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正确面对“时代的需求”

(2012-02-22 15:28:25)
标签:

文化

杂谈

牛顿

爱因斯坦

简介:笔者说“牛顿和爱因斯坦都没有错”,反对的人肯定不在少数。

请看完这篇文章,您可能就会改变主意了。

 

 

 

正确面对“时代的需求”

 

 

事物的这种真理必须一次又一次地为强有力的性格的人物重新加以刻勒,而且总是使之适应于雕刻家为之工作的那个时代的需求;如果这种真理不总是不断地重新创造出来,它就会完全被我们遗忘掉。

                                                  ——爱因斯坦

 

笔者说“牛顿和爱因斯坦都没有错”,反对的人肯定不在少数。

现在依据上述这一段语录,我们可以讲几点“时代的特点”给读者,期望大家能够冷静下来,考虑一下关于“牛顿和爱因斯坦都没有错”的说法,是建立在什么样的“时代的需求”和“知识背景”基础上提出来的。

1. 在牛顿那个时代,数学基础只有欧氏几何,描述运动就只能放在“平面”上,最直观而简单的即是“直线运动”——牛顿确立那样的“真理”,完全无可厚非。

2. 在那个时代,只有“低速、短程、在地面上”的运动,把地表视为“水平”,不会出现太大误差——牛顿的“真理”,属于一种粗略的近似。

但是,“哥白尼在这一时期的开端给神学写了挑战书,牛顿却以关于神的第一次推动的假设结束了这个时期”,恩格斯这话早就说中了要害;但是,由于学界没有能够准确无误地理解“惯性”这个术语,不清楚空中的物体只有“动者恒动”,地上的物体只有“静者恒静” ——牛顿的“惯性定律”,是引起观念混乱的肇始。

要想让地面上“静者恒静”的物体起来,就离不开“用人力……的必要性”,即牛顿力学描述的并不是自然运动,所揭示的当然就不是“自然规律”;恩格斯把“力学”跟“物理学”并称,也就是说不把力学划归物理学范畴,是非常正确的——牛顿和爱因斯坦的理论,各有各自适用的范围,二者根本就不存在“可比性”。

3. 严格地讲,牛顿的理论只能在伽利略设计好的,那一只“平稳、密封”大船内的实验平台上使用;请不要忘记踩在我们脚下的是“球面”而不是“平面” ——从哲学上讲,牛顿是对哥白尼观念的倒退;恩格斯虽说说中了现象,却不清楚问题的根源就在于,绝不应该将“动者恒动”和“静者恒静”二者混为一谈。

时间又过去200年,“时代的需求”发生了很大变化:

4. 首先是“高速、长程、在空间中”的运动,不仅进入了人们的视野,而且速度有“越来越大”的可能——“直线运动”被超越;运动的径迹应该度量“弧”、而不再是过去的“弦”。其误差出现了越来越大的倾向。

究竟应该怎么办?

5. 19世纪末,如何修正这种“误差”,成为最迫切的“时代的需求”。

洛伦兹、庞加莱、爱因斯坦等人应运而生——最终由爱因斯坦结合洛伦兹变换,从根本上解决了度量“弧”和度量“弦”所使用“标尺”换算的当量关系而获得成功。

在实验平台上量度的“位移”,相对于地表就成了“弦”;对“高速、长程、在空间中”的运动,则需要度量的却是“弧”。“弧”与“弦”的差异跟“曲率”相关,自然运动的弧线跟曲率的关系,又决定于运动速度——《论动体的电动力学》所解决的,就是量纲式中的度量单位,跟物体运动速度之间定量换算的关系问题。

“静者恒静”属于经验范畴最常见的事物,而“动者恒动”的空中物体,则需要依靠“理性”去把握;上述两个“时代的需求”大相径庭,一般的人都相信“眼见为实”的是“真”,理论工作者则需要“对常人”的超越

“经验自然科学积累了如此庞大数量的实证的知识材料,以致在每一个研究领域中有系统地和依据材料的内在联系把这些材料加以整理的必要,就简直成为无可避免的。建立各个知识领域互相间的正确联系,也同样成为无可避免的。因此,自然科学便走进了理论的领域,而在这里经验的方法就不中用了,在这里只有理论思维才能有所帮助。但是理论思维仅仅是一种天赋的能力”—— 问题的要害又被恩格斯说中了。

但是,具有“天赋的能力”的人却太少、太少了——长达100余年的争论,自然也就在所难免。

《论动体的电动力学》只提供了一个对度量单位进行“换算”的数学公式,根本就不是物理学方程!这样说必然会遭到“群起而攻之”的反对;笔者却认为,最好还是先动用一下你自己的“理论思维”能力,而后再反对也不迟。

6. 非欧几何学的创立,同样是“时代的需求”的产物。如其不然,人类的飞天梦想,就真不知道什么时候才可能实现——广义相对论场方程,揭示的是“空间中”物体做自然运动的客观规律,跟牛顿那表述非自然运动“规律”的理论,自然就不会完全相同。

“在这些领域里自称为‘科学家’的人,往往认为自己是遵循物理学的经验方法的……,幽禁在他们现代化的实验室里,透过数字仔细端详世界,不能知道他们努力遵循的方法不仅必然是无结果和没有成效的,而且也不是使物理学取得成功的那种方法”。 英国当代科学史家F·查尔默斯说的没错儿。

“实验平台上”、“地面上”、“空间中”——三种不同的场合,决定着不可能使用完全相同的“度量”标准;牛顿定义的“位移”从“实验平台”移到“地面上”,在“低速、短程”的条件下勉强可以使用;而谜信“眼见为实”的人们却把它当成“真理”,不愿意接受能够适用于“高速、长程”地在“空间中”运动的规律。

实际上这就是百余年来围绕牛-爱“对、错”之争的要害之所在。

除了上述这种“客观真实”的原因,另一个问题就在于“数学”—— F·查尔默斯并没有说中要害:牛顿那个时代只有欧氏几何学,放在平面上描述运动已经够精确了;两个多世纪的实用有效性,给人们造成一种“真理性”的错觉,就连非常著名的哲学家怀特海都说:“在两个世纪的时间里,它的实用性得到了最好的证明,所以在同一时期里,它的真理性实际上建立起来了”。那就更不用说一般的常人了。

就某种意义上讲,非欧几何学的创立,也是“时代的需求”必然的产物——说句不太礼貌的话,在反对爱因斯坦的学者中,有相当一部分是因为自己根本就弄不懂的原因。

“人脑是一个挨一个地和一个跟一个地从事这种无限的认识,常做实践上的和理论上的蠢事,从歪曲的、片面的、错误的前提出发,循着错误的、弯曲的、不可靠的途径行进,往往当真理碰到鼻尖上的时候还是没有得到真理”——又让恩格斯给说中了。

“将会有一位新的爱因斯坦降临,把所有这一切弄到一起……过去的情况似乎是这样的:巨大的跨步常常是由单个个人作出的”—— 巴里·派克这话就很有前瞻性。

实际上笔者只做了把“实验平台上”、“地面上”、“空间中”,欧氏几何、非欧几何,“低速、短程”和“高速、长程”“这一切弄到一起”的工作。结论究竟是什么,还需要读者们通过自己的“理论思维”去确定。我认为他们俩,都满足了“时代的需求”。

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