狭义相对论与科学决定论之间的不相容

第五节　狭义相对论与“科学”决定论不相容

依据爱因斯坦的狭义相对论，一个事件A的过去光锥和未来光锥将时空间分成三个区域（如图3－1所示）：A的未来光锥的内部区域代表的是该事件的绝对未来，这是所有可能发生在A时空点上的事件影响的事件的集合；过去光锥内部区域的点是A的绝对过去，它是所有可能影响事件A的所有事件的集合；空间—时间的其余部分即是除A的将来和过去光锥之外的所有事件的集合，这一部分的事件既不受A的影响，也不能影响A。

图3－1^[27]

为了讨论的方便，波普尔将图3－1简化为图3－2：

图3－2^[28]

波普尔还利用狭义相对论证明了从内部来预测未来的不可能性。为了看到这一点，让我们假定我们位于顶点A（如图3－3所示），希望当它到达时空点B时，我们能对所处的系统中的事态做出完全的预测。显然，我们做不到这一点。因为有一些点，例如P，在A的过去锥体之外，但却在B的过去锥体之内。这就意味着P可以影响到B，但不能影响到A，即处于A时我们不可能对P处的情况有任何了解。但处于A的我们要完全准确地预测B，我们就必须要知道P的信息。因此，要对我们所处的系统在时空点B时的事态做出完全的预测是不可能的。

同样以图3－3中的情况为例，A是我们的现在，B是人们要对其做出预测的时空点。人类科学家无法做出预测。但是我们假定有一个拉普拉斯之魔能够得到对于充分大的（但有限的）空间区域，即对于在狭义相对论的意义上可以说“同时的”某个区域在某一瞬间的所有初始条件。在图3－4中，这个区域由线段C表示。(www.xing528.com)

图3－3^[29]

图3－4^[30]

显而易见，为预测B处的事态，线C至少必须到达表示B的过去的虚线。我们可以假定它超出了这条虚线，因而C表示魔鬼得到了关于它的完全的信息的区域。现在既然有了这个区域，这种理论就使我们可以找到一个时空点D。从这种理论的观点看，该点是魔鬼在接受信息时可能所在的最早的时空点。D将处于这样的位置，即B属于D的过去。这就意味着，魔鬼在计算B处的事态时，他所做的是倒推而非预测——按狭义相对论来说。或者换言之，如果我们试图把拉普拉斯之魔引入狭义相对论，我们就发现，我们可以从魔鬼的信息域计算魔鬼的时空点D的下界，我们进一步发现魔鬼仅计算了它自己的过去内的一个事件。

如果使线C在两个方向上都无限长——这就把我们有限的魔鬼变成了无限的魔鬼——那么我们就发现魔鬼的确能够计算任何事件。之所以如此，是因为按照这种理论，他处于无限的未来，结果任何事件都属于他的过去。

因而狭义相对论的魔鬼不再是拉普拉斯的魔鬼，因为这个魔鬼与拉普拉斯的魔鬼相反，他不能够预测，他只能倒推。

总之，狭义相对论自动地把我们——或者魔鬼——能拥有关于它的一些明确信息的每一个事件都变成了属于我们的过去——或者属于魔鬼的过去的事件。因此可以说，根据狭义相对论，过去是原则上可以被知道的那个区域；未来是尽管受到现在的影响然而总是“开放的”那个区域：它不仅是未知的，而且原则上不是完全可知的。因为倘若成为完全已知的，甚至被魔鬼所知，它就会成为魔鬼的过去的一部分。因此狭义相对论尽管具有“初看上去的决定论的性质”，却不能被用来支持“科学”决定论，原因有两个：第一，从狭义相对论本身的观点看，“科学”决定论所要求的预测必须被解释为倒推；第二，作为倒推，从狭义相对论的观点看，它们似乎是在被预测系统的未来被计算的，因此不能说它们是在那个系统内被计算的，它们没有满足从内部的可预测性的原则。