: 金然寿
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前言
惯性原理是近代科学的起点,所以科学共同体把提出惯性原理的伽利略称作「近代科学之父」。以现代科学的视角看,惯性原理已经不再是仅限于力学范畴的概念了,在热学、光学、电磁学、原子物理学等领域皆可寻得见惯性定义的影子,甚至在化学和生物学等物理学之外的领域,皆能发现惯性原理的烙印。
譬如:在电磁学中,当穿过闭合线圈中的磁通量要增加时,感应电流的磁场总是阻碍电路中的磁通量的变化。穿过回路的磁通量增大,则感应电流产生的磁场阻碍磁通量的增大,即线圈本身有保持原来磁通量大小的性质(楞次定律:感应电流的效果,总是阻碍引起感应电流的原因)。「查理定律」和「盖·吕萨克定律」同样在描述一种惯性:在等温压缩过程中,气体之体积减少则压强就增大,以阻止气体进一步被压缩,即气体在状态变化过程中,体现了保持原来状态的性质——假如气体不受外界干扰,将保持原有的状态。在光学中,光唯有在「从一种介质进入另一种介质」中才能发生折射,也变相的表达了惯性。其大意是,外界条件(媒介)改变了光的传播路径,而光本身是具有直线传播本性的——假如没有介质的影响,光子就会做每秒30万公里的匀速直线运动。在化学中,化学平衡理论亦是化学反应里的“惯性”。在生物学中,生态系统的自我调节能力,也反映了大自然的“惯性”…………。
自从伽利略提出惯性原理之后,它成为了科学理论体系的一种纲领,致使惯性原理不断的渗透到别的学科,或者说,别的学科不断的向物理学的惯性原理看齐。那么,是什么原因,使得科学共同体对惯性原理如此的爱不释手呢?
一、逻辑悖论
在具体的对惯性原理剖析之前,先来看一下惯性原理与力学之间的逻辑悖论。
惯性定律:一切物体在不受外力作用时,总保持匀速直线运动状态或静止状态。
我们可以看到,惯性定义有一个前提,「……在不受外力作用时……」。亦即,惯性是物体在不受力时才会有的状态,而「不受力」,很显然的与研究物体之「受力」时状态的力学,有严重的逻辑排斥。
①:力学——描述物体「受力」时的状态。
②:惯性——描述物体「不受力」时的状态。
对比①和②就可知,惯性和力学是不相容的,因为「受力时」和「不受力时」是互不相容的状态。除非我们事先假定,一个物体在一瞬间既受力又不受力。很显然,一个物体不可能在一瞬间处于,既受力又不受力的状态。
同时,我们还可以从物理学的整个框架中推测到,「物体之不受力状态」是绝对不可能存在的,这一点我们可以引入「万有引力」概念而思考。万有引力是不受时空约束的,超时间、超距离的作用力——它是无时不刻,任何地点都会存在的作用力——进而只要承认存在万有引力,就不可再承认“在任何时刻、在任何位置”上可以存在「不受力的物体」。还有电磁力、核力等等,以物理学的描述,原子核和电子要“恒保相互施力的状态”,如不然原子就要崩散。
我们尝试一下同时讨论惯性和力学(注:科共体通常会先提及惯性,而后再提及力学,或者反过来。但如此一来,我们就无法看到两个概念相结合时才会现身的逻辑悖论):
①:一切物体在不受外力作用时,总保持静止或做匀速直线运动。
②:宇宙不存在不受力物体。
重组一下①和②并整合为一句话:宇宙中不存在不受力物体,当这种根本就不存在的不受力物体在不受力时,保持静止或做匀速直线运动。不存之物,何论之有?
实际上,惯性定律是一条假设。虽然科共体极力的隐瞒惯性定律的假设本质,但我们还是可以很轻易的把惯性定义转换成假设陈述句——假如一个物体不受力,将保持匀速直线运动或静止。
科学理论体系中,有很多像惯性假设这样,不仅没有经过验证,而且实际上也不可能进行验证的假设(通常都会以定律,公设,定义等等名义提出)。有趣的是,「假设」一词的字面上公然出现了「假」字,且在中文语境中,假设的「假」字和真理的「真」字,是具有相反意义的词汇,它们并不能随意互通。假设和真理其实是水火不容的,承认假设的合理性就不是真理,要追寻真理就容不得假设的存在,彻底的“实事求是”是直接论真求真。试问,以前提假设为出发点,经过一连串逻辑推理,可以推导出真理吗?答案是否定的。起点是假,终点亦假。
科学理论允许假设的引入,其实也表明了科学理论绝非是一种「善学」,因为所谓学问,就是去假留真,求是斥非的过程。而科学理论只是一种提出假设,并以假设为前提而论证的体系,且如果原先的假设出现了无法自圆其说的现象,就会提出新的假设来代替原先的假设。亦即,科学理论的所谓进步或者比较激进一点的表述曰革命,不过是以新假设取代原有假设的过程,而绝非是要把假的东西全部排除掉。某美国留学生说研究科学要“大胆假设小心求证”,这实际上不过是为科学进行修辞学粉饰而已,“大胆假设小心求证”和“大胆说谎小心掩盖”并没有本质上的区别。
二、绝对概念的引入
惯性定律:一切物体在不受外力作用时,总保持匀速直线运动状态或静止状态。
科学共同体以「静止与运动」定义了惯性,却并未指出定义里的静止与运动,是参照于何物而规定的。请留意惯性定义的陈述方式:一切物体在不受外力作用时,总保持匀速直线运动状态或静止状态,且不是,一切物体在不受外力作用时,「参照于某某物」做匀速直线运动或静止。而事实上,脱离了参照物我们将无法判断一个物体到底是静止的还是运动的。比如,在一辆相对于地面行驶的车上,以窗外的景物做判断则——我们是相对于窗外之物做运动(或窗外之物相对于我们做运动)。若看车体的话——我们相对于车体静止(或车体相对于我们静止)。那么,「我(或单个物)」到底是静止还是运动呢?这就要看选择什么物体作为参照物了。
换言之,运动与静止其实是「待判断物」和「参照物」之间的相对关系,而不是一个物体的独立状态。但是,按照惯性定义的陈述,物体的匀速直线运动和静止成为了一个物体的独立状态,亦即,惯性定义里的运动与静止,实际上是脱离了参照物的「绝对运动与绝对静止」。科学共同体把惯性释义为物体固有之属性,言下之意就是,惯性定义里的运动与静止,不是物物之间的相对关系,而是一个物体的独立属性,这违背了我们在世间感受到的真实经验,且背离了惯性定义的原初——科学理论中的另一个重要概念,质量亦是绝对概念,传统的重量概念是表达一个物体与度量衡之间的相对关系,而质量概念是再说一个物体所含有的自身物质量。
科学共同体自己介绍自己的科学史里,惯性原理的“无需参照物”而进行的绝对运动或绝对静止,在基督教文化圈的日心地心之争中发挥了特殊作用。按科学共同体的对外宣传,伽利略的惯性原理摧毁了反对哥白尼的,所谓缺乏地球运动的直接证据的借口,也由此科共体提出了地球的「自转」之说。而「自转」和惯性,所要表达的意谓是同出一辙的,即惯性和自转里的运动都是脱离参照物的,绝对的运动或静止(在不违背惯性原理之整体格局的情况下,我们可以把惯性原理转换成如下同义陈述句:一切物体在不受外力作用时,总保持自我静止或自我匀速直线运动——因为惯性定义并没有指定参照物)。
请留意「转动」和「自转」的区别。当我们说“一个球体在转动”的时候,是在说这个球体参照于其背景在运动,而在说“一个球体在自传”的时候,是说这个球体在进行与背景无关联的,孤立的,自我转动(更苛刻的讲,在我们接收的视觉信号中,并不存在“球体”,我们只能看到半个球面——对于眼睛来说,不仅是球体且是所有的物体都只露出其一半,所谓几何立体,只是一种我们脑海中的想象构成物——因此,我们看到的真实情况只是“不断变化着的半个球面”,而不是“在转动着的球体”)。
球体的「自转」之说的最早起源可以追溯到哥白尼,哥白尼说“转动是球体的本性(转动是一种运动,遂需要与参照物进行对比,但哥白尼却把运动说成是物体的本性,这种说法和之后伽利略提出的惯性定义异曲同工)”。上面论述过,我们对球体之转动的视觉判断依据,是从球体与「球体所在的背景」之对比中感受的,而不是对独立的球体进行单独观察而得出的结论。比如,我们望着远处物体看起来小,就是物体与更大范围的背景同时出现在视野中的结果。因此,当我们说远处的物体看起来小,意味着背景在视野中呈现的比例大,近处的物体看起来大,意味着物体在视野中呈现的比例大。事实上,我们也无法隔离出一个脱离宇宙整体的孤立物体,亦即,无法看得见一个完全与背景脱离关系的物体。所以,惯性的绝对静止和绝对运动,以及地球的“自转”等等,是人们对运动与静止相对性的误解。
三、时态思维
通常,我们可以更简便的表达惯性定义——物体不受力则保持「原来状态」——把这里的「原来状态」展开陈述,就是,匀速直线运动或静止。请大家留意之「原来状态」这个词汇。一个物体的「原来状态」是相对于一个物体的「现在状态」来表述的,并且,在时态条件上的一个物体只能处于「现在状态」,而不能继续处于「原来状态」。所以,惯性定义所要描述的,并不是物物之间的空间相对位置变化关系,而是一个物对一个物自身的「时态参照关系」。
我们举个简单的例子,来直观的理解什么是「时态参照关系」。
①:当我们说「甲人比乙人胖」的时候,我们是对比了两个人,即这里的「胖」,是两个人之间的「同时性相对关系」。
②:当我们说「甲人比以前胖了」的时候,是对甲人一个人进行了「跨时期对比」,是把「甲人的现状」和「甲人的原状」进行了跨时期相对对比。
在上面的两个例子中,虽说都是在进行关于胖瘦的相对对比,但其对比对象以及对比关系是有区别的,需要我们仔细甄别。而贱文所要讨论的惯性原理,正是第二种对比关系的一种形式之一。
物物之间相对位置关系,是配置在空间上的,换言之,当我们说「一辆汽车相对于地面行驶」时,是关于汽车和地面之间的相对位置变化描述(甲物与乙物之间的相对关系,是上述例子的第一种)。而我们说「一个物体的加速度越来越快」时,是在描述这个物体之自身速度的变化。因此,惯性和加速度所要描述的并不是「一个物体相对于其他物体的位置变化是如何的」,而是在说「一个物体相对于过去状态的变化」是如何的。这就是为什么「加速度」越来越大,并不意味着速度也越来越快的原因。
然而,一个物体的过去状态是不存在于当下的,它只存在于我们的记忆系统中,所以,球体的“自转”不是一种客观运动,而是我们把物体的过去状态和物体的现状进行主观对比之后的得出的结论,它只是我们的主观意念中的主观刻画。换言之,我们是把刻录在脑海里的物体之过去状态调出来,并与眼睛看到的物体之当下状态进行了时态对比。再举例者,我们要是第一次见到甲人,我们无法做出「甲人比以前胖了」,或「甲人比以前瘦了」等判断,因为我们的记忆库里没有甲人的以前状态印记。但是我们可以做出「甲人胖」「甲人瘦」等判断,因为这种判断不需要调用对甲人以前状态的印记,只需要对眼睛接收到的视觉图景和我们的胖瘦判断标准进行比较就行。
总之,在科学共同体的描述中,一个质点的空间位移,并非是以物物相对位置关系来表述的,而是以一物之时态参照关系来表达的。亦即,一个质点的位移表达,是通过惯性(物体自身的属性)和加速度(物体自身速度的变化率)来表达的。是故,惯性和加速度貌似在描述一个质点的空间位置变化,实际上它们与质点之外的其他物体脱离了一切相对关系,仅仅只是在「对一个孤立的质点」进行时态统计而已。
四、与经济学的暗合
熟悉金融学的人都知道,金融学是研究如何进行资源的「时间配置」的学科(在经济学中,空间概念不在讨论范畴之内,而物理学貌似在解析质点的空间位移,其实亦是排斥掉了质点的空间相对性)。金融决策之成本与效益是在时间上分布的。所以,惯性定律和金融学之间是存在着某种隐秘共性的——它们两都是在讨论,某概念在「直线时间轴上的变化」。
我们做个简单的统计学演示,就可以非常直观的感知出惯性原理和现代金融体系之间暗藏的内在联系:
例一:
以每秒5米的速度做匀速直线运动的质点(做惯性运动的质点),每一秒进行统计:
①05米/第一秒=5/1(每次统计时速度为每秒五米,加速度为0),
②10米/第二秒=5/1(每次统计时速度为每秒五米,加速度为0),
③15米/第三秒=5/1(每次统计时速度为每秒五米,加速度为0),
④20米/第4秒=5/1(每次统计时速度为每秒五米,加速度为0),
例二:
未加入市场的资金或银行的无息贷款。5万元,一月一计。
①5万元/第一个月=5/1(每次统计都是5万,利息为0)
②5万元/第二个月=5/1(每次统计都是5万,利息为0),
③5万元/第三个月=5/1(每次统计都是5万,利息为0),
④5万元/第四个月=5/1(每次统计都是5万,利息为0),
提示:
①物理公式=惯性+加速度
②银行核算=本金+利息
请注意,物理世界根本就没有直线以及直线运动,在物理学框架内,惯性原理亦是以无法通过实验验证的假设身份存在着。说白了,所谓的物理学其实根本不是物理学,而是资产阶级的经济学的乔妆打扮。
五,自转和自由
按现在的白话文语境,自转是自然科学术语,而自由是社会科学术语,两者“并无关联”。可是宇宙只有一个,怎么会存在两种学问呢?自然科学排除了人和社会的关系,社会科学又排除了人和自然的关系,各自盲人摸象而看不到真相。实际上,文理相分正是西方分化体系的展现。所谓科学,在字面上就是分门别类的学问,换言之,科学就是学科集。而东方文化讲天人合一,亦即,不分科,也就是不“科”学而“合”学(中文里的“科”字,与“分”有关联。我们在医院看到一个房间的门口挂了“口腔科”,我们就知道这个房间是为了治口疾而分出来的科室)。
言归正传,自转和自由两个词汇共用了一个自字,而关于这个[自」字的滥用问题,是现代白话文的普遍问题。[自」字是一个绝对概念,必须要非常小心的使用,不能随意使用在描述相对问题上。自矜,自传,自傲,自转,自满,自然,自由,自尊,自信,…………等等,有很多。愚举几个简单的例子说明关于“自”的滥用问题。
现代人普遍会说:“人要有自尊心”。然则,何为自尊心?自己尊重自己?其实无缘无故自己尊重自己和无缘无故不尊重别人是一回事,不管是尊重还是小觑,都要有根有据的尊重或小觑自己和其他人才可以。其实,熟悉易经的人都知道,只有谦卦是全吉,也就是自谦是非常好的。那么反过来,不自谦而自尊,应该是非常不好的心态。
还有人会说“某某人有自卑心”,其实一个人不可能“自卑”,他的“卑”来至于与其他人的相对对比中。比如一个人个子矮,然后觉得自己“卑”,是他与比自己高的人做了对比之后得到的感触,如果只有一个人,就无所谓“卑”了。
现代人常说“人要有自信”,其实也是一样的弊病。什么是自信?自己相信自己吗?“我相信你,你相信我吗?”这种对话是对的。信或相信是相对概念,因此他需要有两个对象才可以,而只有我一个对象,就是绝对的,不能和相对概念匹配。我们可以看到很多年轻人说:“我相信我的未来一定会是成功”(我相信,其实就是自信,我是自)——我以什么来相信我自己将来一定会成功呢?会不会是我的一厢情愿?会不会是梦呓?会不会是自以为是?一辆十分钟后要出车祸的客车上,很多人规划着自己的未来,几个孩子在说要成为科学家,说要成为大款(不见说将来要成普通人的,仔细观察人们的心态就可以发现大多数人总是喜欢想美事)。几个大人做着人生规划,我要再开几个分店,我得跟某某女的如何如何,我得钓上某某凯子…………十分钟后全部一命呜呼,命都没了,规划何存?梦想何存?其实,因为未来未来的缘故,对未来的规划也好,理想也罢,本质上是我们当下的欲望。而人们是把自己的欲望当成了理想,然后以理想的名义追逐自己的欲望。
事实上,“我”是非常不可靠的,绝对不能盲目的相信“我”,因为纯粹的“我”,是一个秉持双重标准的存在,而且“我”也经常会选择性失明,对“我”有利的事件我喜欢且采纳,对我不利的事件我讨厌且回避。
现在还有一个非常迷惑人心的观点——言论自由。
如果像愚这样的人提出“言论是要管制的”(为什么要管制呢?如果仔细观察这个世界,有一个事实是无法回避的。那就是,这个世界有很多精神不正常,或智商低劣,或神志不清,或醒着也说梦话等等一些人,这些人是不能让他们随便说话的。他们的一些似是而非的东西,会干扰大众的思维),提倡言论自由的人肯定会反对愚,他们绝对不会同意愚可以自由发言,因为“言论管制言论”与他们的观点不一样。而既然反对“言论管制言论”,他们宣传的言论自由又何在呢?如果他们反对愚的言论管制言论,他们所谓的言论自由是假的,因为他们不打算给“言论管制言论”以言论自由。而同意愚的言论管制言论,他们的“言论自由”言论还有存在的必要吗?因此,不管反对言论管制还是同意言论管制,言论自由都是不能成立的。
五四以来的知识分子喜欢宣传“独立人格,自由精神”等等绝对化概念,其实有一点是非常明显的,他们宣传的所谓“独立人格,自由精神”等,并不真是他们进行自由思考,或在一种保持独立人格的前提下得出的结论。恰恰相反,他们所谓的独立和自由,是依附于西方人,洗脑于西方人而得到的结论。事实上,不可能存在绝对独立的人格,因为每个人都要经过一定的学习过程才能融入家庭和社会生活。五四以来的知识分子认为西方人追求个性,且认为中国人从众心强烈,而实际上,追求个性亦是一种模仿和从众而已。所谓追求个性的人,只是看到周围的人都“追求个性”,因而跟着“追求个性”罢了。五四以来的知识分子看不到这一点,误认为自己在追求独立人格,自由精神,殊不知亦是人云亦云而已矣。
总之,什么样的人处在彻底的言论自由状态下呢?精神病患者。他们的思维和言语,与周遭环境不能保持相对互动,处于一种自我的思维和自我言语当中。其实归根结底,还是东西方文化差异,西方体系徘徊在非此即彼的言论自由和言论管制当中,而中国人讲万事万物要恰当,不走极端。因此,给一个成熟稳重的中国人以言论自由,他都未必会要,因为言多必失。而且也不存在无原则言论管制的问题,如果一个人说的话句句在理,他说的每一句话都有利于别人和社会,为什么要管制他的言论呢?
多言数穷,不如守中。
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