我自身的科學哲學觀點，大部分是在思考相對論時與牛頓力學時產生出來的。後來發現，我的觀點與孔恩（Thomas Kuhn）還蠻類似的。不過這篇文章的重點不是孔恩說了什麼，而是我的觀點是什麼，以及為什麼我會走到這一步。既然與相對論有關，還是得講講自己對相對論的一些理解，這得從等效原則開始談起了。
一切的源頭始於亞里斯多德。他認為重的東西掉落的比輕的快。當然，這很符合直覺，不過在十六世紀末十七世紀初時，伽利略以實驗證明了這是錯的。他發現物體掉落的加速度與物體本身的質量及組成無關，這個發現導致了第一個等效原則 -- 弱等效原則的產生: 自由落體的運動軌跡只與初始位置與速度有關，而與其組成無關。後來牛頓力學誕生，其中一個核心概念是慣性座標系。慣性座標系是相對於宇宙中某個靜止的點，既不轉動也不加速的參考座標。因此，相對於某個慣性座標系，若物體有加速度，則必然受力（靜力不為零）。在牛頓力學中存在一個隱藏的假設: 這世界上存在著某個絕對而至高無上的標準。在運用牛頓力學前，我們必須先確定自己採用的座標系是否為慣性系，因為牛頓力學只成立於慣性座標系。而這種判斷，也只能透過與其他座標系的比較而得。然而，我們又如何能知道我們與之比較的座標系為慣性系？仍是得透過與另一座標系的比較。終究，我們必須假設這個絕對而至高無上的標準存在於世界某處。若不假設這個絕對的存在，對於任何的座標系，我們均無法判斷是否為慣性系。若我們無法確定座標系是否為慣性系，則牛頓力學便成為無法應用的空談。整個牛頓力學，是根基在這個價值觀上的。這個價值觀，也與牛頓自身的宗教信仰相符合。
時光飛逝，十九世紀末二十世紀初時，電磁學遭遇了重大的困難。當伽利略座標轉換運用在推導等速運動的慣性座標系中，電磁波的波動方程時，發現波動方程的形式在等速運動的慣性座標系竟然會改變！（會多出兩項，其中一項還有對時間的一次微分，這個一次微分項應該會導致電磁波的damping。）這個問題，可能源自於幾個方面:
1.馬克士威爾方程式有問題
2.伽利略座標轉換有問題
3.馬克士威爾方程式僅成立於某種特殊的座標系（在此座標系中以太必須是靜止的，以太為一種假想性的物質，作為電磁波傳播的介質。）
4.在不同座標下，物理本來就會不同
選項四首先排除，因為這等同於否認了科學的普適性。然而在過去的幾百年中，普適性並沒有什麼問題，至少我們的科學發現在地球的任何一個角落都是成立的。況且，若否認了科學的普適性，則無異於承認我們只能探索四週的小角落，發現整個宇宙的本質是不可能的。因此，無論從過去的經驗，或是人類自身的情感，選項四都是讓人無法接受的。選項一與二也同樣令人難以接受，畢竟電磁學與古典力學長久以來在許多方面都得到了驗證。因此，當時大部分的物理學家認為問題應該是出在選項三。有許多實驗被設計出來，企圖找出這樣的座標系，最有名的是Michelson-Morley的干涉儀實驗，然而這種嘗試卻失敗了。於是，問題回到了選項一與二。
我不清楚當時有多少科學家認為問題是出在選項一，不過愛因斯坦、Poincare、Lorentz這幫人等認為問題大概是出在伽利略座標轉換。找尋絕對參考座標系的嘗試失敗（Michelson-Morley的干涉儀實驗），可能是因為這樣的座標系本身就不存在。若如是想，則問題出在古典力學的機率就會大些。當然，這是我在這邊事後諸葛，他們實際上怎麼想，我不知道。從這條路走下去，愛因斯坦提出了一個假設: 所有物理定律的形式，在任意的慣性座標系下都應當是相同的（例如說，經過伽利略座標轉換所造成電磁波波動方程的改變是不被允許的。）這個假設否定了絕對慣性座標系的存在。配合著另一個假設 -- 光速恆常，愛因斯坦於1905年發展出了狹義相對論。
*我對選項三的一個評論: 這種看法是，波動方程式形式的改變，僅反應了此種慣性座標系是「不好」的。例如說，在太陽系質心與地球質心上均有辦法給出太陽系星體的運動方程式，只是以地球質心為參考點給出的運動方程式會非常複雜。儘管兩者形式不同，但做出的預測都是相同的。然而考慮到物理特有的美感 -- 簡單，我們會傾向在太陽系質心座標上解決這個問題，而地球質心則是「不好」的座標系。從這邊衍伸到天動說與地動說之爭，我認為存在於這兩者的，並不是對與不對的問題。畢竟，不論是以太陽的觀點，或是地球的觀點，我們都有辦法給出天體運動的描述。當然，木星衛星的發現否定了地球在天動說世界觀裡的特殊地位。但是，純粹就托勒密的天體模型來考慮，以此種方式建構出精確的星體運行模型並不是不可能，只是會相當複雜，而此種複雜度已經超出我們所能容忍的程度。因此，捨棄天動說而傾向地動說是很合理的。若從模型的複雜度繼續談下去，我認為今日的基本粒子模型面臨到了類似的困境。隨著高能加速器一個個被建造出來，撞出越來越多新粒子。粒子的種類，已經多到有點令人難以忍受的地步，而弦論則給出了一個很好的解決方案（雖然當初只是為了解決強作用的問題）。在弦論裡，所有的基本粒子都被認為是弦的某種震動態。這個點子非常棒，只是，為什麼是弦？為什麼不是其他的東西？（你也許會說M-theory，但M-theory也沒有提出為什麼是membrane的理由。）只要缺乏哲學這一層的解釋，我認為弦論永遠只回答了一半的問題。不過諷刺的是，雖然我本身是學相對論的，但我認為所有以相對論為基礎的理論（像是弦論），都無法帶領我們到宇宙最終的答案，以量子力學為基礎的才有辦法。不過，這只是我個人毫無根據的猜測，僅憑自身的直覺。
讓我們再回到相對論的發展。後來愛因斯坦觀察到，我們無法區分重力與一般的加速度。例如一個在自由落下的電梯裡的人，是無法察覺自己究竟是靜止在一個遠離任何重力源的座標系（慣性系），還是在某個重力場裡做自由落體運動（受力）。相反的，一個在以1g（地表的重力加速度）加速的密閉火箭中的人，無法分辨自己究竟是在地表（受到重力），還是在一個加速的火箭中（受到加速度）。在此加速火箭中的人測量一個靜止在慣性系物體的加速度，應等於靜止在地表的人測量到自由落體的加速度。也就是說，測量絕對加速度是不可能的（絕對加速度是相對於慣性系而言的），因為我們無法知道自己的座標系究竟有沒有加速度。由此，愛因斯坦提出了重力與參考座標系的加速度其實是等價的[註1]，這就是愛因斯坦等效原則。（以現代的術語來說，應該是在「局部」慣性系[註2]中，對於非重力現象[註3]的觀測，其物理結果相同。）以狹義相對論為基礎，配合此等效原則，愛因斯坦發展出了廣義相對論。狹義相對論之所以稱為狹義，是因為在該理論中等效原則只應用在慣性座標系（所有慣性座標系等價）。而在廣義相對論中，等效原則擴展到所有座標系。自從幾何的語言導入廣義相對論後，重力便不再同牛頓力學中被視為一種力，而是被視為一種幾何現象。
*註1: 愛因斯坦說重力與參考座標系的加速度等價，指的重力其實是uniform gravitational field。在一般的情況，還是有辦法區分重力與加速度的不同。假如我們讓兩個物體自由落下，這兩物體會朝著地心前進。若我們跟著兩物體一同自由落下，會發現兩物體之間的距離會慢慢縮短，儘管兩物體（除了重力）沒有受到其他任何外力。這就是潮汐現象，是重力產生的一個很重要的效應。與這相反的是愛因斯坦場方程式中的宇宙常數項。觀察這個宇宙常數項在場方程式中的表現，我們可以發現它會讓宇宙中任意兩點間的距離慢慢加大，跟重力源引起的現象恰恰相反，因此被視為反重力的來源。
*註2: 所謂的局部，在數學上來說是點周圍無限小的區域。但在實際上，局部的定義除了跟自身所在的位置有關，還與實驗的測量精確度有關。假如實驗的精確度很高，可以測到微小的潮汐現象，那麼慣性座標系的區域就很小。若精確度很低，則局部慣性系的區域就很大。所謂的局部在實驗上來說，是以測不到重力的範圍定義的。
*註3: 在愛因斯坦等效原則之上，還有一個強等效原則，其內容為弱等效原則再加上”在局部慣性系中，對於「所有」現象的觀測，其物理結果相同”。不過愛因斯坦的重力理論也滿足強等效原則，也是目前所知為一一個滿足強等效的重力理論。其他的重力理論像是Brans-Dicke theory，只滿足愛因斯坦等效原則。只有滿足強等效的重力理論，才有辦法處理self-gravitating systems的問題，像是星球或銀河。愛因斯坦等效原則就我所知到目前為止由於其敘述的精確度，仍然有爭議。爭議的點在於，既然等效原則說我們無法區分出重力與加速度，那我們又如何能真正區分何者為重力實驗，何者又為非重力實驗？
講了這麼多，只是想將牛頓力學與相對論間的根本差異說明清楚。以相對論和牛頓力學的例子來看，雖然牛頓力學解釋現象的能力略遜相對論一籌，但這無損於牛頓力學的價值 -- 絕對時空的世界觀。以牛頓力學在某些面的失敗來批判該學說，甚至說牛頓力學是錯的，我是認為太過大驚小怪了。與理論內含的價值觀相比較，那都是枝微末節的事情。牛頓力學與相對論之間根本的差異，並不在於水星每世紀43角秒如此微小的異常進動、轉動的物體會產生類似磁場的效應、光線彎曲，或時間延遲等現象。這些新預測的現象當然很重要，但真正造成兩者分歧的還是相對論徹底否定了牛頓力學所抱持的絕對時空觀點。說個題外話，聽說愛因斯坦是信神的。但是擁有這種信仰的人卻否定了這世上有絕對的標準，豈不令人玩味？個人竊以為，要不愛因斯坦沒有察覺自身價值觀的矛盾，要不就是他心中所謂的神，與一般大眾的理解非常不同。
現在，我想嘗試問一個問題:「如果今天愛因斯坦不曾存在於人類的歷史中，那我們還會不會有相對論？」雖然相對論的誕生肇因於古典力學的失敗，但就邏輯來論兩者的發展，我看不出從牛頓力學到相對論的必然。邏輯的關係建立在兩者價值觀的對立還說得通（絕對時空 vs.相對時空）。然而，在牛頓力學裡，重力被視為一種力，但在相對論裡卻被視為一種幾何現象。請問，力與幾何現象有什麼關連？除了歷史上的巧合，沒有任何證據顯示牛頓力學必然導致相對論。我不贊同相對論是牛頓力學的延伸或擴展這種看法。再者，縱觀整個科學的發展，以往被視為真理的信念，有許多都被推翻了。由古觀今，就算（目前）沒有發現任何問題，我們又如何能確定現代的科學理論就是真理？任何一個科學發現，以真理來看待是非常危險的，說很接近真理也是十分可疑。讓我們假想一個狀況: 若相對論在牛頓力學的同一個時代被提出來，會發生什麼情形？以當時的技術，兩者都會符合對自然的觀測，我們無法判斷兩者在預測自然能力上的高下。若是如此，這個世界的時空究竟是絕對的還是相對的？重力究竟是力還是幾何現象？兩者所抱持的世界觀座落於光譜的兩端，我們究竟應當擁抱哪個理論？在這種情況下，人類是無法做出何者為是何者為非的判斷。當然，歷史已經發生，這個問題的答案永遠是個謎，但是我無法否認這種情況發生的可能性。因此，科學的發現，僅只能作為人類理解世界的一種觀點。若以科學的目的 -- 發現世界來論，則科學永遠是進步的，因為我們不斷地揭露了世界的新面貌。但若以相對主義這樣的角度看待科學的發展，其實無所謂進步不進步的問題。因為觀點之間沒有任何邏輯關連性，從觀點到觀點間的過渡是不連續的。觀點之間也不存在優劣的價值評判，觀點僅僅做為觀點而存在著。
縱看繪畫技法、音樂形式、或是文體的發展，也是類似的情況。某一種表現的手法走到山窮水盡時，另一種手法就會取而代之，但新舊之間的轉換並不存在著必然性，因為我們無法排除可能有數種新手段均有辦法達到目的。而且，不同的技法、形式、文體之間也不存在高下之分。印象派好，就能說寫實派不好嗎？唐詩好，宋詞就不好嗎？
比較科學與藝術，我認為兩者在本質上並無不同，都是人類對世界的一種觀感。雖然科學的理論必須符合觀測，此種客觀的要求，但理論真正得以奠基的，卻是主觀的價值。儘管藝術讓人類的主觀任意馳騁，但也不是漫無邊界的。繪畫總得受到顏料與畫具的限制、音樂總得受到樂器的限制、文學總受到文字的限制。不管是科學或藝術，人類只能在它們自身的限制之下表達自己的看法。
體會到相對論的世界觀，而這世界觀又反過頭來深刻地改變了我自身的價值觀。在學習過程中所形成的態度與觀點，很難不內化為自身的行為準則。相對論中這種否定絕對標準的信念，讓我認為對於世界上所有的價值觀，包括道德、思想、主義、制度、宗教等等，均不存在絕對的評判標準。去辯論某種行為究竟好不好、比較思想主義間的優劣，我認為都是毫無意義的。對於一個行為，只要去思考自己要不要這麼做就夠了。當然，我有我自己的觀點與價值判斷，但我不想將自己的標準強加在別人身上，也不想讓別人將他們自身的價值套用在我身上，就讓各自的觀點存在各自的心中。我只想這樣自由的活著，這就是我。
