唯有现象的理论诠释才使仪器的使用成为可能的

物理学家实际上借助这种智力操作观察现象，这一操作的重要性不仅在实验结果所采取的形式中被注意到了；它在实验家所使用的工具中也清楚地显示出来。

如果我们不用数学推理承接的抽象的和图式的描述代替构成仪器的具体客体，如果我们不把这种抽象组合交付隐含理论的同化的演绎和运算，那么实际上便不可能使用我们在物理学实验室中所拥有的这些仪器。

乍一看，这一断言也许将使读者感到惊讶。

许许多多的人都使用放大镜，这是一种物理学仪器。可是，为了使用它，他们无须用形成具有某一折射率介质的边界的一对球面代替用铜或角质物固定起来的凸面的、抛光的、明亮的和沉重的玻璃镜，尽管只有这种构形才接近屈光学中的数学推理；他们无须学习屈光学或了解放大镜理论。他们必须作的一切就是，首先用肉眼、然后用放大镜观看同一对象，以便发觉，这个对象在两种情况下保持同一样态，但是它在第二种情况下比在第一种情况下显得大一些；因此，如果放大镜使他们看到肉眼无法察觉的对象，那么从常识冒出的完全自发的概括容许他们断定，这个对象被放大镜放大到变得可见的程度，但它不是玻璃透镜创造的或变形的。常识的自发判断从而足以证明，人们在他们的观察过程中使用放大镜是有正当理由的；这些观察的结果将无论如何也不依赖屈光学理论。

所选择的例子是从最简单的和最粗制的物理学仪器中借用的；无论如何，我们在一点也不诉诸屈光学理论的情况下就可以使用这个仪器，这是真的吗？通过放大镜看到的对象好像被虹的颜色环绕着；这难道不是色散理论吗？须知该理论教导我们把这些颜色看做是由仪器产生的，而且当我们描绘被观察的对象时不理会它们。当这一觉察不再是简单的放大镜，而是强大的显微镜的事态时，它是何等重要啊！如果我们天真地把仪器揭示的外形和颜色归之于被观察的对象，或者如果从光学理论引出的讨论不容许我们把外观的角色与实在的角色区分开来，我们时常会面临多么奇怪的谬误啊！

可是，即使就打算纯粹定量地描述十分微小的具体对象的这一显微镜来说，我们还是距物理学家使用的仪器十分遥远；与这些仪器的帮助结合在一起的实验并非终结于实在的事实的叙述或具体的对象的描绘，而是终结于理论创造的某些符号的数值赋值。

例如，这里有所谓的正切电流计仪器。在圆形框架上绕着用丝绝缘覆盖的铜导线；在框架的中心，用一条丝线悬挂着磁化的十分细小的铁杆；这个小杆携带的铝指针在分度的圆圈上运动。这允许人们精确地报告小杆所取的方向。当把铜线的两端连接到电池组的电极时，磁铁发生偏转，人们能够在分度的圆圈上读到偏离；比如，偏离是30°。

仅仅知觉这一事实并未隐含对物理学理论的任何承诺，而且它也不足以构成物理学中的实验。实际上，物理学的目的不是了解磁铁经受的偏离，更确切地讲，而是测量通过铜线流动的电流的强度。

现在，为了计算与观察到的偏离值30°一致的这一电流强度的值，他必须把偏离值引入某一公式。这个公式是电磁学定律的结果；对于任何一个不承认拉普拉斯和安培的电磁理论是正确的人来说，使用这个使电流强度变成已知的公式和运算必定是十足的胡说八道。

这个公式适用于所有可能的正切电流计、所有的偏离和所有的电流强度。为了推导我们拟议测量的特定电流强度的值，我们不仅必须通过把刚刚观察到的偏离的特定值30°引入它而限制该公式，而且也必须通过不把它应用于任何种类的正切电流计，而只是应用于所使用的特定正切电流计而限制它。该公式中的某些字母表示该仪器的特征常数：电流通过的圆形导线的半径，磁铁的磁矩，仪器所在之处的磁场的大小和方向。这些字母被适合于所使用的仪器和仪器所在的买验室的数值代替。

现在，这种表达我们在某个实验室使用某一仪器的事实的方式预设了什么呢？它假定，我们用被铜导线的半径完全确定的圆周或几何线代替我们通入电流的某一粗细的铜导线；我们用可以无摩擦地绕竖直轴运动的、具有某一磁矩的无限小的水平轴代替具有某一大小和形状的、用丝线悬挂的磁化的铁杆；我们用由具有某一方向和强度的磁场完全确定的某个空间代替在其中做实验的实验室。

这样一来，只要它仅仅是一个辨认磁铁偏离的问题，我们所做的事情是接触和察看放在某个实验室桌子上三个校准螺旋旁边的铜、铁、铝、玻璃和丝的集合，而这个实验室则处在波尔多理学院大楼的底层。但是，当通过诠释所得到的读数和应用正切电流计的公式终于完成实验时，我们把对物理学无知的参观者也能进入的这个实验室和对电磁学一无所知的人也能审视的这个仪器抛在脑后；我们用磁场、磁轴、磁矩、某一强度的圆电流的集合代替它们，也就是说，用仅仅由不懂电磁学的人就无法想象的物理学理论赋予意义的符号群代替它们。

因此，当物理学家做实验时，他正在赖以工作的仪器的两种大相径庭的表象充满他的心智：一个是他实际上操纵的具体仪器的图像；另一个是借助理论提供的符号构成的同一仪器的图式模型；正是在这种理想的和符号的仪器的基础上，他进行他的推理，他正是把物理学的定律和公式应用到这种仪器的。

这些原则容许我们确定，当我们说我们通过适当的矫正消除误差的原因而增加实验的精确性时，我们一致理解的是什么。事实上，我们将看到，这些矫正无非是用实验的理论诠释引入的改善。

随着物理学逐渐地进步，我们看到，物理学家把其与同一具体事实相关联的抽象判断群的不确定性变狭窄了；实验结果的近似程度不断变好，不仅因为制造者提供日益精确的仪器，而且也因为物理学理论产生越来越满意的法则，从而在事实与用来描述事实的图式观念之间建立起对应关系。确实，这种日益增加的精确性的赢得归因于日益增加的复杂性，归因于在我们观察主要事实的同时观察到一系列附属事实的职责，归因于使不成熟的经验资料经受越来越众多和精致的转化和组合的必要性；我们在直接的实验资料上进行的这些转化是矫正。

假如物理学中的实验仅仅是事实的观察，那么引入矫正就会是荒谬的，因为告诉全神贯注地、谨慎地和精细地观看的观察者下面的话就会是可笑的：“你看见的东西不是你应该看到的东西；请允许我做一些运算，这些运算将教给你，你应该观察到什么。”

另一方面，当回想起物理学实验不仅仅是事实群的观察，而且也是借助于从物理学理论借用的法则把这些事实翻译为符号的语言之时，便十分充分地理解逻辑的矫正作用。的确，其结果是，物理学家不断地把两种仪器——他操纵的实在的仪器和他据以推理的理想的、符号的仪器——加以比较；例如，对勒尼奥来说，流体压力计一词指示两种本质上不同？但却不可分离的事物：一方面，一系列的玻璃管，牢固地相互连接在一起，在利塞厄·亨利四世（Lycée Henri IV）塔的墙壁上支承着，充满化学家称之为汞的十分沉重的金属液体；另一方面，理性的人在力学中称为理想流体的、在每一点具有由某一可压缩性和膨胀方程确定的某一密度和温度的汞柱。正是在这两个流体压力计的第一个的基础上，勒尼奥的实验室助手把他的高差计的目镜对准目标，但是这位伟大的物理学家应用流体静力学定律的，却是第二个。

图式的仪器不是且不能是实在的仪器的精密等价物，但是我们设想，它对他来说有可能给出实在仪器的或多或少完善的图像；我们设想，物理学家在过于简单和过于远离实在的图式仪器之上推理后，将力图用更为类似于实在的比较复杂的图式代替它。从某一图式仪器向另一更为类似于具体仪器的图式仪器的过渡，本质上是词汇矫正在物理学中指示的操作。

勒尼奥的助手给他以流体压力计中的汞柱高度；勒尼奥矫正它；他怀疑他的助手粗劣地察看并在他的读数中出错了吗？不，他充分相信所做的观察；如果他不相信，那么他就不会矫正实验，而只会重新开始实验。因此，倘若勒尼奥用另一个数代替他的助手决定的高度，那么这正是基于打算减小两种流体压力计之间不等同的理智操作的力量：一种是理想的、符号的流体压力计，它仅存在于他的理性中，他把他的运算应用于它；另一种是由玻璃和水银构成的流体压力计，它面对他的凝视，他的助手从它得到他的读数。勒尼奥能够用理想的流体压力计描述这种实在的流体压力计，前者是由处处具有相同温度的不可压缩的流体形成的，在它的自由面的每一点都经受与高度无关的大气压；在这种过分简化的图式和实在之间，会存在太大的差异，从而实验不会充分精确。于是，他构想新的理想的流体压力计，它比第一个复杂，但可以更好地描述实在的和具体的流体压力计；他用可压缩的流体形成这种新的流体压力计，容许温度从一点到另一点变化；他也允许当人们在大气中上升到较高处时大气压变化。原始图式的所有这些改进构成如此之多的矫正：关于汞的可压缩性的矫正，关于汞柱不等温的矫正，关于气压计高度的拉普拉斯矫正；所有这些矫正都有助于增加实验的精确性。

物理学家通过矫正使被观察事实的理论描述复杂化，以便允许这种描述更接近地抓住实在；他类似于艺术家，艺术家在完成图画的线条素描后添加阴影，以便更好地在平面上表达模特儿的外形。

无论谁在物理学实验中仅仅看到事实的观察，他都不会理解矫正在这些实验中所起的作用；而且他不会理解，在说实验可能包含的“系统误差”时意指什么。

允许系统误差的原因在实验中依旧存在，就是忽略使能够增加实验精确性的矫正成为可能；它意味着当我们用能够更好地描述实在的比较复杂的理论图像代替十分简单的理论图像时，我们却满足于后者；它意味着当我们能够做明暗图画时却满足于线条素描。

勒尼奥在他的关于气体压缩性的实验中听任系统误差的原因存在，他没有察觉到它，此后有人指出这一点：他遗漏了重力对处于压力之下的气体的作用。当我们批评勒尼奥没有考虑这种作用并略去这一矫正时，我们意味着什么呢？我们意味着，当他观察在他面前的现象时，他的感官欺骗了他吗？绝不是。我们正在批评他，是因为他通过把处于压力下的气体描述为均匀的流体；相反地，他要是把它视为其压力按照某个定律随高度而变化的流体，他会得到新的抽象图像的，新图像比第一个复杂，但却是真相更可靠的复制品。