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“盲人骑瞎马”——20世纪理论物理学

研究中的一曲悲歌

2018/04/04   维加斯新闻报
顾孟洁

摘要：综述了爱因斯坦相对论的问世并逐步受到物理学主流学派的推崇，同时对相对论的否定和抨击又贯穿于整个20世纪的前因后果。并从源头上指出了相对论所存在种种根本性的错误，以及当今彻底证伪狭义相对论的条件已经趋于成熟的标志。
关键字：相对论；前因后果；狭义相对论；彻底证伪

歧路亡羊 迷途难返
    自18世纪中期以蒸汽机问世为标志的英国工业革命（世界第一次技术革命）起，迄今全世界已经历了一次又一次的技术革命，直至当今神迹般的“移动网路时代”光临全球，给社会生产力的飞速增长和人民生活水准的进一步提高带来了巨大的福祉。在此整个过程中，推动社会进步的科学理论主将物理学，经历了从经典力学向声学、热力学、光学、电磁学、无线电物理学、原子核子物理学、高能物理学以及计算物理学等等的延伸扩展过程，其学科理论建树和实际应用成果为举世所共知和共用。但展现在世人面前的一个千奇百怪的严酷现实，竟然是理论物理学在整个20世纪走上了迷误之路并且愈陷愈深近乎不能自拔——理论物理学研究的方向已偏离了为现实世界中的物理现象建立起在一系列定律之上的理论体系（数学、逻辑体系）以推动社会科技进步的目标，成为了“空头的”物理学家们进行抽象深奥的数学演绎的天堂。在现实世界中，我们应该承认，是人对宇宙自然界和人（包括其思维能力）本身的认识的局限性，以及人性的脆弱性，导致了一出又一出“歧路亡羊”的局面。从大的方面看，迄今世人在物种起源的“进化说”和“神创说”上歧见依然很深，对宇宙和生命的起源问题的探讨实际上也是各派各说。至于说，对宇宙天地间究竟是否存在一种主宰一切的“超自然的神秘力量”（或简称为“神”），这种思考与讨论已远远地超出了物理学研究的领域，但从全球五花八门的宗教以及自古到今人类在宗教观念上的离散的现状，足以说明尽管人的智力已经称雄于众生界而足以将地球进行“人化”（这种“人化”实际上已产生出很多不利于人类社会持续发展的负面的效果），因而当今在比较基本的理论物理学领域陷入“歧路亡羊、迷途难返”的局面，也许是一种应有之义吧！
    众所周知，20世纪理论物理学研究的重大分歧是始于对“光”和（人所臆想的光的传播媒体）“乙太”的猜想和相关的实验结果的纠葛。这种纠葛状况的不断“发酵”，终于引发出了围绕爱因斯坦“相对论”正误问题的百年全球大论争。1972年，英国伦敦大学科学史和科学哲学名誉教授H.丁格尔，他作为在学术界宣教相对论的顶尖级的权威人物，自从在1959年突然意识到狭义相对论存在致命问题，便义无反顾地挺身而出进行反戈一击，与经他先前长期授道所造就的相对论痴迷者和“铁杆拥相者”麦克瑞（McCrea）进行了旷日持久的笔战，在论争无果的无奈情况下，最终发表了他的反相大著《科学在岔路口上（Science at the Crossroads）》，向世人公开表明了他的反相观点，以及他对以爱因斯坦相对论为突出标志的理论物理学被扭曲的现状及其发展前景的愤慨与忧伤之情。【1】但令人遗憾的是，丁格尔教授凭他一臂之力已无法扭转乾坤了——因为“离弦之箭已不再属于射手”，他早年所撰写的《大众相对论》、《狭义相对论》以及《大不列颠百科全书》中的相对论条目等等已经“深入人心”而难以逆转……我们看到。在新世纪来临后的2005年，在欧洲物理学会和联合国教科文组织的推动和倡议之下，居然将这一年定作“世界物理年”，旨在向全球大张旗鼓地颂扬和宣传爱因斯坦的相对论。此诚所谓“木已成舟、积重而难返”了。

阴错阳差 铸就迷宫
    德国古典哲学家、辩证法大师黑格尔有一句名言：“凡是现实的都是合理的；凡是合理的都是现实的。”对此命题历来颇有争议，有人觉其晦涩费解，也有人觉其寓有很深的哲理。其实，若从因果法则来看待世界上各种事物从产生、发展到消亡的大过程，就不难理解其中的辩证含义。我们单就20世纪理论物理学所走的大弯路来看，确实其中的一切都是“事出有因”。首先，是迈-莫实验这个旨在测量地球的“乙太漂移”的“吃蜘蛛”尝试无果而终所引发的对经典物理学理论的怀疑，接着英国物理学权威W.汤姆生（即开尔文男爵）展望20世纪物理学前景时提出了“两朵乌云”说，继之又是学界名人庞加莱和洛伦兹联手抛出了“洛伦兹变换”的假说，这些都是发生在19世纪末20世纪初的大事件。但在此时代背景下，德国的物理学教授普朗克对瑞士专利局三级技术员爱因斯坦“撇开乙太就能给出洛伦兹变换的完全证明”的即兴大作，表示了特别的关注和支持，正是由前因所引发的直接后果。再加上其时朗之万、居里夫人等物理学界名人的提携和捧场，使爱因斯坦初出茅庐之作《论动体的电动力学》（爱氏又将其命名为“狭义相对论”）得到物理学主流学派的认可和赞赏。而更重大的事件发生在1919年5月29日爱丁顿率队赴非洲考察日全食验证爱因斯坦关于“光在引力场中的弯曲”的预言，以及紧接着在媒体上对此“重大事件”作了大肆宣传张扬的报导，简直把爱氏吹捧为全球科学大明星了。（其实，“星光弯曲”同“狭义相对论”毫无关系，更不要说此项实测资料并未经过仔细验证，之外对若有“星光偏折”究竟是由于太阳的吸引力还是太阳表面气体的折射根本说不清楚。）而从此以后，由于爱氏已把所谓的“狭义相对论”同“广义相对论”通称为“相对论”，这种“声东击西”的“忽悠术”，把整个理论物理学界不同层次的学者和物理爱好者们搞得稀里糊涂，只能听凭名人的宣扬、书本上的说教，以及媒体的报导和评论，一味地充当起了不懂装懂、人云亦云的角色。
    贯穿于整个20世纪，否定和抨击爱氏相对论的重量级人物，除了英国的丁格尔教授以外，还有分布在各国的不少理论物理学家、实验物理学家（其中不乏物理学诺奖得主），如莫斯科大学物理学教授A.K.基米里亚捷夫就是在20世纪20年代在苏联学术界跃马横枪声讨相对论的一位代表人物。更能说明问题的是诺贝尔奖评委会对爱氏相对论始终抱有怀疑，这使得相对论终久与诺奖无缘！
    从相对论出台前的时代背景，到爱因斯坦生前与身后物理学界对其相对论建树褒贬不一的态度，充分地显示出了“阴错阳差 铸就迷宫”的现实性、必然性和“合理性”——爱氏相对论内涵错误与矛盾的错综复杂、真假难辨和深奥难测，则是对其正误的最终判断长期迁延不决的最根本的原因。

盲人：概念迷糊不讲逻辑的睁眼瞎
    相对论（包括所谓的“狭义”与“广义”）中的术语、概念与命题非常特别，公式繁多（特别是“广义相对论”），让世人无法理解和接受，然而也难于进行彻底否证。百年旷世大迷宫，给世人（学界人士和民众）带来了精神上的巨大的困惑。但20世纪后半期无线电电子学和资讯处理技术的迅猛发展以及人类航太事业的辉煌成就，已如当头棒喝一般地为科技界和整个知识界确立时间计量基准的唯一性和可操作性提供了无可争议的理论和实践依据；另一方面，在国际范围的术语学理论研究以及与之密切相关的科学哲学本体论研究中提出并确立的一种全新的思维模式，为彻底地阐释“主-客关系”和“心-物关系”（特别是对知识文本作出了具有创新意义的本体论定位），为破解相对论的谬误和走出相对论迷宫提供了利器。所以，如今回过头来上溯到爱氏创建（狭义）相对论的基本出发点和原始命题，就能发现爱氏相对论之所以让人不解，原来是他一开始就犯了概念迷糊（实际上是有意地偷换概念），并且在其确立命题（“公设”）和进行演绎推理（包括数学推导）的过程中明显地违反逻辑（包括数学运算规则）所致。在这种情况下，爱氏本人及相对论的后继者或追随者，都称得上是“概念迷糊不讲逻辑的睁眼瞎”。在此举两个最典型的案例如下：
——所谓的“光速不变原理”，其实爱氏只不过是将其作为“幌子”，旨在混淆 “光速”和“光的波前与运动着的坐标系（的原点）之间的相对速度”这两个概念，通过制造错觉来为他自己“创建”新理论开路（这是必须精细地审读爱氏的原著原文才能发现的）；【2】
——所谓的“同时性的相对性”，其实是混淆了“主-客关系”（或“心-物关系）使人产生思维和心智混乱，从而失去了运用逻辑准则判断是非的能力。【3】
    诸如此类的概念混乱式的谬误，贯穿于“狭义相对论”的全部建立过程。

瞎马：胡拼乱凑照猫画虎的“数术家”
    洛伦兹是“洛伦兹变换”的原创者，但他从一开始就对相对论持怀疑态度，明确地说爱因斯坦的相对论和他的理论无关。但狭义相对论的核心理论是正是“洛伦兹变换”；出于“名人效应”，长期以来爱氏的“洛伦兹变换”成为了物理学学子的“不设防区”（特别是爱氏本人身上有了比洛伦兹更大更亮的“名人光环”之后）。时至今日，随着网路时代到来提高了学术上的民主性和透明度，爱氏及其相对论的顶级光环已逐步消退，我们重新打开爱因斯坦在他的《狭义与广义相对论浅说》一书中给出的“洛伦兹变换”的完整推导的大著，终于发现它同1905年洛伦兹作为一种假设提出来的“洛伦兹变换”方程组形相似而实不同，而更为重要和严重的问题，是爱氏进行推导的所有原始依据，以及全部推导过程中充满了各种各样的错误和对数学运算基本原则的蓄意违规（如把零当除数，把在正反两个座标方向上所建立的方程轻率地相加或相减等等），然而爱氏正是凭著这种种的错误认知和违规手法，拼凑出了他的冒牌的“洛伦兹变换方程组”，称得上是“照猫画虎”了。
    盲人，广义上可以包括那种概念迷糊不讲逻辑的“睁眼瞎”，这是学术理论研究中一种可怕的“负能量”。而那种胡拼乱凑和瞎闯瞎撞的“数术家”，同样不可能在学术上有积极的创建，反而会因他的“发现和发明成果”误导世人。

魔法：一盘永远下不完的棋？
    爱因斯坦从1914年开始创建 “广义相对论”，并且一开始就将之与其先头所创建的“狭义相对论”捆绑在一起统称为“相对论”（称“狭义”适用于“惯性系”、“广义”适用于“非惯性系”云云）。此外，他通过别的论文所抛出的“质能方程”的“重大发现”也在有力地维护着他的光环……近百年来，正是他的这一系列的“怪招”框住了物理学界莘莘学子们的头脑，并有效地抵制住了学界中的狭义相对论怀疑派所发起的一股股挑战浪潮。由于爱氏所谓的“广义相对论”，其所涉及的都是“远在天边”的话题，而且其所用的数学方程式非常复杂、高深和离奇（诸如所谓的“等效原理”和“时空弯曲”，以及“黎曼几何”、“张量分析”等等），已足以让世世代代的理论物理学研究和教育工作者以及科学爱好者们无休无止地学习、讨论和争论下去……
    稍有下围棋经历和常识者，都知道决不能让对方将一片死棋同另外一片“未定之秋的棋局”通过一个或几个棋子（特别是边子）连接起来。那么，今天当我们已有充足的理由彻底证伪狭义相对论时，若学界仍误以为狭义与广义相对论是不可分割的整体的两个相关部分，那样就必然会由于继续讨论“广义相对论”（无论是深化研究或是破解否证）有着“理论黑洞”般的无穷话题，“挑战相对论”岂不就要成为一盘永远下不完的棋了么？

感怀结语
宇宙万物藏奥秘，理论探索真谛寻；
学科重镇推物理，力热光电皆有成。
未料乙太测未果，名流学者慌了神；
引出一位民科士，初生牛犊猛发声。
却如盲人骑瞎马，胡闯乱撞攀金顶；
狭义广义相对论，搅得科坛乱纷纷。
百年混战失和谐，学科殿堂出悲音；
愿得智者同心力，拨乱反正扫氤氲！

参考文献
【1】马青平．相对论逻辑自洽性探疑【M】．上海科学技术文献出版社，2004: 4-5．
【2】顾孟洁．走出迷雾——顾孟洁挑战相对论文集【M】．科荣出版社，2013：76-88．
【3】顾孟洁．走出迷雾——顾孟洁挑战相对论文集【M】．科荣出版社，2013：105-111．