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《重讀相對論》第6章 相對論哲學(上)

2021-11-13由 學好數學並不難 發表于 歷史

第6章 相對論哲學

6。1 世界是真實的

愛因斯坦曾經說過,這個世界最不可理解的地方恰恰就在於它居然可以被理解!這個世界是真實的嗎?它為什麼能夠被人類所理解?又為什麼能夠透過語言符號來表達呢?要理解狹義相對論的哲學基礎,我們還必須從這三個經典的哲學問題開始。

這個世界是真實存在的嗎?我們共同生活在這個世界上,當然會關心這個世界的真假,如果我們竭盡全力奮鬥一生,最終發現一切不過是南柯一夢,恐怕任何人都難以接受。古往今來的哲學家們更是為此進行了數千年的探索:柏拉圖、釋迦摩尼、黑格爾、王陽明都認為現實世界是虛假的;而亞里士多德、洛克、牛頓、愛因斯坦則認為現實世界是真實的;在他們中間,還有笛卡爾、萊布尼茨、康德等為數不少的騎牆派。然而,如果我們仔細梳理一下他們的觀點,不難發現,這些先賢口中的“真實”並不是同一個概念。

在柏拉圖等人的眼中,真實就是完美和永恆的代名詞,由於世間的一切都是轉瞬即逝的,所以它當然就是虛假的、不可靠的。而在亞里士多德等科學家看來,真實與完美或永恆無關,儘管這個世界不是非常完美,也不能永恆不變的存在下去,但它絕非夢境。因為現實世界與夢境之間存在三個重要的差別:共同性、唯一性和確定性!這是一切世間永珍的普遍特徵,也是科學思維對真實一詞的全新定義。

所謂共同性是指:現實世界中的一切都可以在不同觀察者的共同見證下存在。現實世界中存在的任一物體,不同觀察者透過不同角度觀察,都可以發現它的存在;現實世界中發生的同一事件,不同觀察者透過不同角度觀察,都可以看到相同的結果。事物的存在不會因為觀察者的不同而不同,更不會因觀察行為而有所改變。與此相反,夢境則只能存在於每個人自己的意識之中。為什麼證明現實世界的真實性一定要透過不同的觀察者去觀察呢?因為這是區分主觀和客觀的唯一途徑。一個觀察者從一個角度所觀察到的結果是片面的,這一結果甚至可能受到觀察者主觀意識的影響。只有多個觀察者從多個角度觀察到的結果才更加全面的、更加客觀。正因為現實世界中的一切都可以在所有人的共同關注下存在,因此現實世界是客觀存在的。

所謂唯一性是指:現實世界中的所有事物都是唯一存在的。無論是物質實體還是運動的能量,一切事物既不能無中生有,又不能憑空消失。相反,在夢境中,我們失去的物體還可以重新得到;錯過的機會還可以重來。

所謂確定性是指:現實世界中所有事件的發生、發展以及最終結局都是唯一確定的。對於現實世界中正在發生的任意一個事件,無論我們是否知道事件的起因,無論我們有沒有看到事件的結果,我們都非常清楚的知道,起因和結果都是唯一確定的。在現實世界中,如果一隻貓被關在封閉的盒子中裡,即使沒有任何人觀察貓的狀態,我們都清楚的知道,這隻貓要麼是死的,要麼是活的,不可能同時出現即死又活的疊加狀態。由於確定性的存在,我們曾經擁有共同的歷史,我們正在共同開創未來。但在夢境中,一切都是不確定的,我們可以隨心所欲的想象各種版本的歷史和未來。

共同性、唯一性、確定性,這三個顯著特徵代表了現實世界的客觀真實性

。在我們生活的現實世界中,一切物質實體都唯一的、真實的存在著,一切事件都在人類的共同見證下發生,物體不會因為觀察者的主觀意願而消失,事實不會因為觀察者的主觀意願而改變。一切事物都客觀真實的存在著,歷史由全人類共同所有,未來要靠全人類共同創造。因此,整個世界的真實性不容置疑。

儘管這個世界是客觀真實的,然而,這並不意味著我們看到的、聽到的所有事物都是真實存在的。霽月難逢、彩雲易散,儘管很多人都可以看到彩虹的存在,但是幾乎每個人都知道,彩虹只是一種光學現象,而彩虹下方的石拱橋才是一種真實的存在。準確的說,我們在日常生活中看到的一切既不是事物的真實面目,又不是虛假的幻相,而是現象。什麼叫現象?

所謂現象就是某個觀察者在某個時空位置上接收到的所有訊號的總和,它是人類的主觀意識對客觀事物的真實反映

那麼,石拱橋和彩虹有哪些區別,與彩虹相比,石拱橋為什麼是真實存在的呢?按照真實性的判斷標準不難發現:彩虹只有在某個特定的角度觀察時才會出現,只要改變一個很大的觀察角度,彩虹就會自動消失。但無論從哪一個角度看過去,石拱橋卻始終存在。因此,與彩虹相比,石拱橋是真實存在的。然而,如果我進一步問你,石拱橋的真實性究竟表現在哪些物理性質上呢?你立刻又會陷入迷茫:

首先、石拱橋的形狀是不確定的,隨著觀察角度的不同,石拱橋的形狀在每個人眼中都會有所區別。在正面、側面及頂部的不同觀察者看來,石拱橋的形狀是迥然不同的,因此我們似乎不能說石拱橋的形狀是真實存在的;其次、石拱橋的顏色是不確定的,儘管在相對靜止的觀察者看來,石橋漢在陽光下反射出的是漢白玉的顏色。然而由於多普勒效應的存在,在高速靠近的觀察者眼中看來,石拱橋的顏色就會會偏藍,而在高速遠離它的觀察者看來,石拱橋的顏色就會偏紅。因此顏色也不是真實存在的。最後、石橋的質量也不是真實可靠的,雖然按照質量守恆定律,組成石橋的物質不增不減,它的質量也應該不增不減;但是按照相對論效應,石橋的質量同樣會因為相對速度的增加而增加。

形狀不可靠,顏色不可靠,質量不可靠,形狀和質量都不可靠就意味著體積不可靠,體積不可靠又意味著密度不可靠,密度不可靠就意味著石拱橋的質地不可靠,質地不可靠又意味著石拱橋的堅固程度不可靠。那麼,究竟石拱橋的什麼性質是可靠的?我們何以斷言石橋比彩虹更加真實呢?

首先,我們必須承認,無論是形狀、顏色還是體積,物體展現出的所有表觀特性都只是一種現象,而非本質。我們之所以能夠看到物體的形狀,是因為組成物體的各個部分所發射(或反射)出的光波同時達到了我們的視網膜。我們能夠判斷物體的顏色,則是因為物體發射的光波恰好激發了我們視網膜上的某些感光細胞。根據現象的定義,現象就是觀察者在某個時間和空間上接收到的所有訊號的總和。因此,我們透過視覺接收到的石拱橋的反射訊號,當然只是石拱橋的表面現象了。

然而,儘管如此,我們仍然認為一個固體的形狀和顏色是相對固定的,並認為該物體的形狀是真實存在的。那麼,我們如何得知物體“真實”形狀呢?這就要求我們具備透過現象發現本質的能力。接下來,我們不妨以一個更簡單立方體為例,探查一下如何從現象還原到本質!

如圖6-1所示:實驗室中有六個不同的觀察者,大家共同面對著桌面上的同一個立方體,從各自不同的角度看到了六個不同的形狀。然而,雖然大家看到的形狀並不完全相同,但大家卻毫無例外的普遍承認它是一個標準的立方體。那麼我們是如何在自己的大腦中,不約而同的建立起了同一個立方體的模型呢?

現在,大家普遍承認的基本觀點有三個:第一、從光學角度分析,那裡的確存在一個物體;第二、這個物體的形狀保持不變;第三、該物體必須滿足唯一性原則,也就是說,那個位置應該有且僅有一個物體。接下來,我們再進一步對物體的形狀做出判斷:

實際上,對每一個觀察者而言,要在桌面上看到一個立方體,並不一定要求這個立方體一定是真實存在的,至少還有另外兩種可能:1、桌面上放著一張3D立體畫;2、桌面上正在播放立方體的全息投影。要想判斷桌面上的確存在一個立方體,就必須否定後兩種可能。

如果只依靠幾何光學規律來判斷,我們如何知道桌面上放的不是一張立體畫呢?很簡單,因為一張立體畫只有在特定的角度觀察才是自然的,變換一個角度後就會出現扭曲變形,要想讓所有位置看起來都是立方體,就必須有多張立體畫放在那裡,但這顯然有違反了唯一性原則,因為那裡有且僅有一個物體,所以它不可能是多張3D立體畫。那麼,它可不可能只是一張全息投影呢?也不可能,因為全息投影出來的物體都是半透明的,而眼前的物體卻是不透明的。否定了其他可能性之後,結論只有一個,即:桌面上的確有一個立方體真實的存在著,這個立方體由六個正方形組成,各條邊長度相等,所有角度都是直角。

為什麼我們要不厭其煩的對一個簡單的立方體展開探討?因為這裡面有一個非常重要的問題:由於立方體並不能以各邊相等、各角垂直的方式呈現在我們的視網膜中,這也就意味著立方體不是我們眼睛所能看到的影象,立方體的概念也並不存在於我們的視覺影像當中,它只是經過我們大腦理性加工後得到的一個幾何學模型。也就是說,我們判定一個事物是真實的,並不是因為不同角度的觀察者們看到的“現象”是完全相同的,而是“現象”背後抽象出的“理論模型”是完全相同的。

因為我們知道存在於桌面上的物體有且僅有一個,所以真相就有且僅有一個。當不同角度的觀察者卻看到了不同的現象時,為了滿足唯一性原則,為了追求唯一的真相,我們就必須統一所有觀察者的意見,而為達此目的,我們就必須拋棄表面現象中的差異,依靠我們的空間想象能力和邏輯推理能力,經過去粗取精,去偽存真的分析過程,建立一個能夠準確解釋所有現象的唯一正確的理論模型。

儘管任何一個觀察者都不能直接觀察到物體的“本質”形狀,但卻可以讓我們透過有限的現象還原出一個唯一“合理”的解釋。換句話說,如果存在某個唯一的理論模型能夠在所有觀察角度上還原出觀察者所看到的現象,那麼這個理論模型就可以稱之為所有這些現象背後的“本質”。並且我們會因此而判定:這個由理性構建所出的模型是真實存在的!也就是說,

“真實”只是為了解釋某一類“現象”而構建的理論模型。霍金把它稱之為“基於模型的實在論”

點線面體都是描述物體形狀的幾何模型,笛卡爾座標系是一個描述時空的幾何模型,牛頓力學是一個描述物體低速運動運動變化的數學模型,與之相對,相對論則是一個描述高速運動物體的更為精確的物理模型。那麼,我們為什麼能從紛繁複雜的現象中抽象出理論模型,世界又為什麼可以被人類所認知呢?

6。2 世界是可知的

儘管這個世界是客觀真實的,一切事物都是唯一存在的,一切運動變化也都具有確定性。然而,這卻並不意味著整個世界的存在可以被人類所認知,更不意味著整個世界的運動變化被人類所理解。要想達到人類的主觀意識與世界的客觀存在的統一,還必須依賴於人類與現實世界的三個特徵。

首先,

現實世界具有主觀真實性,人類具備一定的觀察能力

。所謂主觀真實性是指,

對於同一事件,不同觀察者從同一角度看到的現象是完全相同的

。因為現象是主觀意識對客觀事物的反映,所以我們只能稱之為主觀真實性。主觀真實性是事物的客觀真實性在人類意識中的真實反應:由於外部事物客觀真實的存在著,所以它們所發出的訊號也是真實存在的,又因為我們的主觀意識對這些訊號的處理過程符合一定的規律,所以我們所感知到現象就具有一定的主觀真實性。

與事物的客觀真實性相對應的,主觀真實性同樣具有共同性、唯一性、確定性等基本特徵。只不過,由於現象與觀察角度有關,因此這裡的共同性不再包含觀察角度的不同,我們只能說現象的形成與具體的觀察者無關,只與被觀察物件以及觀察的方位和距離有關。因此,當多個觀察者從同一角度觀察時:對於同一物體而言,不同觀察者在同一角度可以看到同樣的形狀;對於同一事件而言,不同觀察者從同一位置可以看到同樣的結果。現象是連線主觀世界和客觀世界的橋樑,由於現象具有主觀真實性,所以我們在自己的主觀世界裡建立起客觀世界的抽象模型。

其次,

現實世界具備自相似性,而人類具有一定的歸納總結能力

。所謂自相似性是指現實世界的各種事物之間存在著不同程度的相似特徵。儘管這個世界上不存在兩個絕對相同的事物,但是世界上也不存在兩個絕對不同的事物。當人類面對紛繁複雜的世間永珍時,總是能夠敏銳的發現各種事物的相同點和不同點。我們首先會把相同的事物歸納到同一個分類之下;然後再為不同事物建立各種不同的分類,最後一旦我們發現某個事物無法分類,還可以反過來繼續調整自己的分類方法。於是,就像一層層的書架一樣,我們對整個世界的認識模型就這樣構建了起來。雖然我們最初的分類方式不一定合理,但只要在人類認知世界的過程中不斷更新迭代,整個世界的認知大廈就會日趨完善。

最後,

現實世界具有一定的規律性,而人類具備邏輯推理能力

。規的本意是指圓規,它表示一切運動都有確定的軌跡。律的本意是指音樂的節奏,它表示一切週期性變化都有確定的頻率。正因為世界上的一切運動變化都符合某種規律,因此世界上的所有事物才表現出某種確定性,某種必然性。而人類的邏輯推理能力,讓我們不斷地發現規律,並且把這種規律透過數學語言表示出來。依靠規律,我們可以從現實之中找尋歷史,預見未來;依靠規律我們可以改變現實中存在的問題,讓自己的明天變得更加美好。從某種意義上講,規律的存在甚至超越了現實世界中一切普通事物的存在,它不但讓人類具備了認識世界、改造世界的能力,而且讓我們可以更好地認識自身的價值。

綜上所述,人類能夠認識世界源於三個基本的特徵:世界有主觀真實性,人類具備基本的觀察能力,所以我們可以瞭解世界的真相。世界有自相似性,人類有歸納總結能力,所以我們可以快速建立整個世界的認知模型;世界具有規律性,而人類具備邏輯推理能力,所以我們可以發現規律,並認識規律。以上三個基本特徵使人類的主觀世界和外部的客觀世界達成統一,也使得人和自然可以和諧共處。於是我們就可以利用規律認識世界,改造世界,從而實現人類自身的價值。

規律性的確是這個世界上最重要的特徵,在前面的論述中我們曾經提到,這個世界具有客觀真實性和主觀真實性,而真實性的基本特徵就是共同性,只有一個人觀察到的現象很可能只是觀察者個人的主觀想象,如果事件在多個人的共同關注下發生,就可以被快速證實。然而,如果一個事件發生時現場只有一個目擊證人,我們又如何判定它的真假呢?其實,除了共同性、唯一性和確定性之外,整個世界的真實性還有另一個重要的輔證:那就是規律性!因為任何物體的存在,任何事件的發生都要符合一定的規律,違背規律的物體一定不會存在,違背規律的事件也一定不會發生。那麼,究竟什麼是規律呢?要對規律做出相對嚴格的定義,我們首先要明確物體和事件的概念:

所謂

物體

,就是佔有一定時間和空間,並能在一定時空範圍內,對其他物體的存在和運動產生影響的主體。從這個定義不難得知:一切有質量的存在物都屬於物體;電場、磁場、引力場也屬於物體;無質量的光子因為攜帶了能量會對其他物體的運動產生影響,也屬於物體。

所謂

事件

,是指在某個指定的時間和空間範圍內,多個物體的相互影響或一個物體的自身變化。比如在某個時刻,石頭撞碎了雞蛋就是一個事件,而雞蛋蛋孵化成小雞也是一個事件。值得注意的是:物體自身之所以會隨著時間發生變化,根本原因也是由於物體自身由多個組成部分,正是多個組成部分之間的相互影響、相互作用導致了物體自身的變化。所以,從本質上來講 ,

事件就是發生在物體和物體之間的相互影響

所謂規律就是事件和事件之間存在的普遍的、必然的聯絡。

比如在常溫常壓下,石頭和雞蛋高速碰撞,一定是石頭把雞蛋撞碎。兩物體高速相撞是一個事件,雞蛋碎裂是另一個事件,兩個事件的發生如果存在者普遍的、必然的聯絡,這種聯絡就可以稱之為規律!既然我們能夠發現事件的現象,能夠在自己的主觀意識中建立事件的關聯,我們就能夠認識世界的本來面目,發現世界運動變化的普遍規律。

然而,儘管我們能夠認識世界的真相,發現運動的規律,但這卻並不能表明我們能夠精確的描述這種規律。蘇格拉底終其一生都不能發現任何一個名詞的正確解釋,我們又為什麼能夠透過數學語言描述真理呢?

6。3 真理可言

世界的規律能夠透過語言表達嗎?這是一個困惑了人類三千年的問題。至少軸心時代的先賢們都認為,這是不可能的。因此,蘇格拉底、孔子、釋迦摩尼都沒有留下任何文字著作,老子雖然留下了《道德經》,但是他首先就明白無誤的告訴我們:“道可道,非常道,名可名,非常名。”這個意思再明白不過了,世界的規律是無法透過語言表達的,為什麼呢?因為我們連任何一個字詞的基本概念都解釋不清楚,孔子緊隨其後說“名不正,則言不順”,意思是我們連一個字詞的含義都說不清楚,又怎麼能順利的說清一句話呢?正因為如此,蘇格拉底終其一生都不能發現任何一個詞語的正確解釋,清楚的意識到自己一無所知。

然而,事實告訴我們,真理又似乎是可以表述的,否則人類今天的輝煌成就又從何而來呢?那麼,我們又如何在一個詞語都解釋不清的條件下,對一條科學規律做出精確的描述呢?在回答這個問題之前,請跟我一起做個思想實驗:

首先,我會用粉筆在黑板上畫出一個點,請你告訴我這個點是什麼含義?說它是一個點也對,說它是一個很小的圓也對,說它是一些粉筆屑的痕跡似乎也沒有什麼錯誤。但如果我一定要堅持讓你說出,它到底是什麼含義,你又該如何回答呢?別急,接下來我會分別按照三種完全不同的方式繼續演示:

第一種方式:我會在黑板上畫上一個箭頭表示北方,然後在這個點的附近畫上另外幾個點,圍繞這幾個點畫出一個雄雞的輪廓。最後我還會在旁邊標記上一個比例尺,告訴你一分米相當於多少公里。當所有的工作完成後,包括你在內的所有人都可以做出清晰的判斷:先前的那個點表示的是某個具體的城市,比如北京。然而這個點是北京嗎?北京是有天安門的,你能從黑板上的一個小點兒中找到天安門嗎?顯然不能,那麼,為什麼所有人都肯定這個點表示北京呢?我們先留下這個問題,繼續嘗試另外兩種可能。

第二種方式還是從一個孤零零的點開始,這一次,我同樣圍繞這個點畫出一個雄雞的形狀,並讓先前所描繪的點恰巧落在雞頭的中心。此時,所有人立刻就會明白,這個點表示的是雄雞的眼睛。接下來是第三種方式,如果我不是繪圖,而是在這個點的下面繼續添上一橫,再加上兩個點,它就變成一個漢字“六”,而這個點表示的就是漢字上的一點。

以上就是我的三種演示方式,現在,我把所有的痕跡都擦除掉,再問你,這個點究竟表示什麼含義呢?顯然,如果脫離了完整的背景環境,很難指明一個點的具體含義。然而,我們所給出的背景影象或漢字本身也是由一些點所組成的,為什麼一些含義不清楚的點組織在一起就能表現出清楚的含義呢?原因在於:當多個點同時出現以後,我們不在關注點的含義本身,而是關注點和點之間的相互關係。我們不是透過一個個孤立的點來認識整個影象的,而是透過點和點之間的相互關係來理解由點所構成的整體影象。

在對待地圖的問題上,無論是唯心主義者、唯物主義者還是不可知論者,大家的觀點出奇的一致。幾乎所有人都認為:地圖上的兩點的確可以如實反映兩地之間的方位和距離。從來不會有人做出這樣苛刻的判斷:因為地圖上的點不等於實際位置,又因為地圖上的距離不等於實際距離,所以地圖不能反映世界的真相,因此人類不能使用地圖!然而,既然我們在面對地圖時如此寬容,為什麼面對語言文字時卻表現的如此苛刻呢?

既然含義模糊的點能夠組成清晰的地圖,那麼含義模糊的字詞為什麼就不能組成含義清晰的真理呢?雖然每一個字詞的概念都可能是模糊不清的,但是,當我們把這些字詞組合在一起,形成一句話,再由幾句話拼合成一個整體概念的時候,一個越來越清晰的理論框架就會呈現出來,整個世界的真實面目也就顯露無疑。

當然,在我們繪製地圖的過程中,不能按照自己的主觀意願胡亂的描點,必須根據實際的地理位置去繪製,同樣,我們在描述客觀真理的時候也不能按照自己的意願隨意的組織字詞,而要在反覆觀察、思考和實踐後,儘可能精準的描述這個世界本來的樣貌。最終,含義不清的點能夠拼成一目瞭然的清晰圖形,語焉不詳的字能夠組成準確無誤的客觀真理。

實際上,清晰的真理不僅可以建立在模糊的符號基礎之上,而且還可以建立在虛幻的假設基礎之上。接下來,讓我們認真反思一下,人類對地圖的信賴從何而來呢?是源於對現實世界的歸納總結還是基於邏輯的演繹推理呢?都不是!仔細分析一下不難發現:一張地圖能夠如實的再現真實的地理環境,除了要基於實際的地理位置繪製之外,還必須建立在如下幾條基本假設的基礎之上:

1。必須假設兩個相互垂直的方向標;

2。必須假設一個合適的比例尺;

3。必須假設地圖上第一個點的位置是正確的;

4。尤為重要的,必須假設地球表面和地圖都是平面的。

平面假設、方向假設、垂直假設、比例假設、第一位置假設,如果不是建立在這五個假設的基礎之上,我們根本無法在地圖上繪製其他的位置點,對地圖的信賴也就無從談起。然而,這些假設背後還有更深的道理嗎?我們憑什麼假設某個箭頭的方向表示北方?憑什麼假設比例尺是1:100或1:1000?又憑什麼認為第一個繪製的地點一定是對的?

沒有任何理由!它們僅僅是假設,這一點同我們在解代數方程時假設某個數量是

x

沒有任何區別,同我們假設口字中間加一橫就表示太陽也沒有任何區別。這些假設即不是依據任何事實歸納總結的結果,又不是依據任何理論演繹推理的結論,它們僅僅是沒有任何理由的虛幻的假設。然而沒有這些假設的幫助,我們就沒有地圖,沒有數學,沒有語言,更沒有哲學和科學。

無論是柏拉圖還是笛卡爾,近代以前的哲學家、科學家們在探索真理的路途中,總是單方面強調事實的重要,強調一定要保障演繹邏輯的根本出發點是正確性的。然而龐加萊在《科學與假設》中指出,科學規律同樣要建立在一系列假設的基礎之上。為什麼真理離不開假設的幫助呢?因為我們主觀世界的概念都不可能全等於客觀世界的事物,阿拉伯數字3這個符號不可能全等於真正的數字3,漢字“樹”也不可能全等於真正的大樹。因此,我們必須藉助於一系列假設來在人類的主觀世界和外部客觀世界的橋樑。而要想透過人類的語言描繪外部世界的客觀規律,也不僅要依賴於基於對大量事實的觀察、思考、實踐,還需要依賴於假設的幫助。

那麼,既然真理要建立在假設的基礎之上,我們可否隨意假設?假設又是否越多越好呢?當然不是!假設畢竟僅僅是假設,假設本身不是事實,只是我們認清事實的橋樑,假設本身更不是真理,只是幫我們描述真理的工具。因此,我們透過一系列假設來描述客觀世界規律時,只能描述世間萬物的某一個抽象層面。比如數學只關注數量,幾何只關注空間結構,物理只關注時空、質量和能量。而且為了描述這一層面的規律,我們的假設必須足夠少,足夠清晰,必須與事實相符,且假設之間必須融洽相處,不能存在內部矛盾。

那麼,我們需要多少條假設才合適呢?現在,你不妨嘗試一下,自己可否用一個最簡單的成語描述一個常見的自然規律:比如:樹大根深、水落石出、唇亡齒寒、積少成多……我們在透過這些成語表達自然規律時,首先要基於這樣的假設,每一漢字元號都代表了客觀世界的某個事物或狀態變化,顯然,四個漢字就代表了4條基本假設。並且,我們同時要假設客觀世界符合因果律。只有在這5條假設的基礎上,一個成語的表述才有意義。實際上,5條假設可能是最基本的要求。為什麼是5條基本假設呢?難道除了因果律之外,僅僅是因為成語有四個漢字嗎?並非如此!仔細觀察不難發現,所有這些描述自然規律的成語都是透過這樣的正規化表達的:某一事物的狀態決定了另一事物的狀態,某一個事物的變化決定了另一事物的變化。兩個事物、兩個狀態或變化,加上一個底層的因果關係,自然就是5條基本假設。

一張地圖描述地理位置需要5條假設,歐幾里得的《幾何原本》,同樣需要基於5條公設來建立幾何學大廈。而所謂公設,也不過就是公共的假設而已。在《幾何原本》中,5條公理和5條公設是分開表述的,因為在歐幾里得看來,公理是適用於所有領域內的邏輯模型,而公設則只適用於幾何空間領域。後來,由於幾何自身的應用範圍被無限拓展了,因此希爾伯特把公設也併入了公理體系中,然而,總結以後的結果同樣是5組。同理,1889年,數學家皮亞諾所建立的算術公理系統同樣基於5條公理。就連我們每個人熟知的1+1=2也同樣是由四個字元和五個佔位組成的。如果我們把最基本的經典牛頓運動定律看作假設,也會驚奇的發現,絕對時空假設加牛頓三定律和萬有引力定律,居然也是5條。同樣,經典電磁學的麥克斯韋方程組中也由4條方程組成,加上相對時空假設,依然是5條。看來,5這個數字似乎並不是一種巧合。

在地球表面,任何一個物體要想平穩的站立,至少需要3個支點;在宇宙空間中,要精確測量一個點的位置,至少需要4顆衛星定位;而要想描述一個自然規律,則至少需要5條基本假設。因此,我們不得不進一步反思,僅僅透過兩個假設就能建立狹義相對論學說,這可能嗎?

既然透過模糊的語言可以表達精確的客觀真理,那麼, 是時候透過自然語言總結一下這個世界的普遍特性了,或許這同樣是我們這個世界的五條基本假設:

一、世界是由物質實體組成的:無論是微觀世界還是宏觀世界,所有物質實體都唯一的存在於時空之中,既不會無中生有,又不會莫名消失。

二、世界是運動的:組成世界的物質實體處於不斷的運動變化之中,物體和物體之間既存在相互運動,又存在相互的作用和影響,這些運動和影響形成了一個個相對獨立的事件。

三、世界是有規律的:事件和事件之間存在著普遍必然的聯絡,整個世界的運動變化呈現出一定的規律性。

四、世界是真實的:世界的規律性首先表現為事實層面的客觀真實性:對同一物體,不同觀察者可以從不同角度的不同形狀中抽象出相同的實體模型;對於同一事件,不同的觀察者可以從不同的現象中分析出相同的事實。同時,世界的規律性還可以透過現象表現在主觀層面:雖然同一物體,從不同角度觀察可以看到不同的形狀,但是不同觀察者從同一角度觀察卻可以看到完全相同的形狀;雖然同一事件,從不同角度觀察可以看到不同的現象,但是,不同的觀察者從同一位置觀察,卻可以看到完全相同的現象。因此,世界的規律可以被每一個觀察者從主觀層面認知。

五、世界有自相似性:因此,形狀可以從某個側面反映物體的真實面貌;現象可以從某個側面反映事件的經過和結局。同理,由於地圖和實體的空間位置之間存在相似性,所以我們可以透過地圖描述實體的方位。由於語言和規律之間存在自相似性,我們可以透過自然語言或數學語言描述世界的客觀規律。

正是由於上述這些性質的存在,今天,我們可以以亞里士多德的驕傲迴應高爾基亞的迷茫:

世界是真實存在的,它有物質所組成,物質的運動變化遵循一定的規律,這些規律不但可以被人類所認知,而且規律的不同層面可以透過自然語言或數學語言進行描述

不過,這裡的規律絕不僅僅是指我們已經發現的規律,更不僅僅是指能夠透過自然語言和數學語言來表達的規律,事實上,大量規律還遠未發現,目前更是無法表達。那麼,我們又如何透過尚未發現的規律來判定事件的真假呢?其實一切具體規律背後還有著一些最基本最普遍的規律。

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