gravitation是什么意思 哈佛大學法學院教授昂格爾訪華，論述左翼供給側結構性改革
更新時間：2024-06-14 20:30:40作者：佚名
英國女作家弗吉尼亞·伍爾夫曾經(jīng)說過：
“我最大的冒險無疑是普魯斯特。那之后還有什么可寫的呢？”
普魯斯特的《追憶似水年華》最后一段——《重獲新生》是這樣的：
“當我意識到，我有整整一段時間的生活，思考，毫無間斷地潛伏其中，這就是我的生命，這就是我，不僅如此，我還必須時時保持與它的聯(lián)系，讓它支撐著我，我只是棲息在它令人眩暈的頂峰上，如果不移動它，我就無法移動自己時，我感到疲倦和害怕。
貢布雷花園的鐘聲，如此遙遠，卻又在我心中，我聆聽它們的日子，是一片廣闊領土的參考點，我不知道這片領土屬于我。看到這么多年在我腳下，事實上，在我體內(nèi)，我感到頭暈目眩，仿佛我在數(shù)千米的高空。
我看著坐在椅子上的蓋爾芒特公爵，對他佩服不已。雖然他比我大很多，但看上去卻并不老多少。我剛剛才明白為什么。他一站起來，試圖站起來，就渾身發(fā)抖，雙腿顫抖得像那些受到年輕力壯的修道士們追捧的老大主教，只有金屬十字架還穩(wěn)穩(wěn)地掛在他們身上。
當他想要繼續(xù)前行，走在八十四歲那崎嶇的山峰上時，他不得不像樹葉一樣顫抖，就像踩在越來越高、有時比鐘樓還高的高蹺上，最后邁出艱難而危險的步伐，從如此高的高度跌落下來。我想，我腳下的高蹺大概就是那么高，我似乎覺得自己已經(jīng)沒有力量繼續(xù)把離自己如此遙遠的過去與自己長久以來的聯(lián)系在一起。如果這種力量還讓我有足夠的時間完成我的作品，那么至少我不會犯這樣的錯誤：在作品中先描寫那些人（即使我把他們寫得像怪物一樣），寫他們占據(jù)了如此巨大的領土，相比之下，為他們保留的空間卻很狹窄。
相反，它們占據(jù)著一種無限連續(xù)性的位置，因為它們就像潛入流年中的巨人，同時觸及幾個時代，而時代之間又放置了那么多的日子——也就是在時間里。
這里，普魯斯特的隱喻——“我擔心我腳下的高蹺已經(jīng)太高，我似乎覺得我再也沒有力量讓遙遠的過去與我長久地聯(lián)系在一起”——生動地點出了他的小說的主題：人們對客觀時間流逝的主觀感受。
在小說的另一段中，普魯斯特說道：
“每一個給我們帶來痛苦的人，都有可能被我們當作神來崇拜……生活的藝術就是把那些給我們帶來痛苦的人，僅僅看作是讓我們進入他們神圣外表的墊腳石，從而讓我們的生活充滿各種神性的喜悅。”
此處“樓梯”的隱喻顯然預設了時間的客觀流逝。
本文不打算深入探討普魯斯特小說中的人生哲學，有興趣的讀者可以參閱中國社會科學院涂維群研究員的兩本研究普魯斯特和曹雪芹的著作。
我想指出的是，普魯斯特精心描繪的日常生活中對時間客觀流逝的主觀感受，似乎在愛因斯坦1905年在“狹義相對論”中提出“同時性相對論”之后受到了“科學”的挑戰(zhàn)。“時間的客觀流逝”建立在人們對無限連續(xù)的“現(xiàn)在”序列的共識之上。但“同時性相對論”卻讓不同參照系中的人擁有不同的“現(xiàn)在”。
1911年，在意大利博洛尼亞舉行的第四屆世界哲學大會上，愛因斯坦的好友、法國物理學家保羅·朗之萬首次提出了后來被稱為“孿生佯謬”的理論。這是“同時性相對論”的一個極端例子，但卻道出了問題的本質，令人“眼前一亮”：一個人乘坐接近光速的火箭從太空旅行返回地球，會發(fā)現(xiàn)自己比自己的孿生妹妹年輕。
電影：星際穿越
當時朗之萬的聽眾中就有普魯斯特的表妹夫、法國著名哲學家柏格森。1922年4月，朗之萬邀請愛因斯坦訪問巴黎，并與柏格森就時間的本質展開了一場著名的辯論。
當時，柏格森剛剛被任命為??“國際聯(lián)盟”（即今天的“聯(lián)合國教科文組織”的前身）“國際智力合作委員會”主席，愛因斯坦是委員之一。因此，這場爭論引起了各國科學家和哲學家的持續(xù)關注和廣泛參與。洛倫茲、羅素、懷特海、胡塞爾、卡西爾、海德格爾以及金岳霖等著名學者對愛因斯坦與柏格森的爭論發(fā)表了自己的看法。金岳霖對“時間”和“空間”的區(qū)分，與柏格森對相對論“空間化時間”的批判有關。
物理學家與哲學家[左] 金岳霖：論道家[右]
為了理解“孿生佯謬”以及愛因斯坦與柏格森的爭論，我們有必要看看愛因斯坦自己在1916年寫的科普書《狹義和廣義相對論導論》中對“同時性相對論”的解釋。
狹義相對論和廣義相對論
狹義相對論與廣義相對論（中文版）
“對于鐵路路堤來說同時發(fā)生的兩件事（比如雷擊A點和B點），對于火車來說也是同時發(fā)生的嗎？我們將直接證明，答案一定是否定的。
但是，當我們說相對于路基，A 點和 B 點的閃電是同時發(fā)生的時，我們的意思是，發(fā)生閃電的 A 點和 B 點發(fā)出的光在路基上 A 點和 B 點距離的中點 M 處相遇。
但實際上（相對于鐵軌基座而言）觀察者正快速地向著來自B的光移動，同時他又在向來自A的光的方向移動，所以觀察者會先看到來自B的光，然后再看到來自A的光。因此，以火車為參考對象的觀察者必然得出閃電B先于閃電A發(fā)生的結論，由此我們得到如下重要結果：
相對于路基同時發(fā)生的事件，相對于火車來說不一定同時發(fā)生，反之亦然（同時性的相對性）。每個參考對象（坐標系）都有其特定的時間；除非我們能說明時間陳述相對于哪個參考對象，否則關于事件時間的陳述毫無意義”（注 1，第 22 頁）。
如果我們仔細思考愛因斯坦話語中的“反之亦然”（“有些事件對于路基是同時發(fā)生的，對于火車來說可能不是同時發(fā)生的，反之亦然（同時性的相對性）”），我們不難發(fā)現(xiàn)，愛因斯坦好友保羅·朗之萬的“孿生子佯謬”其實違背了愛因斯坦“同時性的相對性”的核心理念：火箭上的人有充分的理由相信，遠離他的是地球上的孿生子，因此是地球上的孿生子“時間變慢”了，因而“更年輕”。
柏格森認為“雙胞胎同時年齡相差不大”是邏輯上的矛盾，所以正確的結論應該是“回到地球后年齡不變”。可以說，在堅持“同時性相對論”上，柏格森比愛因斯坦的好友保羅·朗之萬更堅守愛因斯坦的精神！順便說一句，保羅·朗之萬在1944年加入了法國共產(chǎn)黨，成為反法西斯地下運動的骨干。他的女兒被德國占領軍關進了奧斯維辛集中營（注2）。
愛因斯坦本人并沒有想到“雙生子佯謬”，但當他的好友保羅·朗之萬于1911年提出時，愛因斯坦也覺得有趣，但他很快意識到火箭離開和返回地球涉及“加速度”。自1905年提出勻速運動慣性系的“狹義相對論”（即自然界規(guī)律等同于勻速運動的慣性系，如光速在所有慣性系中都是恒定的）以來，愛因斯坦一直在努力探索同樣包括“加速運動”參考系的“廣義相對論”。
用他自己的話來說：“我們把廣義相對論原理理解為如下表述：一切參考系，不論其運動狀態(tài)如何，在描述自然現(xiàn)象（表達普遍自然規(guī)律）方面都是等效的”（注1，第52頁）。1907年的一天，愛因斯坦坐在瑞士伯爾尼專利局的辦公室里（他在1905年提出“狹義相對論”后，仍未找到大學教職），突然想到，跳樓的人一定感覺不到自己的重量。 這使愛因斯坦“突然領悟”了“引力質量”和“慣性質量”的等價性，也就是加速度和重力的等價性（愛因斯坦1922年訪問日本時回憶說：“我當時正坐在伯爾尼專利局的椅子上，突然想到：如果一個人自由落體，他是感覺不到自己的重量的。我吃了一驚。這個簡單的領悟給我留下了深刻的印象。它促使我走向了引力理論”（注3））
這一“頓悟”使得愛因斯坦找到了一種將狹義相對論原理推廣到廣義相對論原理的方法，他自己稱之為：
“我們回到我們以前認識的那個勻速前進的火車車廂，試想一下，只要車廂以勻速移動，車廂里的人就不會感覺到車廂的運動。為此，他可以很容易地解釋說，這個例子說明車廂是靜止的，而路基在運動。
如果車廂的運動變?yōu)榉莿蛩龠\動，例如突然踩剎車，車廂中的乘客就會相應地受到向前的猛烈沖擊，這種減速表現(xiàn)為身體相對于車廂中的乘客的力學行為。這種力學行為與上述例子不同；因此，適用于靜止或勻速運動的車廂的力學定律似乎不可能也適用于非勻速運動的車廂。
因此，我們不得不暫時采取與廣義相對論相反的做法gravitation是什么意思，賦予非勻速運動絕對的物理現(xiàn)實性。但我們很快就會發(fā)現(xiàn)，這個結論是站不住腳的。”（同注1，第52頁）
在突然意識到加速度和引力的等價性之后，愛因斯坦解釋了為什么將絕對的物理現(xiàn)實歸因于非均勻運動是錯誤的：
“車廂中的觀察者確實會因為剎車而感受到向前的沖力，從而感受到車廂的非勻速運動（減速）。但沒有人強迫他將這種沖力歸因于車廂的‘真實’加速（減速）。
他還可以這樣解釋自己的經(jīng)歷：“我的參考物體（車廂）保持靜止。但是，對于這個參考物體，（在制動時）存在一個向前的、隨時間變化的引力場。在這個引力場的影響下，路基和地球以非均勻的方式運動，以至于它們原來的向后速度不斷減小”（注 1，第 58 頁）。
于是，“從樓上跳下去的人感覺不到自己的重量”這個簡單而深刻的道理，就成了廣義相對論形成的關鍵，愛因斯坦隨即從“廣義相對論原理”中導出了幾個可以用實驗檢驗的推論。
例如，相對于勻速運動參考系，沿直線傳播的光在加速運動參考系中就不再是直線。愛因斯坦根據(jù)“加速度”與“引力”的等價性，推導出“光在引力場中一般沿曲線傳播”（注1，第62頁）。1919年5月29日，英國皇家天文學會的觀測小組在巴西和西非拍攝到日全食照片，證實了太陽引力場中光線的偏轉（沒有日食時，陽光太強，觀察不到光線可能出現(xiàn)的偏轉），使愛因斯坦名揚天下。
由于“廣義相對論”是一種新的引力理論，愛因斯坦幾乎立刻就在廣義相對論的基礎上創(chuàng)立了現(xiàn)代宇宙學。
愛因斯坦于1915至1916年間正式發(fā)表了“廣義相對論”。1918年，他又以“廣義相對論”解答了“孿生子佯謬”（注4），從而繞過了柏格森所謂“狹義相對論”導致“雙胞胎同時比對方年輕”的邏輯矛盾。
（狹義和廣義相對論的時間變換公式）
研究科學史的學者們幾乎一致認為，如果沒有愛因斯坦，“狹義相對論”應該在1905年左右出現(xiàn)。但如果沒有愛因斯坦跳樓的“頓悟”，“廣義相對論”可能還不會誕生。
其實，洛倫茲（荷蘭物理學家，1901年諾貝爾物理學獎獲得者）和龐加萊（法國數(shù)學物理學家，劉慈欣小說《三體》中“三體問題”的鼻祖）早在1900年前后就提出了與愛因斯坦“狹義相對論”一模一樣的數(shù)學公式。但他們?nèi)匀幌嘈糯斫^對空間和時間的“以太”的存在，因此“同時性相對論”對他們來說只是“局部表象”。（注5）愛因斯坦革命性的貢獻，是突破了“絕對空間觀和時間觀”。
但是，“狹義相對論”的“同時性相對性”確實挑戰(zhàn)了人們?nèi)粘５摹皶r間客觀流逝”的直覺，更進一步說，1949年愛因斯坦晚年好友哥德爾提出的“廣義相對論”宇宙場方程的“旋轉解”，也挑戰(zhàn)了“時間的不可逆性”，因為“旋轉解”可以實現(xiàn)“時間旅行”，即人們可以回到過去。
能夠讓生活可逆的“時間旅行”對于人們的日常生活體驗來說，顯然是一個“童話”。普魯斯特的《追憶似水年華》的前提就是“時間不可逆”，他認為“重現(xiàn)過去時光”的唯一可能性是“不由自主??的記憶”，比如把以前吃過的零食放進茶里時，前世的場景突然重現(xiàn)。
普魯斯特認為，他的堂兄柏格森沒有對“自愿記憶”與“非自愿記憶”做出至關重要的區(qū)分，但普魯斯特仍然關注著柏格森與愛因斯坦之間的爭論，并在小說中匿名記錄了他與柏格森的互動（注6）。
在證明愛因斯坦宇宙場方程存在“旋轉解”，從而使“時間旅行”成為可能之后，哥德爾進一步否定了“時間的客觀流逝”。
他認為，既然“同時性的相對性”和“時間的倒轉”使得人們主觀的時間流逝經(jīng)驗不再與客觀的時間流逝相對應，我們就沒有理由假定客觀的時間流逝存在。（他的原話是：“如果時間流逝的經(jīng)驗可以在沒有客觀的時間流逝的情況下存在，那么就沒有任何理由可以假定客觀的時間流逝”（注7））。因此，在哥德爾看來，時間的流逝是一種主觀的幻覺。哥德爾為什么會得出如此“偏激”的結論呢？晚年時期，哥德爾曾與中國著名數(shù)理邏輯學家王浩先生進行過多次深入的討論，但王浩先生并沒有給出答案。王浩認為，哥德爾并不完全是柏拉圖主義者，而是處于形式主義和直覺主義的辯證思維中（注8）。
一個未解之謎是：哥德爾在證明了劃時代的數(shù)理邏輯“不完備性定理”之后，斷定希爾伯特的形式公理體系不能恰當?shù)乇磉_算術直覺。但在證明了愛因斯坦場方程存在“時間反演”的旋轉解之后，為什么不說愛因斯坦的“廣義相對論”不能恰當?shù)乇磉_人們的時間直覺，而說客觀的時間流動根本不存在呢？（注9）
哥德爾這種嚴重違背人們?nèi)粘Ｉ钪庇X的時間觀，讓著名宇宙學家霍金十分苦惱。他專門針對哥德爾導致時間倒流的“旋轉解”提出了“時序保護猜想”（注10）。然而，另一位著名宇宙學家李·斯莫林卻認為，霍金的“時序保護猜想”缺乏充分的物理和認識論論證。
斯莫林在2013年出版的《時間再生》一書中指出英語作文網(wǎng)，需要對廣義相對論進行新的詮釋，以回應哥德爾的時間幻覺理論，從理論上證明時間在宇宙演化中的客觀現(xiàn)實性。斯莫林本人對物理學研究的貢獻主要是創(chuàng)立了“圈量子引力”理論。
但在廣義相對論的新詮釋方面，他最敬佩的是一位奇人，朱利安·巴伯。盡管巴伯在 1974 年就已經(jīng)在《自然》雜志上發(fā)表過文章，但他還是覺得“自謀職業(yè)”——以翻譯工作為生——比在物理系任教更能讓他有時間獨立思考。經(jīng)過 40 多年的努力，他終于創(chuàng)造了廣義相對論的新詮釋和替代方案：“形狀動力學”。霍金的合作者、著名的牛津數(shù)學物理學家羅杰·彭羅斯在與斯莫林第一次見面時就對他說：“如果你想了解時間，就去找巴伯談談吧（注 11）”
（朱利安·巴伯）
斯莫林在《時間再生》一書中介紹了巴伯的“形狀動力學”對廣義相對論的新詮釋：
“這種改變游戲規(guī)則的理論被稱為形狀動力學。它的主要原理是，物理學中的所有現(xiàn)實都與物體的形狀有關，所有真實的變化都是形狀的變化。物體的大小在這個理論中毫無意義，物體具有內(nèi)在的、不變的大小的想法只是一種假象。
如果你知道相對論的基本概念，那么理解形狀動力學就變得非常簡單。形狀動力學只是相對論的一個非常自然的延伸。讓我們回顧一下“同時性”的概念：只有當兩個事件在空間上相鄰時，談論兩個事件是否同時發(fā)生，或者在時間上安排兩個事件的順序才有意義。當我們討論事件的因果關系時，我們經(jīng)常會提到后者的話題。
但當兩件事情在空間上相距甚遠時，它們在時間上的順序對于不同的觀察者來說就不再是絕對的了。對于一些觀察者來說，這兩件事情是同時發(fā)生的，而對于另一些觀察者來說，一件事情發(fā)生在另一件事情之前。
巴伯告訴我們，物體的尺度也遵循同樣的規(guī)則：只有當兩個物體在空間中相鄰時，比較它們的大小才有意義。例如，如果你能把一只老鼠放進一個盒子里，你可以說這只老鼠比盒子小。
類似地，如果你手里有兩個足球，你可以說這兩個足球的直徑相同。這些例子中的尺度比較具有物理意義，所有參考系中的觀察者都會對比較結果達成一致。”（注 12）
但是“比較兩個不相鄰物體的大小是不明智的。你唯一可以比較的是物體的形狀，因為形狀與你如何縮放它無關。所有尺度都是相對的，宇宙的總體積除外，它在某一時刻必須保持不變。基本上，如果我們把空間中某個地方的所有東西都縮小，我們就必須把其他地方的所有東西都擴大。”
收縮和膨脹永遠保持等量，所以二者互相抵消。所以宇宙的總體積在那一刻保持不變。當然，宇宙的膨脹會導致宇宙總體積隨時間的推移而變化”（注12）有意思的是，該微信公眾號曾發(fā)布過對重慶“地票制試驗”的分析，其中重點就是創(chuàng)新性地落實“城鄉(xiāng)建設用地增減掛鉤，耕地總量不低于18億畝紅線”的目標。
這類似于“把膨脹與收縮聯(lián)系起來，使宇宙總體積在某一時刻保持不變”的“形狀動力學”。斯莫林總結道，“當我們用廣義相對論來描述宇宙歷史時，時間的定義是任意的，時間總是相對的，談論時間有多遙遠是沒有意義的。
當我們用形狀動力學來描述宇宙的歷史時，我們獲得了一個普遍的時間概念。你唯一要付出的代價就是承認尺度是相對的，比較相距甚遠的物體的大小不再有意義”（注12）。因此，廣義相對論和形狀動力學之間形成了一種對偶性，就像量子力學中的“波粒二象性”。
由于廣義相對論原理，所有參考系中的觀察者都是等效的，時間是相對的、局部的，不存在“優(yōu)選觀察者”，也沒有普遍認可的“全球宇宙時間”。
然而，“形狀動力學”重新定義了“受青睞的特殊觀察者”和“宇宙整體時間”。這并不是回到牛頓的“絕對時間”，因為“形狀動力學”中的“宇宙整體時間”是由整個宇宙物質的分布及其演化決定的，而不是宇宙之外的“絕對時間”。這樣，我們可以在共識意義上說，宇宙的歷史將近138億年（注13）。
“形狀動力學”的重大哲學意義在于，在不違背“狹義”和“廣義相對論”的情況下，調(diào)和宇宙學與人們?nèi)粘r間的感知。
斯莫林2013年出版的《時間的再生》一書專門獻給了昂格爾，兩人又于2015年在劍橋大學出版社合著出版了《奇異宇宙與時間的實在》。遺憾的是，這本書的中譯名《奇異宇宙與時間的實在》很不準確，“singular universe”應該譯為“單數(shù)宇宙”。
昂格和斯莫林反對目前流行的認為存在多重宇宙的“弦理論”（有趣的是，劉慈欣的小說《三體》部分內(nèi)容基于“弦理論”），強調(diào)一個時間段內(nèi)只有一個宇宙。在這里，他們顯然接受了重新解釋廣義相對論“形狀動力學”的“宇宙全局時間”概念的有效性。
他們的書中討論了三個緊密相關的論點：（1）單一宇宙；（2）時間是真實的，而不是虛幻的；（3）康托和戴德金的數(shù)學概念“無限”在自然界中并不存在，柏拉圖主義的數(shù)學觀阻礙了宇宙學成為一門歷史科學。這篇書評主要涉及昂格和斯莫林對“時間的實在性”的討論。如果讀者想了解他們?nèi)齻€論點之間的內(nèi)在聯(lián)系，就必須閱讀原著《單一宇宙與時間的實在性》。
最后，我想強調(diào)的是，昂格爾和斯莫林的“時間現(xiàn)實”意味著自然規(guī)律也會隨著時間而變化，更不用說人類歷史的“規(guī)律”了，而且這種變化并不遵循“元規(guī)律”。因為如果“元規(guī)律”存在，它就是“永恒的”，從而違背了“時間的包容性現(xiàn)實”。
從這個意義上來說，昂格爾和斯莫林這本書的精神與《易經(jīng)》是一致的。因為《易經(jīng)》的核心思想就是“唯一真正不變的就是變化”，而昂格爾和斯莫林在書中常用的短語就是“變化變化”。他們甚至把時間定義為“變革的變化”。
注1.愛因斯坦，《狹義相對論和廣義相對論簡介》，上海科學技術出版社，中譯本gravitation是什么意思，1964年。
注2：本文中有關愛因斯坦與柏格森之爭的細節(jié)摘自以下兩本書：吉梅納·卡納萊斯，《物理學家與哲學家：愛因斯坦、柏格森與改變我們對時間理解的爭論》，普林斯頓大學出版社，2015年；米利克·恰佩克，《柏格森與現(xiàn)代物理學》，D.Reidel出版公司，1971年。
注3：約翰·格里賓，《愛因斯坦的杰作：1915年和廣義相對論》，飛馬圖書，2016年。
注4：Peter Pesic，《愛因斯坦與孿生子佯謬》，《歐洲物理學雜志》，2003年，第585-590頁。
注 5：Olivier Darrigol，《愛因斯坦—龐加萊連接之謎》，Isis，2004 年 12 月。
注6：羅杰·沙特克，《馬塞爾·普魯斯特》，維京出版社，1974年
注7：庫爾特·哥德爾，《哥德爾文集》第2卷，第206頁，牛津大學出版社，1990年。
注8：王浩，《關于庫爾特·哥德爾的思考》，麻省理工學院出版社，1987年
注9：Palle Yourgrau，《哥德爾遇見愛因斯坦：哥德爾宇宙中的時間旅行》，第105頁，Open Court，1999年。
注10：S.霍金，《時序保護猜想》，《物理評論》，D46（1992），第603-11頁。
注11：Lee Smolin，《物理學的麻煩》，第321頁，霍頓，2006年
注12：Lee Smolin，《時間重生》，Houghton Harcourt，2013，第168-170頁。（《時間重生》中譯本，浙江人民出版社，2017年，第171-172頁）
注13：Roberto Mangabeira Unger、Lee Smolin，《奇異宇宙與時間的實在》，劍橋大學出版社，2015年，第178頁。
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