前 言
笔者是这样理解物理学的,物理学=哲学+数学+实验。没有哲学的思考、数学的论证及实验的验证,也就没有物理学的发展。物理学要发展,首先要靠哲学思考来启发思维,打开思路,并为其把握方向。
人类长期活动的实践经验告诉我们,世界的本源是物质的,物质又都是运动和变化的。所有运动都是物质的运动,所有变化都是物质的变化。既没有非物质的运动,也没有非物质的变化。所有变化都是物质之间相互作用的结果,所有作用又都归结为物质之间的相互作用(世界上不存在任何非物质的作用)。尽管物质的运动、变化离不开时间、空间,但时间、空间本身对物质并不产生作用。这就是唯物论的基本观点。
将唯物论的基本观点应用于物理学研究,就形成了“物质作用论”的观点。我们认为,物质与物质之间的相互作用是一切物理现象的本源,任何物理现象的本质都是物质之间相互作用的结果。物理学的使命就在于揭示自然界中物质之间相互作用的内在规律,用“物质作用论”的观点来解释各种物理现象。因此,在物理学中,对任何物理现象的解释都必须归结到物质之间相互作用的机理上来,离开“物质作用论”的任何其它观点及解释都是错误的,或者说只是临时性的解决办法。物理学只有找到了物理现象背后内在的物质作用机理,才算真正揭示出了物理现象的内在本质。
尽管“物质作用论”的概念直到今天才被我们明确地提出来,但它是一种朴素而自然的观点,经典物理学早已在不自觉中加以应用。以牛顿力学为基础的经典物理学正因为坚持了物质作用论的思想,才取得了灿烂辉煌的成就。
但到了19世纪末20世纪初,经典物理学在光速等问题上碰到了前所未有的困难。尽管当时人们作了重大努力,提出了各种各样物质作用假设,但一直没有真正解决问题。在这种情况下,部分物理学家开始游离到“物质作用论”的思想之外,企图用新的方法来寻求答案,最终导致了相对论这种时空理论的诞生。
相对论解释了包括光速在内的许多物理现象,但它是用“时空作用论”的思想方法来解释它们的。显然,这与“物质作用论”的思想不相符。按照“物质作用论”的基本观点,一切物理现象的本质都是物质之间相互作用的结果,一种理论如果没能用物质作用的机理来解释物理现象,就不算真正揭示出了物理现象的内在本质。相对论用时空作用论的观点来解释物理现象,从思想方法上讲,就是错误的。人们只要继续坚持“物质作用论”的观点,必然会对相对论的正确性产生怀疑,这是笔者对相对论持否定态度的理由之一,也是最重要的一条理由。因为做任何事情,思想方法都是最根本和最重要的。事实上,相对论只是“巧借”时空的名目,对有关物理现象作了一番特殊的数学解释,它并非是正确反映事物内在本质的终极理论。
理由之二,相对论对许多问题的解释过于复杂、牵强,其理论体系内部矛盾重重。
除了上面谈到的在基本的思想方法上存在问题外,相对论理论体系内部具体矛盾也十分突出。正是由于有这些矛盾的存在,才不断有人对其提出质疑。本书将对相对论存在的一些具体问题和矛盾进行分析和讨论。相对论问世近百年,目前真正能理解相对论的人并不多,大多数人对其敬而远之,只知其名,不解其意。原因在于相对论的逻辑推理过于牵强(与人们的日常经验相距甚远),数学推导过于繁杂(相对于经典力学而言)。令人不解的是,相对论倒常常以其理论上的简洁性自居,以致于许多学者或书籍在称赞相对论时免不了要提到狭义相对论只用两条基本假设就解决了众多物理学问题。不可否认,相对论的基本假设确实很简洁,但假设简洁并不意味着整个理论简洁。事实上,相对论在分析、处理具体问题时,会变得十分困难和复杂,即使一些极其简单、常见的物理学问题,用相对论来分析也十分棘手。相对论所谓的理论上的简洁性其实只是一种表面的虚假现象。