§6．实验

实验是根据预先安排的计划进行的观察。计划的细节和其直接目的，自然随不同情况而异。但是，一般来说，其目的有三点：实验是一种可重复、可分离、其环境可变换的观察。在最有利的条件下，这三点都可以达到。

没有必要叙述重复的优点。无论我们是观察系列发光体或是草履虫的逃避反应，或是负后像的过程，显然，一遍又一遍地重复可使我们观察得更好。事实是难以理解的，在特定的观察中，总是存在一定风险：我们可能没看到实际存在的一些东西或认为看到了某种东西——但它事实上不存在。而重复能使我们逐步熟悉事实：在观察中增加、删除、纠正。也没有必要强调分离的优点。现象是复杂的，要进行观察，就需要按我们的目的从观察中删除无关的和干扰的因素。许多科学仪器，其基本设计便是使所观察的现象能够分离出来。

但是，我们不能分离出调查的特定对象，有时我们无法确定观察物中的某些因素是有关的还是无关的。在这种情况下，我们改变观察的环境。例如，我们要形成节奏，就必须处在某种速率条件下。因此，如果我们要研究节奏，就不得不改变速率。又如，肌肉感觉是否与距离知觉有关并且在多大程度上相关，这是一个心理学史的问题，如果要研究那种知觉，我们就得改变肌肉感觉中有疑问的因素。但是，变化不仅用来帮助分离，也有自身的直接价值，借此，可以使我们的观察归类或相互联系起来，并超越孤立的事实形成规律性或一致性。例如，我们想知道，光谱是否以及以何种方式随着发光物体的物理条件（密度、压力、温度）的变化而变化的；草履虫的逃避反应是否以及以何种方式随着对它施加的刺激（机械的、化学的、热的）的变化而变化的；后像过程是否以及以何种方式随着它投射其上的背景（黑、灰、白）的变化而变化的。我们通过变换我们的原始观察环境而获得所有此类信息。

当我们想起对观察的三种控制所带来的科学知识的多方面进展时——马赫断言，实验为科学奠定了坚实的基础——我们并不重视如下问题：在一般的专题论文中，观察并没有得到人们应有的注意，作为一种“仅仅是注意”的现象，我们甚至考虑过取消它。然而，实际上，观察是唯一正确的科学方法；作为科学方法，实验只不过是受到保护和帮助的观察。在观察和实验之间并不存在方法论上的界限划分，但作为观察的一方面和作为实验设计和安排的另一方面，确实存在区别。观察无论是自由的还是受控制的，无论是作为一种时机还是作为实验计划的偶然阶段，都毫无区别，它仍是观察。但实验计划，作为对观察的安排，则是另外一回事了。做计划要应用逻辑、推理、争论。所有这些处方，以及多样化的实验安排，是“为什么”和“因为”的事情，它们体现并表达了调查者的特殊意图。我们已看到，科学禀性并不涉及特殊意图。于是，从理论上，我们可以安排劳动分工，让逻辑学家设计实验程序，科学家做相关观察。事实上，这两个角色通常是组合在一起的，科学家按照自己的逻辑进行观察。比起不熟悉观察而习惯于抽象地对待事实，习惯于把科学的态度与他自身固有的逻辑态度相结合的逻辑学家，科学家因为已熟悉同样顺序的事实，应用逻辑去查明新事实要容易得多。但这条规则以及对其例外情况的解释，只有在与我们的主题相联系时才合适。我们的主题是：当无助的观察转化为实验时，科学态度己被非科学、超越科学的逻辑态度复杂化了。

因此，今后职业科学家要扮演双重角色。从根本意义上，作为一名科学家，要使用观察的科学方法，让态度面对现实对象，使两者合二为一，直接了解事实的方法；而作为一名科学研究者，要离开现实世界，进入逻辑意义的世界——充分理性的世界，并且设计出实验程序来控制其观察。只要逻辑行为意在维护观察和使观察更加完善，它就完全从属于观察事实；只要目的在于形成科学规律或一致性，它就要用它所担保的事实进行进一步的逻辑建构。