第二,相對論否認了牛頓時代的時空觀。過去,時間和空間的獨立性是不言而喻的,比如在康德那裏就成為了人具有某種先天認識形式的證明。而相對論認為,人的時間和空間的概念都是錯的。那麼人們對先驗理性的信心要進一步打折扣了。
以上這些科學發現,無不讓人懷疑先驗理性到底存不存在。當年的理性主義者、形而上學家們自信滿滿地追求絕對真理、先驗理性,此時看來,他們的自信就沒什麼道理了。
我們順便說一下,相對論的發現也正好證明了休謨懷疑論的正確。休謨說,無論我們過去看到多少重複發生的事件,我們也不能確認這事件在未來一定會再次發生。無論太陽升起過多少次,也不能肯定明天太陽一定會再次升起。當時很多人都覺得他是抬杠。
可是在相對論出現之前,全世界範圍內的各種科學實驗、天文觀測和機械生產,在長達一個多世紀的時間裏,無數次證明了牛頓力學是正確的。結果呢,有一天,人們發現:哇塞,新的觀測數據真的就出現例外了!真的就不符合我們的預測了!這不就是休謨的預言嗎?
所以,讓我們一起膜拜休謨大人吧!
科學說:人的認識能力有局限
相對論還有一個衍生的結論:我們對整個宇宙的認識有很大局限。
通過發展觀測技術,人類有能力看到很遠以外的宇宙,比如目前最遠大約是120億光年。但光速是恒定的,120億光年的意思就是來自那個地方的光得花120億年才能走到地球。因此我們所看到的120億光年遠的宇宙,隻能是它120億年前的樣子。後來它變成什麼樣,今天什麼樣,因為它發出的光線還沒到地球,我們就不知道了。
換句話說,如果我們想知道從有人類以來,這段時間裏宇宙的樣子,那我們隻能觀測到幾百萬光年範圍以內的宇宙。而據推斷宇宙可能有幾百億光年大,相比之下,我們能觀測到的範圍就太小了。而且相對論說任何事物都不能超過光速,所以就算我們采用望遠鏡之外的手段去觀測宇宙,也不可能超過這個極限。
所以,無論我們對宇宙的全貌有什麼樣的設想,這種設想都不可能得到全麵的檢驗。我們對宇宙的了解隻能陷在有限的範圍內,隻要不推翻相對論,這個局限就沒法突破。
更厲害的發現還在後麵。
在牛頓的經典物理學裏,我們想要了解一個物體的運動狀態,必須知道兩個東西:物體的位置和動量。
然而物理學家們在研究量子的時候發現一個奇怪的現象。物理學家觀測一個電子,越是精確地確定其位置,就越無法確定它的動量,越是想更精確地測量它的動量,就越測量不到它的位置。這並不是因為科學家的觀測技術不行,而是由嚴格的理論決定的。這個規律叫做“海森堡測不準原理”或者“海森堡不確定性原理”。
也就是說,你大可以想象每一個電子在某個瞬間有固定的位置和動量,但這對於人類是沒有意義的。人類永遠無法知道一個電子的運動狀態,也永遠無法精確預測電子的運動,隻能大略猜測它的運動趨勢。
而且,因為我們不能準確預測某個電子下一刻的位置,我們連分辨兩個電子的能力都沒有。當我們觀測兩個相同電子的時候,我們隻能看到兩個電子閃來閃去,我們根本沒法知道哪個是哪個。
類似的怪事,還有電子的“波粒二象性”。從傳統意義上說,電子不可能既是波又是粒子。然而科學家在實驗中發現,電子既能顯示波的特性,又能顯示粒子的特性,關鍵看科學家們用什麼方法去檢測它。用一種方式觀測就是波,用另一種方式觀測就成了粒子。