批判相对唯心主义（十）

关于广义相对论的质量和引力场定律的理论的问题 ………… 语句摘录： 试问基于表面现象的所谓原理的意义何在？又基于这样肤浅的所谓理论的性质的客观意义何在？ ………… 目录 1. 关于“惯性质量和引力质量相等是广义相对性公设的论据。” 2. 关于广义相对性原理推出引力场的性质的问题。 3. 关于爱予测遥远恒星发出的光线偏离1.7”的问题。 4. 所谓广义相对论提供关于引力场定律的研究的问题。 ……………………………………

以下，我们将研判《相对论》的第2.3和第2.5节。第2.3节的标题是：惯性质量和引力质量相等是广义相对性公设的论据。第2.5节的标题是：广义相对性原理的几个推论。

物质存在的最基本的特征之一就是具有可计量的质量。物质因具有质量而遵循牛顿定律，这是决定物质运动的力学规律。物质因有质量而遵循万有引力定律，这是决定物质结合成具有化学、物理性质的自然界万物的最基本规律。没有质量的物质并不存在，包括光子在内的所有物质都具有质量。

（一） 关于“惯性质量和引力质量相等是广义相对性公设的论据。”

在这一节爱提出一个新词汇“广义相对性公设”。至于为什么要将“原理”改称“公设”他并没有任何交待。他将“惯性”质量和“引力”质量相等作为所谓公设的论据。那么这是一个什么样的论据呢？ 首先，将质量划分为“惯性”质量和“引力”质量的依据是什么呢？是望文生义的结果，因牛顿第一定律生“惯性”;又因万有引力定律而生“引力”。这样便产生了所谓“惯性”质量和引力质量。然后“证明”它们相等，再然后便成了所谓公设的证据了。这就是爱的信手拈来的论证。但实际情况如何呢？ 我们知道，牛顿是在归纳总结开普勒关于行星运行三大定律基础上得到万有引力定律的。而行星运行的规律又是与牛顿三大定律相契合一致的。行星的运动可以简化为行星质心的运动，即所谓行星的惯性运动。而引力常数也是在牛顿力学的环境下测定的结果。因此，称谓质量为惯性质量尚可，但若又称谓引力质量就重名了。由此可见，以牛顿的立场本就只有一类质量，即惯性质量。因此，在万有引力定律中的质量就是惯性质量。 现在，再来看爱的有关陈述是怎么回事。在相对论中，爱似乎有所发现，他将质量区分为惯性质量和引力质量，然后证明两者相等，并以此作为所谓广义相对性原理的证据。由此可见，牛顿并没有错，而爱的陈述本来也并没有错，可视作对牛顿理论的一次验证。但是，他欲为广义相对性寻找依据，因此就不惜滥竽充数的权作依据了。在此，爱还有意识地将所谓“广义相对性原理”临时改称谓为“公设”。而现在“公设”有了依据，可见爱为了将广义相对性原理打造成“公设”其用心之良苦！ 我们知道在万有引力定律中有所谓超距作用的问题。物体之间的相互作用力与超距作用的矛盾其实是容易解决的。那就是在万有引力定律的适用场合引入类似电学场的概念。将电荷与静电场的关系推广为质量与引力场的关系。这样，引力场的缜密之网将自然界万物有机地联系起来了，所谓的超距作用的问题将迎刃而解。而传递作用力的信使则非光子、中子以及带电粒子等莫属。而以上处置意见是符合当前的全部力学予期的必然结果。

（二）关于广义相对性原理推出引力场的性质的问题。

《相对论》第2.5节曰：“广义相对性原理能够在纯理论方式下推出引力场的性质。让我们来猜想一下，例如，我们已经知道任一自然过程的空间—时间‘进程’在伽利略区域中相对于另一个参考物体k是如何发生的，借助于纯理论方式（仅仅只凭计算），我们能够断定在这已知的自然过程中，相对于k做加速运动的参考物体k'是如何去观察表现的。由于这个新的参考物体k'存在一个引力场，我们也必须考虑引力场如何引响我们的研究过程的。” 接着，爱提出命题：“引力场中光线一般沿曲线传播。”这一命题本身并没有什么问题。因为我们知道在研究光的传播路径的理论有光学。光学揭示光在不同光媒质中的传播速度和方向都可能改变。此处，引力场即光媒质。同理，光在引力场中的传播速度和方向也都可能改变。因此，在引力场中，光线一般沿曲线传播是符合光学的费马最短时间原理的现象*。但是，在相对论的有关陈述中，爱有意回避这一结论归于光学定律的客观事实，强调这是“广义相对性原理在纯理论方式下推出的引力场的性质。”然而，他所谓的相对性原理又是根据什么纯理论得到结论的呢？爱所谓的纯理论并非相对论的什么理论，而只能是光学的理论。 在有关引力场问题上，爱已经陷入两难的境地。一方面引力场与牛顿力学定律及万有引力定律有不可分割的关系。另一方面，他在陈述所谓广义相对性原理的意义时，以“纯理论”取代“光学理论”一词，企图回避引力场与经典力学的客观联系。他所谓相对论公设的依据其实就是早已为经典力学精确表达揭示的客观规律而已。

（三）关于爱予测遥远恒星发出的光线偏离1.7”的问题。

仅管“引力场中光线一般沿曲线传播”是非定量表述的命题，这与光学的精确表达的意义相去甚远。但爱却要拿它大做文章。爱特别强调曰：“引力场中光线一般沿曲线传播。这一结果在两方面凸显出它的重要意义。” 1. 爱强调的第一方面的意义：它可以同实际相比较。 爱曰：“首先，它可以同实际相比较。虽然对这个问题，按照广义相对论的探究表明，光线穿过我们在实际运用当中能够加以利用的引力场时，其曲率**是极其微小的，但以掠入射方式经过太阳的光线，其曲率估计值达到1.7”。” 在此，爱还提出了对予测的检验方法：“从地球上观察，某些恒星与太阳的距离并不遥远，因此它们在日全食时能够加以观测。当日全食发生时，这些恒星在天空中的视位置与当非日全食时太阳的视位置相比，应该偏离太阳。这一极其重要的推断，它的正确与否，希望天文学家能够早日解决。” 然而，此例即使通过了验证的话，这一所谓“极其重要的推论”又有何意义呢？难道爱以上关于光运行轨迹的非定量表述的命题的性质就此转变了，变成了定量表达的定律不成！又难道费马原理关于光的运行遵循最短时间规律的陈述过时了，亦或变得不那么符合客观事实了！ 2. 狭义相对论并非无止境。 爱曰：“其次，我们的结果说明，依照广义相对论，作为狭义相对论中两个基本假定之一的真空中光速恒定定律的有效性不能被认为是无限有效的，只有光的传播速度因位置改变（而改变***)时才发生光线弯曲。”在此，关于光的传播的描述广义相对论与狭义相对论之间出现了矛盾。于是爱强调曰：“狭义相对论并非无止境，狭义相对论的结果只有在不考虑引力场对现象（例如光)的引响时方可成立。” 在以上陈述中，爱对于所谓真空中光速不变定律增加了限制亦或否定性描述，例如“两个基本假定之一”、“不能认为是无限有效的”、“不考虑引力场……方可成立”等等，因此，对于狭义相对论是否定的结果。正如爱自己所言：“有鉴于此，我们或许会认为，包括狭义相对论在内的整个相对论，都要归于尘土，流于空谈。” 仅管此时爱的本意是欲通过否定狭论的部分，以达成肯定所谓广义相对性原理的目的。但是事与愿违，这不是相对论的内部矛盾问题，而是关于客观科学全局的问题。在有关光的运行轨迹的规律的归纳总结方面，有所成就的是光学。这是相对论不可否认的客观事实。爱关于广义相对性原理的依据，即在引力场中光一般沿曲线传播的非定量命题，并没有什么特别的意义。试问基于表面现象陈述的所谓原理的意义何在？又基于这样肤浅的所谓理论的性质的客观意义何在？

（四) 所谓广义相对论提供关于引力场定律的研究的问题。 爱将客观科学的光学置于身后，沿着主观设定的所谓广义相对性公设的依据走下去。他自诩“通过对光的传播事例的讨论……广义相对论能够从理论上演绎出……关于对引力场本身所满足的定律的研究。”但事实上，爱自己也并不知道引力场定律是什么样子。因此，他能够展现给读者只有关于引力场表面形式的命题的陈述：在“‘伽利略’形式的没有引力场的区域，如果相对于一个做任何运动的参考物体来考察的话，那么相对于k'存在有一个对于空间和时间可变的引力场，这个场的特性取决于k'所选定的运动。” 接着，爱又提出了一个所谓普遍的“引力场定律”的命题：“广义相对论认为：按照普遍的引力场定律产生的所有引力场都必须满足。” 但是，他接着声明：“当然，并不是所有引力场都是如此产生的，但我们仍然对普遍的引力场定律能从一些特殊的引力场推导出来抱有希望。虽然我们的希望已经以极其完美的方式实现。” 爱以上这段声明，用“当然”、“并不是”、“但”、“虽然”等造句，最后表达的却是“抱有希望”或者“希望已经以极其完美的方式实现。”这样的转弯抹角的陈述很是滑稽可笑。让人一点也感觉不到“希望已经完美实现”的喜悦。或许因为现在高兴还早了一点，因为事情并没有完成。爱最后曰：“但从认清到完全实现，是经过重重探索及许多困难之后才达到的……我们需要进一步阐述空间—时间连续区的概念。” 最后，让我们拭目以待相对论希望的以极其完美的方式实现！

（深圳叶学东 2023.6.6 ） 参考书目：《相对论》阿尔伯特·爱因斯坦著，乌蒙编译。 备注： * 参见《费恩曼物理学讲义》第261页。费马于1605年发现并提出了关于光传播路径的规律，即最短时间原理或称费马原理 。 ** 参考《相对论》第131页附注，曲率：数学上表明曲线在某一点的弯曲程度的数值。曲率越大，表示曲线的弯曲程度越大。曲率的倒数就是曲率半径。 ***（而改变） 系本文作者所加。