第二十七章 相对论和量子论(1)
全新的,……由此,孤立的空间和时间观念本身将注定要消失在阴影之中quot;。事实上,闵科夫斯基在这篇演讲的初稿上,把他的新时空观的quot;特征quot;说成是quot;革命的quot;,而且是quot;极端革命的quot;(同上,98)。可是,在讲演稿最后付印时,quot;革命的quot;这类词语被删除了。
M.玻恩向我们讲述他最初阅读爱因斯坦论文时的经过,这让我们了解到爱因斯坦的概念是多么深奥难懂,甚至对于那些没有数学问题的人也是如此。1907年,当洛里亚向他介绍爱因斯坦论文时,玻恩正是;对相对性思想和洛伦兹变换很熟悉quot;。他回忆说,即便如此,在阅读爱因斯坦论文时,quot;爱因斯坦的推理超出我的意料之外quot;。玻恩发现,quot;爱因斯坦的理论是全新的和革命性的quot;,是天才的创造。爱因斯坦的观点quot;向I.牛顿建立的自然哲学以及传统时空观大胆提出了挑战quot;。现在看来,玻恩确实认识到了爱因斯坦思想革命和理论革命的威力,但也清醒地看到了真正的科学革命尚未到来。新的观念和新的思维方式仍在研究之中,要科学家们接受、应用并作为他们共同的思想基础还须假以时日。玻恩后来明确指出,事实上,爱因斯坦理论是如此激进,如此新奇和革命,以至必须quot;做出相当努力才能很好地消化和吸收quot;。而且他还提醒我们,quot;并不是每个人都能够或愿意这么做quot;,看来他本人当初是做到了。爱因斯坦革命要求人们普遍接受关于物质世界的全新的思考方式。
1909年美国科学家G.刘易斯和R.托尔曼发表的文章,清楚地说明了接受爱因斯坦假说的实际困难。他们承认爱因斯坦的相对性原理quot;综合了大量实验事实,没有出现矛盾的反例quot;,其中他们列举布歇尔的实验作为支持这一理论的重要依据。然而,他们在感到相对论基本quot;原理quot;这一方面无可挑剔时,也感到另一方面暴露出的问题。例如,quot;绝对运动无法观察到quot;这一普遍原理表示理解时,他们觉得相对于任何独立观察者光速不变的原理令人难以接受(米勒1981,251-252)。他们认为,后一原理将导致长度和时间相对性的quot;奇异结论quot;,这可能是quot;基于某种感官心理学上的科学幻想quot;。
时间一年年地过去,越来越多的物理学家终于转变了过来。然而,他们当中有许多人只接受爱因斯坦公式,承认quot;收缩性quot;是光速不变性引起的空间问题的基础。但是,他们仍然坚持绝对时间和同时性的信仰(包括洛伦兹在内,见米勒1981,259)。1911年4月,法国物理学家B.朗之万在波隆那哲学家大会上发表演说,为相对论增添了更为轰动性的色彩。朗之万是一位卓越的科学家,爱因斯坦曾经说过,如果他没有发现狭义相对论,朗之万将会发现它。在讨论时间相对性或钟慢问题时,朗之万没有采用爱因斯坦那种利用运动时钟和静止时钟解释时间效应的费解的作法,而是用所谓的quot;孪生子悖论quot;取代了爱因斯坦的quot;时钟悖论quot;,并立即成为众所皆知的由相对论引出的怪物。相对论的时间问题是这样产生的:如果一对孪生兄弟一个留在地球上,另一个去星际空间旅行,那么当旅行的兄弟返回地球时,竟会发现与留在地球上的兄弟的年龄已经不同了。朗之万列举的另一个例子是,旅行者沿直线飞向一颗恒星,绕其一周后原路返回。如果旅行的速度足够大(当然比光速小),最后旅行者将发现,在他两年的旅行中,地球已经度过了漫长的两个世纪。哲学家;第一次唤起了我对爱因斯坦观念的注意quot;。