关于相对论批判的一点意见

2013年2月4日

张操先生最近在一次记者访谈中谈到了文化革命中对相对论的大批判，发表了很好的意见。关于这场批判运动，我在“现代宇宙学的基本问题与DET理论”中谈了我的看法：

“文化大革命的特定历史和社会条件使得当时中国的各行各业都受到了政治不同程度的影响，学术界也一样，这是非常不幸的。但不能因此全盘否定所有参与 批判相对论和大爆炸理论的科学工作者和他们的学术观点。把他们的学术观点甚至功过是非捆绑在文化革命的历史上，让他们永世不得翻身，实际上同样是对学术讨 论的政治干预和政治压迫。”

在另一篇文章中，我重申了这一立场：

“二次大战时德国一百多个科学家攻击他（爱因斯坦），把学术讨论政治化，说他的相对论是“犹太物理学”。以后谁一旦批判相对论，有人就拿德国人说 事，好像谁 批判相对论，谁就是希特勒的帮凶。文化革命中陈伯达组织人批判相对论和大爆炸理论，又成为口实，好像批判大爆炸理论就是文化革命重演，有些本来看清了他们 的错误，现在也不敢说话了。这就是将政治扯进学术讨论的报应。不要再犯这种错误了。有理讲理，不要借助政治权力。我们为的是科学真理，为的是子孙后代，为 的是物理科学的荣誉与尊严，以哥白尼和伽利略的殉道精神，为捍卫真理而战，无私无畏，虽九死其犹未悔。”

以政治权力干涉学术讨论，在任何时候都是一场灾难。政治的介入不仅不会增加批判的力量，反而使一些本来正确的意见蒙上为邪恶张目的耻辱。因此，许多 对相对论持批评态度的学者特别小心。张操先生建议大家不要用“批判”“反相”等说法，以免人们将现在对爱因斯坦相对论的批判和文化革命中的“批判相对论学 习班”联想起来，使学术批评遭到不必要的指责。我完全理解张操先生的顾虑。有的朋友建议用“批评”或者“讨论”，显得比较心平气和。我却觉得这种顾虑完全 没有必要。

其实，“批评”和“批判”的英文翻译都是“criticize”，是一个词。外国人经常用这个词，有时甚至说“sharply criticize”，这里没有任何政治意味，是学术批评中的正常态度和合理行为。中文的“批评”和“批判”意义不太一样。“批判”是基本否定；“批评” 是基本肯定，只是有点小意见而已。至于“讨论”，是“discuss”，可能有点批评，也可能一点批评都没有，只是提些改进建议，或干脆就是赞扬。所以 “批判”是不能以“批评”完全表达其意的，而“讨论”则和“批判”“批评”完全不同。其实，“挑战”这个字的火药味比“批判”还要浓。现在对爱因斯坦理论 持批评态度的人立场也不尽相同，有的是完全彻底地否定相对论，有的觉得它有些毛病，但不一定完全否定。我觉得每个人可根据自己的意见决定要用“批判”还是 “批评”。不必有一个统一的立场或说法。

文化革命中的政治“大批判”，将学术权威抓起来戴高帽子游街，根本就不是什么学术批评，而是“批斗”，是以国家机器和政治权力为后盾的政治迫害。只 有强者才有力量迫害弱者。时下谁是强者，谁是弱者？无论在中国还是外国，相对论的维护者都是绝对的强者，相对论的批评者是绝对的弱者。文化革命以后，方励 之曾被聘为中国科技大学校长。霍金访问中国，受到了国宾级的礼遇。对相对论和大爆炸理论持批评意见的人如不被看作是左派，大概也免不了被看作学术上的无 知。他们的文章很难在国际会议和杂志上发表，因此他们的求职，提职，终身职甚至家庭生计都受到威胁。这其实是一种非常巨大的政治压力。物理界的学术垄断和 红卫兵的武斗其实是不同形态的野蛮和粗暴。被迫害当然是一种悲剧，但同时也是一种幸运。因为今天的相对论的批评者已经不必担心被指责为“迫害者”。他们没 有势力迫害任何人。他们是被迫害者，殉道者。他们唯一需要担心的，是自己有没有为真理而孤军奋战的智慧与勇气。学术垄断对挑战者还有一个好处，就是他们要 发表文章，就必须深思熟虑，论证严密，无懈可击。任何一点纰漏都会变成权威们枪杀文稿的借口。这和主流派大不一样。主流派的文章非常容易通过。这种局面其 实是对挑战者的考验和洗礼。凤凰涅槃必须经过烈火的焚烧。新世纪的物理复兴又何尝不是如此。

至于“反相”一词，必须将两个字分别说明。“反”显然是反对。“相”是“相对论”。可是对于什么是相对论，大多数人存在着误解。我们必须区分两种相 对论：经典物理的相对论和爱因斯坦的相对论。根据经典相对性原理，任何一个物理现象都可以在任何一个参考系中描述。参考系只是物理学家们用于描述自然现象 的数学工具。不应该改变现象及其结果。参考系的选择可能会影响到数学方程式和数值计算的复杂性，但是不会影响到自然现象本身。一切运动（匀速的和加速的甚 至是变加速的运动）都是相对的。比如说，大气中的气流运动，既可以在地球坐标系中进行描述，也可以在恒星坐标系中描述。地球坐标系不是惯性系，但是没有关 系。坐标系的选择不应该改变大气中的自然现象比如天气的变化。转动的地球坐标系不是惯性系，但是没有关系，转动也是相对的。地球相对于恒星在转动，恒星也 相对于地球转动（我们日日夜夜见证着太阳和星星围绕地球的相对转动）。许多教科书上把这一经典相对论错误地说成是爱因斯坦相对论。事实上，爱因斯坦相对论 者在诸多地方违背了这一经典相对论：1）在钟佯谬争论中，一派论者坚持认为呆在地球上的兄弟没有运动，而宇航员兄弟在运动，他们的运动是不对称的，所以洛 仑兹变换只适用于一个兄弟，而不适用于另一个。这是对运动相对性的根本违背。为了说服这些不懂相对性原理的朋友，我设计了一个对称的钟佯谬试验，以证明钟 佯谬问题是一个没有解决的狭义相对论的根本问题。（详见拙作”Symmetrical Experiments to Test Clock Paradox”, Ling Jun Wang, Physics and Modern Topics in Mechanical and Electrical Engineering, p 45, Ed., Nikos Mastorakis, World Scientific and Engineering Society Press, ISBN: 960-8052-10-6, July 1999.）2）爱因斯坦引力场方程的一个精确解—施瓦兹查尔德解—有一个无穷发散的奇点。为了排除这一讨厌的奇点，克鲁斯科提出了一个数学变换，将时空 坐标 (r,t) 变换到一组没有物理意义的抽象坐标 (u,v)。这一变换不仅把发散奇点赶到别的地方（u,v 宇宙的边缘），而且还变出了多重宇宙，变出了白洞和虫洞。这些理论家认为仅仅靠参照系的选择就可以排除时空结构中的发散奇点，还可以创造多重宇宙，创造出 白洞和虫洞。对相对性原理的违背，莫此为甚。3）爱因斯坦的相对论不具有转动相对性。或者说，爱因斯坦空间是转不动的。（详见拙作”Rotational Behavior of Einsteinian Space”, Ling Jun Wang,  IL Nuovo Cimento , Vol. 115B, N.6,  pp615-624, 2000 。）4）大爆炸宇宙学家们发明了一个所谓的“协动坐标系” (co-moving coordinate system), 就是和宇宙一起同步爆炸的坐标系。这是一个不折不扣的绝对坐标系。离开了这个绝对坐标系，大爆炸理论大概就得解甲归田了。这是对相对性原理的又一个根本性 的违背。

既然相对论者在这么多地方违背经典的相对性原理，那什么是爱因斯坦的相对性原理呢？爱氏的相对性原理的精髓是运动方程的协变性。在狭义相对论中，要 求运动方程在从一个惯性系变到另一个惯性系时，保持洛仑兹协变性。在广义相对论中，要求爱因斯坦引力场方程具有张量协变性。教科书上所说的“在不同的坐标 系中物理保持不变”实际上是指爱因斯坦方程的形式不变，而不是真正的“物理保持不变”。如上所述，他们的“物理”可以有翻天覆地的变化，可以变出无穷多个 宇宙，可以变出白洞虫洞。

爱因斯坦的相对论和经典力学在对待时空和光速上有本质的不同。在经典力学里，时间和空间是一切自然界的运动的公共场所和运动快慢的公共量度。无论是 物理过程，还是化学过程，生物过程，社会历史，政治经济，军事外交等等过程，全都是在同一个具有三维自由度的空间中进行的，其快慢由同一个一维的单向的时 间来量度。用李白的话说，就是“天地者，万物之逆旅；光阴者，百代之过客。”时间和空间是自然界一切运动过程的共有自变量，而不是因变量。任何其他物理量 都不会改变时间和空间的刚性和均匀性。这就是牛顿力学中“绝对时间”和“绝对空间”的本质含义。相反，在爱因斯坦的相对论里，时间和空间是相对的，是因变 量，会随物体运动速度而改变，而且时间和空间相互依存，而不是互相独立的变量。相反，光速倒被赋予了绝对的意义，不会改变，不可逾越。一旦逾越光速，理论 就发散，时空就翻转。在经典力学中，速度只不过是由时间和空间定义的一个物理量，一个变量。光速是我们经验中至今知道的最快的速度，但不是理论上的速度极 限。事实上，太阳系以外的任何天体都以大于光速的线速度围绕地球转动。而爱因斯坦的相对论给不出一个公式计算天体相对于地球转动的线速度。

既然爱因斯坦的相对论与经典相对论有如此多的本质不同，想用外交辞令或政治辞令避免那个“反”字，做不到，也没有必要。在事关物理学未来的大是大非 的辩论中，理论必须彻底，逻辑必须清晰，旗帜必须鲜明。不能口将言而嗫嚅，足将进而踟蹰。我不忌讳别人给我标上“反相”的标签，也不在乎人们对我的理论的 批判。我坦承，我反对爱因斯坦相对论的时空观，而赞成经典物理的时空观。我对爱因斯坦的相对论的否定不是枝节的，而是全局的，根本的。我在1999年发表 的“检验钟佯谬的对称实验”一文中，对狭义相对论时空观的逻辑矛盾（包括达尔文和托尔曼的辩解）进行了分析和证伪，对于各种宣布证实了爱因斯坦时间延缓的 著名实验（介子寿命测量实验和原子钟绕地球环行实验等）进行了仔细的剖析和质疑。我对爱因斯坦空间转动性质的分析于2000年发表在意大利物理杂志IL Nuovo Cimento上。此文嚴格地證明了愛因斯坦引力場方程的兩個解—施瓦玆查爾德解和科爾解–之間不存在一個全域的與光速不變原理相恰的轉動變換。即是 說，廣義相對論不具有轉動相對性，這是愛因斯坦相對論的一個根本缺陷。对于宣告证实了广义相对论的爱丁顿实验，我在“小耳辩日辨”一文中有详细的质疑。对 于引力使时空弯曲和三维超球面的概念，我在“引力时空是弯曲的吗？”和“爱因斯坦宇宙模型和近小远大论”等文中有很详细的分析。欢迎学界同仁以最尖锐，最 犀利的批判的武器对我的这些文章以及我的DET理论，作出无情的批判。只有这样，真理才能越辩越明。

两个星期以前，一位在德克萨斯大学天文台的素不相识的朋友给我来信，说他刚读到我1999年关于对称钟佯谬的文章，于是满世界寻找对我的对称钟佯谬 实验的评论或解答。他感到十分奇怪，为什么十三年过去了，物理学界居然没有一个人能找出一个解答（solution）。他说很难想象相对论完全错了。我回 答说我不知道任何人有解答，也不太相信任何人能够找到解答。我的对称实验排除了钟佯谬问题辩论中的许多诡辩，将辩论锁定在时空的相对性的本质上，所以逻辑 上非常刚性。我建议他将问题拿去请教一些物理教授。温伯格就在德克萨斯大学，不妨去问问他。他说他问过一些物理教授，答案是，如果我仔细研究王教授的文 章，也许能找出他的毛病，可是不值得浪费时间，因为相对论是已经被检验过的真理。相对论已经编织在整个量子场论和宇宙学之中。

如果朋友们认为相对论是已经为科学实验检验过的颠扑不破的真理而不屑于对我的文章和观点进行批判，自然可以超然处之。如果您雖然认为爱因斯坦的相对 论是真理，但是王令隽的谬论还是不可置之不理，必须认真的进行分析批判，以免误人子弟，在理论界造成混乱，那就敬请各位花点时间做些认真的彻底的批判。

如果您对爱因斯坦的相对论存在不同程度的怀疑，但是不太有把握，或者怀疑之处比较离散，找不到关联，或条理不太清晰，不知问题的根源在何处，或者因为整个理论物理学界都把相对论当作不容置疑的原理而望而生畏，对自己的判断产生怀疑，那么我的一些议论也许会有点参考价值。

张操先生以为，参加过文革中“批判相对论学习班”的许多人都是很有学问的学者。余生也晚，當時无缘與聞其事，也沒有讀過他們寫的文章。我大胆猜想， 他们当年的一些批判文章中，除了那个时代不可避免的政治八股和官话套话，一定还有一些睿智的分析和独立思考。當年參加過相對論批判的老師們，如果今天身體 條件許可，能夠甩脫政治陰影，把當時的一些獨立思考挖掘出来，重新組織充實，发表出來，对于学术讨论和历史研究，都是非常有意义的。