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说说相对性原理：（二）究竟有哪些人对相对性原理有贡献（下） 几乎每个人，不管他是相对论的捍卫者还是批评者，都可能认为爱因斯坦是狭义相对论中的相对性原理的创立者，然而这个看法并不符合事实。真实情况是，爱因斯坦几乎原封不动地沿用了数学家庞加莱（H. Poincare）以及他人的有关著述，不仅如此，爱因斯坦还隐瞒了自己结果的出处。一百年多年来，尤其是最近几十年来，不断有人写书、写文章为庞加莱伸张学术正义，这使物理学界最终不再忽视这个问题，并开始给予庞加莱以应得与迟到的荣誉。 那么现在就让我们看看为何庞加莱有充分的理由享受这份荣誉。 庞加莱于1895年说，"我们的经验揭示了一系列丰富的事实，它们可以总结为如下的公式：要想确定物质的绝对运动是不可能的，或者更准确地说，要想确定物质相对于以太的运动是不可能的；我们所能发现的只是物质相对于物质的运动。" 庞加莱于1899年更进一步断言，相对性原理不仅是近似成立的，而且应该是严格成立的；也就是说，基于光学现象的绝对运动的不可探测性不仅在二阶误差或三阶误差上成立（一阶误差当时已被证明不存在），而且理论上应该是无误差的。他于1900年再次重复了上述思想。 事实上，庞加莱不仅赋予了相对性原理以精确的实质性内容，而且给予了这个原理现在通行的名字。 比如，他在1902年出版的《科学与假设》一书中这样说，"相对运动原理--有时人们尝试着把加速度定律跟一个更普遍的原理联系起来。任何系统的运动都应该遵从相同的规律，不管它的运动是以固定的坐标为参照还是以做匀速直线运动的坐标为参照。这就是相对运动原理。我们被迫接受它有两个原因：一、最普通的实验证实了它，二、相反的假设或想法被我们的头脑所严重的抗拒。" 庞加莱在1904年的演讲中说，"相对性原理即是说，物理规律，不管是由固定的观察者来看还是由做匀速直线平动的观察者来看，都是一样的，从而我们没有也不可能有办法发现我们是否被该运动所带走。" 这个表述收于他发表于1904年的《数学物理原理》。 现在我们再来看看爱因斯坦于1905年在《论动体的电动力学》中的表述，首先是在文章的前言之中： "类似的例子，以及哪些旨在确定地球相对于设想中‘光媒介'的运动的失败努力，使我们得出结论，绝对运动的概念既不对应经典力学现象也不对应电动力学现象的任何特征；相反，在所有使经典力学规律成立的坐标系内，电动力学与光学规律也是成立的，而这已经在一阶误差内得到了证明。" 而后他又在同一文章第2节对相对性原理做如此表述： "物理系统发生状态变化时的所赖以遵从的物理规律不会因为这种变化是以相互之间做匀速直线运动的两个惯性系中的哪个为参照而有所变化。" 我们前面已经看到，作为狭义相对论的支柱之一的光速常数假设其实是爱因斯坦对光速的媒介特性的误读。那么作为狭义相对论另一支柱的相对性原理是不是包含着全新的东西呢？在了解了包括庞加莱在内的爱因斯坦前人的工作之后，我们便知道这个问题的答案是个明确无误的"不是的"。 于是一个有趣的问题便浮上台面：爱因斯坦熟悉包括庞加莱等前人的工作吗？已经有人对此做了深入的考察，结论是，爱因斯坦不止一次阅读过庞加莱的有关相对性原理的工作。事实上，爱因斯坦所阅读与沿用的远远不止庞加莱有关相对性原理的表述，而且还包含他所阐述的相对的同时性概念以及相应的时钟对时方法等一系列结果。但是令不少同行大跌眼镜的是，爱因斯坦并未在自己1905年的文章中给包括庞加莱在内的前人以应得的荣誉，这使世人一百多年来误以为爱因斯坦就是这些结果的天才发现者，但是历史的真实情况却是一幅完全不同的画面。 然而事情并未到此结束。事实上，爱因斯坦与庞加莱以及另一位著名物理学家洛伦兹的工作如此相近和相似，以致近来开始有人坚持洛伦兹与庞加莱才是狭义相对论的真正创立者。这当然不是空穴来风，因为我们知道当年拟提名为狭义相对论的创立者授予诺贝尔奖时洛伦兹即是第一作者。换句话，洛伦兹对狭义相对论的贡献早已是学术界的共识，只是庞加莱的工作在很久之后才得到认可。 当然，对洛伦兹与庞加莱对自己的影响，爱因斯坦并未讳言，他生前不止一次谈及这一点。 最后，对相对性原理有过阐述的当然不止上面所列的一些人，但是限于篇幅，我们不再提供更多细节。 我们将在适当时候以专门的一章更深入地剖析相对论与爱因斯坦现象。
下一个贴子，说说相对性原理：（三）对相对性原理的传统认识有何误区。 ~无忧仙人 |