惊叹 科学家的不同时空观！

Marvel at scientists' different views of time and space!

------读“理性的边界”一书有感

都世民（Du Shimin）

摘要：本文讨论“理性的边界”一书。讨论理性的边界指什么？然后讨论科学家的时空关系与思维模式、宏观与微观的关系、天人合一的关系紧密相关。笔者讨论时空关系的实质。

关键词：理性边界，科学家，时空关系，宏微观关系，天人合一。

Abstract: this paper discusses the boundary of reason.What does it mean to discuss the boundaries of reason? Then, the relationship between time and space of scientists is closely related to the thinking mode, the relationship between macro and micro, and the relationship between man and nature.The author discusses the essence of space-time relationship.

Key words: rational boundary, scientist, space-time relationship, macro and micro relationship, unity of man and nature.

一． 引言

《理性的边界》一书作者：［美］诺桑·亚诺夫斯基，译者：王晨.，中信出版社 ， 2019-10。该书阐述了人类思维与世界的复杂关系。实际上是阐述了小宇宙与大宇宙的关系。人类的思维属于小宇宙，而世界是大宇宙。自古以来，人类一直在探索大小宇宙的关系。

从亚里士多德、牛顿到爱因斯坦、玻尔，科学的每一次进步，都源自科学家对人类知识极限的不断探索，对客观、理性和自我的深刻问题的一次次挑战。笔者前面的博客讨论的光的三次论战，也是人类对大宇宙的探索不断深化的具体体现。科学家对同一事物的不同认知，不能得到统一，原因是什么？

应当指出的是，这本书作者对中国的传统文化不了解，让中国读者读起来，缺少什么？这也是需要讨论的问题。

《理性的边界》一书从小问题出发，用多学科的知识逐步深入分析这个问题，使这本书具有可读性。这本书讨论的面很宽，既有系统，也有宏微观关系，有相对论，也有量子力学。当你拿到这本书的时候，一开始觉得这本书谈的问题太简单，当你逐步看完这本书，你会觉得这本书有深度，也有广度。然而对有些问题，你比较深入了解的时候，你也会觉得这本书没有解决你的问题，也就是说分析还不透，应该有下文。

该书作者知识框架是以数学和计算机为背景。作者希望通过探索未知，指出人类知识边界，并找到突破极限的方法。从这一点看，作者写这本书的目的和写作手法是有特色的。

亚诺夫斯基对量子的奇异性、相对论的意义、混沌理论的诞生过程，试图说明无法用正常方法思考和解决这类问题，为我们展示了知识的极限，作者认为找到了制约人类认知的核心原因——隐藏在思想、逻辑和语言中的矛盾性。通过总结这些矛盾的共性，就能更好地理解理性的结构，找到突破知识极限的方法。笔者对这个问题持怀疑态度，需要做些讨论。

让我们阅读《理性的边界》，顺着亚诺夫斯基的笔触，我们通过这本书能不能在理性边界之外的未知领域，跳出现有的科学体系，重新认知这个世界，认识自身，进一步理解人类思维与世界的复杂关系？！

二．什么是理性的边界？

人类在科学探索中，会遇到以下几种情况：1）用已有的知识框架不能解释新发现的现象；2）科学探索中获得的成果，研究人员无限的延伸，必然发生矛盾，实际上这种延伸，突破了原有的边界；3）人类在科学探索中，长期遗留下来的悬而未决的问题，却视而不见，一旦有新的发现，这些问题就暴露出知识的边界；4)单一学科遇到技术瓶颈，形成了学科的边界，研究人员又从别的学科获得了启发，突破了这一边界。

由于上述原因，不同学科的人讨论理性的边界，所釆用的方法和概念是不同的。2011-4-1,由格致出版社，上海三联书店，上海人民出版社出版的”理性的边界——博弈论与各门行为科学的统一”。作者: （美）赫伯特•金迪斯。两本书的中文名称一样，英文名称不同。这一本书的分析方法和提出的概念，与本文讨论的这本书是不一样的。两本书的作者自身的知识框架也不同。但在讨论的问题中有类似之处。

有什么例子能说明这个理性的边界？

·一个年轻人为什么会死呢？

·人为什么都会死亡?死亡能逆转吗？脑死亡的定义是什么？植物人被唤醒是怎么回事？

（https://new.qq.com/omn/20191104/20191104A0O8KF00.html）

·光源照射的明亮区域的边界，为什么在其外面就有阴影出现？明亮区域增大时，阴影的区域也随之增大？

·近视眼为什么就治不好？生物医学的专家和书籍能解决这个问题吗？

·光究竟是什么？时间到底是什么？空间与时间又是什么关系？光的三次论战结束了吗？

·人体内有没有电磁波通道？有没有GPS系统？诺奖得主莫泽夫妇的说法到底对还是不对？

·人有没有灵魂？“灵魂出窍”能否定吗？高僧死亡为什么会发出彩光？

上述问题是否表明科学理性已走到极限？是否是科学思想自身在说自身的边界？科学思想的边界就是说科学能够知道什么，有能力知道什么，那些又是力所不能及的。康德以他的经典著作纯粹理性地批判，完成了科学划界的工作。科学思想的边界与各个学科的边界能否统一呢？人类对大小宇宙的探索能否统一？康德的科学划界有没有负面作用？科学的探索是分还是合？是自上而下还是自下而上？应该不应该“天人合一”？

三．科学家的不同时空观，原因何在？

思维的边界，理性与不理性，关注与不关注，思考与不思考，我们判定的准则是什么？是数学还是物理？

科学能够认知的世界必定处于时空关系之中，都能用数学加以规范，通过直观来检验吗？时空是人理性心灵所固有的“先天直观感知”，还是理性的认识能力所建构的？有人认为，康德说出了自然科学开端性的话语，使科学与一切宗教、神话、形而上学相区别，从而获得空前清醒的理性，明确了自身所要遵循的最根本的原则，具体到实证科学即是要求任何科学概念必须有可操作的定义、可观测、可度量的、可检验的。其实这种说法，今天看来，科学家的一些论点，无法做到这些条件。世界上的事物都能够用实证证明吗？引力波引出的时空弯曲怎么证明？這“相”是脑生还是心生？怎么证明？“相”是在视网膜上吗？根本不是！

(http://ex.cssn.cn/zhx/zx_kxjszx/201709/t20170912_3637973_3.shtml)

3）两个小故事折射岀的时空问题

《理性的边界》一书的第2章，有齐诺、哥德尔和时空旅行。讲了两个故事，一个是懒汉从床上起来到房门口，能不能走到？另一个故事是，一个闪电侠与乌龟赛跑，让乌龟先跑，闪电侠能不能够追上乌龟？这两个最简单不过的问题，作者用了多学科的知识加以讨论。作者用算术、平面几何、微积分、求极限等数学方法，讨论空间与时间是连续的还是离散的？基本的思维方式，是分不是合！按理说，这时间和空间应该是连续的，可是作者讨论的结果形成了矛盾，不可解决。为什么会这样呢？如果按线段分，或者按面积分，分到最后，看不见了，变成了微观了，作者认为没有了，分不下去了，如果用显微镜放大了，不就可以分了吗？也就是说数学解决不了，用其他的办法还可以继续，分到最后还是看不见，但是线段和面积还是存在，这就是西方的思维模式。如果把相对论和量子理论放在一起，一个是宏观，一个是微观，这之间是怎么链接的？爱因斯坦和霍金能说清楚吗？光凭想象能解决问题吗？爱因斯坦把光变成了光量子，牛顿把光变成了光粒子，麦克斯韦把光变成电磁波，电磁波有电磁频谱，把光的宏观与微观联系在一起，而其他几位科学家，不能联系在一起，到底谁的理论正确？郭光灿院士对这个问题作了讨论，他没有把几位科学家的理论统一起来，但是他把问题说清楚了，而且他将“天人合一”了！对光的三次论战早有人发表过论文，但没有人用天人合一的思维来讨论。

笔者看完这一段以后觉得很奇怪，中国人有兔子跟乌龟赛跑的故事，兔子在比赛途中睡了一觉，结果乌龟领先。不难看出东西方人的思维模式不同。编出的故事不一样。到底科学探索是分的思维好，还是合的思维好？美国专家伽莫夫在他的科普著作中，也是用分的思维，讲一桌菜，变成了多个元素，归到了门捷列夫周期表。这种思维方式，与生物学的研究也是类似的，是自上而下的思维。这样做能不能够把问题搞清楚？如果逆向思维，有合的的思维？这就像是人造鸡蛋、人造肉，这样做出的一桌菜，能与原来的菜一样吗？不可能。因为人造鸡蛋不可能孵出小鸡。

如今生物学发明了干细胞，有人就将这个成果延伸，说干细胞可以让人永生不死！人工智能专家库兹韦尔让阿尔法狗战胜了围棋冠军，因此认为机器脑会超过人脑，要将机器脑嫁接到人脑上面，因此认为人可以永生。这些说法是否意味着科学的边界被突破呢？笔者认为根本没有突破。为什么科学探索会出现这样的情况？会这样去突破边界？问题出在思维方式上，还是在其他方面？

4）霍金的时空边界

1988年，霍金出版了“时间简史”科普著作。该书深入浅出的介绍了宇宙是什么样的、空间和时间以及相对论等古老问题。《时间简史》阐述了以下几个方面：

1．时间起点——宇宙大爆炸起点。最初宇宙收缩为一点，后来不断加速膨胀，宇宙大爆炸时刻被认为时间起点。宇宙收缩这一点的密度无穷大，这一点在数学上称的奇点。

2．时间终结——黑洞。恒星由于引力作用会不断收缩，会形成一个“黑洞”。黑洞表面引力很强，时间会在此终止。时间为零！

霍金的量子场论描述的恰恰是时空边界所发生的事，把可检验原则放到时空边界，也就等于把原则自身运用到了极限。有人认为，霍金学说正是这样一种科学理性边界的思想，自身显明自己的边界。

人体是小宇宙，人从生的死，这个时间不相等，最多126岁，最少不到一岁，这是怎么回事呢？如果从受精卵开始，人的寿命还要加一岁，如果从母体离开算起，这时间相差10个月，人的死亡，时间归零。这小宇宙的起始是大爆炸吗？不是！是谁操纵这个呢？说不清楚。人从生到死这个时空是怎么变化的？这受精卵是一维还是三维？这时间的计算是第四维吗？是投影关系吗？应该怎么说清这些问题？谁是顶级科学家，谁来说明这个问题？如果再考虑人死后会发出彩光，这彩光是不是灵魂出现？他到哪里去了？也是未知。科学家能解释吗？

5）牛顿、麦克斯韦和爱因斯坦的不同时空观

有人认为，牛顿建立了经典力学的绝对时空观，它是凭感觉与常识得出的生活经验，是不可证伪的。空间想象为平直且均匀的，而时间就是旁观者，不参与这世间的一切，时间与空间没有紧密关系。爱因斯坦则用相对论阐述的相对时空观。他认为时间与空间是相关的，时间在本质上是一种描述物质运动变化的特征，它和物质的运动速度有联系。在爱因斯坦看来，一个物体的运动速度越快，它的质量就会变得越大，相对于速度较慢的物体，时间流逝的速度就会变慢。空间不是均匀分布的，大质量会导致其周围时空扭曲，质量越大，弯曲的的程度就越明显。

牛顿认为物体之间存在引力，引力大小分别与这两个物体的质量成正比，与它们之间距离的平方成反比。而爱因斯坦却说，物体之间的引力是因为大质量物体弯曲了周围的空间，有人认为牛顿时空观已被爱因斯坦的时空观所推翻，這是因为LIGO声称测到引力波。可是

LIGO声称爱因斯坦没有认为引力波能测到。这么说来，LIGO比爱因斯坦更高明，更顶级！所以LIGO获得诺贝尔奖。

李淼在《科学世界》发表文章“革新人类时空的相对论”，他认为相对论革新了我们的时空观，量子论改变了我们对世界运行规律的认识。这种说法对不对？相对论是推翻了牛顿、麦克斯韦的时空观，也推翻了笛卡尔的坐标系，动摇了自然科学根基。至今爱因斯坦相对论方程却无法求解，没有任何直接试验证实。

广义相对论认为引力就是质量在空间中的表现，空间能被质量所扭曲，甚至能传递质量波动产生的涟漪（引力波），但不支持维度理论！四维空间只不过是科学家纯数学的一个推论，这个数学推论没法求解，这又有什么意义呢？时间和三维空间，构成的四维空间，在量纲上无法一致，而数学不等同于物理。麦克斯韦方程中时间与空间是指数关系，这个理论已经被多学科证实。爱因斯坦相对论的方程没有改变这个世界，而麦克斯韦方程改变了这个世界。

我们从三维和光速上并不能探究整个宇宙，因为不可能将有限的生命用在无限的宇宙探索上，爱因斯坦不可能知道几百年前、后，几千年前、后，这大小宇宙是什么样？爱因斯坦知道人的眼睛对电磁波和光量子做出什么样的反应吗？这大小宇宙要不要统一？

http://www.360doc.com/content/19/1003/19/642066_864664626.shtml

为什么要“天人合一”？

1）人眼睛里的时空关系

科学探索离不开光和也离不开人的心及眼睛。相由心生。人的眼睛里面的时空观，涉及什么问题？

一是肉眼可见与不可见，确定因素是什么？比如粒子与电磁波、暗物质、暗能量、引力子、引力波；心与眼是什么关系？人的眼睛有没有5种功能？麦克斯韦理论是每个人都能建立？

二是宏观与微观是什么关系？如果放在一起怎么表示？大与小有边界吗？

三是色与空是同时存在，还是可分离？色即是空，空即是色，真空不空；

四是人眼睛的视觉距离与时空关系，大与小，维度是变化的。一根头发丝，可看成一维线段或三维圆柱，还可以看成细胞、基因；哪一种说法对？这之间什么关系？

五是人眼的色彩分辨与时空关系，例如视错觉；艺术画面为什么会有不同的时空感？是感官成相还是心成相？怎么区分？

2）人心里的时空

人心里的时空：梦里的时空、幻想时空、艺术家时空、神话时空、创新时空、虚拟时空、穿越时空、数学时空、数字时空、宗教时空，与思维模式有关，与宏微观有关，与知识的积累有关，与疾病有关。这些时空又该怎么区分？用什么办法判定？

3）人的眼睛能看见光子和电磁波吗？

·人的肉眼能看见光子和电磁波吗？不能。人的心里也没有这个光子和电磁波的形象。

·牛顿提出的光粒子，麦克斯韦提出的电磁波，前者是离散的，后者是连续的，在时空上它们是有区别。

·我们人类所做的实验离不开光和自己的眼睛。为什么会有这么大的差别？

·测量光速有多种方法，看起来都是用几何光学的概念，是直线的、连续的几何关系，实际上，太阳光到地球不一定都是直线。通过时间和距离的测量，求出光的速度。不同的测量方法测出的值不完全一样。

·麦克斯韦方程组将光速看成是常数，也就是不变的。可是有人却说光速不变是爱因斯坦提出的，这就很奇怪了？爱因斯坦与麦克斯韦不是同一时代的人！

·光子是微观，电磁波是宏观，这两个不在一个层面！光量子，简称光子，是传递电磁相互作用的基本粒子，是一种规范玻色子，在1905年由爱因斯坦提出。光子是电磁辐射的载体，而在量子场论中光子被认为是电磁相互作用的媒介子。光子静止质量为零。光子以光速运动，并具有能量、动量、质量。有人认为爱因斯坦自己说的，他研究了一辈子也没有弄明白什么是光子！光子有偏振效应，光子可以绕射和散射吗？

（http://www.360doc.com/content/18/1126/11/11935121_797299815.shtml）

4)电磁波有近场、中场、远场之分别，光子有这种区别吗？

5)人眼睛里面的光，光与眼睛是怎样相互作用的？麦克斯韦认为眼球是变折射率透镜，这是用电磁波进行分析得出的，用光子能得出这个结论？视网膜上的视细胞有垂直细胞和水平细胞，如果光有偏振，这两种细胞是矢量相加减。用光子的理论是解释不了的。

6)视网膜上的视细胞有两种形状，在明亮区域是视锥细胞感光，在昏暗的区域是视杆细胞感光，只有光是电磁波才能解释这种现象。单一光子只能在昏暗的状态，当光子积累一定的数量才能进入视锥细胞。将光子和电磁波看成一回事是不能成立的！

7)郭光灿院士提出的三米以外能看见烛光吗？要解决这个问题，也必须天人合一。