世界到底是连续的,还是离散的呢?这是一个非常古老的形而上学问题,它是芝诺悖论的本质核心,下面Strongart教授就来简单讨论一下,从中还可以看出哲学到底在何种意义上能够对科学发生作用。
所谓世界的连续性,主要就是各种物理量分布的连续性,特别是时空的连续性。空间上的连续似乎是显而易见的,假若一个物体从A处移动到B处,中间必然出现一条连续的轨迹,这对世界的连续性提供了极大的直观支持。时钟的走动似乎是滴答滴答一格一格的进行,但其指针的机械笨拙的跳跃,反而给人们带来这样的感觉,你看不到它的轨迹,是因为它总是迅速的走过一小格,带来一种离散跳动的假象。微积分的发明,使得科学家可以直接处理连续性现象,莱布尼茨甚至提出连续性原理,认为自然界没有跳跃。
然而,到了20世纪之后,逐渐出现了不支持世界的连续的证据。首先应该是量子力学的出现,发现类似能量这样的物理量,在微观上可以是一份份传播的,对时空也可以进行量子化,宏观上的连续性只是因为其中的间隔(一般与普朗克常数相关)比较小而已。计算机技术的发展,同样对连续性提出了挑战,我们知道计算机尽管可以表现出连续的图像,但本质上却是大量的二进制储存单元,我们的世界会不会像计算机一样,是由大量离散单元构成的伪连续呢?仔细思考的话,离散相对于有限是可以被把握的,但连续相对于无限,即便不是不可能,至少也是不能直接把握,这一点更是从哲学上支持了世界的离散性。
实际上,世界到底是连续的还是离散的,有点类似康德关于基本粒子的二律背反,可以视为是第五个二律背反的命题。假若你说世界是连续的(或离散的),那么我可以问你是在怎样的尺度下连续(或离散),只要把这个尺度继续细分,你就无法保证在更小的尺度上依然是连续的(或离散的),因此你永远不可能知道这个世界到底是连续的还是离散的。由此可见,这个命题的判定需要你对世界有个“全知全能”,这一点显然是任何人都做不倒的,因此我们所能断言的就只是“我们无法断言世界到底是连续的还是离散的”。
当然,你也不必为这样的结论沮丧,其实它恰恰是给问题的解决提供了一条出路:不要笼统的讨论世界是连续的还是离散的,而是要先加上一个尺度的限定。就我们的经验世界而言,在宏观的尺度上是连续的,但量子力学却告诉我们,在普朗克常数那个尺度上应该是离散的,至于更小的尺度到底是连续还是离散,那就有待于物理学的继续发展了。
思考题:请分别在连续时空与离散时空中分析芝诺悖论。
形而上学到底还有没有必要存在呢?请看博文:作为第一人称的形而上学
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