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世界的相对化图景

时间:2022-09-05 百科知识 版权反馈
【摘要】:与牛顿相比,爱因斯坦所描绘的完全是另一幅不同的世界图景。但爱因斯坦并没有否定牛顿图景,只是对牛顿所描绘的这幅美妙迷人的世界图景予以了某种修正而已。这一时间标度理念构成了牛顿力学的基本前提。布洛诺夫斯基在谈到这一点时指出,爱因斯坦与其说是一种数学体系的创造者,不如说是一种哲学体系的发明人。

牛顿生前就受到嘲弄和严厉的批评,这似乎太不公正,但正如布洛诺夫斯基所指出的那样:“事实上,每一种理论,无论多么堂而皇之,都包含着必然受到挑战的种种假说,而且,总有一天必然会被别的理论所取代。”[28]牛顿虽然非常接近自然实际,但仍然无可避免地存在着缺陷。因为任何理论都构建在某种假说基础上的,牛顿更不例外。他开宗明义地宣称:“我把宇宙看作是绝对的。”[29]这如同他把时间看成是普遍的一样。宇宙到处都是平坦的和无边无际的,“牛顿真的就像一个从宇宙整体角度主张大地平坦论的人一样在行事:一手执尺子,一手拿怀表,在宇宙往返测量,似乎所到之处都像脚下这块土地”[30]。然而,事实并非如此。莱布尼茨曾针对牛顿的宇宙绝对论作过这样的预言:“我认为空间是某种纯粹相对性的东西,正如时间一样。”[31]莱布尼茨的预言,经过3个世纪的发酵之后,在爱因斯坦那里变成了现实。1881年,爱因斯坦做了一次实验(六年后,他又和爱德华·莫雷一道重复了这一实验),他在不同方向点上灯,然后吃惊地发现,无论怎样移动仪器,他总是被同样速度的光所映照。这一情况大大违反了牛顿定律。这一重要的实验事实表明:当我们交换信号时,或者当我们发现信息在我们之间以相同的速度传递时,光速却在各种情景下对我们产生同样的意义。这一发现意义重大,因为通过这一发现,顺理成章地发现了另外一个现象,那就是在自然状况下,时间、空间和质量等因素并不外在于人的行为(比如观察行为),而是与人的行为有非常密切的关系,即时间、空间、质量等因素都将因人而异。由此而来,不仅普遍的时间不存在,而且绝对的空间也不存在。在爱因斯坦的试验中,你的观察行为所看到的和我的观察行为所看到的,对我们各自来讲都是相对的,即相对于我们的位置和速度;并且,这种相对性却是不可移易的。我们无法知道世界本来是什么样子,我们只能按照各自的所见来进行比较,通过交换信息的实际步骤来呈现这种比较。

与牛顿相比,爱因斯坦所描绘的完全是另一幅不同的世界图景。但爱因斯坦并没有否定牛顿图景,只是对牛顿所描绘的这幅美妙迷人的世界图景予以了某种修正而已。因为爱因斯坦如同牛顿一样,本质上是一个一元论者。“这一点来源于一种对自然过程本身的深刻洞察,而特别是对人、知识和自然界之间关系的深刻洞察。物理学不是事件,而是观察。相对论就是对这个并非作为事件而是作为关系的世界的理解。”[32]在爱因斯坦看来,世界、自然、人以及地球上的所有生命,不是作为事实而是作为关系而存在。在这个充满关系的世界中,首先值得怀疑的是时间。爱因斯坦对时间提出怀疑,因为在现实的生存中,人们往往无意识地和并不慎重地作着这样的假定:世界(自然的、人的)存在一个普适的时间,它对所有的观察者都是相同的,因此,对于一切惯性系都可以应用相同的时间标度。也就是说,同一时间标度可以衡量一切物理体系的运动。这一时间标度理念构成了牛顿力学的基本前提。但事实却并非如此,因为时间总是相对特定的物理事件(包括人)运动而言,不同的人以及不同的物理事件,哪怕在同一参考系中,其运动的时间都标量为其自身。同时,从一个物理事件作用另一物理事件,其信息传递无论借用怎样的媒质,都需要传递时间,并且其从A向B传递的距离越大,所需要的时间越长。因此,指望任何物理作用能以无限大的速度传递而不需要时间的参与,这是根本不可能的。比如某一信息从A事件传递于B事件而不发生任何时间关系,是绝对不现实的。所以,要创造一种借助于时间的参与就有实现任意的信息传递,这只能是一种主观意愿上的空想。因此,在这个充满相对运动的宇宙世界中,必定存在着一个不可能被超过的有限速度,即极限速度。相对性原理证明这个极限速度就是光速:没有超过上述极限速度的就是光速;没有超过上述极限速度的这一结果肯定是一个物理定律。根据相对性原理,物理定律对一切贯性系的观察者都是相同的,因此这个极限速度必定在一切贯性系里精确相等,而光速恰恰具有这种性质。

按照狭义相对论和广义相对论,相对性是确凿无疑的物理事实,它不以任何人的主观愿望而改变。布洛诺夫斯基在谈到这一点时指出,爱因斯坦与其说是一种数学体系的创造者,不如说是一种哲学体系的发明人。他具有一种发现重新看待实际经验的哲学思想的天才。他不像上帝俯视自然,倒像一个导航人那样看待自然。也就是说,他处在各种纷扰复杂的自然现象中自如地清理出这种纷扰复杂的关系,给人指出一条顺畅的出路的一个人。爱因斯坦相信,如果人们用一新眼光去看待自然现象,就会发现其中存在着某种共通的表现形式。他在《我所看到的世界》一文中写道:

人们已经忘记,在经验的世界中,是哪些表象使我们构造出(前科学的)概念,而且,没有那早已形成的阐释概念的种种观察方法,我们就很难为自己描绘这个经验的世界。我们不得不使用那些与原始概念不可分割地联系在一起的词语构成的语言,这就使得这种描绘更加困难了。这就是我们在试图描绘关于空间的前科学概念的本质时所遇到的障碍[33]

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