与牛顿同时代的著名德国逻辑学家、神学家、博物学家戈特弗里德·威廉·莱布尼茨(Gottfried Wilhelm Leibniz)在物理学方面有一套截然不同的观点,并隔空对牛顿的结论提出了质疑。1715年,这两位声名卓著的思想家因微积分创立者之名卷入了一场旷日持久、火药味十足的跨国冲突(莱布尼茨率先公布了自己的理论,但牛顿在此前若干年就已独立创立了一套解决同类问题的方法,与莱布尼茨的版本仅略有差别)。牛顿和他的代理人控告莱布尼茨剽窃其成果。此外,莱布尼茨还公开批判牛顿的物理学理论,这也令他遭到了众多牛顿支持者的攻击。
幸好,彼时的威尔士王妃卡罗琳公主(Princess Caroline)——她本人也在学习哲学——同莱布尼茨以及牛顿的一批拥趸交情不浅,于是安排了莱布尼茨与塞缪尔·克拉克(Samuel Clarke)之间的公开通信,后者是牛顿的好友兼论战代言人。这批书信于1717年得到发表,在信中,克拉克捍卫了牛顿的时间和空间学说,并反驳了莱布尼茨的神学和哲学批评。莱布尼茨则在回应中坚持亚里士多德的时间论,尽管与亚里士多德不同,他否定时间真实性的主要原因是基于神学。
莱布尼茨对时间真实性的否定大体可归纳为以下几点:
◇时间不是物自体,因为如果时间是真实的,则它在任何时刻仍将仅以瞬间状态存在;但没有任何事物可以由瞬间构成(对此,亚里士多德在回应芝诺问题时已经解释过)。如果时间不能由瞬间构成,那么是由什么构成的呢?既非物质或能量,亦非(如克拉克一度提到的)“非物质的精神”,则还能是什么呢?
◇牛顿把时间和空间含糊地指称为上帝的“造物”。莱布尼茨指出,如果时间是物自体,且上帝在时间“之中”,则意味着上帝的存在依赖于时间的存在。而上帝既是完满的,就必然是完全自在的。
◇如果时间是独立存在的,就会有这样一个问题:上帝为何要在某时而非彼时创造世界。上帝是完满的,他不可能做出无理由的行为,也就是说,他决不会心血来潮。但(正如奥古斯丁曾指出的)如果说时间为上帝而存,则将无法解释为何他选择在某个虚空时刻开创万事万物,而非在另一个时刻。因此,这种时间概念必然为谬。
对于绝对空间,莱布尼茨也给出了类似观点。绝对空间必得由点构成;上帝若在空间之中,则意味着他依赖于空间;绝对空间意味着上帝必须要对整个宇宙的方向和位置做出随机选择——朝向哪里?向东还是向西?把世间万物安放于此,还是往右挪动三尺?(www.daowen.com)
莱布尼茨的主张是把时间和空间概念作为一种维系各事件和物体的关系。他不是实在论者,否认时间是物自体。他也非奥古斯丁式的理念论者,他把时间关系看作对世界的科学的、数学的阐释范畴。因此,我们将莱布尼茨归入关系论者之列,与亚里士多德为伍;二者主要的区别在于,莱布尼茨和奥古斯丁一样,坚信时间的本质归根结底乃是基于世俗现实主义和宗教教义的冲突。
作为对莱布尼茨辩驳的回应,克拉克指出,无论是从日常角度还是科学层面,时间都可看作一个“量”(也就是可以测量,可多可少的东西)。他还指出,莱布尼茨忽视了绝对运动的经验证据(比如转动效应),而这种经验证据也反过来体现了绝对时间。
莱布尼茨痛恨绝对运动的观念。试着想象,整个宇宙都在以相同的速度向着同一个方向做(绝对)运动,比方说,宇宙万物皆以每小时5米的速度向左飘移。莱布尼茨认为,这种情形与绝对静止状态之间并没有实质区别。绝对运动的概念看似区分了上述两种状态,实则恰恰体现了该概念含混不清。理由有二:其一,上述两种状态之间的区别并不可见;其二,上帝没有理由对状态一或状态二有所偏好。因此上帝不会毫无道理地选择其中之一。
然而,正如克拉克反复指出的,莱布尼茨未能对牛顿旋桶实验中水的离心效应做出令人信服的解释。对此,莱布尼茨只能说这是旋转运动的本质,它展现了其他运动所不具有的作用力。牛顿的定律及其万有引力假设极好地解释、预测了人们观测到的现象。莱布尼茨对运动自有一套理论,在此我们不做深入研究,但可以说,他的理论在说服力和预测结果上都逊色不少。
牛顿对时间的笃信缘于时间的度量作用。但在他的理解中,时间究竟是什么?他更多地提到时间做什么(例如,“流动”,或过去,或流逝),而非是什么。在讨论时间的本质时,这一点就越发明显。这其中部分原因在于,关于空间的问题往往指向“空间是真实的吗”,而关于时间的问题则往往指向“时间真的流逝吗”,而非“时间是真实的吗”。但其实后者才是关键所在。如果我们想合理地把时间当作一种流逝的东西,就先得把它当作一种东西,至少是某种意义上的“东西”。“空间是真实的吗?”这个问题已然相当棘手,时间的问题则更难回答。从某方面而言,我们不难把空间泛泛地想象成一种介质——好像某种不真实的汤汁,而我们都像炸面包块那样漂浮在其中。但关于时间,我们可以从现实世界中找到什么类似的(哪怕是含混不清的)描述呢?既然无法把时间作为一种东西来理解,既然牛顿未能回答时间的本质,且他提出的物理学定律又同绝对时间的存在密切相关,我们如何能全盘接受他关于运动和引力的理论呢?
后牛顿时代的物理学或可解决这个问题,其方法是用相对时空的概念替代牛顿的绝对空间和绝对时间。为了理解时空的现代概念,以及它何以帮助我们确定是否真的有时间这么个东西,我们要先了解一下牛顿物理学是如何被爱因斯坦的相对论取代的。
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