伽利略本人是实验大师。传说中伽利略的最广为人知的实验是比萨斜塔实验。这个实验不是伽利略做的,是略年长于伽利略的一位力学家斯台文做过类似的实验。但即使把比萨斜塔实验放在一边,伽利略仍毫无疑问是一位实验设计大师。他进行了斜面实验,摆实验,流水碰撞实验,制造摆钟的尝试,等等。这些实验都和仪器的发明、改进休戚相连。除了望远镜,伽利略还制造了摆、温度计等多种科学仪器。“把科学发现与科学仪器的发明联系在一起,伽利略是第一人,而这种联系将一直延续下来,直到现代。”
尽管伽利略是设计实验尤其是设计思想实验的超级大师,他却不是实验主义者。伽利略本人说过他很少做实验,他做实验的主要目的是为了反驳那些不相信数学的人。在伽利略的科学思想中,核心是数学。按他的说法,自然界是按密码写成的,解开密码的钥匙是数学。因此,科学归根到底是研究量的关系,而数学是最高的科学。实验是在理想化的数学指导下进行的,最终是为了得出理想化的数学结论。伽利略知道空气阻力影响物体下落的速度,但他有意不理会这一点,进行理想性研究。
在科学工作中,仪器制造首先和测量相关。温度计是用来测度温度的,摆是用来测度时间的。只有可度量的东西才是真正可被认识的。“认识”被赋予了一种完全的理论意义。
科学理论必须建立在量的关系上,为此,科学家就需要把目光集中在可度量的东西之上。正是在这样的背景下,伽利略区分了第一物性和第二物性,第一物性是不依赖人类感觉能力而存在于物体本身的性质,第二物性是那些仅在感觉之际显现的性质。无独有偶,第一物性是可度量的性质,如:事物的广延,静止,运动,数目,坚实性,形状,第二物性是不可度量的性质,如色、声、香。这一区分被上升到本体论的高度。第一物性是事物的真实性质,故能被多过一个感官所摄取,第二物性是我们通常所说的可感性质,只能被一个感官所摄取,可感性质是主观的,其基础是客观的量上的关系。按照伽利略的观点,科学关心事物的第一物性,关心事物之如其所是;而常识则较关心事物的第二物性,较关心事物所呈现的现象。从上述观点引申,科学是客观真理,是正确的知识;而常识则是主观不实之知。常识的观点是物我相关,要求知道物对人的关系,在这范围外它不追问;科学的观点是物物相关,科学会不断追问,直到获得最终解释。常识因应着物我相关,从而其词汇不因科学理论的修正而改变,例如形状、颜色、声量、干湿。科学解释
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