实在与建构之间:LIGO引力波探测的科学社会学分析

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自爱因斯坦提出引力波概念以来,关于引力波的争论持续不断。最初争论的焦点集中于引力波是否存在,相对论物理学家通过理论计算确定引力波存在以后,争论的焦点由理论问题转向技术实现问题,即如何对引力波进行探测。最早进行引力波探测的是马里兰大学的物理学家韦伯,但是其探测结果不为科学共同体承认。韦伯的引力波探测活动受到科学哲学家和科学社会学家的关注,科学知识社会学的代表人物柯林斯、康奈尔大学的科学哲学家富兰克林以及州长州立大学的哲学教授阿马西对此都有深刻的讨论。2016年2月11日,LIGO宣布首次直接探测到引力波,与韦伯不同,LIGO的探测结果几乎受到科学共同体的一致认可,对此,科学社会学和科学哲学界尚未集中关注,柯林斯虽然关注到LIGO的探测活动,但是在分析新近的LIGO探测事件时仍然沿用研究韦伯探测活动的方法,而未采取新的视角。此外,韦伯探测活动属于小科学,而LIGO引力波探测涉及到大科学时代不同领域的科学家的分工与合作,由此引发的问题是:LIGO引力波探测的可信度是如何确保的?科学家在跨领域合作中的认知劳动是如何分工的?为此,以LIGO引力波探测为个案进行考查,可以丰富我们对科学哲学中有关观测可靠性的认识以及对科学共同体内部认知劳动分工的理解。本文从科学认识论和科学社会学的视角分析了 LIGO探测结果获得共同体承认的可信度问题。具体工作包括:(1)解读LIGO团队发表的论文、实验流程、数据处理白皮书、仪器设备白皮书、天体引力波源搜寻指南、会议记录、公开的演讲报告等,与韦伯实验比较,分析LIGO探测结果可信度的证据维度;(2)解读LIGO科学合作组织工作细则及其成员的访谈录,对比BICEP原初引力波探测组和LIGO的引力波探测活动,探究LIGO探测结果可信度的社会维度;(3)通过分析LIGO内部文件,如规章制度、组织架构和成员花名册等,分析了 LIGO科学合作组织的成员构成,并对其中不同贡献类型的分配以及不同部门之间的协作做了梳理和考察。本文通过这些研究得出以下结论:(1)LIGO引力波探测结果获得科学共同体承认的证据维度包括其实验设备的高灵敏度、探测实验的可重复性、更为可靠的波形匹配法、其他天文现象的支持等,社会维度包括LIGO科学合作组织开放性的数据共享模式、LIGO科学合作组织几乎囊括所有世界顶级的引力波领域专家以致在他们之外无法找到评价他们工作的评议人;(2)证据维度和社会维度交织在一起,证据维度涉及科学家的判断、评估,社会维度也有超越科学家主观意见的理性成分,它们共同构成了 LIGO引力波探测在科学共同体内部获得承认的条件和动力;(3)LIGO科学家需要恰当地选择公布结果的时机,以便在争取发现的优先权和检验结果的精确性之间作出权衡,而证据文化的三个维度——证据显著性、证据集体主义、证据门槛同时影响着公布时机的选择;(4)除美国之外,德国是加入LIGO科学合作组织的成员最多的国家,委员会成员数排名靠前的是德国、英国、印度,首席研究者数排名靠前的是德国、中国、俄国,对于LIGO科学合作组织的认知劳工分配,作出设计实验、制备材料、实施实验、分析数据、撰写论文中的5种或2种贡献类型的LIGO科学家各占五分之一,撰写论文是绝大部分研究者都能作出的贡献类型。
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