阿尔伯特·爱因斯坦应归功于大卫·休ume的时间观念

2021-01-17 21:17:27

1915年,阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)给哲学家和物理学家莫里茨·史立克(Moritz Schlick)写了一封信,后者最近撰写了一篇有关相对论的文章。爱因斯坦称赞它:“从哲学的角度看,似乎没有关于该主题的文章几乎写得很清楚。”然后,他继续向'休ume(Hume)表达他的知识债权。在发现相对论之前。如果没有这些哲学研究,我很可能不会找到解决方案。’

30多年后,当他在给他的朋友工程师米歇尔·贝索(Michele Besso)的一封信中提到他的观点时,他的观点没有改变:“就我所知,D休姆对我的直接影响更大。我在伯尔尼(Bern)与Konrad Habicht和Solovine一起读过他。’我们知道,爱因斯坦在1902-03年左右与数学家Conrad Habicht和哲学系学生Maurice Solovine在阅读圈里研究了Hume的论文(1738-40)。这是在设计狭义相对论的过程中,爱因斯坦最终于1905年发表了这一相对论。但是,尚不清楚爱因斯坦发现休ume的哲学对他的物理学有用。因此,我们应该仔细看看。

在1949年爱因斯坦的自传体写作中,他阐述了休ume如何帮助他建立狭义相对论的理论。因为假设绝对同时性,所以有必要拒绝错误的“时间绝对性公理”,即“同时性”。

潜移默化地潜伏在无意识之中。显然,认识到这个公理及其任意性确实意味着已经解决了这个问题。在我看来,尤其是通过阅读戴维·休ume(David Hume)和恩斯特·马赫(Ernst Mach)的哲学著作,果断地促进了发现这一中心点所需的批判性推理的类型(绝对时间的否认,即绝对同时性的否认)。

匹兹堡大学历史和科学哲学教授约翰·诺顿(John D Norton)认为,爱因斯坦从休ume(也许是从马赫和实证主义传统中)学到了经验主义的概念理论。然后,他在关于同时性相对性的论证中实施了概念经验主义。结果是不同的观察者不会同意两个事件是否同时发生。取两个窗户,一个客厅窗户和一个厨房窗户的开口。客厅窗户是否在厨房窗户之前打开,或者它们是同时打开还是以相反的顺序打开,这没有绝对的事实。此类事件的时间顺序取决于观察者。它相对于指定的参考系。

一旦确定了同时性的相对性,爱因斯坦便能够调和其理论,相对性原理和光明假设的看似不可调和的方面。该结论要求放弃这样的观点,即存在不可观察的时间,这是基于时间顺序的。这就是爱因斯坦从休ume那里得到的观点。

休ume对知识文化的影响是巨大的。这包括哲学的所有领域和各种科学学科。几年前,与专业哲学家进行的一项民意测验要求他们命名不再与他们同住的哲学家,他们是他们最认同的人。休ume以明显的优势获胜。根据朱利安·巴吉尼(Julian Baggini)的估计,当代的“科学家,他们通常很少有时间从事哲学研究,但常常将休ume视为例外”。在详细介绍休ume的永久意义之前,我们应该回到18世纪早期的现代语境。他的影响力归因于他的激进经验主义,如果不考察他工作的时代,就无法完全理解。

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休ume的经验主义时间观念与有影响力的相对论性时间观念形成鲜明对比。以艾萨克·牛顿的时间观念为经典动力。他在其不朽的《原理:自然哲学的数学原理》(1687)中主张绝对的时间。在论点的背景下,牛顿声称时间的量(连同空间,位置和运动)是“通常仅根据感官感知的对象来构思的”。然后,他继续区分绝对时间,数学时间和相对时间,可测量时间,例如时钟时间。绝对时间本身就基本上存在。它的存在与变化无关。宇宙中无论存在什么物质,无论它如何运动,它都不会对时间本身产生影响。时间具有确定的结构:时间平等且单向流动。因此,两个同时发生的事件之间的时间差为零,而两个连续发生的事件之间的时间差不为零。牛顿说,每个人都会对此达成共识。时间顺序和方向基于时间本身。

最初,似乎牛顿通过假设完全不可观察的实体致力于某种可疑的形而上学推测。哲学家蒂姆·莫德林(Tim Maudlin)在《物理哲学》(2012年)中指出,相反,牛顿的立场非常直观:

听起来好像牛顿是在推测一些奇怪的,鬼的,不熟悉的实体,但是大多数人是从绝对的时空的角度来设想物理世界的。例如,工匠和科学家不断尝试改进钟表的设计,以生产出越来越精确的时钟。但是,时钟“准确”是什么?我们想要的是使时钟的连续滴答声在相等的时间间隔内发生,或者让手表的秒针以恒定的速率扫过其圆周。但是关于什么是“相等”或“恒定”?关于时间的流逝本身,即关于绝对时间。

与休ume不同的另一种颇具影响力的时间观体现在康德(Immanuel Kant)的先验唯心主义中。康德在他的主要著作《纯理性批判》(1781)中提出了这一论点。在这里,他明确地批评牛顿的立场,根据这一立场本身存在时间。根据阿德里安·巴顿(Adrian Bardon)在《时间哲学简史》(2013年)中所说,康德的重点是时间概念的状语使用,而不是时间的实质性使用。这意味着我们暂时而不是及时地体验事物。时间本身不是一回事。这是人类的主观前提。在康德语中,时间是感觉的先验形式。康德并不认为时间是天生的想法。相反,我们的思想强加了我们所经历的时间顺序。他指出以下几点:

时间不是从经验中得出的经验性概念。因为如果时间的表示没有先验地同时进行,那么继承和继承本身就不会被感知。只有在它的前提下,才能表示同时(同时)或在不同时间(连续)存在若干事物。

休曼·爱因斯坦反对牛顿和康德的方式令人震惊。概念经验主义的应用为爱因斯坦提供了抛弃专制主义和先验论证的手段。假设光速在各个方向都相同,经验主义者的论点破坏了绝对的同时性。没有时间本身像牛顿那样独立于参考系的选择而存在。时间不是人类直觉的基础,因为它是一个经验性的概念,与康德的想法不同。休ume非常赞同这个结论。绝对论者的论调唤起了一种完全不可察觉的时间结构,而先验论证则依赖于认知的先验因素。复制原则将两者均排除在外。对于休ume和爱因斯坦一样,时间是一个经验概念。

但是,不应该夸大休stein-爱因斯坦的联系。说休ume预言了相对论是错误的。他根本不可能预料到这一点。该理论是工业化社会的产物,是他写论文后出现的。爱因斯坦的原始论文《论运动物体的电动力学》(1905年)是19世纪电磁物理学的批判性反思的结果,按照麦克斯韦方程式进行了编码。

原始出版物的开头部分涉及迈克尔·法拉第(Michael Faraday)的电磁感应定律。爱因斯坦提出了一个用磁铁和线圈进行的思想实验,他将相对论扩展到了电动力学。因此,绝对电场以及时间和空间的绝对量必须相对。此外,在原始出版物中对同步性的定义中,爱因斯坦专注于时钟同步。除了在能源生产中最重要的电磁感应之外,时钟的同步在工业化社会中也是非常重要的一个方面:19世纪,火车流量的增加要求对计时的改善。休ume不知道这一切。

然而,关于休ume的观点仍然令人深感兴趣。他确实设想了一种与相对论相一致的时间哲学,而他的批判性反思使他非常清楚地表达了一种与常识相反的观点。这就是狭义相对论所做的。中断绝对时间和普遍时间的后果是惊人的。由于时间膨胀,父母可能比孩子小。许多哲学家认为,相对论与永恒的,静止的世界观是一致的:过去,现在和未来都是同等真实的。从早到晚没有确定的时间流。休ume当然看不出具体的含义,但是他意识到自己的时间观点违背了自然哲学主流和对世界日常观念的直觉:

我知道有些人假装认为持续时间的概念在某种意义上适用于完全不变的对象;这是哲学家和庸俗主义者的共同看法。

由于他严格的经验主义,休ume无法接受与变化无关的时间本身。没有任何感官证据可以证明普遍存在的,自我维持的时间能够平等地流动,无论如何:“观念总是代表物体或印象,它们是从它们衍生而来的,并且永远不可能没有小说就代表或适用于”正如巴克斯特所说:“没有可观察到的证据表明时间结构在空间上是一致的。”这与爱因斯坦关于远距离同时性相对论的推理非常接近。

尽管休ume方面做出了许多贡献,但他的观点与相对论所要求的形而上学之间还是存在明显差异。这种不一致与对形而上学现实主义的怀疑有关。休ume通常被认为与独立于心灵的实体(例如对象,事件和因果力)的存在无关。在日常生活中,他当然相信世界存在的持续存在。不过,这是问题所在。复制原则坚持认为印象会引起我们的想法。但是首先造成印象的是什么?

休ume是一位激进的经验主义者,因此对于我们的印象是否是由自然事件所引起的,而这些自然事件是发生在我们的感知之前并且与我们的感知无关的,这是不可知的。在《论着》的第一部分中,他指出了以下几点:

至于那些由感官产生的印象,在我看来,它们的最终原因是人为的原因完全无法解释的,“总是不可能确定地确定斜纹,无论它们是直接从物体产生还是由物体产生”是由思维的创造力决定的,还是源于我们存在的创造者。这样的问题对我们目前的目标也没有任何实质意义。我们可以从我们的感知的一致性得出推论,无论它们是对还是错。无论它们公正地代表自然,还是仅仅是感官上的幻想。

我们的看法可能是由独立于心灵的本质,我们的思想本身或上帝造成的。这是一个完全怀疑的说法:没有办法说出三个选项中的哪一个(也许更多)是正确的。在休ume看来,我们甚至无法想到现实本身,因为我们无法对事物本身形成观念。他写道,这将是一个没有任何感官特质的物体,“超出了人类的观念范围”。由于我们对自我存在的现实一无所知,因此我们没有理由相信它。这是继休ume(Hume)学者米伦·博姆(Miren Boehm)在2013年提出的“无理由相信”原则之后得出的:如果我们要相信某件事,就必须有其想法。我们没有外部现实的想法。无论我们对问题有多大的思考,我们都无法从怀疑的挑战中解脱出来。

形而上学的现实主义问题与狭义相对论和时间哲学如何相关?理论要求事件发生在发生之前且与观察无关。由于所有信号的传播速度都慢于或以光速传播,因此信号的发送发生在接收信号之前。尽管狭义相对论的推论令人难以置信,但在这一方面,该理论是常识性的。考虑这样的例子。除夕,我看见天上有烟花。在距我很远的空间中发生了物理事件,即爆炸。光波和声波以有限的速度传播。我需要时间才能收到爆炸的信息。一定是该事件发生在我的视觉和听觉感知之前。如果我没有发射火箭,或者与导致它升空的原因无关,那肯定是爆炸完全独立于我。然而爆炸引起了我的视觉和听觉印象

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