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四维旅行-电子书下载

简介

时间与空间观念是我们生活的基本常识,也是我们经历的最大困惑,如:时间旅行可能吗?空间存在第四维吗?本书作者从科学、历史和文学中找来大量的实例,让我们深切地感受到传统的时空观念中所存在的问题,并引发我们对此进行深入的思考。

作者介绍

R.L.普瓦德万(Robin Le Poidevin),英国利兹大学哲学教授,指导利兹大学的本科生和研究生,他善于以睿智的语言解答众多的疑惑。

部分摘录:
格林威治的意外事件 1894年2月15日的晚上,有人在靠近格林威治皇家天文台的公园里发现一位正处于极端悲惨境地的男子。很显然,他可能是在携带炸药(也可能是在排除爆炸物)时不慎炸伤了手。伤口不久就要了他的命。因为事情发生在格林威治公园,人们自然就推测他图谋炸掉天文台。围绕这个扑朔迷离的意外事件,康拉德(Joseph Conrad)在《密使》中杜撰了一位双重特工受外国势力的指使去炸断“第一根子午线”(即格林威治天文台)的故事。这种被视为攻击科学和技术本身的行为会激起人们的愤慨,而且能比袭击某个名人或者一群无辜平民更巧妙地引发社会混乱。
到1894年,格林威治已经具有了一种很特殊的意义:它不仅标记了零度经线,而且代表着时间的标准化。在19世纪很长的一段时间里,英国的不同城市都有各自的时间。从一处到另一处的旅客经常不得不在到达某个地方后调整他们随身携带的时钟。铁路的出现使得消除这种地域间的时间差日益重要,于是,1852年出现了所谓的标准的“铁路时间”。后来在1880年英国议院通过了时间标定法案。该法案以格林威治天文台时钟的时间为通用时间。我们也许可以设想一下,通用时间的设立很可能会在英国的一些地方招致如同今天别的一些地方对单一欧洲货币一样的愤恨,虽然不能非常肯定这种情绪会发展到需要炸掉天文台的程度。
标准时间的想法意味着需要一台标准的时钟。这就产生一个问题:对一台时钟来说,完全准确是指什么?比如,我注意到我的落地大座钟和我那只20世纪50年代的手表有点偏差时,才知道它慢了。但和上个星期买的电子表相比,我发现我的手表每天要慢几分钟。要是有可能以铯原子钟为标准来和这只电子表对比,我们无疑会发现一些更进一步的差别。当然这样下去会有一个极限,最终我们可以找到一种想多准确就多准确的计时工具,并以此作为校准其他时钟的标准。好的,那么再追问这样得到的计时器真的准不准还有意义吗?猛一想也许会让人觉得很奇怪。的确,人人都可以对任何一种计时方法是否真的准确心存疑问。一台时钟真的准确,指的是在并且只有在两次相邻的周期运动(比如一个钟摆的相继摆动)真的经过相同时间的时候,它能够判定这两次运动的持续时间是相等的。但是又有一个新问题,我们简直没办法确切知道有什么东西符合这要求。我们只能拿一台时钟和另一台时钟比较。
在实际生活中,我们是如何决定某种计时的方法是(至少在可接受的程度内)准确的呢?有一个办法。我们可以选用一台时钟,然后复制很多台,并且复制品应该尽可能与原物在尺寸和材料上接近,还要注意保证它们处在同样的环境里(比如不能把它放在更热的地方,或者使它承受更大的震动、压力等)。然后我们校准这些钟,让它们开始走。接下来我们应该观察它们是一直保持同步呢还是最终出现不同步。如果说几天后它们的步调明显不一致,那么我们就知道这种测量时间的方法不是特别可靠。但是反过来,如果它们每一步都走得一模一样,用专业的话来说就是它们保持全等,那么我们就确信找到了一台相当准确的时钟。全等保持得越久,这方法就越准确。
然而,看来我们能够接受的只是一台能常年和它的复制品保持全等的时钟,而不是能够准确无误地测量时间的时钟。我们所谓的完全准确,不单是与标准时钟相一致,而且指准确地度量时间本身。我们想当然地认为时钟就是用来度量时间的。但是如果我们再仔细想一想,这种习以为常的观念也许有些特别的地方。对一台仪器来说,测量时间指什么呢?鲍乌斯玛(O.K.Bouwsma)写的一个故事《时间的神秘》(或《不明白时间的人》)准确把握了测量时间想法的奇特之处。故事的主角被时钟搞糊涂了。人家告诉他在测量时间,但是,虽然他瞧见这些人正在做所谓测量的活,却仍然不明白他们测量的是什么。对其他种类的测量仪器来说,测量什么是很清楚的。例如一条皮尺丈量的是布料的长度,一对天平称的是面粉的质量,一只量瓶测量的是水的体积,等等。这些例子中测量的东西是清清楚楚看得见的,可时钟记录的似乎是不能为我们所感觉的东西。也许世界上真的有某种看不见的永恒的流体流过这些时钟,使得指针绕着刻度盘转?也许根本就没有什么时间,只是机械自己在没有外力的作用下运转?我们的主人公开始怀疑测量时间只不过是一种骗人的玩意。实际上这个故事与《皇帝的新装》正好倒过来了:本来没有什么欺骗人的把戏,时钟的确在度量某种看不见的东西。
最初我们会笑话这个人傻得可爱。他在唯物主义者的观点上走得如此之远,想当然地以为任何可测量的东西就一定能看得见。但问题还没那么简单。时钟通过它自己是一个时序过程来记录时间的流逝。我们自己也在成长的过程中记录时间的流逝,季节的循环也只不过是表明滚滚向前的时间之流的另一种变化。所以时钟就像我们一样通过自己的变化记录下变化,只不过时钟是一种特殊的规则的变化。现在我们开始明白,用时钟测量时间这种想法的古怪之处在于:与厨房里的秤不同,它们和它们要测量的东西不是完全无关的。因为当人们谈论时间的时候,他们不正是在用一种抽象的方式谈论变化吗?想想我们是如何感受到时间的:朝窗外看时我看见一个马栗果在微风中晃动,看见一只鸟落到树枝上稍息片刻然后又飞走了;我听到路上一辆汽车开过时的轰鸣声;远处传来的教堂的钟声告诉我现在是三点钟。闭上眼睛,捂住耳朵,我还是能够感觉到我驰骋的思想。所有这些都提醒我时间在流逝。换句话说,我通过感觉变化来感觉时间。所以也许时间和变化就是一回事。运动着的物体,变化着的感情,正在发声的时钟,所有这些都是时间。或许我们自然而然就是这么想的。因此用时钟来计时的奇怪之处在于:它们和它们要测量的东西是一回事。于是我们又回到开头的问题——正确测量时间或者不正确测量时间是指什么呢?而这次更加困惑。特别是,如果说一台时钟正在测量的是它自己的变化,那又怎么可能出错呢?
说到这里,我们需要先稍微理清一下已经有点脱缰的思想。目前有三个问题需要解决:对一台时钟来说准确是指什么?时间和变化是一回事吗?如果是,这两个问题之间又有什么联系?本章剩下的内容将关注第一个问题,其余的放在这章之后讨论。

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