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物理學的相對性

記得從小的時候，躺在外婆懷裡看著星星聽外公講它們的故事，時不時會問一些問題直到外公無法回答，從那時起便對浩瀚的星空產生濃厚的興趣。可為什麼談哲學時談這些問題呢？試想當我們的古人碰到無法解釋的問題時經常用星星來解釋並形成當時的哲學基礎。現在也一樣，當我們思考人活在世界上有何意義時總會參考其他生物生存的模式並在思考它的價值的同時思考人類是怎麼來的。但又引發生物從哪來，如何與非生物環境打交道的問題，進而會思考物質世界從何而來，又有何意義，最後總是會把目光集中在宇宙這個可以代表一切的詞上。從這一點上看，宇宙將是我們的答案，這也是哲學的基石。而物理學則是現在用於解釋這個問題的答案，所以我們首先來談談物理學。

在前言部分我曾經提到科學不是真理，科學只不過是人類認識世界的一種方法和手段。它具體體現在透過儘可能的精確觀察（或者叫測量）把觀測到的事實轉換成科學的語言，然後使用邏輯的方法進行推理，這個推理包括數學推理，得到一個結論，最後再透過儘可能精確的觀測來進行實證，以此來確定事物的一般規律。其實科學的方法論最早是有對物理學的研究而誕生的，迦利略是最早這麼做的人，但把它理論化的是笛卡兒，笛卡兒的哲學觀首先否定了靈魂支配肉體的宗教學說，指出物質的一切運動由物理定律決定，這為近代科學的發展奠定了哲學基礎。其次，笛卡兒將科學界已經發展起來的一套方法引入哲學，創造了近代哲學方法論。笛卡兒的方法論對於後來物理學的發展有重要的影響。笛卡爾希望用‘數學方法’來進行哲學性的思考。他用一般人證明數學定理的方式來證明哲學上的真理。這種方法和培根所提倡的實驗歸納法結合起來；經過惠更斯和牛頓等人的綜合運用，成為物理學特別是理論物理學的重要方法。作為他的普遍方法的一個最成功的例子，是笛卡兒運用代數的方法的來解決幾何問題，確立了座標幾何學即解析幾何學的基礎。

接下來牛頓和萊布尼茲發明了微積分並把它運用到物理學上，我們上中學的人都學過牛頓力學，知道牛頓力學的貢獻在於它否定了絕對靜止，建立了相對運動的理論體系，也就是說任何一個物體的運動必須要有參照系，一個物體相對於這個參照系是如何運動的，如果沒有參照系是無法確定和計算一個物體的運動的。比如，我們說一列火車以50公里/小時的速度行駛，通常的情況下參照系是指地面。那麼兩個或者更多的物體運動又應該怎麼描述呢？他們之間必須有一個參照系，比如說：一列火車以50公里/小時的速度行駛，通常的情況下參照系是指地面。如果你是站在另外一輛火車上的話，那麼相對於你來講，也就是說參照系是你的話，那一輛火車的速度就不再是50公里/小時了，這取決於你所在的這輛火車與那輛火車的運動關係，如果你們是平行的話，那麼同方向或者反方向行駛相對於你與火車之間的相對速度是減去或者加上這個你所在的運動速度。但如果你們之間不是平行的，這就複雜了，需要計算相關的向量關係，如果不在一個平面上，那就更復雜了。但總的來講，運動是相對的。但牛頓力學是建立在絕對時間上的，比如50公里/小時，不管你在哪輛火車上，也不管你與那輛火車之間的運動關係是怎樣的，時間是不會變的，也就是說你在火車上跑一個小時，那輛火車同樣也跑了一個小時。而愛因斯坦告訴我們時間是相對的，根據相對運動的原理，時間是相對的話就一定要找一個參照系，否則我們不知道是什麼時間，一列火車以50公里/小時的速度行駛，通常的情況下參照系是指地面。在相對論中我們指的時間參照系又是什麼呢？是這列火車所在空間的時間。那麼那麼兩個或者更多的物體運動又應該怎麼描述呢？如果你是站在另外一輛火車上的話，那麼相對於你來講，那一輛火車的速度就不再是50公里/小時了，這取決於你所在的這輛火車與那輛火車的

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