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崔之元:普鲁斯特 . 爱因斯坦 . 哥德尔
关键字: 相对论金岳霖双胞胎悖论同时性的相对性惯性质量巴伯告诉我们,物体的尺度遵循同样的规律:只有当两个物体在空间上相邻,比较它们的大小才有意义。举例来说,如果你能把一只老鼠放到一个盒子里,你才可以说老鼠比盒子小。
同样,当你手上有两个足球,你才可以说这两个足球直径相同。这些例子中的尺度比较具有物理意义,所有参照系下的观测者都会同意比较的结果。”(注12)
但是,“比较两个不相邻的物体的大小是不明智的,你唯一能够比较的是物体的形状。因为无论尺度如何伸缩,形状不受影响。所有的尺度都有相对性,宇宙的总体积是唯一的例外,这个体积在给定的时刻必须保持不变。大致来说,如果我们在空间的某处收缩万事万物,那么必须在另一处扩张万事万物。
收缩和扩张总是保持等量,因而两者相消。所以宇宙的总体积在那一瞬间保持不变。当然,宇宙的膨胀会导致宇宙的总体积随时间而变”(同注12)有趣的是,本微信公号曾发表对重庆“地票制度实验”的分析,其要点是对“城乡建设用地增减挂钩,保持耕地总量不低于18亿亩红线”的目标的创新实现形式。
这和“形状动力学”的“扩张与收缩挂钩,保持宇宙总体积在那一瞬间不变”有相似性。斯莫林总结到,“当我们用广义相对论描述宇宙的历史时,时间的定义是任意的,时间总是相对的,谈论远方的时间如何是没有意义的。
当我们用形状动力学描述宇宙的历史时,我们获得了一个普适的时间概念,你所要付出的代价仅仅是承认尺度变得相对了,比较相隔遥远的物体的大小不再有意义”(同注12)。因此,广义相对论和形状动力学之间形成了对偶性,正如量子力学中的“波粒二象性”。
由于广义相对性原理,各个参照系中的观察者都是等价的,时间是相对的和局部的,不存在一个“受偏好的特殊观察者”(preferred observer),也不存在一个公认的“宇宙全局时间”(global cosmic time)。
但“形状动力学”则重新界定了“受偏好的特殊观察者”和“宇宙全局时间”,这不是回到牛顿的“绝对时间”,因为“形状动力学”中的“宇宙全局时间”是由整个宇宙的物质分布及其演化所决定的,而不是外在于宇宙的“绝对时间”。这样一来,我们可以在共识的意义上说,宇宙的历史已近有138亿年(注13)。
“形状动力学”的重大哲学意义是,在不违背“狭义”和“广义相对论”的前提下,使宇宙学和人们的日常时间感悟重新吻合。
斯莫林2013年的“时间再生”一书是献给昂格尔的,他们两人2015年又在剑桥大学出版社合著出版了“单一宇宙和时间的现实性”( “The Singular Universe andthe Reality of Time”)。 遗憾的是,此书中译本的书名“奇异宇宙与时间现实”是很不确切的,其中“奇异宇宙”应该翻译为“单一宇宙”。
昂格尔和斯莫林反对目前比较流行认为有多重宇宙的“弦理论”(有趣的是,刘慈欣的小说“三体”部分基于“弦理论”),强调一个时间段上只有一个宇宙。这里,他们显然接受了重新解释广义相对论的“形状动力学”的“宇宙全局时间”概念的有效性。
他们书中论述三个密切相关的论点:(1)单一宇宙;(2)时间是现实的,而非虚幻;(3)康托尔和戴德金的数学“无限”概念并不存在于自然界,柏拉图主义的数学观妨碍宇宙学成为一门历史科学。本书评主要涉及昂格尔和斯莫林对“时间现实性”的论述,读者如欲了解他们上述三个论点的内在关系,还得去看“单一宇宙和时间的现实性”原著。
最后,我想强调一点,昂格尔和斯莫林的“时间现实性”意味着自然规律也是随时间变化的,更不必说人类历史的“规律”了,而这种变化并不服从“元规律”(meta-law)。因为如果“元规律”存在,它又是“无时间”的了,从而违背“时间的无所不包的现实性”(the inclusive reality of time)。
在这个意义上,昂格尔和斯莫林此书的精神和“易经”是暗合的。因为“易经”的核心观点是“真正不变的只有变化”,而昂格尔和斯莫林此书中的常用词是“变化也在变化中”(“change changes”)。他们甚至把时间定义为“变更的变更”( “time as transformation oftransformation”)。
注1,爱因斯坦,“狭义和广义相对论浅说”,上海科学技术出版社,中译本,1964年。
注2:本文关于爱因斯坦和伯格森辩论的细节均来自如下两本书: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. (“时间再生”,中译本,浙江人民出版社,2017年,第171-172页页)
注13:Roberto Mangabeira Unger and Lee Smolin, “The Singular Universe and the Reality of Time”, Cambrige University Press, 2015,p.178.
(本文原载实验主义治理”微信公众号,观察者网获授权转载)- 原标题:崔之元:普鲁斯特 . 爱因斯坦 . 哥德尔 本文仅代表作者个人观点。
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