宋代詩歌中的相對論 ——古詩新讀系列之一

　　我們所能擁有的最美好的經驗是——對神秘的體悟。它是一種最基本的情感——挺立在真正藝術和真正科學的源頭。誰要是體驗不到它，不再有好奇之心，不再對這個世界感到驚訝，那么他就無異于行尸走肉，他的眼睛就是瞎的。——愛因斯坦《我的世界觀》

The most beautiful experience we can have is the mysterious. It is the fundamental emotion which stands at the cradle of true art and true science . Whoever does not know it and can no longer wonder, no longer marvel, is as good as dead, and his eyes are dimmed.——Albert Einstein：The World As I See It

　　“敏捷詩千首，飄零酒一杯”（杜甫《不見》），無論世事如何地不如人意，我們的詩人大都有一顆敏感的心靈，敏銳的眼睛，精致的語言，精當的筆觸，傳遞出對周遭這個世界的感悟和認知。不經意之間，詩性感發可以甚至與后世的科學道理有相通之處。或許這就是《周易·系辭下》所謂的：天下同歸而殊途，一致而百慮。

一個二十七歲的詩人

　　政和七年（1117）的晚春，宋代詩人陳與義乘舟走汴河這條水路，經襄邑返回汴京（河南開封）。

　　四年前，二十四歲的陳與義以太學上舍（宋代太學分外舍、內舍和上舍，學生可按一定的年限和條件依次而升）充任開德府教授一職，任滿三年后又小住數月，這才返京接受新的任命。

　　此番進京，如能再沐皇恩之浩蕩，仕途之上即可大有作為。想必此時的詩人的心境是澄澈的，充盈的，蓄勢待發的。于是就有了下面這首詩：

襄邑道中

飛花兩岸照船紅，百里榆堤半日風。

臥看滿天云不動，不知云與我俱東。

　　襄邑，宋代縣名，屬開封府，在汴京城東南一百余里，汴河從邑境流過。詩中所謂的“飛花兩岸照船紅，百里榆堤半日風”，寫的就是放舟其中的情境。榆堤就是長滿了榆樹的河堤。

　　兩岸有樹林，有花叢。陽光是燦爛的，花是紅的，心情是快樂的。

　　心情好，又順風順水，既瀟灑，又俊爽。

　　接下來，詩人寫到了云，寫到了“我”，在感悟兩者動還是不動的問題。

　　這就涉及到了相對論中的參照系。

“洛倫茲轉換”

　　1589年，伽利略提出了相對性原理：兩個任意作相互勻速直線運動的參考系，無論我們在哪個參考系中考察，物理學規律完全相同。1904年，彭加勒指出——相對性原理應該對整個物理學都有效。愛因斯坦于1905年在《論運動物體的電動力學》中提出兩個假設：

　　一、光速恒定的假設

　　二、狹義的相對性假設

　　根據這兩條假設，愛因斯坦對時空觀念進行全新的分析和解釋，包括所謂的“洛倫茲變換”。而整個狹義相對論即是以“洛倫茲變換”為基礎。

　　下面，我們來了解一下“洛倫茲轉換（Lorentz Transformation）”。

　　洛倫茲（Lorentz），荷蘭物理學家，最著名的理論主張是：高速運動的參照系與靜止的參照系，兩者在時間和空間坐標上存在一種變換形式。

　　根據洛倫茲變換和相對論可以推知：如果兩個觀察者，他們之間有一個相對速度，對一個觀察者有同時性的兩件事，而對另一個觀察者則未必具有同時性。這被稱之為同時相對性（Relativity of Simultaneity）。

誰在飛，誰在動？

　　為描述物體的運動，首先需要建立參考系。參考系的基本要素是空間坐標和時間坐標。按照經典物理學，空間坐標和時間坐標是相互獨立的。但按照相對論，二者應該是有關聯的。

　　正是由于這一相關特性在，我們選擇不同的參考系，測量的結果必將有所不同。舉一個例子：在一個參考系中，兩個事件A和B是同時發生的；但，在與這個參考系有相對運動發生的參考系中，測定這兩件事，則它們是不會同時發生的。

　　以此為基礎，我們來分析這首詩。

　　第一個問題：誰在飛？

　　暮春時節，落紅繽紛，此即詩句所謂的“飛”。由此來看，是“花”在飛。花的飛，即便有春風拂動，也是斜向的，舞動的，走一個落墜之勢。這個參考系是靜止的堤岸。

　　行船快捷，半日百里，自船中打量夾岸紅花，目不暇接，此亦所謂的“飛”。這是船在“飛”，是船上的人在“飛”。參考系是一個高速運動的船體，而在其中的詩人分明感受到的是花在飛。這個飛的運動大方向是線性的橫向移動。

　　暮春花落，弱柳扶風，船行水上，是同時的，在不同的參考系中，它們好像又不是同時的。

　　第二個問題：誰在動？

　　作者靜臥船艙，斜倚小幾，仰望天空，覺得滿天云朵一動不動。其實，并不是云不動，而是相對靜止。

　　在這里，船與云大約以相同的速度運動。如果以船為參照物，云是相對靜止的。而置身舟中的作者，則是絕對靜止的。小舟疾行，人也隨之迅行。云、舟和舟中的人，三者方向一致，速度相近，所以作者仰望天空，看到的云是相對靜止的。

　　假設變換視角，以河岸為參照物，風推送河中的小舟，也收動天上的白云。天上白云飄飄，河中人隨小舟悠悠，三者其實都在動。

　　中國的古詩，就像蘇聯導演愛森斯坦評價中國的山水畫一樣:“只看到單一的深度，而讓人的視點沿著整個全景伸延開去,使得山和瀑布都象向我們移動。”