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標  題: [星空] 從蝙蝠俠到超人
發信站: 批踢踢實業 (2009/12/20 Sun 23:13:27)

【星空特輯】從蝙蝠俠到超人

•蝙蝠俠跟超人，雖然都能拯救世界，卻沒法拯救對方

                              圖文好讀版：http://case.ntu.edu.tw/blog/?p=1347

撰文 ∣ 張孟哲

　　在上一講的最後，一位小弟弟（在這裡暫時叫他王聰明）提出了一個問題：「如果光
子沒有質量的話，為什麼會受到重力的偏折呢？」經過了這一場吳俊輝教授的演講，我們
終於能依著這個問題的內在邏輯，提出另一個相似的、王聰明能比較容易理解的問題來說
明它：「如果超人真的這麼厲害的話，為什麼蝙蝠俠的父母被殺害的時候，他沒有出手拯
救他們呢？」

　　以相對論為基底的宇宙論作為一種新的科學，許多舊有的名詞和形容詞已經無法直接
套用在上頭了。從演講結束後觀眾的提問不難發現，許多問題的背後都帶有這種誤解，認
為它直接繼承了原本對於一般物理世界（幾乎可以等價為牛頓式的宇宙）的描述，所以無
法想像一些物理和數學上新的特性。

　　這種進展可以從一種認識論的觀點來解釋。一般對於事物性質的認識分為許多不同的
範疇，像是最基本的時間和空間。而在光速恆定的觀測結果上，宇宙間一道源自較遠處的
光線到達地球所需的行經時間會比較久，這兩者之間有一固定的關係。這種描述本身暗示
了能將「空間」與「時間」作一更高層次地抽象化，也就是演講中愛因斯坦提出的「時空
結構」。如此，一切巨觀的運動重新被定義為物體在時空結構上的改變，而導致運動改變
的能量和質量也在形式上統合了起來，形成了一種「時空-質能」的關係。這就是愛因斯
坦方程式的來源。

　　這種思維方式的跳躍並不是第一次出現。在牛頓力學中也有相同的過程，就是把物體
機械論式的運動和固有運動視為是相同性質的運動形式，從而將兩者統攝在「力」的架構
之下，發展出了萬有引力的理論。牛頓就是在這一點上超越了伽利略與笛卡兒，建造出了
他的力學體系。然而這還不足以解答王聰明的問題，為什麼光超出了古典力學的解釋呢？
牛頓不也發表了光學的理論嗎？

　　依照科學哲學家湯瑪斯．孔恩（Thomas S. Kuhn）的作品《科學革命的結構》裡的說
法，科學的發展是以一種「典範」（paradigm）為基礎而建立的。在不同的典範之間或許
有著相同的詞彙，但是彼此所指涉的理念是截然不同的。而科學的進展，也就是從一個典
範移轉到下一個典範之間的過渡，是以一種革命性的方式出現的，是一種名詞上的重新定
義。在我們的例子裡，也就是從布魯斯．韋恩變成克拉克．肯特。

　　也就是說，超人和蝙蝠俠處在完全不同的世界。它們之間或許有相似之處，或許總是
呈現一種正邪交戰而邪不勝正的爭鬥過程，但是雷克斯．路瑟不會去算計蝙蝠俠，而小丑
也不會打超人的主意（在此請忽略那些crossover的作品）。然而他們都是以人類社會為
背景舞臺，正如各種物理學說和宇宙觀的更替，它們可以建立在不同的根基、不同的思維
方法上，但是必然都相容於經驗所觀察到的現實世界，它們是同樣科學的。如果要作比較
的話，只是解釋力強弱上的差異。換句話說，差別在於適用的範圍不同。這也是演講投影
片中愛因斯坦身穿超人服，而不是蝙蝠裝的原因—超人比較厲害，而相對論能運用的範圍
更是前所未有地廣。

　　所以當我們在談到空間與時間的時候，想到的是古典力學式的說法；而在談論時空結
構時，使用的則是相對論式的詞彙。王聰明誤解的地方，是他把牛頓的「重力為加諸於一
切質量上的作用」，和「光線的路徑是空間幾何形式的呈現」的愛因斯坦式描述混雜到了
一起。在廣義相對論裡，重力，作為一種使物體產生加速度現象背後的抽象原因，並不是
建立在質量的大小，而是在於空間扭曲的幾何學架構上。這和牛頓對於重力的說法是不同
的。如此一來，這個問題就只是名詞定義上的問題，而不再是個現象上的矛盾。

　　所以到頭來，超人沒去救韋恩夫婦，是因為他無法跨越不同作品之間設定上的限制。
如果現在的場景是外星怪物正侵襲地球，而一對無辜的夫婦快被落下的石塊砸中的話，超
人肯定會立刻飛出來救走他們。這點就如同相對論擴展了我們在宇宙間的視野一樣，是毫
無疑問的。

　　另外作為結尾的附註，如果說「科學」指稱的是將「科學方法」應用到經驗裡的話，
那麼在這種方法之外得到的知識就無法被稱作是「科學」的，無論它的本質為何，或它在
直觀上是否合理。也因此只在演講頭尾部份出現蹤跡的易經思想，仍然只能像古典偵探小
說裡的中國人一樣，作為一種破壞規則而被禁止的存在，因為它缺乏一種普遍認為有效的
方法論。這或許是吳教授想讓易經哲學進入二十一世紀所要追尋的那失落的環節吧。


（本文作者現為交大電機與控制工程研究所碩士生，業餘科幻文學愛好者）

 CASE『2009星空協奏曲』演講「心與星的和鳴-天文宇宙理論篇」特稿

 責任編輯：MissZoe


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