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狭义相对论在科学性上有什么问题? 实践是检验真理的唯一标准。狭义相对论并不是一建立就为大家接受的,只是在尔后大量的科学实践(包括原子能的应用等)证实它正确的时候,才被公认为真理。当然,我们讲的并不是绝对真理。看来在近代物理学各个领域,除开天体物理必须考虑引力之外,狭义相对论都可以应用。在狭义相对论不断扩展其应用的过程中,人们还特别设计了一些实验来直接检验它的正确性。迄今为止,并没有发现明显地与理论预告不符的事实或迹象。 但作为一种理论,还有第二方面的问题,即理论系本身有无逻辑上的毛病?以及认识如何深化的问题。经过七十多年的探讨,可以说爱因斯坦理论并没有逻辑上的矛盾,但是确实存在(至少是隐含着)一些逻辑循环。 爱因斯坦曾经说过,光速不变原理是他主观上作出的一种“约定”,有些人说,这是唯心主义。这样的批评未免太浅薄了。我们应该问:爱因斯坦为什么要这样做?要这样说呢?难道他在1905年不知道有迈克尔逊实验吗?诚然,他自己曾经这样表白过。而事实上,从爱因斯坦在1905年时为纪念迈克尔逊诞生100周年而写的一封信,可以断定他是知道这个实验的。可见这里他有难言之隐。在我们看来,关键在于必须在理论上对两个相互作用匀速运动的惯性系内的空间-时间坐标(x,t和x’,t’),同时给出明确的定义,没有这种定义,相对性原理便要落空——写不出对应的数学表述。在一个惯性系内定义(x,t)是有办法的,用一把“尺”和一个“钟”,也勉强过得去了。但要转到第二个惯性系上去,非依靠某种不变性不可,否则 便不可能有明确的定义,便不可能建立(x,t)与 (x’,t’)之间的联系。在伽里略变换中,令t=t’,运动尺也不缩短,就是一种“不变性”假定。所以,问题是用一个更合乎实际的假定来代替它。应该说,爱因斯坦采用“光速不变”来作假定,是煞费苦心的: |