时间的思想实验|无限杂思

  作者:刘洪波(湖北仙桃人。长江日报评论员,高级记者。) 

  接近光速的运动中,钟变慢了,这是相对论的推测,但时间变慢了吗?物理学家对此没有怀疑,在物理学家那里,时间用周期衡量,钟是周期的计数,钟变慢,就是时间变慢,所有以时间衡量的东西都变慢,乘坐高速火箭的人回到地球,比他的弟弟年轻。

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  这只是推测,只是思想实验,不是得到了证实的事实,没有人真的因为乘坐高速火箭而年轻过。既然只是思想实验,别的人也可以有另外的思想实验:

  ——把一个人送往太空,让他以地球自转速度但反着方向飞行,他的钟就会停在某一天,就这样飞10年,日期也不会变,但时间并没有停,他并不会年轻10岁,他的大脑仍然一刻也不会停。生命和意识中的时间,仍在“向前”流逝。这就是说,计数的时间和真正的时间并不是一回事。如果把人以更惊人的速度抛入太空,看起来时间可能变快或变慢了,但生理过程依然如常。

  ——生命过程与地球环境密切相关,地球加速度就是其中之一,如果运动速度翻番,呼吸、脉搏也会以地球自转速度下的两倍进行,如此匹配下来,因为所有的“尺”都变了,新的生命时段并不会感知到有什么变化。这就身高增加1倍,尺子也长大1倍,你量出来的身高还是1米7一样。因此,谈论时间膨胀,其实是假设了一个外在的观察者,他独立于这些高速运动的变化。

  ——对一只昆虫和一个人来说,时间是一样的吗?相信时间就在钟上的人,这个答案是肯定的,这就像一根绳子有1米长一样,答案清晰,至于这根绳子在蚂蚁眼里和在人眼里产生不同的感觉,那只是感觉上差异,并不影响绳子有1米长这个事实。但对其他人来说,答案并不如此明确。在我们眼中两个完全一致的相邻时钟,在比人能更精密地感知光的微生物那里,可能有不同的读数,每个微生物都可能因细微的位置差异看到钟表时间的差别,这些微生物将“比爱因斯坦还爱因斯坦”。

  ——反向地,假设存在一个“超大观察者”,他看到的又是怎样的情形?例如想象一个几步就能跨越行星距离,甚至一步可跨越光年的巨人,他看到的“同时性”跟我们看到的就会不一样,他的“本地”跟我们的本地也不一样。我们认为的巨大尺度,在他那里只是“本地”。在人的眼里,两件事情难以判定先后,在巨人眼里可能仍是顺序清晰,巨人的钟与我们的钟可能不同,爱因斯坦的钟,内设了人这个观察者,而不是普遍测量装置。

  爱因斯坦强调“本地钟”与“远钟”之间的对比,本地时钟是唯一客观的时间度量,但何谓本地,终止于何处,远方从哪里开始,并不清楚。对一个巨大观察者来说,光速可能无足轻重,时间结构将重组,我们所说的难分先后短长,在他那里一目了然。而在前面说的精密微生物眼里,时间之差异又比我们细微复杂得多。

  物理学家不赞同这样的理解。他们认为,钟表时间并没有预设人去阅读,也跟微生物或巨人没有关系,准确的仪器数字对谁都一样,是一种客观度量。而“本地”的模糊性,通过两件事情发生在同一时间同一地点就可明确,模糊性是细枝末节,可以通过某种抽象加以消除,就像现实中没有不含大小的点、不含厚度的面,但科学可以抽象出点和面的概念来。

  对科学家来说,如果仪表的真确性被否定,如果从经验中抽象出来的概念被否定,科学就是不可想象的。实验室就是仪表的集合,也是抽象化、理想化条件的集合,非如此则不可能展开对自然现象的研究。仪表代表了研究中的一种“分”的形而上学路径。对任何事物,总要“分而治之”才能研究,学科上的分、性状上的分、阶段上的分,一种仪器只负责产生某一种数据,每种仪器都在分辨我们的身体感官无法分辨出来的细节,把不可感知的区别拉大到人可以“秒读”出来的水平,把自然存在的事物变成急剧变化的“事件”。

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  一种事物如果不能进入仪器,如果不能在数学上精确描述,那就不是科学的对象。钟是一种普遍的仪器,爱因斯坦的钟还是思想实验的仪器。因此,尽管哲学家与人文主义者认为钟不是时间,但科学家要研究时间,就一定会相信钟表衡量出来的就是时间,否则时间就既不能捉摸,也无以显身,还有什么办法去研究呢?就此而言,科学虽然是经验的、现实的,需要与实际相比照的,但本质上,它却是形而上学的、认死理的、无弹性的、是非明确的,与辩证法距离甚远。

  在科学家看来,钟是时间的显身方式,万物包括人也都是时间显身方式,只是钟有精密的指针而别的东西没有,钟变慢了就是时间变慢了。但哲学家以为,钟标示的是它自己的运动,又把这种运动用来测量别的运动,真正的时间无间隔,切成片断就不再是时间,因此时间无法测也不用测,科学家所说的时间不是时间,应该为科学家所说的时间另外找一个词。当科学家用切分计时的方式来研究过程时,哲学家认为这种方法不可避免地遗漏了间隔中的信息。科学家会认为,如果信息有遗失,那只是因为时间切分还不够细,就像图像不清晰只是因为分辨率还不够高。哲学家则会说,哪怕再高的分辨率,也不足以还原全部的细节,也还原不了整体,更还原不了事物本身。这是两种根深蒂固而且难以调和的思维。

  论终极性,哲学家恐怕更胜一筹。但要对自然“有所作为”,则科学家管用。思想和文化改变行为和社会,科学技术改变事物和生活,两者并非互不搭界,但区别仍然明显。面对囫囵一团的事物,只能产生感叹,叹银汉迢迢,叹花开花谢,如此等等,而要进行研究,就必须把它分拆开来,对它测量开来。科学还没有找到“分析”之外可以深度认识事物的方法,今后是否能够找到,也难说。于是,我们既需要理解哲学所说的时间,也需要理解科学所说的时间。

  【编辑:张靖】

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