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  哲学与信仰
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醒酒剂。。。。。。 2022-08-05 08:22:03

戴榕菁

最近我发现了一个新的世界难题:安徒生童话到底是寓言还是魔咒?

自安徒生1837年发表了那个比牛顿定律爱因斯坦相对论还要牛的“皇帝新衣”之后,这个世界就开始不亦乐乎地甲方演罢乙登场地上演一出出的令人瞠目结舌的皇帝新衣的大戏。

当康托说“正方形平面上的点和它边长上的点一样多,不过实数比自然数多”的时候,数学界的大佬们一阵惊呼,“不得了,康托居然打开了无穷大的大门,还发现了有不同等级的无穷大。”他们似乎不但想不起自古希腊开始数学老师们就教导他们的平面上可以有无数条直线,也完全忘了几百年前的伯努利和洛必达就已经给出了判别不同大小的无穷大的公式----而且是正确的公式。

当韦根斯坦说对语言的分析就是哲学的全部而且别人听不懂的语言就不算是语言的时候,世界为之惊呼,“哇,怎么会有这么伟大的发现啊?”似乎之前的哲学家们都白活了。

当有人攻击Sagnac声称他的每秒一转的实验证明了光速不变是错误的时候,整个物理学界指着Sagnac异口同声地说:“你的实验恰恰是印证狭义相对论的最好例证”;哪怕当人们发现那个Sagnac效应居然可以精准地测出每小时0.00001°的转速时,都会更加兴奋地欢呼:这再一次证明了狭义相对论的伟大光荣正确。

当海德格尔可以说对哲学的所有方面都胡扯乱邹的时候,全世界瞪大了眼睛赞叹,“怎么有这么了不起的谁也听不懂的哲学?太棒啦!”到了21世纪的第二个十年之后,有人感到实在难以用普通的言语来表达其对韦根斯坦和海德格尔的崇敬之情,便挥笔著书说韦根斯坦和海德格尔连同另外三个无名人士一起“重新创造了哲学”,美国知名书店马上把该书作为顶级畅销书上架。

等等等等。。。。。。

当然,以上所有这些与那个如雷贯耳的“同时性的相对性”相比,都太小菜了。

尽管“同时性的相对性”最初是由爱因斯坦庞加莱等多人参与的大戏,但其最终的代表作也是随后人们记忆至今的经典无疑是爱因斯坦的火车思想实验

该思想实验基本意思是有一列很长的火车在笔直的铁轨上以速度v行驶,两端经过铁轨上的相距很远的AB两点时,在AB两点同时有发生两个闪电相对而行,此时AB之间的中点M与车上的某点M’重合,A点与车尾重合,B点与车头重合。一段时间后,两个闪电同时到达M点,因此在M点的观察者得知AB两点同时发生了闪电;但由于列车在行进中,此时的M’点离B点近离A点远,因此先看到B点的闪电,后看到A点的闪电。

爱因斯坦由此得出结论,行进中的车所在的参照系与车轨所在的参照系里的同时性是不一样的。对车轨参照系里来说同时发生的两件事对车厢里的人来说就不是同时发生的了。

爱因斯坦的这个实验可以说是简单到了不能再简单的地步了,因此他的错误也就明显到了不能再明显的地步了。。。。这就凸显出安徒生牛皮的地方 ------假如爱因斯坦的错误不是这么地明显,怎么能显得出安徒生的光溜溜的皇帝新衣之牛皮呢?

这里先插入一段题外话:1)我在设计我的证明光速不变是错误的思想实验时并没有读过爱因斯坦的这段文章,也不记得曾经读过相关的介绍,因此其中的一些表面类似之处纯属巧合;2)爱因斯坦的这个实验与我的实验的巧合之处为:我们都用了AB这两个大写的英文字母来表示空间的两个点,而且实验中都有一列很长的车在沿着由AB的方向行进;3)除了那两个巧合之外,我们的实验的其它部分,而且是关键的部分有着本质的区别;4)在这个连杂志编辑都读不懂文章的极端堕落的年代,世界顶级物理杂志的编辑们居然一再把我的实验与爱因斯坦的上述实验当作是一回事,还煞有介事地要我好好读读爱因斯坦的文章。

现在我就来好好地告诉这个世界,爱因斯坦的文章错的有多离谱。

在我打算要写关于爱因斯坦的火车实验的错误的文章时,有位Rudolf老兄到我在academia.com上的关于否定光速不变的讨论文章下面留评论说他已经批驳了爱因斯坦的火车实验。我去读了他的文章(https://www.academia.edu/39717416/Whats_Wrong_With_Einsteins_Train)。尽管他的文章存在着一些错误或者说错得离谱的地方,但他却对爱因斯坦的火车实验给出了一个非常精辟的一针见血的评论 。。。。他说爱因斯坦的火车实验中的闪电完全可以用雷声来代替而得出同样的同时性的相对性的结论。如果不是因为他的那篇文章中的一些逻辑混乱的讨论分析,我差点以为又撞上了一位不世出的牛人。

没错,那位老兄的评论恰中要害:爱因斯坦的火车实验的逻辑之荒唐在于我们完全可以用雷声来取代闪电得出以雷声为依据的同时性的相对性。

按照爱因斯坦的逻辑,只有当我们得知某件事发生时,那件事才算发生的话,那么只有当你听到门上的挂铃响时对你来说才算有人进屋,但这时他可能已经把你放在桌上的钱包顺走了。

光溜溜的皇帝当然是没有穿衣服。所以,安徒生的皇帝新衣的一个要点在于它一定是充满了逻辑矛盾的。

以爱因斯坦自己对该实验的描述来说,一方面他承认对于与铁轨静止的所有观察者来说,AB处的闪电都是同时发生的,另一方面却要用M’点先看到来自B点的闪电后看到来自A点的闪电来定义对M’来说的同时性与铁轨参照系中的同时性的不同。这是自相矛盾的,因为当M’点看到来自B的闪电时,与M’重合的站在铁轨边的M’’也只看到来自B的闪电而没有看到来自A点的闪电,因此,按照爱因斯坦的逻辑连M点和M’’点的同时性都不一样了。

其实,过去一百多年里,科学界似乎只有当谈到同时性的相对性时才想起来需要用“看到才算发生”来定义同时性,其它场合就可以随缘了。最典型的例子就是物理学界乐此不疲地告诉我们哈勃望远镜或詹姆斯韦伯望远镜让我们看到了多少亿年以前发生的事件,这时他们似乎忘了按照“看到才算发生”的逻辑,他们应说哈勃望远镜和詹姆士韦伯望远镜让我们看到了正在发生的事件!

更有甚者,按照“看见了才发生”的逻辑,时间都可以倒流,因为很显然离我们近的星球的光线先到达我们这里,离我们远的星球的光线后到达我们这里,因此按照“看见了才发生”的逻辑,我们先看到的是先发生的,后看到的是后发生的。

当爱因斯坦用他的火车实验得出所谓的同时性的相对性的结论后,很快就有人发现了一个逻辑问题,那就是著名的twin paradox,译成中文叫孪生子详谬或孪生子悖论。包括爱因斯坦在内的无数物理学界的人士给出了关于该悖论的各种解释。

这时便出现了一位真正的牛“人”,那就是youtuberdialect”。我之所以给他的人字打上引号是因为我不确定他是人还是外星人。我之所以有这种不确定感,并不完全是因为他很牛,而是因为以下两点:1)这么牛的人居然连个姓名都没有,而且很显然他不是没有资源,而是有着丰富的资源,这种情况下不扬名立万是与当今人类世界的常态格格不入的;2)更重要的是,如果你仔细看他的视频,与我们这些苦口婆心地劝说世人要接受真理不同,他是在嘲弄世人,是以居高临下的姿态嘲弄这个世界。

dialect把包括爱因斯坦在内的所有人对于孪生子悖论的解释批了个淋漓尽致体无完肤,但却不给出正确答案。从本文的讨论结果我们可知,孪生子悖论根本无解,因为爱因斯坦的所谓同时性的相对性是错的。因此,dialect也根本给不出关于孪生子详谬的正确解。唯一正确的答案应该是像我在这里所做的开诚布公的宣告:爱因斯坦的同时性的相对性是错的,因此孪生子悖论根本没解。但dialect偏不这么做,而是要戏弄这个世界-----这是让我感觉他象外星人的主要原因。。。

不论dialect是高傲孤僻的地球人还是居高临下的外星人,作为地球人的全体来说,是从皇帝新衣的大梦中醒醒的时候了。如果说安徒生的童话实际上是一杯魔酒的话,希望这篇文章能够成为给Homo sapiens的一碗醒酒汤。。。。。。

回到那个孪生子详谬。它所指出的要害根本不是物理学家和科普大师们晶晶有味地宣讲的谁能活得更久,而是两个相互独立的体系各自的过程与它们之间的相对运动无关。之所以会有所谓的孪生子悖论是因为爱因斯坦的同时性的相对性,这是因为只有说两个做相对论运动中的所有物理过程都会因为按照“看到才发生”的逻辑来实际进行的话,才真正表明那个同时性的相对性有道理,否则的话,就真的和前面提到的那位Rudolf老兄所说的“听到才算发生”的类比一样,用光信号的传播来定义同时性只能是一种文学性的特写,而没有任何实际意义。但是,如果我们象爱因斯坦那样地认为两个相互运动的系统会因为彼此不能进行瞬间信息交流而是要按照光速极限来交流信息从而各自的所有物理过程都会因之变化的话,那么就会引出各种荒唐的结论,孪生子悖论只是其中之一而已。

爱因斯坦的要害在于用相对运动的体系内的事件所发出的信息来代替事件本身,这是完全错误的。实际上,孪生子悖论的一个缺陷在于它只考虑了孪生子所在的两个相对运动系统,如果它把宇宙间所有做相对运动的体系,不论是加速运动还是匀速运动的体系均考虑进去(或者假设在宇宙星系刚形成的时候,无数个孪生子坐飞船到达各个星系,然后很长时间之后考察一下谁更年轻),那么很容易就会发现关于这些体系中谁更年轻的答案其实是一个非线性的混沌。

当然,爱因斯坦为了要让他的同时性的相对性具有数学上的确定性,光有上述那个火车实验是不够的,还需要有那个著名的洛伦兹实验,而与洛伦兹实验等价的便是作为狭义相对论的两个前提之一的真空中的光速不变假设。

我在几个月前提出的思想实验[ii],[iii]已经证实了真空中的光速假设是错的。其实,Sagnac早在一百多年前已经通过实际物理实验证明的光速不变是错误的,但如上所述,他的发现很快被皇帝新衣的剧组搞笑为对狭义相对论的伟大光荣正确的铁一般的证明。与Sagnac听上去复杂的物理实验不同,我的思想实验逻辑清晰,结论明确,只要不是智商太或用心太,应该不会得出不同的结论。

但是,由以上的讨论可知,虽然爱因斯坦需要用到光速不变来为他的同时性的相对性提供确定的数学框架,他的“看见才发生”却是独立于光速不变的另一个哲学概念。因此,虽然我之前已经否定了光速不变的假设,仍然有必要在哲学上如本文这样来否定“看见才发生”的假设。

那么,为什么爱因斯坦会用火车实验得出同时性的相对性的结论,而当他得出该结论后又那么容易得到其他大牛物理学家的认同呢?

这里又涉及到一个高深难解的哲学问题,那就是绝对时间的问题。

说到这里,我们会发现自安徒生发表皇帝新衣之后的过去一百多年里在数学界和物理学家(哲学界排除在外)发生的皇帝新衣大戏的一个经常出现(并非所有)的一个现象是当人们面对抽象难解的哲学问题时,如果有人可以给出一个干净漂亮的解的话,那么学界就很容易欣然把那个解接受为真理正解而不再细思那个解可能会导致什么样的荒唐结论。在这一点上人们对于康托集合论中荒唐的判定集合长度等价的标准的接受与人们对于爱因斯坦同时性的相对性的解释的接受之间有着极其相似之处!!!

说到这里,我隐约感到我找到了为什么会有一股奇怪的力量对我破解希尔伯特第一问题出现那种又急又疯的反应了。。。或许他们预感到一旦我破解了康托集合论的魔咒,下一个就要轮到同时性的相对性了,而这样一个个地破解下去,那场皇帝新衣的大戏将要不得不收场了。。。

与康托给出了人们可以“客观”地依循来判断原本看似吓人的无穷集合的长度的法则相似,爱因斯坦的同时性的相对性无疑是给出了一个可以被明确用来“客观”地判断同时性的一个普适标准。这一点的诱惑性很容易在否定了爱因斯坦的同时性的相对性之后被感受到。

一旦我们否定了爱因斯坦的同时性的相对性,我们马上就要面对那个所谓的绝对时间的概念。

比如,按照爱因斯坦的同时性的相对性,当系统AB做相对运动时,对于B来说,A系统中发生的事只有当他按照光的传播速度可以得知该事发生之后,该事才算发生。这一点听起来荒唐,但在数学上却很确定。因此,人们可以忽悠你说,抽象的物理经常是违反直觉的。

如果现在我们否定了爱因斯坦的同时性的相对性,假设AB相距很远,而且相对速度很大。那么当别人问你说当B上的一位老人去世时,A上有一位婴儿出生是什么意思的时候,你马上就会面临“你怎么知道他们是同时的?”这个问题。假如你回答“时间是绝对的,因此按照那个绝对的时间他们是同时的”,那么你马上就会被问道,“你如何定义绝对时间?”这个高深难解的哲学问题。

尾声

最后为了避免造成误解,有必要再重申我已多次说过的:出问题的是狭义相对论,没了狭义相对论广义相对论照样可以很滋润地活着,只不过这时它与Newton-Cartan理论就很接近了(按照dialect的说法这两者似乎应该是一样了,但是我对这两者都缺乏足够了解,因此不敢这么说)。人们或许会问:广义相对论也用到狭义相对论,怎么可能前者出事后者无恙呢?这里又涉及到另一个哲学概念,叫做Semiotic Scaffolding。网上对这个概念的解释错的离谱,我可能是当今唯一正确解释该概念的人了。。。。。。



Einstein, A (1916) “The Special and General Theory”Part I https://en.wikisource.org/wiki/Relativity:_The_Special_and_General_Theory/Part_I

[ii] 光速悖论

[iii] Dai, R (2022) https://thefictionworldofrondai.wordpress.com/2022/07/17/invalidating-the-postulate-of-constant-speed-of-light-by-a-thought-experiment/

 


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作者:慕容青草 留言时间:2022-08-07 20:43:24

爱因斯坦的同时性的相对性和光速不变假设是相互依赖的。

通常人们以为同时性的相对性依赖光速不变。其实,在某种意义上正相反。

没有光速不变,就没有洛伦兹变换,这最多无法对与同时性的相对性相关的问题进行数学计算,不过仍然可以如那位Rudolf老兄所说的那样按照爱因斯坦的逻辑来得出同时性的相对性本身。

但是,如果没有同时性的相对性,那个光速不变马上就会出逻辑问题。回到爱因斯坦的火车实验,假如没有同时性的相对性,那么按照作为狭义相对论的前提的真空中光速不变的假设,光对于M点和M’点的速度不会因为火车的速度v而改变。而闪电发生的瞬间,AM=AM’=BM=BM’=L。。。按照时间=距离/速度的公式,闪电到达M点和M’点所需要的时间都应该是dt = L/c。

爱因斯坦意识到这样做会出现逻辑问题。而他解决问题的方案不是象经典力学那样,通过c+v和c-v来回避逻辑矛盾,而是通过假定对于火车来说这两件事不是同时发生的来回避这个矛盾。

当爱因斯坦假定A和B处的闪电对于相对M运动的M’来说不是同时发生的之后,他就可以放心大胆地运用光速不变的假设了。。。虽然我们仍有AM=AM’=BM=BM’=L, 闪电到达M点和M’点所需要的时间也仍然都应该是dt = L/c, 但是因为现在对于M’来说B点的闪电先发生,A点的闪电后发生,所以,M’当然就不会同时看到两个闪电了。

所以,是同时性的相对性假设救了光速不变假设,而不是光速不变假设救了同时性的相对性假设。

而我的那个否认光速不变的思想实验本身不但否定了光速不变的假设,其实也曝露了爱因斯坦的火车实验是通过同时性的相对性来救光速不变的用意。。。这是因为我的思想实验只从飞船的一端而不是两端发射光线,而且我的光线是当飞船两端与A和B重合的时候发射。。。这里的关键在于按照洛伦兹变换,飞船两端与A和B的重合是完全没问题的。其实,对我的实验来说,不论在飞船的坐标系还是在太空坐标系里,我都根本不需要事先知道A和B的距离,只要知道在发射光线那瞬间与船头重合的就是B,与船尾重合的就是A就行了。。。按照洛伦兹变换,飞船自身上的所有点都不存在同时性的相对性问题(比如爱因斯坦的火车实验中的A和B相距很远,但是对于M来说它们之间的同时性是没有问题的)。。。。这也完全合理,因为,同一参照系中的时钟是可以在不涉及任何相对性原理的情况下校对(calibrate)一致。。。。。。这样一来,就凸显出爱因斯坦通过从两端发光而得出的同时性的相对性是专门为了救光速不变而设置的痕迹了(因为,如果不是从两端发光而只从一端发光就可以打破光速不变)。。。。

另外,虽然我这里要否定爱因斯坦这么做的合理性,但对于不了解Semiotic Scaffolding的读者来说,爱因斯坦这里其实提供了一个典型的Semiotic Scaffolding的例子:如他在本文的参考文献中所给出的论述,他先用因为火车有速度v得出M’看到的来自A与B的闪电不是同时的来得出同时性的相对性,但是一旦他得出了同时性的相对性结论后,他随手就用光速不变否定了火车速度v对于闪电到达M’所需的时间的影响------这就是Semiotic Scaffolding的意思。。。先用某个概念得出新的知识,然后用新的知识否定之前的概念或否定之前的概念所依据的基础。。。。

我们这次要否定狭义相对论也需要用到Semiotic Scaffolding。。。这是因为当初的时空的概念是由狭义相对论建立起来的。。。现在我们否定了狭义相对论,仍然要用到广义相对论,而广义相对论是建立在时空弯曲的概念的基础上的。。。因此,从历史发展的角度来看,我们是先有了狭义相对论,并通过狭义相对论建立起时空的概念,然后有了时空的概念我们就可以有时空弯曲的概念,有了时空弯曲的概念之后,我们就可以有广义相对论。。。而当我们有了广义相对论之后,现在轮到我们否定狭义相对论了。。。。。这就是Semiotic Scaffolding。。。。。。

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作者:慕容青草 留言时间:2022-08-06 14:42:49

可能有必要指出很多读者会误解的一个地方:一个参照系与同参照系运动的物体不是一会事。。。。以爱因斯坦的火车实验来说,A点和B点是在地面上固定的点,但这不等于说A点和B点不是与火车一起运动的参照系内的点。。。它们仍是与火车一起运动的参照系内的点,只不过在那个参照系内它们相对于火车在进行运动而已。。。。在网上的讨论中时常看到有人在这一点上出现困惑。。。。

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作者:慕容青草 留言时间:2022-08-06 02:37:59

本文是在一夜睡眠不足5小时室温高于30摄氏度的环境下写的,所以有不少笔误及语句不通顺。。。其中最大的笔误为将洛伦兹变换写为洛伦兹实验。。。抱歉

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作者:慕容青草 留言时间:2022-08-05 19:32:41

过去几年里读过我的哲学文章的人可能明白下面这句话的意思:

【当海德格尔可以说对哲学的所有方面都胡扯乱邹的时候,全世界瞪大了眼睛赞叹,“怎么有这么了不起的谁也听不懂的哲学?太棒啦!”】

而一般读者可能会不明其意。。。当今哲学界的一大荒唐是把“谁都读不懂”作为海德格尔的哲学价值------这就是什么叫堕落的典型表现。。。。

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作者:慕容青草 留言时间:2022-08-05 18:39:10

澄清一点:本文所说的“混沌”指的是按照爱因斯坦他们的同时性的相对性来求解的结果,而不是实际结果。。。。

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作者:慕容青草 留言时间:2022-08-05 16:12:00

爱因斯坦的火车实验逻辑的要害在于混淆了主观与客观。。。他的立足点是:如果M'点没同时看到A的闪电和B的闪电,他凭什么认为它们是同时的?。。。也许有人会说,难道爱因斯坦不会来用铁轨参照系里的时间换算一下吗?这里又涉及到了那个相对性原理,即所有的惯性系都是等价的因此,不能认为铁轨的参照系比火车的参照系更优越,所以爱因斯坦会告诉你没有理由必须让火车里的人按照地面参照系来进行换算。。。。既然他们没看到同时,就不是同时。。。。

所以,这里又把相对性原理扯进来了。。。。不过,我的光速悖论实验已经将作为狭义相对论的前提假设的相对性原理和光速不变均否定了。。。。但另一方面,如文中指出的,同时性的相对性在哲学上与相对性假设和光速不变虽然有关联,还不完全是一回事,所以要单独讨论。。。。

实际上,我们可以假象在一个机器人的世界,这里的机器人感受不到广却可以,听到声音,那么文中提到的那位Rudolf的用雷声代替闪电来得出同时性的相对性的逻辑就成立了。。。。这本身也表明即便有了相对性原理,爱因斯坦火车实验的逻辑还是不成立的。。。。

这里顺便提一下我的悖论实验比爱因斯坦的火车实验的优越性就在于我的实验只从一端发射光线,因此就完全避免了爱因斯坦实验中由两端发射光线带来的逻辑上的混乱。。。在我的实验中,不存在不同的参照系中的观察者对于同时性的比较问题。在那个实验里,不论是在运动的飞船中还是在静止的飞船外,都不会看到由船头射出的光线会同时打到船尾及外面的光柱的状况。。。因为不论对于船内的观察者来说还是对于船外的观察者来说,当船头发出的光线到达船尾时,船尾与光柱A之间都有十几万公里(不是十几厘米)的距离。

我的这个思想实验本身也可用来曝露爱因斯坦的火车实验的逻辑缺陷。。。。更重要的,也更据现实意义的是:我的思想实验曝露了当今世界的学术界的堕落-------顶级杂志的编辑们居然看不出我的实验与爱因斯坦的火车实验之间的本质区别。。。。。。我曾说过,哲学的衰败始自阅读力的衰败,现在看来这也适用于物理学。。。。。。

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