牛顿与爱因斯坦眼中的时空观-07牛顿力学:动量、碰撞以及摆体运动
前几节我们都沉浸在牛顿的世界里,了解绝对时空观下的运动规律。今天时空的绝对性和相对性将要逐渐进入针锋相对的争辩。
最近在读一本像科学家一样思考的书,美国生物科学教授斯坦利莱斯说,人类大脑并未进化出根据理性判断的能力,而是进化出合理化事物的能力。科学并不是自然而然的影响我们,更重要的是我们的心灵被偏见、无效性引导,以许多奇怪的方式扭曲,而科学这个令人愉悦的领域允许我们尽可能接近真理。看了这段话开头,我觉得不对,人的大脑会做理性推断的,否则那么多自然规律又是怎么发现的呢?后来想想,也想通了,完全理性判断是做不到的。实际上我们总会有许多信息无法掌握,甚至不知道还有什么秘密。无论当下,无论未来,真正抵达自然真理彼岸的理性推断也是不可能的。所以我总是觉得牛顿在那个时代背景下,已经比常人D大接近真理了。
牛顿在自然哲学的数学原理一书中定义了物质的量、运动的量等等,还有以公理的形式提出一些定律以及一些推论、注释,把前人林林总总、互不相关的种种研究都归拢起来,系统化、体系化,很不简单。牛顿的注释中有很多重要的概念,关于时间,他写道,绝对的、真正的和数学的时间自身在流逝着,而且由于其本性而在均匀的、与任何外界事物无关的流逝着。它又可命名为期间,相对的、表现的和通常的时间,是期间的一种可感觉的、外部的,或者是精确的,或者是变化着的量度。人们通常就用这种量度,如小时、日月、年来代表真正的时间。你看他的意思,虽然我们用某种时间度量工具,比如沙漏、牛肉,表示某个事件持续时间,这是一种相对他人用不同的量度工具进行不同的度量,但是度量的还是绝对的、真正的和数学的实践,和外界无关的时间。这是牛顿的绝对时间观。
关于空间啊,牛顿写道,绝对空间就其本性而言,是与外界任何事物无关,而永远是相同的和不同的。相对空间是绝对空间的可动部分,比如这小车子,你看它是一个相对的空间,是整个相对绝对空间而言的这尺子你要度量,那么也是相对绝对空间的移动,通过它对其他物体的位置而为我们的感觉所指示出来的,并且通常把它当做不动的空间的那个绝对空间。这翻译好像挺拗口的,但是意思很明确。虽然可以有相对移动的空间,但是这些小空间是相对不动的。大空间移动才被我们感知的,才能被我们度量各种运动状态,对不对?比如这样的度量运动状态。也就是说没有这个永远不动的绝对空间,那我们就没办法度量,没办法描述它的相对运动,所以是不行的。下面举一个例子,说明牛顿时代和牛顿后相当长的岁月中,绝对时空是被大家默认的……