我们面对的大千世界,万事万物变化无穷,很多事情看似偶然,却又实为必然。在科学的发展史上亦如此,无论正确的理论还是错误的理论,它的产生和存在都有它的背景和条件。但是,一切理论或者假设都必须要经过实践、时间之检验,才能成为真理。一个理论或者猜想,随着时间的流逝,被肯定或否定、亦或否定之否定,总之真不变假、假不成真,只有真理才能永存。
相对论是二十世纪初发明的理论,已经过去100多年了,如今仍雄踞物理学之巅。但是,百年之初相对论问世伊始并没有得到人们的认可,光以太实验的实验者迈克耳逊(1852-1931)曾亲口对爱因斯坦说,他自己的实验引起了相对论这样一个“怪物”,他实在是有点懊悔。就连被爱因斯坦一直称之为相对论先驱的马赫(1838-1916),也声明自己与相对论没有关系。另一位大名鼎鼎的相对论先驱----洛仑兹(1853-1928),尽管他的变换被纳入了相对论,但他本人一直都不承认相对论。
1919年11月6日在英国皇家学会那场“日食”观测报告会上,爱丁顿爵士作了关于光线在太阳表面弯折的报告,起到了人们对相对论认识上转折的效果。当时欧洲、美洲的报纸连篇累牍地刊登了关于相对论的评论。在没有经过正式的科学检验的情况下大众媒体的介入,开辟了在科学领域中大众媒体推波助澜不正常的先河,紧接着也有一些科学家撰文支持相对论,一时间风云突变,全世界对相对论态度开始发生转变。
当时的二十世纪之初工业化不断地创造着奇迹,相对论的匪夷所思的时空概念,既迎合了大众梦想也迎合了时代的需要。再则由于相对论应用了高深的数学推导过程,还有光线在太阳附近弯曲的旁证,也让人们觉得不对也说不出所以然。反对者虽然不认可,但是也拿不出什么确凿的理据来反驳。事情就是这样,当这些条件具备了,结果就是必然。
随着岁月的流逝,一代科学大师们相继淡出了历史的舞台,反对的声音自然越来越弱。从物理界来讲,长期以来没有人能拿出取代或者抗衡于相对论的理论,也不能进而形成争论的局面。相反,所谓的“证明”又频频得手,使得本来一个需要严格论证的问题又不得不被搁置,久而久却变成了假设俗成,相对论并没有经过正常的检验,便获得了主流科学界的从反对到沉默,从沉默到认可。事到如今,反对相对论者除了极少数学者之外,剩下的基本都是业余的散兵游勇。科学共同体也认为根本不值得和这些反对相对论者一辩,任其自生自灭,这一切便铸成了今天这种奇特的相对论现象。
相对论和经典力学的分歧点在哪里,相对论说电磁理论不能放到牛顿力学的框架里。然而真正的分歧点是:经典力学认为运动的物体长度不变,而洛仑兹和爱因斯坦认为运动的物体长度会变短。相对论的要点就在于洛仑兹收缩概念,有了洛仑兹收缩,洛仑兹变换以及其它相对论效应自然得出。至于相对性原理假设也只不过是装饰的需要,无论推导洛仑兹变换还是推论“钟慢、尺缩”都不需要相对性原理。光速不变原理也不是洛仑兹收缩所需要的,爱因斯坦在推论“钟慢、尺缩”的过程中,凭借光速不变原理只能达到“钟慢”,没有“时钟是时间”这个概念为条件,也得不出“尺缩”。然而,相对论称两个假设是演绎相对论的根本条件,是不可证明的公理,误导人们百年。
对于两个物体相对运动这么简单的一件事,伽利略、洛仑兹、爱因斯坦和本书中设计出的新相对论,有不相同的四种解释。由于人们的立场、观点和方法不同对客观世界的认识自然也不同,对于同一个确定的对象会产生多种不同的认识。但是,其中只能有一种认识是正确的,即只能有一个真理。真理的标准不是哪个伟人、名人所说,也不是时代的需要,真理只能是人们对客观事物及其规律的正确解读。与客观现象本来面目相符合的是真理,反之则是谬误。
科学家的任务是把复杂的问题简单化。爱因斯坦也说过:“逻辑简单的东西,当然不一定是物理上真实的东西。但是物理上真实的东西一定是逻辑简单的东西,①”从科学的本质上讲,简单性原则符合科学的本质。当面对同一个确定对象,有简单陈述与复杂陈述,有简单理论与复杂理论的时候,简单性原则成为科学家们评价和选择理论的一种标准。这也符合著名的“奥康姆剃刀②”原则。简单性原则现在已经作为一条方法论原则,适用于所有的科学理论。对于描述物体相对于观察者的运动,科学的认识论和方法论指引我们选择伽利略变换为合理的结论。
①《爱因斯坦文集》第1卷.许良英等编译.商务印书馆,1976年第380页。
② 奥康姆(1285?~1349?)14世纪影响最大的英国哲学家和论辩家。提出了中古时代的“经济原则”或称“极度节俭法则”,即“没有必要不增加实体”。运用其法则,对事实的解释,尽可能避免使用假设。由于奥康姆径经常提及这一原则并且运用的无比锋利,因而获得“奥康姆剃刀”之称。
历史的经验也告诉我们,自然界之奥秘可以使人类耗费漫长的时间去探索,但是,一旦形成理论,它必须是形式简洁、优美,道理简单,可以理喻。如果是人们穷尽毕生精力都无法解读的“理论”,只能说明这个“理论”并没有认识到事物的本质,也绝不是科学的。
我们可以把物体相对于观察者的运动看做为2个人的游戏,在2个人的游戏之中是没有办法结束争论的。可是物体没有话语权,观察者无论说什么都是正确的,游戏的正确性即科学的理性也就消失了。因此“科学必须是有3名参与者的游戏③。”这个第3名是指游戏的规则,这个规则应该是客观的自然的规律,用来规范观察者的认识。这个游戏的规则是不可以任意臆想的或者是按需要去打造的,否则便失去了第3名参加者的意义。
③《科学之话语》[意]马尔切洛·佩拉著.成素梅,李洪强译.上海科技教育出版社,2006年11月 123页
同理,反相对论者和相对论者之间的争论百年不休的原因也是缺少一个公证之人,不是公证人不存在,而是被相对论者压制了。这个公证之人就是人类5000年文明史的结晶,尤其是哲学、物理学方面的。每当反对相对论者请出公证人的时候,相对论者就以相对论不遵守这个、不遵守那个为借口来回避公证人。相对论如同天马行空,独往独来,什么也不遵守,唯独遵守它自己。这种无法无天的现象合理吗?一个不符合逻辑,又不能证明存在的假想怎么能是真的呢?只有在一种条件下相对论成立,那就是我们人类积累5000年的文明和智慧对自然规律的认识都是错误的。
“横看成岭侧成峰,远近高低各不同,不识庐山真面目,只缘身在此山中。”当人类穿越历史的长河,攀登世纪之巅,站在21世纪的高度,回眸19世纪波澜壮阔的物理学大发现和20世纪之初惊骇世俗的物理学革命的时候,一切都归于平淡。麦克斯韦的电磁理论与经典力学并不冲突,“光的悖论”只不过是一个不符合事实的猜想。迈克耳逊-莫罗实验本不能说明以太存在或不存在,实质是证明了惯性运动状态与物体本身运动的速度无关。洛仑兹收缩是对光以太实验的错误的解读,洛仑兹变换把参照系一分为二便演绎出了百年神话。280多年前布拉得雷就发现了光速和地球轨道速度合成的现象,光速不变原理也只是一个美好的遐想……
相对论的理论不但弯曲了时空,也弯曲了人们的思维,影响了一代又一代人。相对论不但成为物理学中不可逾越的高度,爱因斯坦也被奉为科学殿堂里的神明。相对论的不可战胜论和爱因斯坦天才论交相辉映,历经百年,以致久而久之,潜移默化成为一种文化,一种迷信,甚至连相对论的对错已经都不太重要了。相对论的问题似乎已经超越了科学的疆界,如果是这样,这已经是科学之外的事了,也是本书力所不能及的事情了。
西方思想史上独具见解的思想家、哲学家圣·奥古斯丁说过:“什么是时间?没有人问我的时候我知道,可是当有人问我的时候,我就不知道了。” 1500多年后的今天,人们对时间仍然如是说。光学也是一门古老的科学,19世纪麦克斯韦建立了电磁场理论,并认为光是电磁波的一种,而今天人们仍然说不清楚光的全部内含,光是电磁波吗?相对论认为引力也是以波的方式传播的,于是人们耗费巨资建立庞大的探测器却几十年无结果,引力波存在吗?自从哈勃发现了星系的红移现象,如今人们都相信宇宙是膨胀的,宇宙真的是起源于奇点发生的大爆炸吗?……
当哈勃天文望远镜指向宇宙的深空,送回数十万张照片时,那壮丽璀灿的景象让地球人叹为观止。在浩瀚的知识世界里,人类也只不过是沿着河流刚刚到达海湾,面对辽阔无垠的大海一切更充满着未知。知识世界是开放的,未知必然多于已知,何况还有那么多现在认为是已知而实际是未知的,终极理论是不可能存在的,只要有人类存在,探索便没有止境。
站在历史的长河之上,一切都将成为过去,而沉淀下来的必定是符合事物发展规律的东西。然而时间是永恒的,所有的一切在时间面前都显得那么微不足道,包括人类的历史。人类自诩为宇宙之中的高级生命,在地球上创造出灿烂的文明,如今跃跃欲试涉足太空。可是人类的文明只有5,000多年的历史,从宇宙的角度来看这只不过是短短的一瞬间。
在人类的头上还高悬着核威胁、生态环境破坏和来自外太空小天体碰撞这三把威胁人类生存的利剑。只有当宇航员在轨道航天器上看到那小小蓝色的星球时,才能感觉到人类的襁褓是那样的脆弱。其实,从上个世纪开始,地球上物种灭绝的速度加快的现象已经敲响了警钟,如果人类仍然肆意破坏这赖以生存的环境,最后终有一天危及到人类自己。尽管人类在城市里建立起宏伟的钢筋水泥的丛林,隧道穿越海底,大坝拦住江河,如果没有了人类,1,000年以后只有断壁残垣,1,000万年后人类的一切痕迹都会荡然无存,就像什么也未曾发生过一样。
或许人类还能存在上百万年,如果把人类在宇宙之中的存在当作一个“事件”,在无穷的时间之轴上也只不过是微不足到的一个点,人类这个“事件”终究会成为过去,时间却会永恒。时间可以改变一切,而所有一切必然不能改变时间!