科學(xué)院院士們面前展示了他的發(fā)明，但促使法國(guó)人相信伏特的電池產(chǎn)生的力量是電力的工具正是庫(kù)侖的扭秤。當(dāng)然后者本身并沒(méi)有就此給出任何暗示。相關(guān)論述參見(jiàn)Giuliano Pancaldi， Volta，Science and Culture in the Age of Enlightenment， Princeton， NJ：Princeton University Press， 2003。因此，物理學(xué)家拉普拉斯對(duì)庫(kù)侖的扭秤極為欣賞，這特別是出于理論的層面，即測(cè)量將經(jīng)驗(yàn)地證明牛頓重力法則在電這一新的實(shí)體上同樣有效的普遍性。盡管用現(xiàn)代的標(biāo)準(zhǔn)看，這個(gè)證明相當(dāng)糟糕。在法國(guó)理性主義者的精英共同體內(nèi)，扭秤的傳導(dǎo)作用是成功的。這些不同種類(lèi)的稱(chēng)量實(shí)踐，為這個(gè)新的物理學(xué)真理，即關(guān)于現(xiàn)實(shí)中物質(zhì)的真理，提供了證據(jù)。但是，直到19世紀(jì)早期，在法國(guó)學(xué)者群體之外，幾乎沒(méi)有人把庫(kù)侖的實(shí)驗(yàn)當(dāng)作這條自然律的證據(jù)。公認(rèn)的事實(shí)是，庫(kù)侖發(fā)現(xiàn)的電的平方反比律被認(rèn)為是一種可能性，但扭秤實(shí)驗(yàn)要么被法國(guó)之外的研究者們忽略，例如德國(guó)、英國(guó)或意大利，要么就是被國(guó)際公認(rèn)的學(xué)者公開(kāi)詬病，如瑞士的德魯克（Jean Andre Deluc）認(rèn)為平方反比律不過(guò)是“由扭秤制造出來(lái)的人為規(guī)律”，并予以拒絕。他堅(jiān)持認(rèn)為，庫(kù)侖無(wú)權(quán)斷定這些力都是指向互斥球體的中心。如果庫(kù)侖采用一個(gè)恰當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系統(tǒng)作為參照源—— 一個(gè)在周?chē)橘|(zhì)中不受干擾的參照點(diǎn)，那么他將發(fā)現(xiàn)要想精確證明這條自然律是不可能的。顯然，只有在局部的和精心構(gòu)筑的證據(jù)語(yǔ)境下，庫(kù)侖的扭秤實(shí)驗(yàn)似乎才可以作為這一科學(xué)事實(shí)的毫無(wú)爭(zhēng)議的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)。鑒于此，盡管在相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)，扭秤被當(dāng)成了法國(guó)啟蒙理性的象征，但也僅僅是在法國(guó)范圍 內(nèi)。

（責(zé)任編輯：韋海波）

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2095-0047（2017）03-0017-13

奧托·斯巴姆（H. Otto Sibum），瑞典烏普薩拉大學(xué)科學(xué)史所所長(zhǎng)、漢斯·勞辛（Hans Rausing）科學(xué)史教授。

譯者簡(jiǎn)介：計(jì)海慶，上海社會(huì)科學(xué)院哲學(xué)研究所副研究員。