物理單位的哲學(xué)新思考 計(jì)量學(xué)不只是測(cè)量工具

在計(jì)量學(xué)的故事中，對(duì)于科學(xué)家們而言情節(jié)總是相當(dāng)?shù)暮唵危簾o非就是保證各項(xiàng)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)得到持續(xù)不斷地改進(jìn)。

1799年，法蘭西帝國應(yīng)用的單位“磅”讓位于用純鉑制造出來的一千克原型。而在1889年，一千克原型又被鉑銥合金的國際千克原型(IPK)所取代，再到2018年11月，國際化千克原型正處在即將被普朗克常數(shù)新定義的質(zhì)量單位所取代的邊緣。這些標(biāo)準(zhǔn)更替的每一步都使千克標(biāo)準(zhǔn)更為精確、耐用、穩(wěn)定，并使研究更為準(zhǔn)確和明確。這次最新的進(jìn)展，把所有國際單位制(SI)基本標(biāo)準(zhǔn)的定義都系于自然常量，似乎把計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的探索之路引到了一個(gè)輝煌的終點(diǎn)。

我們哲學(xué)家會(huì)以不同的角度來看待這些故事。如果說科學(xué)家們研究的是世界，那么哲學(xué)家們研究的就是這些科學(xué)家怎樣研究這個(gè)世界。

哲學(xué)存在多種實(shí)踐方式，像“分析”論、“實(shí)用”論和“歐陸”論，每一種理論都聚焦于科學(xué)的不同方面(盡管在實(shí)際中，哲學(xué)家們可以同時(shí)用到一種或多種上述方式)。所以在科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的建立過程中，通過每種哲學(xué)方式都可以看到不同的方面，這并不奇怪。而實(shí)際上，計(jì)量學(xué)并不只是簡單地生產(chǎn)出更好的測(cè)量工具，它所涵蓋的要更多。

我在“物理世界發(fā)現(xiàn)”系列電子書《物理學(xué)的哲學(xué)》中詳細(xì)地描述了分析哲學(xué)傳統(tǒng)的關(guān)注重點(diǎn)是科學(xué)進(jìn)展的邏輯條件。例如，分析哲學(xué)家的討論對(duì)象是“規(guī)定性”定義，在這個(gè)定義中，一個(gè)事物通過與另外一個(gè)事物產(chǎn)生聯(lián)系而被賦予意義。當(dāng)一個(gè)物理單位(例如千克)被聯(lián)系于一個(gè)特定的人造物(例如千克原型的金屬塊)以建立標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，其邏輯條件是成立的。這個(gè)定義過程使得這個(gè)特定的人造物獨(dú)立于所測(cè)量的現(xiàn)象。

路德維格·維特根斯坦1953年的著作《哲學(xué)研究》在對(duì)國際米原型(IPM)的討論中也生動(dòng)地體現(xiàn)了這一點(diǎn)。IPM是當(dāng)時(shí)應(yīng)用的單位，跟IPK一樣，被保存在巴黎郊區(qū)的保險(xiǎn)庫中。維根特斯坦說，IPM是唯一一個(gè)既可以自相矛盾又可以正確地被稱為既不是一米長的，也不是非一米長的物體(有點(diǎn)類似一個(gè)三角形或者一棵樹的定義本身并不是一個(gè)三角形或者一棵樹一樣)。與之同時(shí)，德國哲學(xué)家漢斯·萊辛巴哈曾假設(shè)如果地震損壞了保險(xiǎn)庫，并且損毀了里面的人造物原型，會(huì)產(chǎn)生什么后果。他認(rèn)為答案是在“邏輯上極其復(fù)雜”的。

然而，對(duì)千克的重新定義將意味著我們喪失了測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)和所測(cè)現(xiàn)象的獨(dú)立性。與普朗克常數(shù)相關(guān)聯(lián)的現(xiàn)象，不得不再通過普朗克常數(shù)所定義出來的單位來測(cè)量。盡管國際單位界對(duì)此感到滿意，但這個(gè)邏輯循環(huán)已經(jīng)引起了一些分析哲學(xué)家的憂慮。

這種循環(huán)對(duì)實(shí)用哲學(xué)家們而言卻并不要緊——這些哲學(xué)家們更關(guān)心科學(xué)的實(shí)用而不是其邏輯。美國科學(xué)家查爾斯·皮爾斯可謂全國最具原創(chuàng)性的哲學(xué)家，他首次實(shí)驗(yàn)性地用一個(gè)自然常量(光的波長)來定義物理單位(米)。他在1960年對(duì)單位米的設(shè)定在他逝世半個(gè)世紀(jì)后促使了國際單位制米的誕生，即通過氪的一條光譜線的波長定義了米的單位。

皮爾斯通過計(jì)量學(xué)實(shí)驗(yàn)中得到的經(jīng)驗(yàn)把實(shí)用主義發(fā)展成為一個(gè)思辨理論。當(dāng)你遇到一個(gè)問題時(shí)，發(fā)現(xiàn)目前的概念和儀器無法解決問題;于是開始研究并改進(jìn)概念，然后利用改進(jìn)的工具做出更好的研究，循環(huán)往復(fù)。但自始至終你的研究都處在一個(gè)群體中，你必須要說服群體的成員接受新的概念，然后這個(gè)群體最終將改進(jìn)你的研究工作。

分析主義者們往往會(huì)避開實(shí)踐問題，而實(shí)用主義者們恰恰把注意力放在了測(cè)量實(shí)踐以及實(shí)踐如何作用于科學(xué)難題的解決上。驅(qū)動(dòng)新標(biāo)準(zhǔn)建立的背后有哪些不甚理想的實(shí)踐問題?新的國際單位制是否獨(dú)立于社會(huì)和政治機(jī)構(gòu)并充分通過民主化的途徑建立?或者它只是仰仗前沿技術(shù)再次進(jìn)行的精英化操作?

至于第三種哲學(xué)流派——歐陸派——它更著重于測(cè)量人員而不是測(cè)量系統(tǒng)或者測(cè)量本身。歐陸法把測(cè)量視為人類參與環(huán)境的一種特殊的方式。狄更斯在小說《艱難時(shí)世》中塑造了托馬斯·葛萊恩的人物形象，展示了一種極端情形。在小說中，托馬斯執(zhí)迷于測(cè)量人類生活的每個(gè)方面，在此過程中卻失去了自己的生活軌道。我們這個(gè)時(shí)代也有類似的人，比如那些過度執(zhí)迷于監(jiān)測(cè)自己生物學(xué)健康指標(biāo)的人。

測(cè)量通常是對(duì)世界的一部分進(jìn)行瞬時(shí)客體化，以推動(dòng)和促進(jìn)范圍更廣的活動(dòng)——不論是房主們決定什么家具適合自己的房子，還是物理學(xué)家們決定一個(gè)理論是否精確地描述了一個(gè)現(xiàn)象，皆是如此。歐陸派哲學(xué)就負(fù)責(zé)描述這個(gè)客體化的過程，即怎樣把它從廣泛的活動(dòng)中提煉出來，然后又怎樣去影響這些活動(dòng)。在過去，測(cè)量條件的改進(jìn)會(huì)帶來某些更為有效的實(shí)踐，但其有時(shí)候并不適用于普遍的實(shí)踐，也得不到公眾的理解。物理單位既是測(cè)量的基礎(chǔ)語言，那么新的國際單位制對(duì)科學(xué)實(shí)踐的日常認(rèn)知又將會(huì)帶來什么沖擊?

新的國際單位制會(huì)引發(fā)哲學(xué)家們的新思考，這也是它對(duì)哲學(xué)最重大的影響。如果實(shí)踐才是最重要的，那么，出現(xiàn)邏輯循環(huán)又有何妨?然而實(shí)踐才是唯一重要的問題嗎?哲學(xué)家們是不是要緊跟步伐，通過科學(xué)技術(shù)實(shí)踐的加速實(shí)現(xiàn)來評(píng)判社會(huì)和政治的影響?由此看來，新的國際單位制帶來的影響遠(yuǎn)不止重新定義千克那么簡單，它也會(huì)激發(fā)哲學(xué)家們更多的思考。