骑士的谢幕——马赫与玻尔兹曼的宿命对决

作者: 李轻舟

来源: 《德尔斐的囚徒:从苏格拉底到爱因斯坦》

发布日期: 2019-09-22

本文探讨了恩斯特·马赫与路德维希·玻尔兹曼之间的学术对决,分析了马赫的实证论与玻尔兹曼的原子论之间的冲突。文章回顾了历史上两位科学家的思想发展及其对科学史的重要影响,揭示了他们在科学哲学上的分歧,以及最终玻尔兹曼的孤独与悲剧。

返朴

所昭示给我们的,是一系列的高尚的心灵,是许多理性思维的英雄们的展览,他们凭藉理性的力量深入事物、自然和心灵的本质——深入上帝的本质,并且为我们赢得最高的珍宝,理性知识的珍宝。

——黑格尔《哲学史讲演录·导言》(贺麟、王太庆译)

下文为《德尔斐的囚徒:从苏格拉底到爱因斯坦》节选。中国科学院物理研究所研究员曹则贤称本书为“一曲真诚的哲人礼赞,既有对哲人的讴歌,也有对人类智识脉线的梳理。”

骑士——恩斯特·马赫,身后隐隐可见不列颠怀疑论宗室大卫·休谟与法兰西实证论宗师奥古斯特·孔德。他把科学的任务限定于用数学函数——“变量”之间的关系,对经验到的事物关系进行“表述”,遵循“思维经济原则”的“表述”才能通向“世界的固定不变性”,而那些基于因果关系的“解释”、那些对离开经验的“物自体”的迷恋,不过是形而上学的虚妄罢了。

在1883年出版的巨著《从历史批判角度展现的力学发展》中,马赫把“剑”指向了统治“理性帝国”两个世纪的“不列颠教宗”——伊萨克·牛顿。这第一“剑”,源自马赫早年的《论质量的定义》——“质量”,直到19世纪仍然是“物质的量”的同义词,是经典力学基座上的第一块砖、牛顿在《原理》中给出的第一个定义:物质的量是源于同一物质的密度和大小联合起来的一种度量。

与之密切相关的是“惯性”或“物质固有的力”:物质固有的力是一种抵抗的潜力,通过它每个物体尽可能保持它自身的或静止或匀速直线运动的状态。约半个世纪后,牛顿的代言人、拉普拉斯口中“万世师表”,列昂哈特·欧拉在《力学或运动科学的分析阐释》中给出定理:任一物体的惯性力正比于它所依赖的物质的量。

在随后的“证明”中,欧拉重构了质量定义:惯性力是任一物体中的一种力以保持静止或匀速运动状态。因此,它可以用施于这个物体的改变原来状态的外力来估量。实际上,随着历史发展,即使在那些还被称为“力学”的物理分支中,“力”被调用的机会也在日益下降。

最终,马赫选定的方案依托于牛顿自己的第三定律——与绝大部分人的印象不同,第三定律里根本没有或者说不需要“力”:每个作用存在总是相反且相等的反作用:或两个物体之间存在总是相等且指向对方的相互作用。借助可观测的加速度,马赫给出了质量的可操作定义——两个存在相互作用的物体,如果产生了相等且相反的加速度,则定义两个物体具有相等的质量。

马赫的第二“剑”,直接砍向虚无缥缈的“绝对空间”和“绝对运动”——牛顿提着他的“水桶”上场了:如果用一条足够长的绳悬挂一只桶,且桶持续转动,直到绳被拧紧,再注入水,且桶与水共同静止;然后,另一个力突然使桶反向转动,且绳舒张时,这个运动会持续一段时间;刚开始时水面是平坦的,与桶运动之前一致。然而此后桶通过逐渐施力于水,使水开始明显旋转,逐渐离开中心,并沿着桶壁上升,形成凹面。

马赫笑了笑,他用“剑”指了指头顶的星空——先生,引力!在马赫的体系里,牛顿期望中的“绝对运动”是在一个绝对的“虚空”中的孤立物体的运动,这是不可观测的、形而上的“彼岸世界”。桶中水可观测的离心趋势不过是相对于遥远的星空背景,驱动水离心的“惯性力”其实就是那些硕大天体对水的引力作用罢了。剩下的事情,就是建立定量的动力学关系了……

玻尔兹曼感受到前所未有的压力,在滚滚的时代大潮前,他选择了逆流而上,像一个“旧时代”的卫道士那样,捍卫古老的“还原论”——作用的背后有实体,现象的背后是本质!这确实是太古老了,甚至比苍老的苏格拉底还要古老……

玻尔兹曼将与麦克斯韦、马赫一道等待他们共同的“知音”,他为此付出了沉重的代价——时代大潮中孤独的逆流者,最终蜕变成一个孤立系统,他甚至察觉不到“知音”已经在1905年悄悄地登场,只有不断增加的熵,彻底的混乱,原子论的卫道士,古典时代的殉道者!

1906年9月5日,奥匈帝国治下的意大利杜伊诺。在一家小旅馆里,62岁的玻尔兹曼用一截窗帘绳索,换取了疲惫心灵永恒的宁静……

UUID: b18670b6-254c-4794-94ba-09c2a109a9e9

原始文件名: /home/andie/dev/tudou/annot/AI语料库-20240917-V2/AI语料库/返朴公众号-pdf2txt/2019/返朴_2019-09-22_骑士的谢幕——马赫与玻尔兹曼的宿命对决 展卷.txt

是否为广告: 否

处理费用: 0.0211 元