借助工具和技术推动科学研究

2023-08-06 理论教育版权反馈

【摘要】：通过使用工具和技术，可以有力地推动科学研究，使其不断进步。随之，借助于这些新的工具和技术，科学研究如虎添翼，得以快速向前发展。于是，人们将这种可以直接用来支持或扩展我们脑力的工具称为“智力技术”。另外，要想充分发挥这些工具和技术的作用，最好能制定标准。

在宏观上，借助天文望远镜，可以看到930亿光年巨大尺度的图景；在微观上，借助显微镜，可以看到纳米尺度内物质的样貌。在漫长的时间里，借助天文观测数据，可以了解138亿年宇宙的变化；相反，在极其短暂的时间里，借助特殊的摄像设备，可以记录飞秒（千万亿分之一秒）尺度内的变动。因此，借助这些工具和技术，能够不断提升人类的认知能力，也能够不断突破人类的认知极限。

这意味着，从某种程度上来说，我们借助工具和技术获得的信息决定了我们对世界的认知。如果我们使用的工具很少，那么我们对世界的理解很可能是片面的、不充分的。相反，通过使用工具，可以突破人类自身感官能力的限制，从而帮助我们更加全面、更加充分地理解世界。例如，在科学领域，DNA测序技术推动了生物学的发展，与此同时，大型对撞机则推动了粒子物理学的进步。从这两个例子可以看出，技术上的发展能够带来研究上的突破。就这样，随着工具和技术的进步，我们的理论和世界观也在随之改变。

事实上，如今科学领域发展速度这么快，在很大程度上得益于大量地使用工具和技术。这意味着，当前的科学研究越来越离不开那些先进的设备，如传感器、功能性磁共振成像（fMRI）、超级计算机等。通过使用工具和技术，可以有力地推动科学研究，使其不断进步。反过来，科学的进步能带来更先进的工具，同时能不断提高技术水平。随之，借助于这些新的工具和技术，科学研究如虎添翼，得以快速向前发展。

另外，在这些工具中，有一类可以直接用来支持或扩展我们的脑力。于是，人们将这种可以直接用来支持或扩展我们脑力的工具称为“智力技术”。例如，计算机可以用来加工信息，数学方法可以用来阐明思想，而仪器则可以用来进行测量活动。此外，地图、打字机、算盘、地球仪、图书等，从某种角度来说，也属于智力技术。毫无疑问，使用这些工具能够在一定程度上改变我们的思考内容，同时能改变我们的思考方式，会对我们的观点产生巨大的影响。

不难理解，显微镜就属于一种智力技术。借助显微镜，我们不但看到了细胞，还看到了分子和原子。事实证明，要想了解微观世界，仅靠肉眼是不行的。如果没有显微镜，我们就很难看到细胞，更别提分子和原子了。正因为有了显微镜的帮助，人类才能开启微观世界的大门，以了解神秘的微观世界。这意味着，如果没有显微镜，我们不可能了解细胞内部的复杂结构。

事实上，显微镜不仅给我们带来了一种新的观察方法，更改变了我们的思维和想象世界。望远镜也同样如此。巨大的天文望远镜，不但可以帮助我们看得更远（在空间上），还可以帮助我们看到遥远的过去（在时间上）。正因为如此，我们才能了解宇宙的历史，甚至包括宇宙大爆炸初期的情况。这说明，天文望远镜大大拓展了我们的视野，丰富了我们的想象力。

此外，借助于照相机，我们拍摄了海量的照片，记录下了人类历史上无数的珍贵时刻，极大地增加了人类的集体记忆。不仅如此，它还能带给我们许多乐趣。当然，更有趣的是高速摄像机。

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有了高速摄像机，用它拍摄视频后，通过慢放，就能看到肉眼平时看不到的东西。例如，在赛车比赛中，有时候冠亚军的距离只差十几厘米，所以换轮胎的速度可能直接影响最后的成绩。糟糕的是，由于更换的速度很快，平均用时只有13秒，因而很难看清更换过程，更不要提找到改进的地方了。不过幸运的是，借助高速摄像机，可以发现更换过程中的瑕疵，进而有助于做出改进。因此，在高速摄像机的帮助下，后勤人员可以进一步减少更换轮胎所花费的时间。这样一来，赛车手的成绩就能获得进一步的提高。

再举个例子。在繁忙的啤酒厂，流水线的运转速度非常快，以至于每分钟能灌制1700个啤酒罐。这么快的生产速度，老板看了一定乐坏了。不过，它也会产生某些问题。确切地说，这些啤酒罐因运转速度过快而看上去模糊一片，让人难以找到生产流程中有问题的地方，如啤酒罐上的凹痕、啤酒罐跌倒的地方等。但是，借助最新的高速摄像机，人们仿佛拥有了火眼金睛，几乎能洞察一切。随之，这些问题就容易解决了。

另外，在科学研究中也会使用一些新工具。这些新工具很多，如无人机和三维打印机。事实证明，无人机可以为科学家提供新的数据采集方式，而且非常方便。正因为如此，无人机用途特别广泛，它能够用在极地探索、火山研究、野外追踪等诸多领域。与此同时，三维打印机也为科学研究开辟了新天地。科学家们发现，通过三维打印机打印出的物品，如分子模型、细胞模型、自制工具等，能够看到传统方法看不到的东西。这样一来，科学家就更容易获得新发现。这意味着，从某个角度来说，无人机和三维打印机能够提高科学家的集体智慧。

当然，即便是很普通的设备，也有助于提高集体智慧。这其中就包括空调。事实上，空调可以让我们在炎炎夏日中保持头脑清醒。与此同时，它还能保证睡眠质量，使我们不必在晚上彻夜难眠，从而为第二天的工作养好精神。换言之，空调不仅让人感到舒适，而且有助于人类的思维活动。另外，要想充分发挥这些工具和技术的作用，最好能制定标准。

借助工具和技术推动科学研究

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