相对论争议

从《时间的形状—相对论史话》看相论的争议

          一段时间以来，以燕大教授李子丰参评文章为引子，在知乎上刮起了有关相对论讨论的旋风。可谓是把相对论推上了风口浪尖，不论是学院的、还是民间的，专业的、还是非专业的，物理学界的、还是哲学界的都不断站队。划成挺相与倒相的两大阵营，争议之大，蔚为大观。以至于挺相不知挺的是否是相对论。倒相的倒的是否是相对论，都成了一个问题，总之大家一顿王八拳，自伤的、伤人的，都代成了一种情绪的表达。让人感觉最受伤的莫过于相对论本身。爱因斯坦开创相对论以来，应该自已也没想到吧。以至于哪些是相对论的内容，哪些是人们的自我揣测而自我发挥，都会让爱因斯坦再世也是一个头痛的问题吧。

         作为一个哲学爱好者，本着对所有争议问题的好奇心，也开启了对这些问题的寻根之旅，虽然作为一个没受过专业物理学理论熏陶的半吊子，能找到和懂的应该是一些科普一类的书籍，诸如《时间简史》《时间的形状—相对论史话》《万有理论—宇宙的起源与归宿》《物理宇宙学讲义》《量子理论—爱因斯坦与玻尔关于世界本质的伟大论战》之类。勉为其难也买了套《量子力学》。虽然不能通读，但也领略了下量子理论相对论大厦的宏伟。对于一些基本概念的找证也应该算可以分辩一二的了。希望不至于被人怼“你不懂，回去看书去”。虽然伤害不大，但侮辱性极强。谁没看过几本书就来论是非呢。这里主要还是以《时间的形状—相对论史话》汪洁著作为本文的话题。来谈谈自己对相论，相对论试验，相对论思想试验的观点看法。一家之言，欢迎开怼。

        第一个问题，什么是爱因斯坦的相对论。不论争议如何，我们必须有一个争议的中心议题，否则就失去了争议的意义。当争议的焦点早已偏离了十万八千里而不自知，且沦为情绪表达。就贻笑大方了。所以，这个问题是要最先提出来搞清楚的，也算是搞科普的要先出来澄清的，不能言必高深，打倒一片，自诩清高。用一大堆符号去维持这一切的莫测。《时间的形状—相对论史话》汪洁老师就做的不错。他在第四章中总结为几点很亲民，

一，相对性原则：在任何惯性系中，所有的物理规律保持不变。

二，光速不变原理：在任何参考系里，光在真空中的传播速度恒为常数c

三，同时的相对性

四，洛伦兹变换

五，时间膨胀

六，空间收缩

七，新的速度合成公式

物理学是一门从实验验证中建立起来的学科，爱因斯坦在提出这些观点见解时，实验验证还没有跟上吧，做为一种超前的猜想。对理论界冲击可谓石破天惊。随着现代科学试验手段的完善，特别是光速不变原理得到验证。成就了爱因斯坦的伟人人设，使这些得到算法设计的猜想变得不容置疑了，就成了挺相与反相的争议根源。并延伸到了哲学领域，这本就不是什么大惊小怪的事，因为物理学已经走到了世界的边沿。需要哲学来打破发展的瓶颈了，时不我待了。我们就一个问题一个问题来分析其猜想的合理性与合规性，试验的阈限与适用性。思想试验的超前性与现实性。最终解读汪洁老师在第四章结尾提出的四个疯狂的问题。找到争议的焦点，为科学，也可以说为科普打开一扇简易的大门。能达到这个目的，就此心不负了。

        第二个问题，在进入讨论之前，我们首先要去理清几个基本概念，并规定讨论的范畴是物理学的，即是以实验足以验证的，实在的范畴。而不是神学的，超理性的神学哲学范畴，虽然我认为科学本身就是哲学的一种，但在哲学范畴并不能达成统一的情况下，只好进行如此规定。要不然就会各说各话，概念偷换满天飞。连最基础的概念共同认知都无法达成。所以要首先对基础概念进行认定，我将严格按照认定的概念进行展开，如果朋友们对讨论的观点有什么不同观点，请先对照认定的基础概念。

一，速度：物质是运动的。运动的物质一定有一个速度，勿庸置疑。我们谈到速度，一般都指代运动。即“这东西有一定速度”，指这东西是运动的。分为相对速度与绝对速度。

二，相对速度：是指物体相对于一定参照系一定时间的位置变化。不同参照系的选取，导致位置变化不同，相对速度亦不同，另因为物质是运动的，参照系本身亦然，参照系选取，一般指代惯性参照系，不改变参照系在计算相对物运动中的默认“静止”性质。也就是说任何参照系的选取，参照物永恒处在参照系0点，相对物与参照物的位置变化的速度即相对物的相对速度。以太阳为参照物的参照系与以地球为参照物的参照系，各自描叙对方的运动是不一样的，相对速度也是不一样的，在数理上不能说谁对谁错。对错本身就是一个相对概念，至于为什么在天体运动中选取“日心说”，只不过是在研究更大范围运动时，其更具简便性而已，是参照系的选取遵循的原则。有利于对更大世界范围的认识。任何可以读出数值的速度表述，都是相对速度。这一点很关键，在数值的0点存在的参照物，是默认为“静止”的。才可能出现“数”这个概念，否则一切都会处于混沌之中，知道物质是运动的，但永远不知道其运动速度是多少，就无法建立起物理学大厦。只不过因为研究的尺度越来越大，有些人已经开始忘了这个原点。把依据各种原点建立起来的数值开始混用。丢弃了原点的数值本身已经毫无意义。这才是相对论得以建立的最初想法吧。

三，绝对速度：物体表现为自身秉赋的速度，与任何参照系的建立无关，即在相对于任何参照系中的表现一样，我们已知的，通过试验验证的只有光的速度。不论你在何处建立的参照系中测得的光在真空中的速度为常数c。除此之外应该是没有确切的绝对速度了。在上一个概念指出，任何可以数值表述的速度都是相对速度，光速为常数C为什么是绝对速度呢，难道这不是一个数值吗。是否矛盾呢。任何一个数值的确定都有一个确实他的0点，常数c肯定也是有的，那就是实验中建立的，测量他的参照系。只是你每建立一个参照系然后测得的数都是常数c罢了。从这个意义上讲绝对速度是一种特殊的相对速度。而其它物体的运动无法达到的各向同性，而随参照系的改变而改变。从自身的秉赋出发而不借助于作用外界的表现，可能光就是独一份的了。也就因此光所以为光这个特殊的存在了，就是在我们现有的感知与试验手段条件下，唯一一个在他不与你发生直接关联时你就无法确定他的存在，只要与你发生关联，试验验证就已经消亡的事物。这就引出了我们下一个概念。

四，观察：在我们认知世界的手段中，观察法可能是最原始古老，也是最基础的的手段了。眼见为实是最直接的证明方法，世界上的每一个事物存在都因为其所具有的可观察测量的性质而被人认知，抽象而成为知识得到传承，是最初的科学来源。随着观察测量的手段日益提高，观察的领域日益走向微观，宏观目力之外。观察本身就开始应该重新定义了。在我们的潜意识认知中，观察与物质运动是同步的，即物体只要一运动就反映于人的观察认知中，不需要什么媒介，即使有什么媒介也是同步的，不需要对观察事物的本身性质进行改变。当光量子提出，及光量子本身的研究，使光速，光的性质深深刻入观察本身，观察本身就是对事物的一种扰动，观察测量本身就是对事物存在的一种作为。是事物存在的一部分。

把这四个概念亮出来，一些人就会好笑。这算什么概念，不是每个人都知道的吗，学过高中物理，是个人都认为这不值一提，特别是“观察”。会认为我连观察本身都无法认定吗，认为这就是一个玩笑，太普通了，配不上我研究的高大上的相对论，而我认为相对论之所以说触及了物理学的天花板，就是对我们认知方式的天花板的触及，也就是要回到我们认知最开始的地方。才能找到真正的原因，争议的真正根源。才能化解之。

       第三个问题，爱因斯坦的狭义相对论的基础是光速不变原理，在这个原理的基础上推导出各种数理变化而成，所以有必要先对光速不变原理进行先行整理，取得共同认知。光速不变原理在书中完整的表述是这样的：在任何参考系里，光在真空中的传播速度恒为常数c。另外我在书中还找到了这样一句话：1865年伟大的麦克斯韦在《电磁场的动力学理论》中证明过，电磁波的传播速度只取决于介质，到1890年，第一个在实验室中发现电磁波的天才赫兹也明确指出电磁波的波速与波源的运动速度无关。这些又都是依据实验验证的结论，这一点无须怀疑，从倒相的角度看，从这里入手只是自取其辱，但从别的角度进攻呢，就会出现这个以实验为基础的观点是如此坚强，无法被撼动。这里其实就说明光这个特殊存在，其产生发展消亡，都是其自身的秉赋，从来就不以外界存在而变化。光速只是其中的一项特性，能够在物理学中进行认定与建构而已（很多独立事物都一样，不展开）。

        该交待的都交待完了，现在就是问题来了。

         汪洁老师在书中举了一个经典的思想试验：比如说，你坐在一艘飞船以接近光速的速度向宇宙深处飞去，在出发的时候地面有一束光跟你同时出发，此时，地面上观看飞船发射的亲人会看到，你与那束光齐头并进，几乎不分前后地朝宇宙深处进发，而视角切换到你的身上，你会看到什么呢？你依然会看到身边这束和你同时发出的光瞬间就远离你而去，远离你的速度仍然是光速c。人如果你对这临景象仍百思不得其解的话。那说明时间的绝对化概念在你脑子中仍然根深固，牢牢占据你的思维。

        这是在第四章中为了说明时间的相对性时所举的例子，在前面还有一个闪电同击中铁轨的思想试验结语中的一段话：同时性也是相对的，以路基为参考系时同时发生的事，换成以火车为参照系时却不是同时发生的了。反过来也是如此，每一个参考系都有自已的特殊时间，如果不指明参考系，宣称一件事同时发生是无任何意义的。这乍听起来似乎很荒谬，在我之前的物理学家一直都在给时间赋予绝对意义的，而我认为这种绝对的意义与我们前面讲的那个最自然的同时性并不相容。如果我们能坦然地拋弃我们对时间的绝对化的概念，则真空中光速的恒定不变就会变得可以理解和接受。

          在两个思想试验的例子中，我们可以看出来什么问题吗，难道要在相对时间与绝对时间的不相容中分化为倒相与挺相两大阵营中进行斗争，而互斥为不懂科学的名头吗，这场斗争其实不是由倒相者挑起的。而是由挺相的已然决断为二者的不相容造成的。大家评评，是这样吗，而我在前面谈过相对速度与绝对速度是有共通点上相容的。时间上也可能找到这样的共通点，我相信。这是我在这两个思想试验上找的第一个问题。

          “每一个参考系都有自已的特殊时间，如果不指明参考系，宣称一件事同时发生是无任何意义的。”

我非常赞同这句话。从相对意义看时间，确实是每个参考系都有自已的时间。从思想试验中看出各自的时候是依据其速度来确定的，我记得高中物理学老师讲过，速度是一个矢量，距离是个标量，他们在中点的时候看到AB两点闪电。是标量距离的问题，而时间是因为各自秉赋速度的问题，以各自不同时间来反映同一个事物，就想问这个时间的不同与矢量速度方向有关吗，如果无关为什么，如果有关，关系如何。这里有悖论吗。此一也。以不同的速度通过中点“同时”看到两处闪电，表现为各自不同的时间，问，不同速度通过是什么速度呢，相对速度？，还是绝对速度，如果是相对速度，那不同参照系的选取对这时间的赋予有什么影响呢，如果是自身独立存在秉赋的速度，你是怎么知道其数值的呢，毕竟相对论自已都承认没有参照系的时间表述是无意义的，那么没有参照系的速度难道有意义吗。此二也。第一个思想试验，以光速飞行的飞船在以自身作为参照系的情况下，与自身一同飞行的光束会看到它同样以光速远离自已。以相对意义看。是不是可以理解为空间的收缩呢，毕竟他们的现实意义是一样的，行不行呢，此三也。不论相对速度还是绝对速度，运动距离这个概念是速度的本质，而运动与距离又是一个空间概念。不论相对还是绝对，当速度的数值一提出，能在空间或时间上闹上一个0吗。你让速度这概念情何以堪呀，此四也。

       以上四点，我知道有许多数值推理在等着我。来证明一切的自洽性，而我希望的答案是现实的自洽性。一切脱离了现实的概念认定都是空中楼阁，不具现实意义。有人又会问，你到底是倒相还是反相。我自以为是挺相的。那又会问，那你的提问不就是倒相吗。那我只能说，你认为的那些思想试验就真是相对论吗。我希望相对论目益完善，真正走入人们可以理解理论的范畴。唯此没有别的意思。那就有人会说。你不就是想建立自已的相对论吗。别太嚣张了。那我只会说，这有什么可以嚣张的，这本就是现实中的相对论而已。完善他不只是我一个人的事。建立他也不只是以上四点的答案，只能先写这么多。以一句话总结，相对论就是相对于主体的客体存在，不存在无主体的客体存在的相论，也不存在在无客体存在的主体相论，以此回答汪洁老师四个疯狂猜想。希望老师原谅后辈的唐突为谢