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对于任何经验,人类其实都可以发明出无数种理论工具来对原经验的加工放大,理论仅仅是人类意识工具化的结果,但是几乎99.9999999999999999999999%的人都会把工具本身的“构件”当作真实的存在,并且还会向其他人解释这些构件为什么存在,以怎样形式的存在。
Brain Koberlein说过,对于一个非相对论的量子理论,至少有九个数学模型可以用来描述量子行为。尽管数学上方法不同,但是预测的结果是一样的。这样的情形其实不仅仅出现在量子力学中,同样的对于宏观系统,牛顿力学也并不是唯一的理论工具,现在如果还把牛顿力学中的“力”概念当作真实存在,那基本上可能还不知道后来还有分析力学,分析力学使用的基本概念是约束量(如能量),而不是力。一个空中呈现抛物线的运动物体,它的运动轨迹是由动能和势能所约束的。这里没有用到力的概念。其实除了这样的数学方法,还有高斯的最小约束原理和阿佩尔方程。这些理论,用不同的原理出发,用不同的数学工具,可以给出同样的预测结果。
所有这些在科学探索中出现的理论多样化现象,其实本质是意识工具化与意识固定化、系统化之间的矛盾。意识工具化可以描述我们的经验,但是工具的构件有时却不能与传统经验一一对应,需要反过来重新更正或者颠覆传统观念。这样的例子其实很多,如狭义相对论时空观就是意识观念化与意识工具化矛盾下的新生的理论。早在爱因斯坦之前,经验的数学工具化早已出现,如洛伦茨变换,人们以传统的时间与空间的观念对此十分不解。爱因斯坦则以实验(经验)事实为基准,改变了时空观,可以说是已经实现对经验的意识工具化之后,再反过头来对工具的“构件”进行重新整理(即相对论时空观),以适应意识工具化的结果。
我在之前有过一篇文章,说过叠加性、量子态坍塌是一个数学上的概念,所有的本质是事物随机性变化的数学描述。从量子力学诞生至今,对于叠加性和量子态坍塌的解释非常有意思,爱因斯坦都对此不解“难道月亮我们不看的时候就不存在了吗?”,今天更是有些人越来越玄,把宗教和这些概念结合在了一起。
人类的意识工具化很多时候走到了意识固定化、系统化的前面,这是因为随着人类技术和思维的飞速发展,观测和实验工具以及思维工具远远把人类观念甩在了后面。如非欧几何学的出现的时代,人们无法将这种思维工具和来自人类传统经验的观念一一对应,直到爱因斯坦广义相对论的出现。再比如,人工智能的飞速发展,可能加速了这个过程,或许在未来,下一个爱因斯坦出现之前,当有重大的实验和观测结果之时,在人类的科学家按照传统观念无法理解困惑中,作为科学家的人或许还来不及分析,人工智能就已经快速通过自我的组合运行整理出了“经验公理化理论”。而人的工作,则是后期反过头来对这种由人工智能运行整理出来经验基础上的意识工具化再做意识固定化、系统化,即将工具的“构件”概念化,或全新概念,或修正传统概念,这些工作,其实都是观念上的内容变革。
我们再会过来谈论一下叠加性、量子态坍塌。今天的人,甚至包括很多科学家绞尽脑汁的进行解释这些观念(概念其实都是观念的一种,而神也是观念的一种),他们把观念当作真实存在。但是已经有一些知名的科学家开始反思,著名科学家、1979年诺奖得主、物理学标准模型的奠基者之一史蒂文·温伯格(Steven Weinberg)近年来就转入到对量子力学基本概念的新的思考。他以前曾经同大多数物理学家一样,认为量子力学只要实用就够了,无需深入探讨其基本概念和含义,但最近,他对量子力学的各种诠释越来越不满意,呼吁科学家发明新的理论来解释一些存在已久的问题。
我很有理由相信,量子力学,未来一定会有新的工具进行诠释。今天我们用动量、能量以及参照系等“基本构件”来描述才会有叠加、坍塌等概念,类比分析力学对比牛顿力学可以知道,未来需要新的大框架建立的概念。要知道,能量、动量等概念都需要前提条件的,时间的均匀性导致能量守恒、空间平移的均匀性导致动量守恒、空间旋转的均匀性导致角动量守恒。
上面只是说的建立新的工具(新工具必然会出现新概念),还不是对物理机制的更深刻理解,如果有了更深刻理解,恐怕所谓叠加、坍塌等概念会成为一种历史上的概念,如同远古巫术、后来的宗教那样,进一步就像今天人们对力这样概念的理解一样了,这些都仅仅是人们意识上的固定化、系统化了的结果,而且只是一种结果。
对于同一个经验,人可以构建出无数种工具去放大,关键的不是工具和工具内部的“构件”,而是工具的可靠性。
再回到光速恒定这一实验结果。按理说,光速恒定是实验的结果,是经验上的认知,用这个经验作为理论的基本假设,是爱因斯坦创立相对论的伟大之处,无需问“为什么?”。但是人类探索就如同猫一般的好奇,总是会接着问下去,探索下去。
有人说这不仅是一个观测技术问题,更是一个科学共同体的社会学问题。这样说或许也有道理,因为经验本源来自人类对外部的应激性,是人的“自我”的或者借助工具的对外部环境的感应。试想,古人观天文,有了斗转星移、日升日落的观察经验。我们不议论由此经验观察而产生的“地心说”、“浑天说”等观念,就说这个斗转星移、日升日落的观察经验,其实也只是以人的“自我”的对外部环境的感应而来,是一个所有古人共同体经验的问题。
今天的光速不变实验观测,或许就是这样来自人的“自我”的对光的感应,无论是否借助工具,这个经验都是具有“自我”感应的属性。
光速恒定,不仅仅是在数值上是一个固定不变的值,而且指无论在何种惯性参照系中观察,光在真空中的传播速度都是一个常数,不随光源和观察者所在参考系的相对运动而改变。这里特别提到了观察者。这里我们按前提条件来讨论,也就是惯性系,不说非惯性系。
如果不是在惯性参照系中观测,这里不提非惯性参照系,因为所有的惯性系、非惯性系都是时空中的参照系。其实相对论中所说的参照系,都只是时空中的参照系。
对比一下古人观测天文,斗转星移、日升日落,是一个站在地球上以“自我”的人为参照系进行的,如果人站在太阳系外看就会有另一种经验观测。而人以各种时空中的惯性参照系中“自我”的观测光速,得出的是光速不变。如果跳出这个范围,即在“非时空”中来“观测”光速,那么可能是另外一种“经验”结果。
时空是一种量子纠缠构建的大网,按照广义相对论“质量”类物质可以使得时空弯曲。在“非时空”中,也就是没有时间、没有空间的绝对真空中,如果有观测者看光速,看真空中的这种由量子比特组成的闭合弦光量子的移动(如果将光理解为一种真空能量密度波的话),作为超流体性质的真空,真空涡旋量子比特的移动是不会有能量损失的,之所以我们看到光在时空中红移现象,能量减少,是因为时空中有影响它能量损失的因素,如各种物质等等。
以“非时空”看“时空参照系”来理解光速不变,这个想法可以作为一种新思考的启示。
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