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本来,在狭义相对论的框架内,引出“不同地点事件的同时性具有相对性”的结论,利用洛伦兹变换的解析式就能够轻松完成,不必非借助一个直观的思维实验不可。但是,为什么在教科书中总是看到对它不厌其烦的渲染呢?除了让论述生动形象、锦上添花之外,主要原因其实是对洛伦兹变换的“不托底”。
那么洛伦兹变换尤其是它的基础——狭义相对论的两条先验的基本假设——到底是不是完备的和不容置疑的呢?对于这个问题,自爱因斯坦以降,没有任何一个理智的物理学家敢拍板认定。所以为了更直接的“论证”同时性的相对性,便提出了这么一个列车雷击“实验”,试图绕开洛伦兹变换,劝说自己和他人接受一个既超越常识又不失自然合理的概念。 对列车雷击假想实验的权威表述来自Bergmann的《相对论引论》,因为爱因斯坦亲自为该书作序,所以这种表述可以看作是爱因斯坦的“钦定”版本。后来人们为了阐明不同的看法对这个假想实验的表述作出一些改动(我在9月11日发的“霍金与电工”的“戏说”帖子中也给出了一个“修订本”),但基本意思都一样。 然而就是这个既不影响衣食住行更不影响生死存亡的话题,却令一代又一代的好事者如癫如狂,在经历了一个世纪的漫长岁月之后,至今还在为它“嚼舌根”。有维护的,有反对的,更有怀疑的,公说公有理、婆说婆有理,面红耳赤、莫衷一是。人们不禁要问,这种“科学研究”究竟出路何在? 对于任何没有实验监控的纯思辨性的争论,无论花多少时间,其结果只能是“双输”——尽管争辩各方都会宣称自己是赢家。物理学之所以成其为科学,一个很重要的特征是:不管理论家如何浮想联翩、夸夸其谈,也不管你的理论如何严谨、精美,最后一切只能由实验做判断。费曼说“实验是终审大法官”,在这个“大法官”的面前,理论总是疲软的。 但严重的问题是,在“不同地点事件的同时性是否具有相对性”这场诉讼中,我们什么时候才能见到一位“终审大法官”呢? |