百年相对论的启示

  今年是狭义相对论建立110周年,也是广义相对论确立100周年。其波澜壮阔的发展历程,对今天的人们还有诸多启示。

  首先是科学理论突破的动因问题。大约400多年前,瑞士钟表匠布克曾断言,埃及金字塔系一群欢快的自由人所建,而不是奴隶所为。他认为只有身心愉悦的自由人,才会造出如此精美的金字塔,正如他本人,只有在平和的心态下,才会打造出精准的钟表。2003年,布克的结论终于被埃及最高文物委员会确认。同样,科学探索需要耐心、毅力,更需要愉悦的心情。爱因斯坦正是对科学研究爱好的驱使,成就了不朽的相对论伟业。

  其次是科学理论的逻辑基础问题。亚里士多德最早建立了形式逻辑体系,它反映了人类共通的思维规律。按照这个体系,任何一个科学理论的构建,都必须以逻辑自洽为基础。欧几里德几何是一个逻辑体系,托勒密地心说也是一个逻辑体系。反之,一个科学理论,如果在逻辑上不能自洽,那么其科学性是值得怀疑的。

  19世纪,一帮数学家们正是通过对欧氏几何学中平行公理的追问,建立了在逻辑上无懈可击的非欧几何。尽管这一体系与欧氏几何大异其趣,但它自身逻辑严密,最终成为广义相对论的理论支撑。可见,理论体系的建立必须要有严密的逻辑基础,否则既谈不上科学,也经不住质疑。

  再次是科学理论的实践检验问题。科学理论的逻辑基础尽管重要,但实践检验也不可少。同样是合乎逻辑的理论,为什么欧氏几何大厦至今巍峨矗立,而托勒密天文体系却早就分崩离析?对此的回答只能是,科学理论还必须接受严格的实践检验。

  爱因斯坦也曾面临同样的考验。1919年爱丁顿等人进行日全食观测时,爱因斯坦就十分紧张,直到发现与广义相对论预测相一致的现象,一颗悬着的心才落了地。实践是检验真理的唯一标准,也是终极标准。

  最后,人们可以得到关于科学理论与哲学关系的启示。哥白尼为什么堪称哲学家?因为他将宇宙中心从地球移向了太阳。达尔文为什么堪称哲学家?因为他证明了人类与其他动物的血缘演变关系。爱因斯坦为什么堪称哲学家?因为他推翻了牛顿的绝对时空观。总之,这些科学家所取得的成果颠覆了人类的传统认识,从而也颠覆了已有的哲学结论。

  今人常叹基础科学殿堂的荒芜现状,不妨从先贤的思想足迹中悟出些道理。

 

 

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  • 科学理论,欧几里德几何,绝对时空观,平行公理,走笔
( 网站编辑:宋诚 )
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