哲學家:《相對論》告訴我們一切都是相對的!費恩曼:想法很天真
今天寫這篇文章,主要是回懟借相對論的名義而狐假虎威的民哲。以下文章的主要觀念來源於1965年諾貝爾物理學獎得主費恩曼。這也是科學家對某些哲學派別的回應。
費恩曼
關於絕對運動和相對運動的爭論最早發生在哲學界。其背後關聯的理念分別是絕對真理主義和相對真理主義。
樸素的思想觀點一般認為世界存在著絕對運動。這一觀念曾在哲學界佔據了很長時間。之後,笛卡爾的主觀唯心論在哲學界引發了普遍懷疑的「地震」。
笛卡爾認為,不同的人對同一件事物的認識是不一樣的,即便是確定的顏色,在不同人的眼中也是不同的,比如色盲。而我們以經驗建立起的知識卻來源於感官對客觀世界的認知。人的感官並不靠譜,所以我們必須懷疑,不僅要懷疑感官,還應該懷疑以感官為基礎建立的知識,包括數學等。唯獨「我思故我在」的思想不應該被質疑,不管你是唯心還是唯物,這一點是毋庸置疑的。笛卡爾的普遍懷疑彷彿讓世界瞬間失去了絕對真理,這種相對主義的思想也在此後的自然科學中引起對絕對運動的懷疑。
與此同時,絕對運動和相對運動在物理界也是爭論不休。
牛頓力學有參照物的概念,認為判斷一個物體的運動狀態可由參照物的選取來決定。乘坐在汽車上的人相對於司機是靜止的,但相對於路面上的某棵樹而言就是運動的,這種簡單的參考思想其實就是伽利略的相對性原理。
雖然牛頓慣性定律建立在伽利略的相對性原理之上,可牛頓並不認為世界不存在絕對運動。在牛頓眼裡,絕對運動才是普遍的,相對運動只是局域性的。
牛頓引入了以太的概念,認為這玩意均勻充滿了整個宇宙,並且規定以太絕對靜止。所有的物體相對於以太都有一個絕對運動。而物體的相對運動只是相對於某一個參照物而已。牛頓曾經還試圖用水桶旋轉實驗驗證絕對運動,然而這個實驗並不具有說服力。
水桶實驗
牛頓死後,他的絕對運動思想遭到了馬赫的強烈批評,馬赫認為牛頓的絕對運動觀念是偏見。牛頓偏見於絕對運動,做的水桶驗證實驗也是漏洞百出。
這種主觀臆測的思想並不可靠。馬赫對牛頓的批判受到了哲學界相對主義者的歡迎。
愛因斯坦的相對論發表之後,部分哲學家激動的難以言表,在他們看來:「我都說了,相對運動沒有錯,你們都看看廣受好評的相對論,不就告訴我們,物體的運動是相對的,一切都是相對的」。哲學家可以不假思索地作出以上判斷。
愛因斯坦
可光速不變原理又讓哲學家失落。如果按照哲學家理解的那樣,為什麼在一輛以10m/s速度行駛的車上發射出一條光線後,其速度依舊是光速而不是光速加上汽車的速度?
如果有個哲學家足夠聰明,他會繼續解釋到:「嗯,光速的確是不變的,即便光源如何運動,但是光速卻可以表達為空間除以時間,光速不變則暗示時間和空間相對應地發生了改變,所以時間和空間就是相對的」。哲學家這樣解釋一通會瞬間竊竊自喜,因為光速不變只能引申出時空的相對性,所以一切還是相對的。
我們來看下一個場景,宇宙飛船里相對於地球做80%光速的飛行。按照相對論的結論:在地球人看來,宇宙飛船的時間變慢了,飛船內部的宇航員卻無法感知自己的時間流逝變慢。同理也可以得出,觀察者所在角度的重要性,地球人相對於宇航員來說,其時間概念是完全不同的。所以一切又是相對的。哲學家又興奮了一次。
按照相對論,宇航員駕駛以光速80%恆速運動的飛船,如果他不向外看,那麼就無法判斷自己是否在運動。只有向外選取某一參照物,比如某顆恆星,才能根據自己與其位置的變化得出自己運動或靜止的結論。判斷自己運動與否必須選取參考系,不然無法判斷。所以一切都是相對的,哲學家繼續歡喜著。
一切真的都是相對的嗎?
能不能把我放在一個密閉的空間里,而不向外觀察就能得知自己的運動狀態呢?
如果宇航員眼閉著,隨便操作駕駛艙,突然他撞到了後面的座椅上,頭破血流的。這時候他終於可以不用選取參照物而得知自己的運動狀態了。因為宇航員在瞎操作的時候,開啟了發動機,導致其飛船加速運動。
那麼他就可以斷定出飛船的確在運動。所以我可以不用選取參照物來判斷我的運動狀態。這一次哲學家不再開心了。
物理定律告訴我們:相對運動只是相較於慣性運動成立,也就是說如果物體勻速直線運動,只能通過選取外在的參照物來判斷自己的運動狀態,如果並非勻速直線運動,那我們可不必相對與外物而判斷自己的運動狀態。所以「一切都是相對的」並不適用於做非線性加速運動的物體。
當然相對性原理還是有很大實際作用,我不是否定相對性原理,我只是藉此質疑「一切都是相對的」的觀念。
相對論告訴哲學家,基礎觀念並不是就一定正確。牛頓力學的絕對時空觀也是樸素的基礎思想,不也是錯誤的!類似於「一切都是相對的」基礎觀念或許只適用於特定條件,有時候這個特定條件的範疇很大,導致我們很難證偽,以至於我們把只適用於某一特定條件下的基礎觀念奉為真理!
愛因斯坦講述相對論
相對論還告訴哲學家,不要總是以觀念干涉現象,而是應該以事實為基礎來審視觀念。不要總是抱著「一切都是相對的」的觀念,就推斷出所有任何運動都是相對的結論。我們應該先研究運動現象,包括加速,運動等,再通過歸納現象來檢驗觀念。
※引力理論發展簡史:從牛頓的萬有引力到愛因斯坦的時空彎曲
※人的大腦到底開發多少?別鬧了,愛因斯坦的大腦結構和你的沒區別
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