“相對(duì)論”是個(gè)讓人類極為尷尬的錯(cuò)誤理論

1905年9月，德國(guó)《物理年鑒》雜志刊登了一篇《關(guān)于運(yùn)動(dòng)物體的電動(dòng)力學(xué)》的論文，這篇文章宣告了近代物理學(xué)的一個(gè)很有爭(zhēng)議的理論――“狹義相對(duì)論”假說(shuō)的誕生。就是這篇文章，建立了不同于牛頓力學(xué)的全新的時(shí)空觀念，并且將光速不變和相對(duì)性原理作為這個(gè)理論的公設(shè)。還配有很不錯(cuò)的數(shù)學(xué)公式搭建，所以它的出現(xiàn)深受西方文化的喜愛。

但是，這個(gè)理論一被提出就遭到了多方面的反對(duì)。許多相關(guān)科學(xué)家都不大支持這個(gè)理論，諾貝爾獎(jiǎng)評(píng)委會(huì)也不愿意把獎(jiǎng)項(xiàng)授予這個(gè)理論。德國(guó)和蘇聯(lián)都曾經(jīng)組織過(guò)科學(xué)家對(duì)它予以強(qiáng)烈地批判。它可以說(shuō)是人類科學(xué)步履中的一場(chǎng)理論災(zāi)難，一場(chǎng)“相對(duì)論”之禍。

當(dāng)相對(duì)論傳入中國(guó)，由于它存在常識(shí)性困惑――“尺縮鐘慢”，所以一直有人在不斷地提出反對(duì)論證。甚至還發(fā)展出過(guò)一個(gè)龐大的社會(huì)團(tuán)體“北京相對(duì)論研究聯(lián)誼會(huì)”，在這個(gè)聯(lián)誼會(huì)中竟然有上千人之多，還發(fā)表了許多反對(duì)相對(duì)論的各種文章。

相對(duì)論到底正不正確呢？我們還是從它是怎么來(lái)的說(shuō)起。

大家都知道，相對(duì)論起源于“以太”這個(gè)概念，最早提出以太這一說(shuō)法的是亞里士多德！哈哈，又是這個(gè)亞里士多德，他在西方思想史中的作用真是太重要啦。

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亞里士多德當(dāng)年僅僅是古希臘一個(gè)學(xué)院里的一個(gè)講師，不過(guò)當(dāng)時(shí)的希臘人并不太待見他。他的著述被扔到地窖里好幾百年，后來(lái)才被阿拉伯人找出來(lái)整理成冊(cè)。傳到西方后，西方人卻如獲至寶。有人甚至稱亞里士多德是這個(gè)世界上的第一哲人。

亞里士多德說(shuō)：地球是宇宙的中心。哥白尼說(shuō)：地球只是圍繞太陽(yáng)運(yùn)行的一顆行星。由此西方開始了他們的“哥白尼革命”，從而奠定了西方科學(xué)進(jìn)步的基礎(chǔ)。

亞里士多德說(shuō)：從高處落下的物體，重的物體先著地。伽利略說(shuō)：不對(duì)，應(yīng)該是一起著地，我可以做實(shí)驗(yàn)給你們看。由此實(shí)驗(yàn)物理學(xué)在西方開始蓬勃興起。

亞里士多德說(shuō)：物體你推它，它才會(huì)運(yùn)動(dòng)。牛頓說(shuō)：不對(duì)！物體本來(lái)有著自己的運(yùn)動(dòng)形式，給它一個(gè)力量只是改變了它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。牛頓因此建立起來(lái)的龐大的物理學(xué)體系直到今天還被大家津津樂道。

物理學(xué)發(fā)展到十九世紀(jì)，人類對(duì)電和磁的認(rèn)識(shí)不斷加深。麥克斯韋依據(jù)以太建立起了麥克斯韋方程組，使人類認(rèn)識(shí)自然事物達(dá)到了一個(gè)新的高度。

以太？以太究竟是什么？是當(dāng)時(shí)人們特別想解決的問(wèn)題。邁克耳孫－莫雷實(shí)驗(yàn)應(yīng)運(yùn)而生：地球在太空中運(yùn)行，如果另有光運(yùn)載體-以太的存在，該實(shí)驗(yàn)應(yīng)該有干涉條紋出現(xiàn)?？墒菍?shí)驗(yàn)進(jìn)行過(guò)多次，干涉條紋就是沒有出現(xiàn)！

沒有以太？麥克斯韋方程組就失去了理論基礎(chǔ)。可是實(shí)驗(yàn)又不存在有想象中的以太，和由其產(chǎn)生的干涉條紋！怎么辦？這可難壞了當(dāng)時(shí)的大科學(xué)家洛侖茲。由于洛侖茲堅(jiān)信以太的存在，他就先假設(shè)有個(gè)虛擬以太的存在。虛擬以太空間和實(shí)驗(yàn)空間的關(guān)系可以用洛侖茲變換來(lái)表達(dá)。

洛侖茲變換發(fā)表后的時(shí)間不長(zhǎng)，愛因斯坦就發(fā)表了“相對(duì)論”的那篇論文。當(dāng)時(shí)的愛因斯坦只是一位尚未出道的莽撞青年，他用“光速不變假設(shè)”加上洛倫茲的“長(zhǎng)度收縮假設(shè)”，推導(dǎo)出他的（不是洛侖茲的）洛倫茲變換，證明他的洛侖茲變換可以使麥克斯韋電磁場(chǎng)方程組協(xié)變，并在此基礎(chǔ)上建立了他的狹義相對(duì)論。據(jù)說(shuō)，他這篇論文的數(shù)學(xué)公式都是由他當(dāng)時(shí)學(xué)數(shù)學(xué)的夫人把關(guān)認(rèn)定的。

愛因斯坦的相對(duì)論及其時(shí)空觀念得到了廣泛的傳播。同時(shí)人們從愛因斯坦的相對(duì)時(shí)空理論中卻導(dǎo)出形形色色、層出不窮的時(shí)空佯謬。在狹義相對(duì)論中， 物理規(guī)律的參照系變換不服從伽利略相對(duì)性原理而滿足洛倫茲的協(xié)變性，如果以伽利略變換來(lái)看持物理規(guī)律的變換，就會(huì)出現(xiàn)各種違背常識(shí)的“佯謬”。

特別是我們東方人，他們對(duì)相對(duì)論這門大學(xué)問(wèn)至今困惑不已?？茖W(xué)怎么能僅憑“光速不變”和“長(zhǎng)度收縮”這兩個(gè)與“相對(duì)性原理”不相容的假設(shè)，去看待時(shí)空呢？

相對(duì)論把20世紀(jì)的物理學(xué)攪得是龍飛鳳舞，卻又使人凄心寒徹。在人前人后大家不敢直言自己不懂愛因斯坦的相對(duì)論，真怕被人恥笑。

愛因斯坦的相對(duì)論在問(wèn)世后的一百多年的時(shí)間里，一直是一個(gè)充滿爭(zhēng)議的理論。由于相對(duì)論導(dǎo)致很多自相矛盾的結(jié)論，所以很明顯它是一個(gè)存在有嚴(yán)重問(wèn)題的物理學(xué)理論。后來(lái)，一直到現(xiàn)在，還是有許多人試圖從物理學(xué)的不同方面推翻它。還有許多人，做過(guò)大量的各類實(shí)驗(yàn)足以證明相對(duì)論不能成立。但是所有的這些努力都沒能成功。這在科學(xué)史上，像相對(duì)論這么不容易被推翻的理論還真不多見。那么，為什么推翻相對(duì)論會(huì)如此困難呢？主要還是因?yàn)槲鞣降倪@種亞里士多德思維太根深蒂固啦！愛因斯坦他改變了時(shí)空觀念，改變了常理！他太偉大啦！西方人真不能放棄“相對(duì)論”！

從相對(duì)論的成長(zhǎng)過(guò)程看，相對(duì)論的出現(xiàn)純粹就是個(gè)非常非常偶然的事件。一個(gè)規(guī)范人類世界觀的理論來(lái)自于一個(gè)偶然事件，基于這個(gè)基本點(diǎn)，相對(duì)論就不會(huì)是個(gè)完全能使人信服的理論。因?yàn)?strong>如果沒有洛倫茲對(duì)以太的糾結(jié)，從而構(gòu)建出洛倫茲變換，單憑愛因斯坦的聰明大腦，就是讓他再想八輩子他也想不出這個(gè)“相對(duì)論”來(lái)！而且洛倫茲也從來(lái)就沒有承認(rèn)過(guò)這個(gè)相對(duì)論是個(gè)不錯(cuò)的理論。

西方的這種亞里士多德思維真是把洛倫茲給害苦啦。本來(lái)很容易解決的問(wèn)題，卻引領(lǐng)出來(lái)這么個(gè)令人類非常尷尬的科學(xué)局面，想想也確實(shí)很有些意思。

邁克耳孫－莫雷實(shí)驗(yàn)的解釋實(shí)際上可以非常簡(jiǎn)單：亞里士多德想象中的那種“以太”，它在現(xiàn)實(shí)世界中根本不可能存在，它太虛幻了，其真實(shí)中它就是沒有存在的基素。

麥克斯韋方程組所依據(jù)的以太，它就是“引力場(chǎng)”自身，如此這樣，我們之前所有物理問(wèn)題就都可以得到全面的解決。

光和電磁波在引力場(chǎng)中傳播，就和聲波在空氣中傳播一樣，有它不變的傳播速度，當(dāng)傳播介質(zhì)（即傳播環(huán)境）發(fā)生改變，它們的傳播速度是要改變的。光速不變是不可能成為原理的，那僅僅只是一種臆想。

我們知道，所有有質(zhì)量的物質(zhì)在引力場(chǎng)中，它們都會(huì)受到引力場(chǎng)的約束（牛頓力學(xué)）。光和電磁我們現(xiàn)在認(rèn)為它們是沒有質(zhì)量的，但是它們都來(lái)源于物質(zhì)，它們都是在克服引力的作用在傳播著，所以傳播光和電磁的“以太”就是引力場(chǎng)。

牛頓對(duì)這個(gè)引力場(chǎng)也有過(guò)描述，他把它稱之為“絕對(duì)空間”。并且用“水桶實(shí)驗(yàn)”告訴人們它的存在。愛因斯坦對(duì)此極力反對(duì)，因?yàn)檫@個(gè)觀念與相對(duì)論相悖。有位研究空氣動(dòng)力學(xué)的科學(xué)家，他叫馬赫。馬赫也不同意有絕對(duì)空間的存在，因?yàn)閭鞑ヂ曇舻目諝鈭?chǎng)和牛頓的絕對(duì)空間難以給出區(qū)分。愛因斯坦及時(shí)抓住了機(jī)會(huì)，宣稱馬赫所說(shuō)的就是一種原理-馬赫原理，是時(shí)空的基本理論?？墒邱R赫根本就不領(lǐng)這個(gè)情，他還是堅(jiān)決不認(rèn)同愛因斯坦的相對(duì)論。

可以證明“絕對(duì)空間”存在的例證還有地球引力場(chǎng)的表達(dá)：當(dāng)你開一架直升機(jī)，升到一萬(wàn)米高空時(shí)，只要不給它橫向加速度，它就會(huì)懸停在起始的位置上，和地球自轉(zhuǎn)一起轉(zhuǎn)動(dòng)，這就是地球的引力場(chǎng)。

我們知道，愛因斯坦的相對(duì)論是分為兩個(gè)部分：狹義相對(duì)論和廣義相對(duì)論，廣義相對(duì)論的實(shí)質(zhì)就是個(gè)引力場(chǎng)理論。只是愛因斯坦引入了錯(cuò)誤的相對(duì)性原理，用一個(gè)公式表達(dá)了所有引力場(chǎng)（這個(gè)公式好像也不是愛因斯坦自己給出的）。而實(shí)際的地球引力場(chǎng)還是牛頓所說(shuō)的絕對(duì)空間。

地球有地球的引力場(chǎng)，太陽(yáng)有太陽(yáng)自己的引力場(chǎng)。星球引力場(chǎng)之間的關(guān)系應(yīng)該由專門學(xué)科來(lái)探討，包括現(xiàn)在熱議的引力波。

為了更深入地理解這些概念，我們?cè)儆门ｎD的水桶實(shí)驗(yàn)說(shuō)明問(wèn)題：在地球表面當(dāng)盛有水的水桶轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于離心力的作用，水桶當(dāng)中的水會(huì)流向桶壁，形成一個(gè)凹陷。我們想過(guò)沒有，如果在太空中做相似的水桶實(shí)驗(yàn)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)水會(huì)在容器周邊形成一個(gè)水環(huán)。這就說(shuō)明地球表面的引力場(chǎng)和太空中的引力場(chǎng)是不一樣的。前面已經(jīng)說(shuō)過(guò)，引力場(chǎng)就是光的以太，那么光在這兩種引力場(chǎng)的速度應(yīng)該是不同的。也許有人會(huì)不相信，不信你就去測(cè)試好啦。光速的不同，這樣相對(duì)論的物理概念就會(huì)變得毫無(wú)意義。

相對(duì)論如果不成立，那么這百年的物理學(xué)就會(huì)是一場(chǎng)災(zāi)難。什么宇宙大爆炸、時(shí)間的反演、蟲洞理論，什么暗物質(zhì)、暗能量等等，都失去了它們的理論基礎(chǔ)?？梢哉f(shuō)是一場(chǎng)“相對(duì)論”之禍。

從人類認(rèn)識(shí)外界事物的思維方式來(lái)看，西方屬于一種數(shù)量思維，東方更偏向于數(shù)理思維。東方人的思維方式不太容易出錯(cuò)，但是很難進(jìn)步。西方的思維方式很容易出差錯(cuò)，但是改正了就會(huì)有特別巨大的進(jìn)步，過(guò)去的科學(xué)史就說(shuō)明了這一點(diǎn)。將來(lái)人類應(yīng)該將這兩種方式結(jié)合起來(lái)，人類前進(jìn)的步伐才會(huì)豐富多彩。

光速是可變的，反思一下：它還可以做為引力場(chǎng)的量化標(biāo)準(zhǔn)。雖然牛頓和愛因斯坦都給出了引力場(chǎng)公式，但是量化引力場(chǎng)還是非常困難的，光速正好可以完成這一使命。