普適性，普世性，普識性，等等“普”族詞彙近年變得相當普及，普通。至於什麼是普適性？什麼是普世性？有沒有區別？似乎還沒有一個被普遍接受的理解。但，至少在實證科學和宗教信仰兩個領域中，它們的意義還是清楚的。
在物理學中，universal 的中譯是，普遍的，萬有（引力）的，普（遍）適（用）的等，從來不用普世。普世的則是ecumenical的中譯，如普世教會，普世神學等。直到1989年出版的“辭海”中，只在“普世牧首”一處用到“普世”二字。
可見，普適等用於實證科學；普世用於基督教領域。
“科學月刊”（臺北）邀我在2011年11月號上寫了一篇文章，介紹中微子超光速實驗的意義。其中不可避免地涉及伽利略相對性原理的普適性。它是經典物理學的第一個普適性。趁此機會老調重彈，再說一遍這第一個普適性的來龍去脈，多少有助於瞭解甚麼是實證科學中所說的普適性，普遍性，甚麼不是。
薩爾維阿蒂的大船
1979年是愛因斯坦誕生一百年。在那前後一年多里，世界各地都在舉辦紀念活動，緬懷這位偉人。紀念活動的範圍，超出了物理界。臨近1979年3月14日，即愛因斯坦的百歲生日時，我在羅馬，住在林琴科學院 (Academia de Lincei)。它建於1603，伽利略是最早的成員之一。那裡是紀念活動的中心之一。
意大利國家第二電視臺（Rai2）的一個主題節目，是相對論觀念的起源。一般公認，1632 年出版的伽利略一書“關於托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話”（簡稱“對話”），包含有伽利略相對論觀念的最早起源。它是在以下的一段話裡：
把你和一些朋友關在一條大船的甲板下的主艙裡，讓你們帶
著幾支蒼蠅、蝴蝶和其他小飛蟲，艙內放一支大碗，其中有幾
條魚，然後，掛上一個水瓶，讓水一滴一滴地滴到下面的一個
寬口罐裡。船停著不動時，你留神觀察，小蟲都以等速向艙內
各方向飛行，魚向各方向隨便遊動，水滴滴進下面的罐中。你
把任何東西扔給你的朋友時，只要距離相等，向這一方向也不
比向另一方向更多用力。你的雙腳齊跳，無論向哪個方向跳過
的距離都相等。當你仔細觀察這些事情之後，再使船以任何速
度前進，只要運動是均勻的，也不忽左忽右地擺動，你將發現，
所有上述現象都沒有絲毫變化，你無法從任何一個現象來確定，
船是在運動還是在停著不動。即使船運動得相當快，在跳躍時，
你也將和以前一樣，你跳向船尾也不會比跳向船頭更省力。
這條船，俗稱為薩爾維阿蒂大船。薩爾維阿蒂是“對話”一書中的三個主角之一，他是哥白尼日心地動說的支持者。其觀點實際上代表伽利略本人。
薩爾維阿蒂大船中描寫的現象，是很平常的。在現代，凡乘過飛機的人都應當注意到，當飛機平穩飛機行時，無論飛行速度如何，機艙裡的水滴，蒼蠅、和魚（如果有的話）的行為同薩爾維阿蒂大船裡描寫的一樣。如果你一直沒有注意到這一點，下一次乘飛機時，你不妨帶一個寬口罐，再向服務員要一瓶水，做一做水滴實驗。
“尚書緯·考靈曜”之舟
Rai2的記者來林琴科學院訪問我，企圖為他的節目增加一點中國或東方的色彩。電視記者劈頭一個問題就是：
“中國與愛因斯坦有甚麼關係？”
中國與愛氏的直接歷史關係極少，愛氏一生中只有兩天算是在中國。1922年底，當愛氏從日本搭船去耶路撒冷時，在上海停泊了兩天，即年除夕12月31日和1923年元旦。愛氏在上海的活動，主要是在上海猶太人圈子裡。電視記者對此興趣不大。
後來，我告訴記者，薩爾維阿蒂大船描寫的現象，在中國是古已有之的。 “尚書緯·考靈曜”中寫有：
“地恆動不止，而人不知，如坐閉牖舟中，舟行而人不覺也。”
果然，這句古話提起了Rai2電視編導的興趣，他覺得有“賣點”。編導立即修改了腳本。按照原來腳本，薩爾維阿蒂的大船一段，由羅馬大學物理系一位教授講解，並以安諾河為背景拍攝。安諾河連接著佛羅倫薩和比薩，是伽利略長期生活並被監禁的地方。薩爾維阿蒂大船的原型，很可能就是安諾河上的航船。
修改後的腳本，“考靈曜之舟”一句話被放在薩爾維阿蒂的大船之前，因為“考靈曜”比“對話”早一千多年。電視編導也邀我去比薩，在斜塔前用中文念一遍“舟行而人不覺也”。4月初，我隨電視拍攝隊去比薩，完成了這個鏡頭。
薩爾維阿蒂大船和考靈曜之舟的差別
雖然，“舟行而人不覺”的意思同薩爾維阿蒂的大船一樣，在Rai2電視中又被排在薩爾維阿蒂的船之前，但二者有很大差別。薩爾維阿蒂大船中有伽利略相對論觀念，而“考靈曜”之舟中闕如。
上引薩爾維阿蒂大船一段文中字，包含兩部分，第一部分是描寫在大船中看到的現象，蒼蠅、蝴蝶，水滴和魚等等。第二部分——從“只要運動是均勻的，也不忽左忽右地擺動”……到“船是在運動還是在停著不動”——不是觀測到的現象，而是一種推測，猜測或假定。
第二部分中，“只要運動是勻速的，也不忽左忽右地擺動”一語，是條件，即所謂慣性參考系。“你將發現，所有上述現象都沒有絲毫變化，你無法從任何現象來確定，船是在運動還是在停著不動”，則是推測。這一理論推測被稱為為伽利略相對性原理。
推測強調“無法從任何現象”。即，無一例外地普遍適用。這就是普適性或普遍性。
一個具有（或假定有）普適性或普遍性的原理，應無例外地適用於所有情況。伽利略相對性原理斷言，在“一條大船的甲板下的主艙裡”的“任何現象”，“無一例外”地都不可能“確定船是在運動還是在停著不動”。
“任何現象”包括今天已知的現象，以及將來可能發現的現象。實驗檢驗總是有限的，不可能窮盡“任何現象”。所以，普適性不是經過了“任何現象檢驗”出來的“真理”。而是從有限的實驗（蒼蠅、蝴蝶，水滴和魚等）,推測或猜測的論斷。如果在將來發現的現象中，有一個不符合上述理論推測，伽利略相對論性原理就被證偽。一個反例就可以使一個普適性破功。
“尚書緯·考靈曜”之舟的陳述，只包含薩爾維阿蒂大船的第一部分，即描述一個已知現象—— “舟行而人不覺”， 而沒有薩爾維阿蒂大船的第二部分——關於普適性的推測或猜測。所以，考靈曜之舟不被認為是相對論觀念的一個起源。
薩爾維阿蒂大船與考靈曜舟之間的差別，不是偶然的。這要從五百年前說起。
哥白尼日心地動說
1492 年，哥白尼發表日心地動說後，曾受到當時天主教廷的強烈反對和壓制。這一段歷史很出名。宗教的壓制，主要是基於普世的教義。
從物理角度看，哥白尼日心論和托勒密地心論等都是物理模型，都是可質疑，可證偽的。圍繞哥白尼日心論的物理爭論與宗教壓制是兩回事。
贊同托勒密模型而反對哥白尼模型的人，對日心論的一個重要物理詰難是：如果真的是地動，而日不動，地球的運行速度會很高。在高速運行的地球上，哥白尼以及擁哥派們如何能穩穩地生活在地球上，而不被高速運行的地球甩掉？
擁哥派和反哥派雙方為“甩掉詰難”爭論了一百多年。
伽利略在寫“對話”時意識到，要徹底解決“甩掉詰難”，相對性原理的普適性是必不可少的。如果沒有普適性，在薩爾維阿蒂大船的甲板下的主艙裡，就有可能用“被甩掉”現象來“確定船是在運動還是在停著不動”。那也就有可能確定是地動還是天動。相反，如有普適性，就是斷言，不存在任何“被甩掉”現象。
伽利略相對性原理要求，所有物理動力學（飛蟲的，水滴的，或游魚的動力學）相對於“船是在動還是靜止不動”是不變的。或者，用更明確的物理語言說：在慣性參考系中，所有物理動力學規律，在伽利略變換（Galilean transformation）下，都是不變的。19世紀之前已知的物理動力學，的確都滿足伽利略變換之下的不變性。不存在“被甩掉”現象。
“考靈曜”一文中雖也有“地恆動不止”的想法，但無人執著於討論：“如果地恆動，你會不會被地動甩掉？。以至，“舟行而人不覺”並沒有觸發一場物理科學辯論，沒有導致普適性猜測。想來，就是現在，也只有不太多的人有興趣弄明白“為甚麼你不會被高速運行的地球甩掉？”。思考這類問題，常被譏為杞人憂天。相反，“不爭論”才是博大精深文化的精髓之一。
“猜測（想像）比知識更加重要”（愛因斯坦）。辯論和爭論則是導致想像和猜測的源頭之一。
C是普適的
到19世紀末，電磁和光學的動力學建立之後，愛因斯坦等物理學家很快注意到，在伽利略變換下，電磁或光的動力學並非不變。那末，只要在薩爾維阿蒂大船的甲板下的主艙裡觀察光學或電磁現象，就可能“確定船是在動還是停著不動”。果如此，光學或電磁現象就是伽利略相對性原理一個反例！ 為證實這個反例，有人認真去做光學或電磁實驗，以“確定船是在動還是停著不動”，或確定是日動還是地動。結果都失敗了。
矛盾重重，又開始爭論。
十九世紀末到二十世紀初，圍繞光學現象和伽利略變換，不斷地爭論-猜測，猜測-爭論，再爭論，再猜測。這是物理學史中的精彩一章。
愛因斯坦以狹義相對論解決了這個問題。他選擇的出路是，堅持伽利略相對性原理，放棄伽利略變換。在狹義相對論中，薩爾維阿蒂大船揭示的相對性原理依然成立。即，仍然可以說，在大船甲板下的主艙中，“你無法從其中任何一個現象來確定船是在動還是停著不動”。現在，“任何一個現象”也包括光和電磁現象。
在狹義相對論中，伽利略變換被放棄。而是假定，在慣性參考系中，所有物理動力學規律的不變性，不是對於伽利略變換，而是對於洛倫茲變換（Lorentz transformation）。洛倫茲變換中，包含參數c，即光速。如果光速無限大，洛倫茲變換就回到到伽利略變換。
相對性原理要求所有物理動力學相對於洛倫茲變換應是不變的。以此不變性建立的電子的相對論量子力學，預言有正電子存在。很快正電子就被發現了。所以，就正電子而言，先有基於相對論時空觀的理論，而後才有實驗和觀測。這是相對論時空觀普適性最成功的事例之一。
既然要求所有物理動力學相對於洛倫茲變換是不變的，光速c就會進入所有的動力學。譬如，著名的質（m）能（E）公式E=mc2，適用於所有自由粒子，無論是質子，電子，中微子，或者將來發現的粒子。
亦即，c是普適的。用任何現象測得的c，都應等於299792458 公尺/ 秒，不能大，也不能小。
因此，如果“中微子超光速”成立，那不僅是中微子粒子本身的問題。而是相對論時空觀的普適性的一個反例。所以引起高度關切。
從托勒密，到哥白尼、到伽利略，到牛頓，再到愛因斯坦，時空理論經歷的是典型的實證科學歷史：發展-被證偽-再發展-再被證偽…… “任何現象”，“任何粒子”的物理規律都無例外地符合時空性質。所以，普適性則是證偽的關鍵。
總之，普適性，普遍性，萬有性等是實證科學研究的一個框架，無關於宗教信仰。此語並非貶抑信仰，只是再次說明實證科學不能被信仰替代。在實證科學領域中，不應當用普世（ecumenicity）一詞替代普適，普遍和萬有（universality）。
2012年元旦，Tucson
□ 讀者投稿
華夏文摘 第一○八四期(cm1201a)