※ [本文转录自ptt2 BBMak 看板] 作者: DarthRaider (...........) 看板: BBMak 标题: 近代物理与新认识论（相对论） 时间: Sat May 15 21:18:44 2004 近代物理与新认识论 1992, 3, 26　吴文成 ------------------------------------------------------------------------------- 相对论 　　──量度值虽然并不见得「很真实」，但还有什麽会比量度「更真实」呢？ ------------------------------------------------------------------------------- 　　相对论的提出不是偶然的。在十九世纪末，物理学家们便遭遇许多困难，当干涉仪的 实验结果困扰物理学家的时候，爱因斯坦立刻放弃乙太的概念并假设光速具有不变性（任 何观察者测得之光速为同一固定值），勇於怀疑传统牛顿的绝对时空概念，以「穷则变， 变则通」的革新思想提出相对论。这段历史与爱因斯坦同哥本哈根论者的激辩是同样精采 ，爱因斯坦之所以成为近代物理的奠基者是有原因的。（注一） 　　原本二十世纪前，人类已经习惯了牛顿所带来的绝对真理与绝对价值，它的权威性提 供了一种绝对安全感和最後归宿感，可是相对论却像一口巨大的丧钟在人类头顶轰鸣，使 人们从牛顿教条弄得呆滞的状态下醒来，把人们一劳永逸的乐观梦想，变成前途茫茫的悲 观困惑（注二）。 　　狭义相对论指出，由於光的不变性使观察者无法区分绝对静止与等速运动；爱因斯坦 得以肯定时间与空间的相对性，即观察者对时空的描述会随着运动状态而改变──在相对 论中观察者所测量到之相对运动的物体，其长度显得更短，而时间显得更长。如果把光讯 号当作传递事件因果次序的最快讯号，我们感觉（也是量测）到的因果现象，亦会随着观 察者的运动状态而不同（注三）。爱因斯坦以「对一实际参考体的相对运动」来代替空间 的量度（注四），以「光速」代替时间的量度，换句话说，爱因斯坦以物理的操作定义来 取代牛顿对时空哲学式的「简单定位」之定义。 （贴者补充：由静止於运动系统中的观察者看来， １．在运动系统中不同时间发生於同一地点的事件，在静止系统中必发生於 不同的地点。 ２．在运动系统中同时间发生於不同地点的事件，在静止系统中必不同时发 生 ３．在运动系统中同时发生於同一地点的事件，在静止系统中也会同时在相 同地点发生。 叙述１的例子： 在飞机上，坐在１０ｃ的乘客，八点时喝了一杯橘子汁，九点吃早餐从运动系 统（飞机）上看，两件事都发生在１０ｃ，而在静止系统（地面）上看，两件 事发生在不同的地点 叙述２的例子： 在飞机上，乘客看到前舱与後舱同时爆炸，但对地面上的人来说，如果他离前 舱比较近，他看到的则是前舱先爆炸一一因为两边的光传送到此人眼睛的距离 有别 叙述３比较符合直观，就不再举例了。 参自《宇宙观革命》第六章：电磁学与相对论） 　　人类的感官往往是不真切的（所谓的表象主义），故以物理量度方式来描述事件是最 真切不过，但相对论却告诉我们，即使是量度的结果，不同的观察者对同一事件竟会提出 截然不同的描述。例如（同时性的问题）对於Ａ、Ｂ两事件，甲说Ａ先Ｂ发生，乙说Ｂ先 Ａ发生，但相对论竟告诉我们二者都对，即各结论对所属观察者各是正确的。可是（１） 不同座标系的观察者对同事件的长度与时间描述，皆不相同，但是同事件其本体论上的时 间与长度不可能是这样又是那样。（２）两事件在其本体论上的因果次序，不可能是这样 又是那样。这导致我们必须要问：我们所观察与认知的是实在界吗？人类对事件的物理量 度「真切」（即符合本体论的实在界，在下文读者必须区分『真切』和『真实』的含意） 吗？相对论是否分割了实在界与现象界（注五）──实际值与量测值──之间的一致性？ 或者这样问：人们能否一如物自体般的客观认知实在界？ 　　人类对事物的认知并不真切：就连物理量度──原本我们比较信任的认知对象工具 ──都如此深受主体状态因素所影响，我们怎能确信自己观察量度出来的结果是真切的呢 ？爱因斯坦在其着作《相对论》中译本三十页里曾提到「我们所看到物体在运动中收缩的 现象，事实上并非运动物体的本身在收缩，如是物体本身在收缩，这样就毫无意义了」， 同理，狭义相对论里的「时间膨胀」，其基於（１）我们必须坚信关於时空的本体论事实 只有一个。（２）由於狭义相对论效应（长度缩短、时间膨胀）出现於两不同惯性座标系 间的量度，故我们无从区分并判断实际值与测量值──实在界与现象界──是否一致。基 於这两点，笔者可以肯定：人类对被观察对象的认知结果的确不真切，而且此狭义相对论 效应只是「假象」罢了，实在界（例如运动物体本身的长度）并不可能会因为观察者或被 观察者的运动（等速）状态而有所丝毫改变。但是广义相对论（加速座标系与重力场中的 时间膨胀、空间弯曲与光线曲折）不是「假象」，例如孪生子问题的两位主角最後回到同 一座标系时年龄竟然不同，在这里必须区分广义相对论与狭义相对论是有些不一样的。 　　在狭义相对论里，我们无法验证，当现象界改变时，实在界是否与现象界有对等的改 变。或许这样说会更清楚：我们根本无法知道实在界究竟发生了什麽，因为我们观察不到 被观察者本身，我们只能够观察到光讯号所传递之已发生的事件现象，对人类而言，实在 界究竟发生什麽是不重要的，重要的是现象界所发生的一切，这才是真正与主体有关联─ ─所以什麽是事实？观察者所只能观察到的「现象」就是事实，虽然它不见得「很真实」 ，但还有什麽会比它「更真实」呢？ （贴者补充：想一想，你「现在」看到的星星，「实际上」是多久以前的星星？） 　　相对论推翻了牛顿的绝对时空，但并不是没有绝对速度，只是无法找到它罢了，毕竟 「相对是建立在绝对上」。如果上帝就在空间的绝对原点，我们将发现，光速的绝对性竟 使得上帝隐藏了起来──这似乎是上帝刻意的安排。人们只能掌握跟自己本身状态有关的 操作值，再去设想「绝对」是没有意义。人类（主体）是不可能脱离自己的「参考架构」 去判断事物；相对论明白告诉我们这点，即使是在物理里，自己对事物的观察（认知）结 果永远与本身的状态（主观因素）有密切关系，我们再也无法企求绝对唯一的客观。 　　相对论同时促进休谟（ David Hume，1711-1776 ）式的相对主义以前所未有的声势 占领现代人的心灵，这在後面会提到。相对论虽然没有开启非决定论的趋势，却是物理近 代革命与打击唯物论（注六）的开始。唯物论预先假定有一确定的现在瞬间，一切物质在 现在瞬间中都同样实在。 　　爱因斯坦说：「我们力图借助物理学理论，在迷宫中为自己寻求一条道路，藉着通过 大量已观察到的情况，来整理和理解我们的感觉印象。我们希望观察到的情况，能够与我 们对实在界所作的概念相符合，如果不相信我们的理论结构能理解客观实在界，如果不相 信我们世界的内在和谐性，那就不会有任何科学。这种信念，并且永远是一切科学创造的 根本动机……在我们所有努力中，在每一次新旧观念之间的戏剧斗争中，我们坚定了永恒 的求知欲望……当在求知上所遭遇的困难越多，这种欲望与信念也越增强（注七）。」尽 管爱因斯坦始终期待实在界与现象界的紧密统一，正如同他始终不愿放弃物理决定论，但 是思潮的发展却离他的期待越来越远，而讽刺地，他的相对论正是这个趋势一开始的源头 　　注一：《宇宙漫步者─爱因斯坦》世纪人物传记７，北辰文化股份有限公司，７６年 ８月出版。 　　注二：《思想之谜与人类之梦─现代～当代之部》刘晓波，风云时代出版，相对论部 分。 　　注三：某事件是否为另一事件的原因，在过去都已决定。它不随现在的不同观察者而 改变，光讯号所传递的是已发生的事件，并不是事件本身。 　　注四：《相对论》爱因斯坦着，徐氏基金会，页６。 　　注五：现象界是表象的集合。 　　注六：认为整个实在界毫无例外地可以归结於物质，以及完全从属於物质条件的力量 ，无需用不系於物质的因素来解释，凡是把实在界与现象界视为一事，即是为 其开路。 　　注七：《物理的进化》页２０４─２０５，水牛出版社。 --

※ 发信站: 新批踢踢(ptt2.cc) ◆ From: 218.166.113.95 --

※ 发信站: 新批踢踢(ptt2.cc) ◆ From: 140.112.193.139 --

※ 发信站: 新批踢踢(ptt2.cc) ◆ From: 140.112.193.143 -- --

※ 发信站: 新批踢踢(ptt2.cc) ◆ From: 210.85.26.74 --

※ 发信站: 新批踢踢(ptt2.cc) ◆ From: 140.112.241.145 -- believe in belife --

※ 发信站: 新批踢踢(ptt2.cc) ◆ From: 211.74.7.151 --

※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc) ◆ From: 140.112.7.59 ※ 编辑: ci 来自: 140.112.7.59 (05/17 17:16)