相對論的哲學意義

　　羅嘉昌

　　河池學院學報

　　即使沒有學過相對論的人也一定聽說過它的一些內容。比如：

　　(1)設甲乙二人爲同時出生的孿生兄弟，甲乘高速飛船離開地球一段時間後返回，則甲返回時比乙年輕，飛船的速度越高則甲比乙年輕得越多，相差幾十歲也不希奇。這就是相對論所說的“運動的時鍾慢”。

　　運動得越快則時鍾越慢。火車、飛機的速度對于顯出相對論效應實在太慢了，以至于對時鍾的影響遠不足以被覺察到。

　　像上面說的那樣相差幾十年，需要和光速具有可比性的速度，比如光速的1/10或1/2，等等。另外“時鍾慢”並不只是鍾走的慢，人也長得慢、老得慢、心跳得慢，機器運轉慢、磨損慢……，如果乙能從地球上看到從甲船發回的電視實況，他會發現甲的一舉一動都慢，一切都慢。

　　上面的例子中，甲在飛船上，乙在地球上。如果把地球也換成飛船，情況如何？

　　(2)設甲乙二人爲同時出生的孿生兄弟，甲乘坐飛船甲，乙乘坐飛船乙，甲乙二船相互高速遠離，後又相遇。問，是甲比乙年輕，還是乙比甲年輕？

　　請仔細想一想這個問題再往下看。

　　在(1)中，人們實際上把地球當作了靜止的，把飛船看作運動的，即以地球爲參照物，于是根據“運動的時鍾慢”推出飛船上的時鍾比地球上的慢，推出甲比乙的生命活動慢，推出甲比乙年輕。當某物體與地球相對運動時，人們總是不自覺地把地球想成靜止的。

　　然而在(2)中，沒有了地球，則

　　既可以(a)以甲船爲參照，看作甲船靜止、乙船運動，得出乙比甲年輕；

　　也可以(b)以乙船爲參照，看作乙船靜止、甲船運動，得出甲比乙年輕!

　　再假設一飛船丙，在任何時刻，丙船與甲船的相對速率與丙船與乙船的相對速率均相等，則若(c)以丙船爲參照，甲乙二船同樣快地運動，而甲乙二人同樣年輕或同樣衰老。

　　回過頭來看(1)，如果確切地表述，應該是以地球爲參照，甲比乙年輕；以飛船爲參照，乙比甲年輕。

　　哎呀，不得了，曆史會分岔！

　　是的，在相對論的宇宙觀中，時間不再是絕對的，空間也不再是絕對的，曆史也不再是唯一的。如果你坐在甲船上，你就會見到乙比甲年輕，你就是這一曆史的見證。如果你坐在乙船上，你就會見到甲比乙年輕，你就是這一曆史的見證。觀察的結果依賴于觀察者和甲船、乙船的相對運動情況。

　　爲什麼會這樣，有沒有什麼是和觀測者的運動無關的，無論觀測者或觀測儀器如何運動，觀測結果卻不變？

　　有，但不是任何物體，而是物理學定律和真空中光的傳播速度。廣義相對論的基礎就是(1)任何參照系，無論它運動狀態如何，對于描述物理定律(自然規律，如力學定律)都是等效的，此稱爲相對性原理，這一原理否認存在一個特殊的、靜止的物體或參照坐標系，物體的運動或靜止都是相對于其他物體而言的；(2)真空中的光速在任何參照系中都相同，此稱爲光速不變原理。

　　物理規律和真空中的光速與觀測者的運動無關，具有對于觀測者運動狀態的不變性，或稱守恒性。實際上相對論正是基于這兩個不變性，才推導出時間和空間的相對性。

　　拿上面例子來說，以甲船爲參照和以乙船爲參照所觀察到的現象雖然不同，一個是乙更年輕，一個是甲更年輕，卻都服從“與參照物做相對運動的物體的時鍾比參照物的時鍾慢”這一規律，體現了相對性原理。反之，如果以甲船爲參照和以乙船爲參照所觀察到的現象相同，比如都是乙更年輕，則可以推出甲船絕對靜止，而乙船運動，可憑什麼把甲定爲絕對靜止？這違反相對性原理。

　　有人可能會想，如果相對運動的時鍾不變慢就好了，那樣以甲船爲參照所觀察到的現象是甲和乙同樣年輕，而以乙船爲參照所觀察到的現象也是甲和乙同樣年輕，不僅在現象上相同，而且在“時鍾快慢與相對運動無關”這一規律上也一致，符合相對性原理。不幸的是，“時鍾快慢與相對運動無關”違反光速不變原理，回到了經典力學的絕對時空觀。按照絕對時空觀，時間空間獨立存在，與裏面有沒有物體、物體如何以及物體如何運動都無關，而物體是被“放”在時空中的，這樣必然推導出迎著一道光線運動的儀器測得的光速大于順著這道光線運動的儀器測得的光速，這不符合實驗事實。實驗告訴我們光速不變，那麼時間和空間就必須得變，時空不是獨立于物質的存在，而是物質的廣延，沒有物質根本談不到時空。

　　真是玄妙啊。總之，現象或者說曆史的不一致性是由物理定律和光速的一致性決定的。

　　1991年，我在大學二年級學習狹義相對論，在做作業的時候很自然地想到了上面的內容。我相信很多前人，包括愛因斯坦，早已經想到了這一層，只是沒有公開地寫在書裏，或是寫了卻沒有被介紹到國內。這些內容很玄妙，有可能引起某些人世界觀的混亂。

　　最近我把相對論與東方哲學尤其是大乘佛學做了對照，得到了一些啓示，並寫在了下面。讀者必須了解一些大乘佛學知識才能讀懂下面的內容(可參閱簡明大乘佛學)。

　　物理學是承認物體的“有”的，但是相對論物理又告訴我們，在我們的參照系看到的是事情的一個“相”，而事情還有許多其它的相。之所以有這些不同的相，是由于各個參照系運動狀態的不同。既然“相”依賴于觀測者的運動狀態，那麼它就沒有獨立存在性，這就是“自性空”。

　　中觀論主要是從事物産生和維持的條件等客觀因果關系來論證自性空的，後來瑜珈行派又從客體被主體的認識的條件，即心對境的認識上的因果關系來論證自性空。

　　而借助于相對論，可以另辟奚徑，從一個嶄新的角度來論證自性空。

　　相對論所說的觀測，並不特指人的觀測、認識，可以是儀器，但是即使人和儀器都沒有也不要緊。“對于某參照系，事情如何如何”是確切的說法，其中並不包括“觀測”二字，不管是否有觀測者，是否有觀測行爲發生，對于某參照系，事情就是如何如何。以參照系爲因，“相”爲果，這不同于心對物的認識上的因果，而是一種客觀的因果，但與事物産生、維持條件的論述角度不同，所以有理由認爲，相對論可以爲空性說的論證作重要補充。

　　相對論否定了時空的絕對性、不變性，但確立了物理規律和真空中光速這兩種東西是不變的，對任何參照系都一樣，但它們都不是具體的事物，而是一些規律(“真空中光速爲一常數”也是一個規律)，因此不能作爲所謂的宇宙本體。而佛學也不承認有宇宙本體。佛學的“實相”是指宇宙的真實的樣子，而常人所看到的都是不實的虛相。可以看出其與相對論的類似性。那麼實相是否就是物理規律和光速呢？不。實相是不可言诠的，用語言或其它的符號來描述實相只能是近似的、不完全的。