第十章 空間、時間和相對性
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(1915年在英國促進學術進步協會A分會召開的曼徹斯特會議上宣讀)
空間和時間的基本問題,我們已經從許多不同的科學所創造的觀點中考慮了。
本篇論文的目标是把這些觀點中的一些觀點相互關聯起來,這也是一個謙遜的目标。
對每個觀點做出一種很粗略的處理是必要的。
理論物理學家們,通過解釋莫利-邁克爾遜實驗和特勞頓實驗的否定結果,而演進相對論。
經驗心理學家們,考慮了從原初的感覺資料經驗到空間觀念的演進。
形而上學家們,思索了空間和時間宏觀的統一性,沒有開始、沒有結束、沒有邊界,也沒有關于它們的真理的例外;所有這些性質更為吸引我們的注意力,使我們從令人困惑的偶然性本質中解脫出來,這個經驗宇宙的令人困惑的偶然性本質正是由這些性質制約的。
數學家研究了幾何學公理,現在能夠演繹全部定理,我們相信,從有限的幾個假定出發,借助最嚴格的邏輯,可以演繹出空間和時間方面的普遍真理。
這些不同的思路各自演進,卻很少相互聯系,這令人驚訝。
也許,這樣也行。
科學的結果從來不能完全正确。
借助于健康的思想獨立性,我們有時能避免把其他人的錯誤加于自身。
但毫無疑問,通常思想雜交的方法是:以其他科學中所假定的形式,來考慮與我們自己相同的或相關的問題。
在此,我不打算對這些不同的科學篇章做系統的研究。
我既沒有這方面的知識,也沒有時間。
首先,讓我們考慮關于相對性理論的任何一個終極基礎。
所有的空間測量,都是從空間中的材料到空間中的材料。
幾何學的那種空的空間實體從未顯現。
我們直接知道的唯一的幾何學性質,是那些現象的性質,而現象又是轉變着的、可改變的。
我們稱這些現象為空間中的事物。
例如,太陽是遙遠的;球是圓的;燈柱是線狀排列的。
無論人類從哪裡獲得了一個無限的、不改變的空間觀念,當下穩妥的判斷是:認為它并非是一個可以直接觀察的對象。
有兩條相反的哲學道路來确認這個結論的正确。
一條哲學道路是,我們肯定空間和時間是感覺經驗的條件。
如果感覺經驗沒有被投射進入空間和時間,那麼感覺經驗将不會存在。
于是,雖說我們關于空間和時間的知識在經驗中被給予也許是真實的,但說這種知識從經驗中被推斷出來,就像萬有引力定律那樣被推斷出來,這是不對的。
關于空間和時間的知識,不是推斷出來的。
在經驗活動中,我們必然會意識到,空間是一個被給定的無限整體,時間是一個統一的永恒連續。
我們把這個哲學立場表達為一種說法,即空間和時間是感覺的先天形式。
處理這個問題,相反的哲學方法則是:肯定我們關于空間和時間的概念來自于經驗的推斷,就像萬有引力定律那樣,是确切的推斷。
如果我們形成了關于點、線、面的精确概念,以及關于時間連續間的概念,并假定它們彼此關聯,像幾何學公理和時間公理所表達的那樣。
那麼,以我們的所能做到的完全精确的觀察,我們能夠制定出概念,來表達經驗事實。
這兩個哲學立場的任意一個,都被人拿來解釋某種疑難。
先天理論解釋了空間和時間規律的絕對普遍性,這樣一種普遍性不歸于任何來自于經驗的推斷;經驗理論解釋了空間&mdash時間概念的起源。
不引入任何其他的因素,僅考慮那些在制定物理科學的其他概念中無可否認地出現的因素。
在關于空間或時間的讨論中,我們必須牢牢記住先天理論和經驗理論的區分。
但我們尚未利用這些區分。
這些空間&mdash時間概念如何與經驗關聯在一起?這個問題我們擱在一邊。
我們考慮的是:當這些空間&mdash時間概念形成的時候,它們是什麼? 我們可以把空間中的點設想為自我存在的實體,那些被我稱為物質的終極材料就在那個空間。
點與物質之間有着不确定的占有關系。
于是,當我們說太陽在那裡(無論太陽在哪兒),可以肯定,
本篇論文的目标是把這些觀點中的一些觀點相互關聯起來,這也是一個謙遜的目标。
對每個觀點做出一種很粗略的處理是必要的。
理論物理學家們,通過解釋莫利-邁克爾遜實驗和特勞頓實驗的否定結果,而演進相對論。
經驗心理學家們,考慮了從原初的感覺資料經驗到空間觀念的演進。
形而上學家們,思索了空間和時間宏觀的統一性,沒有開始、沒有結束、沒有邊界,也沒有關于它們的真理的例外;所有這些性質更為吸引我們的注意力,使我們從令人困惑的偶然性本質中解脫出來,這個經驗宇宙的令人困惑的偶然性本質正是由這些性質制約的。
數學家研究了幾何學公理,現在能夠演繹全部定理,我們相信,從有限的幾個假定出發,借助最嚴格的邏輯,可以演繹出空間和時間方面的普遍真理。
這些不同的思路各自演進,卻很少相互聯系,這令人驚訝。
也許,這樣也行。
科學的結果從來不能完全正确。
借助于健康的思想獨立性,我們有時能避免把其他人的錯誤加于自身。
但毫無疑問,通常思想雜交的方法是:以其他科學中所假定的形式,來考慮與我們自己相同的或相關的問題。
在此,我不打算對這些不同的科學篇章做系統的研究。
我既沒有這方面的知識,也沒有時間。
首先,讓我們考慮關于相對性理論的任何一個終極基礎。
所有的空間測量,都是從空間中的材料到空間中的材料。
幾何學的那種空的空間實體從未顯現。
我們直接知道的唯一的幾何學性質,是那些現象的性質,而現象又是轉變着的、可改變的。
我們稱這些現象為空間中的事物。
例如,太陽是遙遠的;球是圓的;燈柱是線狀排列的。
無論人類從哪裡獲得了一個無限的、不改變的空間觀念,當下穩妥的判斷是:認為它并非是一個可以直接觀察的對象。
有兩條相反的哲學道路來确認這個結論的正确。
一條哲學道路是,我們肯定空間和時間是感覺經驗的條件。
如果感覺經驗沒有被投射進入空間和時間,那麼感覺經驗将不會存在。
于是,雖說我們關于空間和時間的知識在經驗中被給予也許是真實的,但說這種知識從經驗中被推斷出來,就像萬有引力定律那樣被推斷出來,這是不對的。
關于空間和時間的知識,不是推斷出來的。
在經驗活動中,我們必然會意識到,空間是一個被給定的無限整體,時間是一個統一的永恒連續。
我們把這個哲學立場表達為一種說法,即空間和時間是感覺的先天形式。
處理這個問題,相反的哲學方法則是:肯定我們關于空間和時間的概念來自于經驗的推斷,就像萬有引力定律那樣,是确切的推斷。
如果我們形成了關于點、線、面的精确概念,以及關于時間連續間的概念,并假定它們彼此關聯,像幾何學公理和時間公理所表達的那樣。
那麼,以我們的所能做到的完全精确的觀察,我們能夠制定出概念,來表達經驗事實。
這兩個哲學立場的任意一個,都被人拿來解釋某種疑難。
先天理論解釋了空間和時間規律的絕對普遍性,這樣一種普遍性不歸于任何來自于經驗的推斷;經驗理論解釋了空間&mdash時間概念的起源。
不引入任何其他的因素,僅考慮那些在制定物理科學的其他概念中無可否認地出現的因素。
在關于空間或時間的讨論中,我們必須牢牢記住先天理論和經驗理論的區分。
但我們尚未利用這些區分。
這些空間&mdash時間概念如何與經驗關聯在一起?這個問題我們擱在一邊。
我們考慮的是:當這些空間&mdash時間概念形成的時候,它們是什麼? 我們可以把空間中的點設想為自我存在的實體,那些被我稱為物質的終極材料就在那個空間。
點與物質之間有着不确定的占有關系。
于是,當我們說太陽在那裡(無論太陽在哪兒),可以肯定,