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　　第一节

　　使自然的探究者满足的尽力、运动和目的的扼要而广泛实用的记述（description）也许相当于这样：他想使他的思想尽可能地与事实一致且相互一致。相同的观念也可以用稍微变更的语句来表达，诸如：“完备而Zui简单的记述”（基尔霍夫，1874），“事实的经济的描述”（马赫，1872），“思想与存在的一致和思想进程在其自身之中”（格拉斯曼，1844）。向其他人转达思想对事实的适应就是把它转化为记述，如果这种记述是完备的和尽可能简略的，那就是经济的描写。记述思想的每一个可以避免的不和谐或不完备、逻辑的差别或过剩，都包括着丧失，都是不经济的。尽管探究的这一特点也许是广泛的和非决定的，但是与对它的较专门的从而较片面的叙述相比，它很可能更有助于懂得探究者的运动，一些例子将表明这一点。

　　第二节

　　科学的天文学观念是从朴实的和含混的观点发展起来的。地球四周的恒星的天穹或天球的旋转是察看的直接表达。希帕克（Hip－parchus）首次尝试借助本轮描写太阳运动和太阴运动，从而胜利地由很多比拟简略的几何学观念推出运动的不规矩性。托勒密（Ptole- my）把本轮方式推广到行星活动。菲洛劳斯（philolaus）、阿契塔和阿利斯塔克（Aristarchus）筹备了日心观点，该观点由于对哥白尼（Copernicus）有用而获得惊人的进展。正如开普勒在1596年表明的，这使几何体系的十一种运动成为过剩的。从行星体系必需受神秘的数值关系和几何关系安排的预设开端，开普勒尽力借助高度空想的、应用五种规则的固体的构造摸索它们。不过，在二十二年之后，这些思索导致地发明，距离的立方除以轨道周期的平方对于所有行星是雷同的（他的第三定律）。他用地球和土星的案例解释了这一点。基于第谷（Tycho）的视察对火星运动的研讨发生了作为物理学假设的面积定律，该假设在回溯时被证实为真（1609）。他构想出“运动风”，这种风驱动中心天体四周的天体，随着中心距离的增添而减小。这个观念大概导致他得到第三定律和第二定律（面积定律）。在许多无成果的尝试之后，他找到了椭圆行星轨道，太阳处在一个焦点上。他于是把这三个定律推广到其他行星。牛顿的成绩在于，使这些数目众多的个别记述可以从下述假定推导出来：行星以它们离太阳的间隔的反平方被加速。他认为这些加速度是质量相互加速的特例，地球邻近的重物的自由着落是其中Zui熟知的特例。因此，牛顿使天文学运动变成一般的物理力学的问题。但是，这一步也在哥白尼的尤其是开普勒的观点中已经预备好了，他们二人以为重力是质量的普适的相互吸引：开普勒不仅应用运动风阐明圆周推进力，而且进而提到，假如不用某种像风一样的力或用某种其他相等的重量在月球轨道某处禁止月球，那么月球会落向地球。可是，二人还缺少也使这一步施展作用的伽利略和惠更斯的洞察。

　　第三节

　　这一发展明白无误地表明日益正确的天文学事实的心理重构。起初，天体在恒星的天球上的表示活动一定是以粗糙的术语考核的，接着不规矩性吸引我们的注意力，Zui后距地球的可变的间隔也引起我们注意。今天，恒星的天球不再能够被视为球或固定的了。该进程未完成，也许从来也不能充足完成。与此同时，我们看见心理重构或记述不断变得更简略和更经济，以致它终极不再局限于它Zui初针对其被发明出来的事实，但是它却在更普遍的范畴上有效。导向简化的步伐没有根据当时可以借助公式得到的推理，这从所须要时光流逝可以看出。开普勒由于对他的过错路线的承认和坦白陈说，他的《新天文学》格外在这里富有教益。在他胜利之前，破费了二十二年的工作。关于牛顿，我们也知道，在他的观念的出生和完成之间搁置了多年。丰盛的理想在一个或另一个被辨认是通向简化的准确道路并被试验确认之前，发生了各种类型的夭折的观念。假如人们还没有发明提出正式看法的观念??这种观念在它本身向惊奇的探究者浮现出来之前必需进行猜测，那么所打算的探查可能毫无用途。在这里，Zui好在空想的产物中挖掘，同时使人们的眼睛盯住目的。开普勒的《宇宙的奥秘》（1596）和《宇宙的协调》（1619）在这方面是十分有教益的。天文学的发展在数千年间在各种各样的脑筋中吐丝结网，天文学十分活泼地表明，科学不是个人的事情，而只有作为社会的事情才干生存。

　　第四节

　　对厘清和简化思想的需要不用说一定源于处于调研之下的范畴，但是观念本身完整可以来自不同的领域。本轮很轻易被任何有经验的几何学家或实践的技工控制。哥白尼显然受到关于表示运动和透视图位移的日常经验的影响，这一点在开普勒那里被神秘主义的和万物有灵论的思想随同。Zui后，作为物理学家和出色的几何学家的牛顿添加了他自己的工作，打消了当时是过剩的东西。在解答这样的问题的比赛中，理智的视野的广度对于成功来说是必不可少的，就像对于碰巧被选择、并被交付检验的观念的经济的批评性断定之灵敏性须臾不可或缺一样。当然，被选择的路线必须在心理学上是可能的，甚至对Zui巨大的天才也是如此??否则智力正常的凡人如何跟随他呢？假如要把动力学利用于天文学，那么它必须被筹备好而且已经在手头。下面的过细斟酌表明，个人心理发展依然具有多么大的影响。惠更斯这位天文学家和物理学家本人提出了阐明行星体系所请求的一切工具，但是依旧没有解决该问题，他也未能唤起对已完成的解答作任何适当的评价。实际上，任何思考作为天文学运动的决定因素的重力的人，必定立即发现问题的本质：重力不能独立于间隔，因为要不然甚至地球邻近的石块也不会落向地面，开普勒第三定律不能存在。于是，人们不得不寻找落体的加速度对于距离的其他依附，第三定律明白地指向反平方。胡克固然与作为数学家的惠更斯未处在同一级别，但是他因引力辐射的思想进一步博得赞成，并以这种方法把握有性命力的观点，从而获得了甚至超过牛顿的优先权。然而，牛顿是唯一制服全部数学问题的人。

　　第五节

　　斟酌一下另外的例子。自古代以来，已知的电现象和磁现象被十分浮浅地对待，经常被混为一谈，直到吉尔伯特尖利地强调了差别、居里克（Guericke）开端更准确地研讨电以来，情形才有所改观。迪费（Dufay）的两种不同的电状况的发现、导体和尽缘体之间差别的分辨和逐渐呈现的丰盛现象，使库仑能够找到与艾皮努斯（Aepinus）较古老的一元论的数学理论相对比的比拟完备的二元论的数学理论。至于磁现象，库仑能够以十分类似的样式处置它们。泊松进一步发展了两种理论，电和磁之间的相似再次涌现了。这一纯洁的相似足以暗示两个范畴之间的关联，这个猜测由于机会强化了诸如通过放电使铁针磁化之类的视察，尽管这还没有导致本质性的成果。当伏打建造他的电堆时，他给电的研究以新的冲击，为追踪这一关联，人们进而作出了不成功的尝试。奥斯特终极荣幸得足以发现该关联：也许是出于偶然，他在讲课时注意到，磁针被接近的伏打电堆的电流扰动。忽然，他捉住了他和其他人在全部这一时代正在寻找的线索，此时问题在于不丧失它。他把磁针相对于接近的导线放到所有可能的地位，能够给出一切相干现象的综合记述，这种陈说是完整准确的，尽管由于它的难以对付和不熟习的术语很难吸引现代读者。安培把事实总结成下述定则：磁针指北的极（北极）转向充满正电流且面对该极的察看者的左边。“电流”（current）的表达是安培首先应用的，而奥斯特讲的是“电冲突”（electric conflict）。奥斯特认识到，电冲突没有决定任何吸引，它通过玻璃、木头、金属、水等等引起磁针雷同的活动，以致它没有激发任何静电吸引或排挤，没有被局限于导线，而在导线四周的空间中传布到远处。他相像，一种电实体在使北极与它一致的一个向指上绕导线盘旋，而另一种电实体类似地在使南极与它一致的相反的向指上绕导线盘旋。正如我们知道的，对于恰当的部署，磁极将绕电流载体盘旋。这些朴实的观念比十九世纪中期的正式的学院观点更为接近本日的观念，它们被Th．塞贝克和法拉第在这个方向进一步发展了。塞贝克实际上描写了磁力的环形线，认为负载环行的电流是一类环形的磁体。事实上，这个案例表明，荣幸的偶然性揭示了人们正在追求的某种东西；不管是否寻找，它都会被留心的视察者接收，例如X射线和其他许多发现就是如此。然而，有两种境况是无法预感的，从而消除了任何依照打算的发现：首先，没有一个人能够知道，决定静态的磁状态需要动态的电状况。奥斯特提及的发现开回路在磁体上的效应的许多不成功尝试，盖出于此。那些只懂得静力学现象的人如何能够发现包括动力学状况的实验呢？其次，静电学和静磁学中的大多数现象都关于正的和负的为对称。谁能够永远期看，北极会不对称他屈从于来自由磁针和平行于它的载流导线决议的平面的一侧呢？至于依照公式或法则的发现，我们在这里只不过是反复先前产生的理智境遇，这些实际上不是发现。每一个在精力上阅历了奥斯特实验的人一定受到强烈的震动，由于它突如其来地瞥见到新的和直到那时未曾料的世界。当对称表面看来是不那样完美时，对称激荡的这种奇异的物理动因是什么呢？

　　第六节

　　奥斯特的发现极大地刺激了由于缺乏成功日益疲惫的探究者的空想和盼望，主要的发现敏捷尾随而来，从而进一步地揭示了电和磁之间的关联。人们会期看，奥斯特也表明，磁体能够通过力学的反作用便可动的载流导体处于运动。安培料想电流相互反作用，因为电流具有像磁体一样的行动。他本人认为这个猜测是勇敢的，由于一块软铁对于磁体来说行动有磁性，但是相互之间却是中性的，然而实验证实他是对的。他的数学理论受到牛顿基础的超距力观念的强烈影响，固然该理论经受不住今天的批评性审查，但是他无论如何表明，就它们的效应而论，可以认为所有电流能用磁体取代，反之亦然。他在Zui短的时光内并以Zui杰出的方法，为他的时期的物理学发明了进一步探究的出色工具。

　　第七节

　　如果对磁体而言电风行为像磁体的话，那么我们可以期看，它们对铁和钢来说行动也一样。不过，情形似乎并非只是如此，而且也是把阿喇戈引向电磁发现的偶然观察。放入铁锉屑中的截流导线本身被这些铁锉屑包裹到达羽毛管的厚度，当电流结束时，它使铁锉屑再次掉下来。这导致他托住载流导线在细铁棒和钢针之上和横越它们，使它们磁化，前者暂时磁化而后者永久磁化。在安培的建议下，阿喇戈然后把棒放入载流线圈内。他把进一步的发现回功于偶然观察到在铜盘上振动的磁针强烈减幅。由于假定反作用，他被引诱使圆盘急剧旋转，这引起磁针也旋转起来，以致铜似乎显示出“旋转的磁性”。应用电流使一片软铁转向磁体的问题被解决了。法拉第长期徒劳地力图应用磁体产生电流，直到一个荣幸的偶然事件才辅助他找到举动路线。当插入和抽出线圈的磁芯时，他观察到与线圈相接的电流计显示出瞬时的偏转。这促成了感应的发现，他不久懂得它的所有情势和法则。此时，他能够很容易地表明，在阿喇戈圆盘中存在电流，该电流当然具有磁效应。先前没有一个人这样实验，尽管研究给定的安培电磁等价原理似乎是显而易见的事情。这证明，所有可能的、甚或显明的思想路线决不是都被穷追到底的；但是，探究者越多，他们作为个人的差异将更有把握保证所有可能的心理路线将被追踪，科学将更迅速地提高。不用说，假若所有反复者彻底地调研阿喇戈圆盘的话，那么感应早在它被发现的七年前就该发现了。而且，感应在另一方面是稀奇怪僻的，因为我们在这里几乎反复奥斯特的理智境况，在回想时很轻易看到这一点。A与B无关紧要，但是A并非与那个B的变化无关紧要。在一种情况下B是静态，在另一种情况下B是稳恒电流。像法拉第这样的天才当然很少有可能依照这样的公式思考问题，这个公式此后总是容易抽象出来的。

　　篇幅不允许多言，在这里扼要地提一下麦克斯韦和赫兹的方程，该方程仅仅包括电和磁之间的关系的比较完备的说明，它当时形成一个不可分割的整体，处在同化光学领域的过程中，这是从古代到达近代的科学发展的第二个例子。

　　第八节

　　在起电机作用时，尤其是当电从试探电极流出时，放射出一种特别的气息，范?马吕姆（Van Marum）观察到这一现象。1839年，舍恩拜因（Schonbein）在形成蓝色烟雾所随同的放电中，后来在电解水供给的氧中，数次闻到这种气息。这位化学家的活泼的和充分的理想把这种气味与相似气体的实物接洽起来，因为只有那种实物才干影响嗅觉。这是十分轻易得到的，因为浸进散发气味物资中的金或铂敏捷地变成负极，而银和其他金属迅速被它氧化，从而揭示出在加热时再次消散的化学性质。同样自然的是，舍恩拜因认为这种与氧联合的实物是化合物；他称它为臭氧。在空气中迟缓燃烧磷产生相同特征的气息，这一观察导致离解臭氧的化学实验，从而激起了许多争辩。在1845年，德拉里弗（De la Rive）证明，臭氧是氧的同素异性体情势，马里尼亚克（Marignac）料想到这一点。这个例子清晰地表明，在发现的过程中理想的作用是多么重要，另外它把感到与在不同条件下获得的经验（记忆）比较并使前者适应后者。对臭氧问题的比较仔细的研究进而揭示出，同一事情在不同的脑筋中的反应是多么不同，不同理智偏向的个人参与处置一个问题是多么主要和有益这里有触动个人好奇心的偶然观察如何能够开拓探究的新小径的典范例子。

　　第九节

　　当达盖尔（daguerre）试图在照像暗室中照亮被氧化的银底板以产生图像时，尽管他作出了许多尝试，但还是失败了。他于是把底板寄存在小橱内，当他在数周后再次取出它们时，他发现在它们之上有Zui美丽的图像，但是不能阐明它们如何可能涌现。从小橱中移走器械和药剂并无什么变化：放在其中的爆露的底板在几小时后总是显示出图像。Zui后，情形变得很明白，余留下来的水银定影液是奇迹的原因，因为水银蒸气在某种水平上以莫泽尔（moser）的烟雾影像（breath im－ages）的方式沉淀在爆露的部分。他成功地借助镀金进程固定下可抹往的图像。就这样，偶然事件导致了所寻找的东西的创造和未找到的发现。不管过程的决定性的随同条件是通过物理条件发觉的，还是通过思想实验??如果思想是充足适应的话??发觉的，它都未造成差异，这在于变异法的天性。为了认清物理的和心理的偶然事件以多少方式参与发现和发现，人们只需要列举一下一些有名的人名就行了，诸如布拉德雷（Bradley）、夫琅和费（Fraunhofer）、傅科、伽伐尼、格里马尔迪、赫兹、胡克、基尔霍夫、马吕斯、J．R．迈尔、罗麦、伦琴（Rontgen）等等。几乎任何探究者都阅历过机会的影响。

　　第十节

　　植物的茎干在整体上对抗重力向上生长，而根却与重力一致向下生长。给出这两个事实的恒久的联合，思想自然地想到，重力是生长方向的条件。而且，迪?阿默尔（Du Hamel）进行了特别的实验，表明正在生长的植物总是通过弯向反面补偿强加给它的方向的任何变化，从而在正常的方向生长。奈特（Knight）添加了一些十分主要的实验。他在小竖直水轮的轴上固定了直径为11英寸的第二个轮子，轮子每分钟转150周。在其上允许蚕豆以Zui多变的地位发芽和生长。重力相对于植物的方向敏捷而规矩地变更，以致它不再会有决定性的影响：取而代之的是，植物此时与离心加速度的方向成一线，根背向轴而茎朝向轴，超过轴然后转向轴。在同一直径和每分250转的程度轮上，离心加速度和重力加速度联合为合加速度，它的方向现在决定生长。萨克斯（Sachs）的回转器比拟小，以十分迟缓旋转速度对抗重力，没有任何可察觉的离心加速度，它允许固定在它之上的植物在任何方向生长。不过，我以为他的过错在于没有估价这样的试验。对于毫无成见的察看者来说，也许极为可能的是，重力决定生长的方向，不过这大概是由迄今疏忽的十分不同的境况造成的。直到奈特实验，由于它们的质量加速度的大小和方向的变化，才明白地表明，后者是决定的因素。此外，须要实验能够使我们把其他因素（光、空气、土壤的湿度）的影响与重力离开。穆勒已充足表明，一致法从来也不能像变异法或共变法那样是可靠的向导。尽管当时已知重力是生长方向的决议因素，但是这种效应的天性对于几乎另一个世纪来说依然是神秘的。诺尔（Noll）第一个猜测，像动物的statholiths一样，重力也以雷同的方法刺激植物的向地性的适应。哈贝尔兰德特（Haberlandt）和内梅克（Nemec）的调研（1904）表明，在植物中statholiths被淀粉的细粒承接下来，这通过特别的器官或感知和开释，决定向地性的适应。

　　第十一节

　　自太古以来，使人懊恼的Zui奇异的问题之一是有机性命的来源问题。亚里士多德信任有机体来自无机物的原始产生，中世纪后期还赞成他。范?海尔蒙特（Van Helmont，1577－1644）还讲解如何天生老鼠。他关于在曲颈瓶中发明侏儒的假想，当时似乎不可能是如此冒险的。雷迪（Redi，1626-1697）这位西芒托学院（Accademia del Cimen－to）的成员表明，如果用一片网纱挡住产卵的苍蝇，那么在腐朽的食用肉类中就不会呈现“蛆”。当接着的显微镜辅助发现了在细节上难以追踪的很多渺小的有机体时，这样的问题再次变得难以裁决了。尼达姆（Needham）首次想出这样的观念：加热玻璃容器中的有机物，以便杀逝世所有的微生物，然后密封该容器。不过，在一段时光之后，被密封的液体看来似乎因新的纤毛虫而有性命。斯帕兰扎尼（Spallan－zani）认为，他用这个试验能够证实相反的结论，而尼达姆反驳说，斯帕兰扎尼在他的步骤中抽掉了动物生命所须要的空气。固然阿珀特（Appert）为了保躲胜利地利用了斯帕兰扎尼的方式，虽然其他探究者参与了调研（诸如盖－吕萨克（Gay-Lussac）、施旺（Schwann）、施罗德、杜施（Dusch）等人），但是该问题依然悬而未决，因为在这个艰苦的实验中过错的起源完整没有被揭穿。巴斯德（Pasteur）在研讨发酵时被引向生命来源问题，他在研究中以为，他明白地认识到有机生命。通过远端被用一团棉絮拦阻的管子吸出大批的空气，他截住了灰尘，然后用乙醚和酒精把棉团中的灰尘溶解出来，从而得到灰尘。显微镜检讨显示出有机微生物的内容在类型和数目上有差异，这取决于空气是城镇、乡村还是山区的空气。如果把含有糖和蛋白的水在曲颈瓶中煮沸几分钟，在冷却后让空气通过炽热的铂管进进，在铂管处曲颈瓶被密封，它能够在25-30℃坚持数月而不在液体中产生任何生物体。假如我们此时引进携带灰尘的棉团，同时保证在操作时只让通过炽热管的空气进入，那么在重新密封曲颈瓶后，生物体的形成物经常在24－48小时后涌现。只有使处于灼热门的石棉起初和空气一起被吸出，它才在曲颈瓶中发生生物体的形成物。在细颈处有几个曲折的敞开的曲颈瓶中，煮沸的液体即使在冷却后依然无变更，由于灰尘在湿润的弯管中被止住；但是，如果人们力图通过颠倒敞开的曲颈瓶并把它浸进水银中，那么在水银表面和内部的微生物立即清醒过来。

　　第十二节

　　这些实验也像正在揭示的毛病起源一样是有价值的，它们结论性地证明，我们懂得的有机体仅仅是从有机胚原基发展而来的。不过，广泛的生命来源问题通向太远远、太深邃之处，以致用简单的物理学实验无法裁决。人们可能赞成费希纳的见解：与其说无机的东西。还不如说有机的东西是原初的，后者能够过渡到作为它的终极的和Zui稳固的状态的前者，但是反过来则不能。自然并非必须从对我们的理解力而言的较简单的东西开始。即便借助其他宇宙天体的流星碎片把有机胚原基传送到地球，也只不过能够就Zui低等的生物体构想生命的转移。只有高度发达的遗传理论才干解决这个艰苦。那么，什么迫使我们假定有机的东西和无机的东西之间的差异如此断裂，迫使我们信任从前者向后者的过渡是尽对不可逆呢？也许没有截然分明的分界限。化学和物理学确切距离懂得有机的东西还很远远，但是已经到达了某些成绩，而且天天都添加更多的东西。巴斯德还认为，读数显微镜报价，所有发酵都是有机的。今天，我们知道，类似于可能的化学反映的催化加速（奥斯特瓦尔德）的相似过程也必定能在有机领域中发现。想像一下我们直到那时对火的天性还相当无知的文明状态：只会熄灭而不会产生火，从而被迫应用自然产生的火。在那种情况下，我们应当正确地说，火只能从火传下往。可是，我们今天知道得更多。人们怎么能够假想这样的概念，即关于生命起源与能量守恒原理相干的问题是十分难以懂得的呢。

　　第十三节

　　上述的科学发展大都是由史前深处的十分原始的观念开端的，但是今天决没有停止。为数更多的和通常愈加艰苦的问题呈现了，代替了已被解决的问题或被辨别为假的问题。知识是在十分波折的路线上获得的，单个的步骤尽管以先前的步骤为条件，但是也部分地由纯洁偶然的物理的和心理的境况决议。近代天文学必需在古代天文学止步的处所持续前进。后者从几何学借用了很多东西，前者从物理学、尤其是从动力学那里获得赞助，动力学像技巧光学和理论光学一样碰巧十分独立地发展了，而技巧光学和理论光学二者进而对近代天文学有所赞助。后来，我们甚至发明化学与天文学处于相互有用的关系之中。没有玻璃和金属技巧的辅助，没有空气泵和没有化学，我们的近代的电理论怎么能够存在呢？可是，巨大的历史上偶然的思想和万有引力??潜在的理论正是由此开始的??的贡献何其之多！把认知阶段图式化在类似的境况复现时也许会有益于进一步的探究，但是对于用公式探究而言不存在普遍有效的领导。不管怎样，我们的目标在于思想对事实的适应以及思想的相互适应，这依然总是准确的。在有机体发展的案例中，与此对应的是有机体对环境的适应和有机体各部分的相互适应。

　　


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