陳重志 發問時間: 科學其他:科學 · 2 0 年前

可以大致解說一下什麼是相對論嗎

有誰知到什麼是相對論的嗎,他的內容到底是在說什麼呢可以大致解釋一下嗎,不用太艱深

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  • 2 0 年前
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    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。

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