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物理学的相对性

记得从小的时候，躺在外婆怀里看着星星听外公讲它们的故事，时不时会问一些问题直到外公无法回答，从那时起便对浩瀚的星空产生浓厚的兴趣。可为什么谈哲学时谈这些问题呢？试想当我们的古人碰到无法解释的问题时经常用星星来解释并形成当时的哲学基础。现在也一样，当我们思考人活在世界上有何意义时总会参考其他生物生存的模式并在思考它的价值的同时思考人类是怎么来的。但又引发生物从哪来，如何与非生物环境打交道的问题，进而会思考物质世界从何而来，又有何意义，最后总是会把目光集中在宇宙这个可以代表一切的词上。从这一点上看，宇宙将是我们的答案，这也是哲学的基石。而物理学则是现在用于解释这个问题的答案，所以我们首先来谈谈物理学。

在前言部分我曾经提到科学不是真理，科学只不过是人类认识世界的一种方法和手段。它具体体现在通过尽可能的精确观察（或者叫测量）把观测到的事实转换成科学的语言，然后使用逻辑的方法进行推理，这个推理包括数学推理，得到一个结论，最后再通过尽可能精确的观测来进行实证，以此来确定事物的一般规律。其实科学的方法论最早是有对物理学的研究而诞生的，迦利略是最早这么做的人，但把它理论化的是笛卡儿，笛卡儿的哲学观首先否定了灵魂支配肉体的宗教学说，指出物质的一切运动由物理定律决定，这为近代科学的发展奠定了哲学基础。其次，笛卡儿将科学界已经发展起来的一套方法引入哲学，创造了近代哲学方法论。笛卡儿的方法论对于后来物理学的发展有重要的影响。笛卡尔希望用‘数学方法’来进行哲学性的思考。他用一般人证明数学定理的方式来证明哲学上的真理。这种方法和培根所提倡的实验归纳法结合起来；经过惠更斯和牛顿等人的综合运用，成为物理学特别是理论物理学的重要方法。作为他的普遍方法的一个最成功的例子，是笛卡儿运用代数的方法的来解决几何问题，确立了坐标几何学即解析几何学的基础。

接下来牛顿和莱布尼兹发明了微积分并把它运用到物理学上，我们上中学的人都学过牛顿力学，知道牛顿力学的贡献在于它否定了绝对静止，建立了相对运动的理论体系，也就是说任何一个物体的运动必须要有参照系，一个物体相对于这个参照系是如何运动的，如果没有参照系是无法确定和计算一个物体的运动的。比如，我们说一列火车以50公里/小时的速度行驶，通常的情况下参照系是指地面。那么两个或者更多的物体运动又应该怎么描述呢？他们之间必须有一个参照系，比如说：一列火车以50公里/小时的速度行驶，通常的情况下参照系是指地面。如果你是站在另外一辆火车上的话，那么相对于你来讲，也就是说参照系是你的话，那一辆火车的速度就不再是50公里/小时了，这取决于你所在的这辆火车与那辆火车的运动关系，如果你们是平行的话，那么同方向或者反方向行驶相对于你与火车之间的相对速度是减去或者加上这个你所在的运动速度。但如果你们之间不是平行的，这就复杂了，需要计算相关的向量关系，如果不在一个平面上，那就更复杂了。但总的来讲，运动是相对的。但牛顿力学是建立在绝对时间上的，比如50公里/小时，不管你在哪辆火车上，也不管你与那辆火车之间的运动关系是怎样的，时间是不会变的，也就是说你在火车上跑一个小时，那辆火车同样也跑了一个小时。而爱因斯坦告诉我们时间是相对的，根据相对运动的原理，时间是相对的话就一定要找一个参照系，否则我们不知道是什么时间，一列火车以50公里/小时的速度行驶，通常的情况下参照系是指地面。在相对论中我们指的时间参照系又是什么呢？是这列火车所在空间的时间。那么那么两个或者更多的物体运动又应该怎么描述呢？如果你是站在另外一辆火车上的话，那么相对于你来讲，那一辆火车的速度就不再是50公里/小时了，这取决于你所在的这辆火车与那辆火车的