爱因斯坦时空观点批判----评《狭义与广义相对论浅说》

自相对论问世以来，一些学者由此作出唯心主义的结论：例如，他们由同时性的相对性就宣布“不存在象不同地点事件的同时性这样的东 西” ①；说什么“不是自然界把空间和时间的概念给予我们，而是我们把这些概念给予自然界” ②；“‘太阳静止地球运动’和‘太阳运动地球静止’这两句话，只是关于两个不同坐标的不同 惯语而已” ③；“宇宙无论对于我们采用托勒密的观点还是哥白尼的观点都一样，两种观点同样正确” ④等等。宣称自然规律是单纯的约定，以此否定时空的客观实在性，否定自然界的规律性。
　　
　　出现上述现象 ，一方面是某些人的偏见，另一方面即主要的方面，则是爱因斯坦对相对论的描述存在着严重错误和片面性。
　　
　　下面本文就爱因斯坦所著《狭义和广义相对论浅说》一书中的几个主要观点进行剖析。在该书中有这样两章，它们集中反映了作者的时空观点。下面我们依秩来考察一下他的原文。
　　
　　“同时性的相对性
　　
　 　假设有一列很长的火车，以恒速v沿着图1所标明的方向在轨道上行驶。在这列火车上旅行的人们可以很方便地把火车当作刚性参考物体（坐标系）;他们参照火 车来观察一切事件。因而，在铁路线上发生的每一个事件也在火车上某一特定的地点发生，而且完全和相对于路基所作的同时性定义一样，我们也能够相对于火车作 出同时性的定义。但是，作为一个自然的推论，下述问题就随之产生：
　　对于铁路路基来说是同时的两个事件（例如A、B两处雷击），对于火车来说是否也是同时的呢？我们将直接证明，回答必然是否定的。
　 　当我们说A、B两处雷击相对于路基而言是同时的，我们的意思是：在发生闪电的A处和B处所发出的光，在路基A→B这段距离的中点M相遇。但是 事件A和B也对应于火车上的A点和B点。令M’为在行驶中的火车上A→B这段距离的中点。正当雷电闪光发生的时候（从路基上判 断），点M’自然与M重合，但是点M’以火车的速度v向图中的右方移动。如果坐在火车上M’处的一个观察者并不具有 这个速度Ｖ，那么他就总是停留在M点，雷电闪光A和B所发出的光就同时到达他这里，也就是说，正好在他所在的地方相遇。可是实际上（相对于铁路路基来考 虑）这个观察者正在朝着来自B的光线急速行进，同时他又是在来自A的光线的前方向前行进。因此这个观察者将先看见自B发出的光线，后看见自A发出的光线。 所以，把列车当作参考物体的观察者就必然得出这样的结论，即雷电闪光B先于雷电闪光A发生。这样我们就得出以下的重要结果：
　　对于路基是同时的若干事件，对于火车并不是同时的，反之亦然（同时性的相对性）。每个参考物体（坐标系）都有它本身的特殊的时间，除非我们讲出时间的陈述是相对于哪一个参考物体的，否则关于一个事件的时间的陈述就没有意义。”
　　
　　这一“重要结果”是否符合客观事实呢？
　　
　 　我们先来谈谈“重要结果”的第一部份。“对于路基是同时的若干事件，对于火车并不是同时的，反之亦然（同时性的相 对性）。”——然而非常明显的事实却是：对于路基同时的若干事件，对于火车来说也可能是同时的。不可否认，（在以光 速恒定而不是爱氏所说的“ 光速不变”为前提的基础上）对于铁路路基上的M点同时的A、B两处雷击事件，对于相对路基运动的火车上的 M’点不是同时的。但是，火车的 M’点并不等于火车，也就是说，在火车的长度上可以排列若干个的Μ点，又由于光速远远大于火车速度，因此，雷电A和B所发出的光对于火 车上M’点稍后的某一点M”上的旅客来观察，结果显然也是同时的。（Μ”点与Μ’点之间的 距离完全可以由A、B事件发生后，火车相对路基的运动速度和光速来准确的确定。）由此可见，作者在这里犯了个非常明显的以偏概全的逻辑错误。从这里我们也 清楚的看到，上述例子无论如何也推导不出“对于路基是同时的若干事件，对于火车并不是同时的”结论来。因此，某些事件相对于某些 参考物体同时发生，而相对于另外一些参考物体不同时发生的原因，正是需要在阐述其现象的基础上，从一般高度上即从本质上来加以说明的。然而作者没有这么 做，相反却借助火车、路基等等笼统的概念来敷衍我们。


现在我们来谈谈“重要结果”的第二部份。“每个参考物体都有它本身的特殊的时 间。”——然而事实却是：每个参考物体不一定有它本身的特殊的时间。试问：作者上述例子中的A、B两处雷击发光对于 路基的M点和火车上的M”点的观察者来说结果会不同吗？双方各自时间的特殊性表现在什么地方？又试问：当相对运动着的火车和路基的任何一点的 观察者分别考察不同的事件时，结果肯定就不同吗？它们彼此特殊的时间又表现在哪里？显然，因为有相同的效准，相同的知觉并不特殊于相同的知觉；因为判断的 是不同的事件，不相同的知觉也并不特殊于不相同的知觉。因此，“每个参考物体都有它本身的特殊的时间‘’这一结论只有在包含了“所有参考物体（它们是否相对运动并不重要）考察的 是发生在它们的非等距离上的同一事件或若干相同事件”这一前提时，才能成立。除此之外它就根本站不住脚。
　　
　　我们继续往 下讨论。“每个参考物体都有它本身的特殊的时间，除非我们讲出时间的陈述是相对于哪一个参考物体的，否则关于一个事件的时间的陈述就没有意 义。”——根据作者的上述断言，那么由此就可以推出：每个参考物体的时间就没有任何普遍的、绝对的性质，不同参考物 体之间就没有任何一般的、共同的时间。然而，当我们把“以相同速度运动的物体，当它们分别由一条直线的两端同时出发相向运动，到达这一直线的 非中点是不同时的；而到达这一直线的中点是同时的”论断，推广于任何参考物体时，时间的陈述会没有意义吗？而这一论断难道不正是作者上述例子 的必然结论吗？
　　
　　不难看出，作者在这里之所以用抽象的时间概念换掉具体的时间(同时性和非同时性)，用“一个事 件”(这与同时性毫无关系)换掉论述中的二个事件，正是经过如此变换之后，他才能够避免回答上述问题。否则为了回答上述问题，他就得对每个同 时性的相对性事件作出绝对性的补充说明，就得从每个参考物体时间的特殊性中作出普遍性的结论。如此，相对论相对于伽利略的相对性原理就会让人感到平淡无 奇。
　　
　　上述“重要结果”充分表明：任何同时性的相对性中都必然包含着同时性的绝对性；每个参考物体的特殊时间中都必然存在着所有参考物体的普遍时间。谁否认此，谁就会陷入荒谬的境地。

下面本文对爱因斯坦上述著作中的另一章节进行讨论。
　　
　　“距离概念的相对性
　 　我们来考察火车上两个特定的点（第一节车厢的中点和第二十节车厢的中点）。火车以速度v在路基上行驶，现在我们要研究这两点间的距离。我们巳经知道，测 量一定距离，需要有一个参考物体，以便相对于这个参考物体量出这段距离的长度，最简单的办法是利用火车本身作为参考物体（坐标系）。在火车上的一个观察者 测量这段距离的方法是用他的量杆沿着一条直线（例如沿着车厢的地板）一下一下地量，量出的数字就是所求的距离。
　　如果火车上的这段距离需要从路 基上来判断，那就是另外一回事了，这里可以考虑使用下述方法。如果我们把需要求出其距离的火车上的两个点称为A`和B`，那未这两个点是以速度沿着路基移 动的，首先我们需要在路基上确定两个对应点A和B，使其在一特定时刻t恰好各为A`和B`所通过(由路基来判断)。
　　从先验的观点来看，丝毫不 能肯定这次测量的结果会与第一次在火车车厢中测量的结果完全一样。因此，在路基上量出的火车长度可能与在火车上量出的火车长度不 同……，在车厢里的人在单位时间里走了一段距离w(在火车上测量的)，那未这段距离在路基上测量并不一定也等于 w”。
　　
　　——在这里，作者为了把一切都纳入到他的相对主义的框框，从而回避着非常明显的事实，小心翼翼地避免由自然界的必然性中引出思维的必然性，避免作出任何确定的绝对性的结论。
　　
　 　从最后一段论述中大家可以清楚的看到，作者不顾一般逻辑常识，硬把相互矛盾的判断句式纳入到同一推理过程，将本该用肯定判断作为结论的地方，也硬糅成模 棱两可的肯定——否定的判断句式：同一空间的长度从相对运动的另一参考物体观测时，“丝毫不能肯定”结 果完全一样，因此两者观测的结果“可能不同”，两次测量的结果“不一定相 等”。——既然丝毫不能肯定两次测量的结果完全一样，那为什么结果又可能不同？结果又不一定相等？可能不同，可能的 反面也是可能的，因此也可能相同。不一定相等，不一定的反面也是不一定的，因此也不一定不相等。
　　
　　由此可见，“把相对 主义作为认识论的基础，就必然使自已不是陷入绝对怀疑论、不可知论和诡辩、就是陷入主观唯心主义。”⑤这是必然的。尽管作者曾努力 想“使思维不致变成形而上学和空想” ⑥，但是由于不能自觉的接受辩证法，所以结果总是事以愿违，终究还是跳不出形而上学的框框，落入空想的下场。
　　
　　①——转引自《自然科学学科简介——物理学》试行本，科学出版社出版，1973，第101页。
　　② ——昂 彭加勒语，转引自列宁著《唯物主义和经验批判主义》，第253页。
　　③——爱因斯坦著《物理学进化》，上海科技出版社出版。
　　④——马赫著《力学科学》，第284页。
　　⑤——列宁著《唯物主义和经验批判主义》。
　　⑥——爱因斯坦著《伯特郎德 罗素的认识论》。