人生過程精彩才是重點

基本上純粹就物理討論 相對論算是革命性理論 牛頓物理盛行了三百年 沒有人能看出哪裡需要修正 相對論推翻牛頓最基本的絶對時間 絶對空間 觀念 第一個真正改寫牛頓理論的創始者 所以震驚全世界 尤其相對論是愛因斯坦一手獨立創造 更令人覺得可怕 至於應用 生活上就是核能發電 原子彈 全球定位系統 學術上 再天文上更是大放異彩 解釋了許多天文現象 如水星進動 太陽光偏折 重力紅位移 重力透鏡 時間延遲 最引人注意的應當是 時間延遲與黑洞 創造出時間旅行的無限想像! 他的偉大在於 1.證明世界是多元而非單一的 2.而這個概念也創造了更多科學的萌生 3.運用方面雖然他是物理,但卻是任何的層次跟領域都能運用 4.也因為他這樣的普遍性跟適用性,所以偉大 　相對論的提出不是偶然的。在十九世紀末，物理學家們便遭遇許多困難，當干涉儀的實驗結果困擾物理學家的時候，愛因斯坦立刻放棄乙太的概念並假設光速具有不變性﹙任何觀察者測得之光速為同一固定值﹚，勇於懷疑傳統牛頓的絕對時空概念，以「窮則變，變則通」的革新思想提出相對論。這段歷史與愛因斯坦同哥本哈根論者的激辯是同樣精采，愛因斯坦之所以成為近代物理的奠基者是有原因的。﹙註一﹚ 　　原本二十世紀前，人類已經習慣了牛頓所帶來的絕對真理與絕對價值，它的權威性提供了一種絕對安全感和最後歸宿感，可是相對論卻像一口巨大的喪鐘在人類頭頂轟鳴，使人們從牛頓教條弄得呆滯的狀態下醒來，把人們一勞永逸的樂觀夢想，變成前途茫茫的悲觀困惑﹙註二﹚。 　　狹義相對論指出，由於光的不變性使觀察者無法區分絕對靜止與等速運動；愛因斯坦得以肯定時間與空間的相對性，即觀察者對時空的描述會隨著運動狀態而改變──在相對論中觀察者所測量到之相對運動的物體，其長度顯得更短，而時間顯得更長。如果把光訊號當作傳遞事件因果次序的最快訊號，我們感覺﹙也是量測﹚到的因果現象，亦會隨著觀察者的運動狀態而不同﹙註三﹚。愛因斯坦以「對一實際參考體的相對運動」來代替空間的量度﹙註四﹚，以「光速」代替時間的量度，換句話說，愛因斯坦以物理的操作定義來取代牛頓對時空哲學式的「簡單定位」之定義。 　　人類的感官往往是不真切的﹙所謂的表象主義﹚，故以物理量度方式來描述事件是最真切不過，但相對論卻告訴我們，即使是量度的結果，不同的觀察者對同一事件竟會提出截然不同的描述。例如﹙同時性的問題﹚對於Ａ、Ｂ兩事件，甲說Ａ先Ｂ發生，乙說Ｂ先Ａ發生，但相對論竟告訴我們二者都對，即各結論對所屬觀察者各是正確的。可是 (1) 不同座標系的觀察者對同事件的長度與時間描述，皆不相同，但是同事件其本體論上的時間與長度不可能是這樣又是那樣。 (2) 兩事件在其本體論上的因果次序，不可能是這樣又是那樣。這導致我們必須要問：我們所觀察與認知的是實在界嗎？人類對事件的物理量度「真切」﹙即符合本體論的實在界，在下文讀者必須區分『真切』和『真實』的含意﹚嗎？相對論是否分割了實在界與現象界﹙註五﹚──實際值與量測值──之間的一致性？或者這樣問：人們能否一如物自體般的客觀認知實在界？ 　　人類對事物的認知並不真切：就連物理量度──原本我們比較信任的認知對象工具──都如此深受主體狀態因素所影響，我們怎能確信自己觀察量度出來的結果是真切的呢？愛因斯坦在其著作＜相對論＞中譯本三十頁裡曾提到「我們所看到物體在運動中收縮的現象，事實上並非運動物體的本身在收縮，如是物體本身在收縮，這樣就毫無意義了」，同理，狹義相對論裡的「時間膨脹」，基於 (1) 我們必須堅信關於時空的本體論事實只有一個。 (2) 由於狹義相對論效應﹙長度縮短、時間膨脹﹚出現於兩不同慣性座標系間的量度，故我們無從區分並判斷實際值與測量值──實在界與現象界──是否一致。基於這兩點，筆者可以肯定：人類對被觀察對象的認知結果的確不真切，而且此狹義相對論效應只是「假象」罷了，實在界﹙例如運動物體本身的長度﹚並不可能會因為觀察者或被觀察者的運動﹙等速﹚狀態而有所絲毫改變。但是廣義相對論﹙加速座標系與重力場中的時間膨脹、空間彎曲與光線曲折﹚不是「假象」，例如巒生子問題的兩位主角最後回到同一座標系時年齡竟然不同，在這裡必須區分廣義相對論與狹義相對論是有些不一樣的。 　　在狹義相對論裡，我們無法驗證，當現象界改變時，實在界是否與現象界有對等的改變。或許這樣說會更清楚：我們根本無法知道實在界究竟發生了什麼，因為我們觀察不到被觀察者本身，我們只能夠觀察到光訊號所傳遞之已發生的事件現象，對人類而言，實在界究竟發生什麼是不重要的，重要的是現象界所發生的一切，這才是真正與主體有關聯──所以什麼是事實？觀察者所只能觀察到的「現象」就是事實，雖然它不見得「很真實」，但還有什麼會比它「更真實」呢？ 　　相對論推翻了牛頓的絕對時空，但並不是沒有絕對速度，只是無法找到它罷了，畢竟「相對是建立在絕對上」。如果上帝就在空間的絕對原點，我們將發現，光速的絕對性竟使得上帝隱藏了起來──這似乎是上帝刻意的安排。人們只能掌握跟自己本身狀態有關的操作值，再去設想「絕對」是沒有意義。人類﹙主體﹚是不可能脫離自己的「參考架構」去判斷事物；相對論明白告訴我們這點，即使是在物理裡，自己對事物的觀察﹙認知﹚結果永遠與本身的狀態﹙主觀因素﹚有密切關係，我們再也無法企求絕對唯一的客觀。 　　相對論同時促進休謨式的相對主義以前所未有的聲勢佔領現代人的心靈，這在後面會提到。相對論雖然沒有開啟非決定論的趨勢，卻是物理近代革命與打擊唯物論﹙註六﹚的開始。唯物論預先假定有一確定的現在瞬間，一切物質在現在瞬間中都同樣實在。 　　愛因斯坦說：「我們力圖借助物理學理論，在迷宮中為自己尋求一條道路，藉著通過大量已觀察到的情況，來整理和理解我們的感覺印象。我們希望觀察到的情況，能夠與我們對實在界所作的概念相符合，如果不相信我們的理論結構能理解客觀實在界，如果不相信我們世界的內在和諧性，那就不會有任何科學。這種信念，並且永遠是一切科學創造的根本動機……在我們所有努力中，在每一次新舊觀念之間的戲劇鬥爭中，我們堅定了永恆的求知欲望……當在求知上所遭遇的困難越多，這種欲望與信念也越增強﹙註七﹚。」儘管愛因斯坦始終期待實在界與現象界的緊密統一，正如同他始終不願放棄物理決定論，但是思潮的發展卻離他的期待越來越遠，而諷刺地，他的相對論正是這個趨勢一開始的源頭。註一：＜宇宙漫步者─愛因斯坦＞世紀人物傳記７，北辰文化股份有限公司，７６年８月出版。　　註二：＜思想之謎與人類之夢─現代～當代之部＞劉曉波，風雲時代出版，相對論部分。　　註三：某事件是否為另一事件的原因，在過去都已決定。它不隨現在的不同觀察者而改變，光訊號所傳遞的是已發生的事件，並不是事件本身。　　註四：＜相對論＞愛因斯坦著，徐氏基金會，頁６。　　註五：現象界是表象的集合。　　註六：認為整個實在界毫無例外地可以歸結於物質，以及完全從屬於物質條件的力量，無需用不繫於物質的因素來解釋，凡是把實在界與現象界視為一事，即是為其開路。 http://life.fhl.net/exchange/epistemology/page2.htm 「特殊相對論」（或稱「狹義相對論」），包含兩個基本原理： 相對性（同等性）原理：在所有慣性系（不受外力作用，作直線等速運動的系統）中，物理法則是相同的。 光速不變。（不受光源、慣性系或觀測者的運動影響） 依照《特殊相對論》，會得到許多與古典物理相悖，及根據常識想像不到的結果，我現在一一介紹： 同時刻的相對性：在Ａ系統中同時發生的事，在Ｂ系統看來，不一定是同時的。 什麼意思呢？比方在一輛火車車廂的正中央裝設一個光源，當車廂的前後門接收到光源所發出的光時，車門就會打開。我們把車廂當成Ａ系統，對於一個待在車廂裡的人來說，因為前後門離光源一樣遠，所以不管車廂是靜止的還是運動的，前後門一定是「同時」打開的。 但是，對於待在月台上（Ｂ系統）的人來說，可不一定是這樣唷！^_^ 當火車靜止時，對月台上的人來說，車廂前後門也是「同時」打開的。（如右圖） 但是，如果車廂不是靜止的，而是向左邊運動，那麼，對於待在月台上靜止不動的人看來，光源的光會先到達後門，才到達前門。所以，後門先打開、前門才打開，前後門不是「同時」打開的。（如右圖） 這表示什麼？這意味著在運動中的火車裡看見的「同時」，和在外面看見的「同時」並不一樣。這就叫做「同時刻的相對性」。^_^ 勞倫茲收縮：物體運動速度越快，長度越短。 這個更玄了？！那麼如果我們跑得飛快，不是就變「瘦」了？！（嘻嘻！太好了，不必去“媚 × 峰“了！^_^） 沒錯！的確如此，而且這個神奇魔術，其實和前面提到的「同時刻的相對性」有關喔！ 再以車廂作例子。我們能看見東西，是因為光線進入我們眼中的關係！如果車廂是靜止的，那麼，我們站月台上離車廂兩頭等距離的位置，車廂兩頭（Ａ點和Ｂ點）的光進入我們眼睛的距離是相等的，所以對於站在月台上的我們來說，我們可以「同時」接收到來自Ａ點和Ｂ點的光，因此，我們看見的車廂就是原來的長度。（如右圖，車廂長度＝原長） 但是，如果車廂往左邊運動，那麼，Ａ點離我們的距離越來越遠，Ｂ點離我們的距離越來越近，所以，當我們看見某一時刻來自Ｂ點的光時，同一時刻來自Ａ點的光只走到半路；而真正進入我們眼中的光，其實是更早的時候（Ａ′）發出的。也就是說，我們「同時」看見的，是來自Ａ′和Ｂ的光，因此，我們看來，車廂就變短啦！（如右圖，車廂長度＜原長） 不過「勞倫茲效應」在生活中是體驗不到的！因為它有個前提，就是物體的運動速度必須要接近光速才行！我們都知道光速每秒約 300000公里，如果一架太空船以每秒 258000公里的速度飛行，那麼，太空船在靜止的我們看來，長度會縮短一半；當然囉，從太空船裡看我們，我們的身體也瘦了一半喔！^_^ 時間的延遲：運動中的系統，時間會變慢。 假設有這樣一部從外面可以看見裡面的透明電梯，在電梯天花板和地板的正中央都裝上一面鏡子，地板鏡子的正中央再裝置一個光源，然後在電梯牆壁上掛上一個鐘，而我們身邊也有一個一模一樣的鐘。 好！當電梯靜止不動時，地板的光源發射出去，經由天花板的鏡子反射再回到地板，假設電梯掛鐘剛好走了一個刻度，這時，我們身邊的鐘也剛好走了一個刻度。 但是，如果電梯在我們面前橫向高速運動時，我們會發現，光由地板經天花板再反射回地板的距離變遠了！（如右上圖）因此，在光速不變的前提之下，當我們身邊的鐘走了一個刻度時，因為電梯裡的光還沒反射回到地板，因此，電梯裡的鐘，也還沒走完一個刻度。（如右下圖）（看懂嗎？好好思考一下！） 所以說囉，高速運動的電梯裡的時間就過得比靜止的我們慢了！不過，由於日常生活中的運動速度和光速比起來根本微不足道，假設一個人搭乘時速1000公里的飛機飛行十小時，再回到地面，也只比待在地面的人年輕一億分之二秒而已！因此，我們根本感覺不到時間延遲的效應！^_^