这些是理论物理学方面的发展,下面我们再重点讲一讲实验物理学方面的事情。我们说到在18世纪,理论科学与实验科学的传统基本上还是分开的,比如我们注意到牛顿力学的分析化这件事情和实验完全没有关系。那么实验家们在做什么呢?他们在“表演”呢。
18世纪,以“体验自然”为名的课程在大学,主要是医学院中开设,包括解剖学、植物学和化学等,课堂气氛接近于“表演”。除了学生之外,往往也有外行参观。物理学实验也被引入课堂,同样是演示性的,向包括妇女在内的公众开放。[9]
在1704年,牛津大学引入实验课程,在1705年开展配有实验演示的系列公众讲座。在1707年,剑桥大学继牛顿之后的卢卡斯数学教授,威廉·韦斯顿(公元1667年—1752年)开设实验物理学讲座。
巴黎大学的皮埃尔·波利尼埃(公元1671年—1734年)用实验演示笛卡尔物理学,举办面向公众的讲座,影响很大,国王路易十五在1722年听了他的讲座。在波利尼埃出版的讲义中,第一版时还把实验说成是说明理论原理的补充方法,但在第三版之后就成了到达真正的物理学的唯一可靠的方法了。[10]
尽管实验家们把实验在科学研究中的地位越捧越高,但当时的实验更多的还是演示性、娱乐性的。
一些城市中的实验演示活动成为不可错过的游览节目,比如德国小说家拉罗赫(公元1731年—1791年)于1786年访问伦敦,她的游记里写道:“我们的夜晚在物理实验中度过,毫无疑问,这些实验构成了礼拜的一部分,向我们揭示出存在的内在本质,并且使一个敏感的灵魂越来越理性地对其造物主报以敬畏。”
一些表演干脆成为舞台剧,例如1786年在一个关于库克船长塔希提之旅的哑剧中,“导演”鲁斯伯格动用了新近发明的热气球,让穿着很少的女演员从空中降落到舞台上,最后展示了库克船长羽化飞升似的壮丽景象。现在让我们去看的话这无非是一个华丽的杂耍表演,但这个表演在当时被《泰晤士报》评论为“值得每一个有理性的人——从儿童到年长的哲学家——沉思的表演。这种表演最能显示出上帝的智慧和设计”。[11](www.xing528.com)
大量的新颖仪器(图13.4.1、图13.4.2)被用于向公众演示科学,例如太阳系模型、起电器、空气泵、喷泉、热气球、避雷针等。这些仪器也成为当时的畅销品和收藏品,从仪器到表演到图书,带动了一整条产业链。
表演的需求推动了科学仪器的生产和改进,科学家们更容易获取更精密的仪器,为实验科学的推进铺平了道路。
图13.4.1 一系列由英国国王乔治三世收集的18世纪天文学演示仪器
图13.4.2 一系列由英国国王乔治三世收集的18世纪力学演示仪器
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