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我們對物理學的認識

 

  讀「牛頓發現了萬有引力?」

蔡友言 黃睿知 吳真世

 

二零零九年元月二日的聯合報A4版名人堂專欄登的一篇文章:「牛頓發現了萬有引力?」,內容談到了物理學與數學。其中論及幾個重點;

一、從伽利略以降,「親身觀察」和「動手實驗」已經成了科學發展的主流。

二、在杳無人煙的深山裡,即使以前倒下的一千棵樹都曾經發出巨響,但不能保證第一千零一棵樹會產生同樣的現象。

三、科學只能歸納,不能演繹。

四、現代物理學家用更周延的時空曲率包容萬有引力的概念。

五、科學的進展是讓我們對自然環境的解釋更周延,但是思考太周延,就有可能失去了冒險犯難的樂趣。

我們讀過之後,發表一些淺見。

 

一、物理學是實驗的科學,是透過種種的儀器來研究宇宙萬象。所以可以區分成能研究者和被研究的對象這兩個範疇。宇宙萬象當然是屬於被研究的對象這個範疇,而能研究者是什麼呢?是科學儀器嗎?假如科學儀器就是能研究者,它應當就會主動的去研究,事實上不是如此,必須要有人的操作,實驗儀器方會去執行研究工作。所以能研究者是人加上實驗儀器。人類心智的增長及實驗儀器的進步,對於宇宙萬象的研究成果的解釋上,必然會隨之改變。因此,在宇宙天體運行現象的解釋上。有牛頓的萬有引力到愛因斯坦的時空曲率的不一。物理學上的實驗結果具備一致性,但是在解釋上是可以提出各式理論模型的。然而各種理論模型是由物理學家建立起來的,也就是依靠人的心智創造出來的,也因此受限於人的心智。

 

二、從原始人到現代社會,物理學始終不停地演進。過去大家相信太陽繞著地球轉,十六世紀時哥白尼提出地球繞著太陽轉,十七世紀時布魯諾發揚此學說,便被羅馬教廷處死了。這可說是物理學上的一次革命。後來牛頓繼承地動說,發展出他的運動定律。大家本以為此定律無懈可擊。到了二十世紀,又被愛因斯坦的相對論將它涵蓋過去。由此可知,一切理論都是人為創造來解釋自然的現象,充滿了各種可能性。但是必須要能夠解釋已經發生的事實,並且要能夠預測未發生的事件,才算是ㄧ個經得起考驗的理論。科學便是在不斷的探索中,尋找最圓滿的答案。過去的物裡學偏重於對觀察物的研究,把觀察者忽略。但自從「測不準原理」提出後,觀察者對被觀察物的影響便受到重視,未來對於「人」與「物」關係的研究,或將引起另一場科學的革命。

 

三、孫教授提到「在杳無人煙的深山裡,樹倒下是否有聲音?」我認為事件的發生與否,和「觀察」並無關聯,也就是事件的「發生與不發生」和「知道與不知道」是要分開來看的。即便沒有觀察,也不影響到現象的本身。

  孫教授由此提及「科學只能歸納,不能演繹。」所謂「演繹」是借人所創造出的符號或語言來達成。用符號來描述所觀察到的現象,也可用符號作推論,預測新的現象,所以孫教授此話,我覺得科學本身可演繹也不可演繹,它不在可與不可上頭。

  此外,他提到「時空曲率包容萬有引力的概念」,此想法是源自於愛因斯坦用光速連結時間與空間後產生的廣義相對論,而此理論又來自光速恆為定值的前提。所以根本的問題應是「光速為何是定值?」若光速會變,是否世界又會不同?

各種觀察的行為都涉及光,要用光來觀察光,只能得出「相對」的結論,而是否能探就事物的本質,這是另一問題。

  最後,孫教授提到「周延的思考會失去冒險的樂趣」,因為有「恐懼」才會要「冒險」。這是相對的概念,若無有「恐懼」就不曾有冒險一詞,那就應探討「恐懼」這種心理狀態是從何來。之所以恐懼是因不知外界事物而產生的一種心理性狀,這又回到最開始的問題,外界事物現象與否,和是否知道是要分開來看。而我對此問題並無答案,總覺得一直在繞圈子,也繞不出個所以然來,這是一些粗略的想法。


 

師批:

我曾在大學教邏輯,也寫過邏輯的書。有ㄧ次參加禪門泰斗南懷瑾先生主持的禪七,他對我說:「你張尚德的『邏輯』,很不邏輯。」

若干年後,我自己也學禪並舉行禪七,我才知道我「真不邏輯」。

從一種廣泛的認知來說,愛因斯坦是相對論物理權威,其實他也真的很不「物理」。說實在的,人類的知識到現在為止,有誰又真正了解物理的根源、起始與最後,究竟是什麼。人有一個自己,卻常常很不自己。例如作總統的不像總統,搞法律的不守法律,作妓女的把自己看成貴婦等等,等等...

很高興你們這些年輕科學研究者,能細讀物理教授孫維新先生寫的有關物理的科學文章,能在台大當教授教物理,這本身就很了不起了。

   我讀了孫維新教授的文章和你們三人寫的心得後,建議你們三位年輕科學研究者應該了解一下英國大數學家、大科學家和大哲學家懷德海(Whitehead, Alfred North, 1861-1947.,與英國大數學家和大哲學家羅素(Bertrand Russell, 1872-1970 )著的作品,特別是懷德海所著的《觀念的探險》(Adventure of ideas)。人是由觀念作引導,既然如此,你又觀察個什麼?實驗個什麼呢???

   再說,在人的觀念中,一種觀念並非一定要有一個什麼實物與之相對應,那個觀念才科學、才有用。在數學、邏輯中,「零」(0)是基要中的基要,如果沒有零,便絕對沒有數學與邏輯,然在實際事物世界中,又從那種實際或物理學中,去找「零」呢?

   在人類的知識中,佛法所說的「空」,在某種認知上,相當於「零」,這就說來話長了。

   因著你們三位的智慧和物理科學研究未來的發展,我建議你們以科學知識做基礎,細讀一下佛法經中之寶;

   悟道的楞嚴經,和

   印心的;

   楞伽經。

這兩部經對人的一切問題,都有極細緻的回答,當然也包括物理學在內。

尚德二00九年元月二日