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崔之元:普魯斯特 . 愛因斯坦 . 哥德爾
關鍵字: 相對論金岳霖雙胞胎悖論同時性的相對性慣性質量巴伯告訴我們,物體的尺度遵循同樣的規律:只有當兩個物體在空間上相鄰,比較它們的大小才有意義。舉例來說,如果你能把一只老鼠放到一個盒子里,你才可以說老鼠比盒子小。
同樣,當你手上有兩個足球,你才可以說這兩個足球直徑相同。這些例子中的尺度比較具有物理意義,所有參照系下的觀測者都會同意比較的結果。”(注12)
但是,“比較兩個不相鄰的物體的大小是不明智的,你唯一能夠比較的是物體的形狀。因為無論尺度如何伸縮,形狀不受影響。所有的尺度都有相對性,宇宙的總體積是唯一的例外,這個體積在給定的時刻必須保持不變。大致來說,如果我們在空間的某處收縮萬事萬物,那么必須在另一處擴張萬事萬物。
收縮和擴張總是保持等量,因而兩者相消。所以宇宙的總體積在那一瞬間保持不變。當然,宇宙的膨脹會導致宇宙的總體積隨時間而變”(同注12)有趣的是,本微信公號曾發表對重慶“地票制度實驗”的分析,其要點是對“城鄉建設用地增減掛鉤,保持耕地總量不低于18億畝紅線”的目標的創新實現形式。
這和“形狀動力學”的“擴張與收縮掛鉤,保持宇宙總體積在那一瞬間不變”有相似性。斯莫林總結到,“當我們用廣義相對論描述宇宙的歷史時,時間的定義是任意的,時間總是相對的,談論遠方的時間如何是沒有意義的。
當我們用形狀動力學描述宇宙的歷史時,我們獲得了一個普適的時間概念,你所要付出的代價僅僅是承認尺度變得相對了,比較相隔遙遠的物體的大小不再有意義”(同注12)。因此,廣義相對論和形狀動力學之間形成了對偶性,正如量子力學中的“波粒二象性”。
由于廣義相對性原理,各個參照系中的觀察者都是等價的,時間是相對的和局部的,不存在一個“受偏好的特殊觀察者”(preferred observer),也不存在一個公認的“宇宙全局時間”(global cosmic time)。
但“形狀動力學”則重新界定了“受偏好的特殊觀察者”和“宇宙全局時間”,這不是回到牛頓的“絕對時間”,因為“形狀動力學”中的“宇宙全局時間”是由整個宇宙的物質分布及其演化所決定的,而不是外在于宇宙的“絕對時間”。這樣一來,我們可以在共識的意義上說,宇宙的歷史已近有138億年(注13)。
“形狀動力學”的重大哲學意義是,在不違背“狹義”和“廣義相對論”的前提下,使宇宙學和人們的日常時間感悟重新吻合。
斯莫林2013年的“時間再生”一書是獻給昂格爾的,他們兩人2015年又在劍橋大學出版社合著出版了“單一宇宙和時間的現實性”( “The Singular Universe andthe Reality of Time”)。 遺憾的是,此書中譯本的書名“奇異宇宙與時間現實”是很不確切的,其中“奇異宇宙”應該翻譯為“單一宇宙”。
昂格爾和斯莫林反對目前比較流行認為有多重宇宙的“弦理論”(有趣的是,劉慈欣的小說“三體”部分基于“弦理論”),強調一個時間段上只有一個宇宙。這里,他們顯然接受了重新解釋廣義相對論的“形狀動力學”的“宇宙全局時間”概念的有效性。
他們書中論述三個密切相關的論點:(1)單一宇宙;(2)時間是現實的,而非虛幻;(3)康托爾和戴德金的數學“無限”概念并不存在于自然界,柏拉圖主義的數學觀妨礙宇宙學成為一門歷史科學。本書評主要涉及昂格爾和斯莫林對“時間現實性”的論述,讀者如欲了解他們上述三個論點的內在關系,還得去看“單一宇宙和時間的現實性”原著。
最后,我想強調一點,昂格爾和斯莫林的“時間現實性”意味著自然規律也是隨時間變化的,更不必說人類歷史的“規律”了,而這種變化并不服從“元規律”(meta-law)。因為如果“元規律”存在,它又是“無時間”的了,從而違背“時間的無所不包的現實性”(the inclusive reality of time)。
在這個意義上,昂格爾和斯莫林此書的精神和“易經”是暗合的。因為“易經”的核心觀點是“真正不變的只有變化”,而昂格爾和斯莫林此書中的常用詞是“變化也在變化中”(“change changes”)。他們甚至把時間定義為“變更的變更”( “time as transformation oftransformation”)。
注1,愛因斯坦,“狹義和廣義相對論淺說”,上海科學技術出版社,中譯本,1964年。
注2:本文關于愛因斯坦和伯格森辯論的細節均來自如下兩本書:Jimena Canales, “The Physicist and The Philosopher: Einstein, Bergson, and the Debate that Changed Our Understanding of Time”, Princeton University Press, 2015 和 Milic Capek, “Bergson and Modern Physicis”, D.Reidel Publishing Company, 1971。
注3: John Gribbin, “Einstein’s Masterwork: 1915 and the General Theory of Relativity”, Pegasus Books, 2016.
注4: Peter Pesic, “Einstein and the Twin Paradox”, European Journal Physics, 2003, pp.585-590.
注5: Olivier Darrigol, “The Mystery of Einstein-Poincare Connection”, Isis, December 2004.
注6 :Roger Shattuck, “Marcel Proust”, The Viking Press, 1974
注7:Kurt Godel, “Collected Works”, Vol.2, p.206,Oxford University Press, 1990.
注8:Hao Wang, “Reflections on Kurt Godel”, MIT Press, 1987
注9:Palle Yourgrau, “Godel Meets Einstein: Time Travel in the Godel Universe”, p.105, Open Court, 1999.
注10:S. Hawking, “Chronology Protection Conjecture” , Physical Review, D46 (1992), pp. 603–11.
注11:Lee Smolin, ”The Trouble with Physicis”, p.321, Houghton,2006
注12:Lee Smolin, “Time Reborn”, Houghton Harcourt, 2013,pp.168-170. (“時間再生”,中譯本,浙江人民出版社,2017年,第171-172頁頁)
注13:Roberto Mangabeira Unger and Lee Smolin, “The Singular Universe and the Reality of Time”, Cambrige University Press, 2015,p.178.
(本文原載實驗主義治理”微信公眾號,觀察者網獲授權轉載)- 原標題:崔之元:普魯斯特 . 愛因斯坦 . 哥德爾 本文僅代表作者個人觀點。
- 責任編輯:武守哲
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