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“盲人騎瞎馬”——20世紀理論物理學

研究中的一曲悲歌

2018/04/04   維加斯新聞報
顧孟潔

摘要：綜述了愛因斯坦相對論的問世並逐步受到物理學主流學派的推崇，同時對相對論的否定和抨擊又貫穿於整個20世紀的前因後果。並從源頭上指出了相對論所存在種種根本性的錯誤，以及當今徹底證偽狹義相對論的條件已經趨於成熟的標誌。
關鍵字：相對論；前因後果；狹義相對論；徹底證偽

歧路亡羊 迷途難返
    自18世紀中期以蒸汽機問世為標誌的英國工業革命（世界第一次技術革命）起，迄今全世界已經歷了一次又一次的技術革命，直至當今神跡般的“移動網路時代”光臨全球，給社會生產力的飛速增長和人民生活水準的進一步提高帶來了巨大的福祉。在此整個過程中，推動社會進步的科學理論主將物理學，經歷了從經典力學向聲學、熱力學、光學、電磁學、無線電物理學、原子核子物理學、高能物理學以及計算物理學等等的延伸擴展過程，其學科理論建樹和實際應用成果為舉世所共知和共用。但展現在世人面前的一個千奇百怪的嚴酷現實，竟然是理論物理學在整個20世紀走上了迷誤之路並且愈陷愈深近乎不能自拔——理論物理學研究的方向已偏離了為現實世界中的物理現象建立起在一系列定律之上的理論體系（數學、邏輯體系）以推動社會科技進步的目標，成為了“空頭的”物理學家們進行抽象深奧的數學演繹的天堂。在現實世界中，我們應該承認，是人對宇宙自然界和人（包括其思維能力）本身的認識的局限性，以及人性的脆弱性，導致了一出又一出“歧路亡羊”的局面。從大的方面看，迄今世人在物種起源的“進化說”和“神創說”上歧見依然很深，對宇宙和生命的起源問題的探討實際上也是各派各說。至於說，對宇宙天地間究竟是否存在一種主宰一切的“超自然的神秘力量”（或簡稱為“神”），這種思考與討論已遠遠地超出了物理學研究的領域，但從全球五花八門的宗教以及自古到今人類在宗教觀念上的離散的現狀，足以說明儘管人的智力已經稱雄于眾生界而足以將地球進行“人化”（這種“人化”實際上已產生出很多不利於人類社會持續發展的負面的效果），因而當今在比較基本的理論物理學領域陷入“歧路亡羊、迷途難返”的局面，也許是一種應有之義吧！
    眾所周知，20世紀理論物理學研究的重大分歧是始於對“光”和（人所臆想的光的傳播媒體）“乙太”的猜想和相關的實驗結果的糾葛。這種糾葛狀況的不斷“發酵”，終於引發出了圍繞愛因斯坦“相對論”正誤問題的百年全球大論爭。1972年，英國倫敦大學科學史和科學哲學名譽教授H.丁格爾，他作為在學術界宣教相對論的頂尖級的權威人物，自從在1959年突然意識到狹義相對論存在致命問題，便義無反顧地挺身而出進行反戈一擊，與經他先前長期授道所造就的相對論癡迷者和“鐵杆擁相者”麥克瑞（McCrea）進行了曠日持久的筆戰，在論爭無果的無奈情況下，最終發表了他的反相大著《科學在岔路口上（Science at the Crossroads）》，向世人公開表明了他的反相觀點，以及他對以愛因斯坦相對論為突出標誌的理論物理學被扭曲的現狀及其發展前景的憤慨與憂傷之情。【1】但令人遺憾的是，丁格爾教授憑他一臂之力已無法扭轉乾坤了——因為“離弦之箭已不再屬於射手”，他早年所撰寫的《大眾相對論》、《狹義相對論》以及《大不列顛百科全書》中的相對論條目等等已經“深入人心”而難以逆轉……我們看到。在新世紀來臨後的2005年，在歐洲物理學會和聯合國教科文組織的推動和倡議之下，居然將這一年定作“世界物理年”，旨在向全球大張旗鼓地頌揚和宣傳愛因斯坦的相對論。此誠所謂“木已成舟、積重而難返”了。

陰錯陽差 鑄就迷宮
    德國古典哲學家、辯證法大師黑格爾有一句名言：“凡是現實的都是合理的；凡是合理的都是現實的。”對此命題歷來頗有爭議，有人覺其晦澀費解，也有人覺其寓有很深的哲理。其實，若從因果法則來看待世界上各種事物從產生、發展到消亡的大過程，就不難理解其中的辯證含義。我們單就20世紀理論物理學所走的大彎路來看，確實其中的一切都是“事出有因”。首先，是邁-莫實驗這個旨在測量地球的“乙太漂移”的“吃蜘蛛”嘗試無果而終所引發的對經典物理學理論的懷疑，接著英國物理學權威W.湯姆生（即開爾文男爵）展望20世紀物理學前景時提出了“兩朵烏雲”說，繼之又是學界名人龐加萊和洛倫茲聯手拋出了“洛倫茲變換”的假說，這些都是發生在19世紀末20世紀初的大事件。但在此時代背景下，德國的物理學教授普朗克對瑞士專利局三級技術員愛因斯坦“撇開乙太就能給出洛倫茲變換的完全證明”的即興大作，表示了特別的關注和支持，正是由前因所引發的直接後果。再加上其時朗之萬、居里夫人等物理學界名人的提攜和捧場，使愛因斯坦初出茅廬之作《論動體的電動力學》（愛氏又將其命名為“狹義相對論”）得到物理學主流學派的認可和讚賞。而更重大的事件發生在1919年5月29日愛丁頓率隊赴非洲考察日全食驗證愛因斯坦關於“光在引力場中的彎曲”的預言，以及緊接著在媒體上對此“重大事件”作了大肆宣傳張揚的報導，簡直把愛氏吹捧為全球科學大明星了。（其實，“星光彎曲”同“狹義相對論”毫無關係，更不要說此項實測資料並未經過仔細驗證，之外對若有“星光偏折”究竟是由於太陽的吸引力還是太陽表面氣體的折射根本說不清楚。）而從此以後，由於愛氏已把所謂的“狹義相對論”同“廣義相對論”通稱為“相對論”，這種“聲東擊西”的“忽悠術”，把整個理論物理學界不同層次的學者和物理愛好者們搞得稀裡糊塗，只能聽憑名人的宣揚、書本上的說教，以及媒體的報導和評論，一味地充當起了不懂裝懂、人云亦云的角色。
    貫穿於整個20世紀，否定和抨擊愛氏相對論的重量級人物，除了英國的丁格爾教授以外，還有分佈在各國的不少理論物理學家、實驗物理學家（其中不乏物理學諾獎得主），如莫斯科大學物理學教授A.K.基米里亞捷夫就是在20世紀20年代在蘇聯學術界躍馬橫槍聲討相對論的一位代表人物。更能說明問題的是諾貝爾獎評委會對愛氏相對論始終抱有懷疑，這使得相對論終久與諾獎無緣！
    從相對論出臺前的時代背景，到愛因斯坦生前與身後物理學界對其相對論建樹褒貶不一的態度，充分地顯示出了“陰錯陽差 鑄就迷宮”的現實性、必然性和“合理性”——愛氏相對論內涵錯誤與矛盾的錯綜複雜、真假難辨和深奧難測，則是對其正誤的最終判斷長期遷延不決的最根本的原因。

盲人：概念迷糊不講邏輯的睜眼瞎
    相對論（包括所謂的“狹義”與“廣義”）中的術語、概念與命題非常特別，公式繁多（特別是“廣義相對論”），讓世人無法理解和接受，然而也難於進行徹底否證。百年曠世大迷宮，給世人（學界人士和民眾）帶來了精神上的巨大的困惑。但20世紀後半期無線電電子學和資訊處理技術的迅猛發展以及人類航太事業的輝煌成就，已如當頭棒喝一般地為科技界和整個知識界確立時間計量基準的唯一性和可操作性提供了無可爭議的理論和實踐依據；另一方面，在國際範圍的術語學理論研究以及與之密切相關的科學哲學本體論研究中提出並確立的一種全新的思維模式，為徹底地闡釋“主-客關係”和“心-物關係”（特別是對知識文本作出了具有創新意義的本體論定位），為破解相對論的謬誤和走出相對論迷宮提供了利器。所以，如今回過頭來上溯到愛氏創建（狹義）相對論的基本出發點和原始命題，就能發現愛氏相對論之所以讓人不解，原來是他一開始就犯了概念迷糊（實際上是有意地偷換概念），並且在其確立命題（“公設”）和進行演繹推理（包括數學推導）的過程中明顯地違反邏輯（包括數學運算規則）所致。在這種情況下，愛氏本人及相對論的後繼者或追隨者，都稱得上是“概念迷糊不講邏輯的睜眼瞎”。在此舉兩個最典型的案例如下：
——所謂的“光速不變原理”，其實愛氏只不過是將其作為“幌子”，旨在混淆 “光速”和“光的波前與運動著的坐標系（的原點）之間的相對速度”這兩個概念，通過製造錯覺來為他自己“創建”新理論開路（這是必須精細地審讀愛氏的原著原文才能發現的）；【2】
——所謂的“同時性的相對性”，其實是混淆了“主-客關係”（或“心-物關係）使人產生思維和心智混亂，從而失去了運用邏輯準則判斷是非的能力。【3】
    諸如此類的概念混亂式的謬誤，貫穿於“狹義相對論”的全部建立過程。

瞎馬：胡拼亂湊照貓畫虎的“數術家”
    洛倫茲是“洛倫茲變換”的原創者，但他從一開始就對相對論持懷疑態度，明確地說愛因斯坦的相對論和他的理論無關。但狹義相對論的核心理論是正是“洛倫茲變換”；出於“名人效應”，長期以來愛氏的“洛倫茲變換”成為了物理學學子的“不設防區”（特別是愛氏本人身上有了比洛倫茲更大更亮的“名人光環”之後）。時至今日，隨著網路時代到來提高了學術上的民主性和透明度，愛氏及其相對論的頂級光環已逐步消退，我們重新打開愛因斯坦在他的《狹義與廣義相對論淺說》一書中給出的“洛倫茲變換”的完整推導的大著，終於發現它同1905年洛倫茲作為一種假設提出來的“洛倫茲變換”方程組形相似而實不同，而更為重要和嚴重的問題，是愛氏進行推導的所有原始依據，以及全部推導過程中充滿了各種各樣的錯誤和對數學運算基本原則的蓄意違規（如把零當除數，把在正反兩個座標方向上所建立的方程輕率地相加或相減等等），然而愛氏正是憑著這種種的錯誤認知和違規手法，拼湊出了他的冒牌的“洛倫茲變換方程組”，稱得上是“照貓畫虎”了。
    盲人，廣義上可以包括那種概念迷糊不講邏輯的“睜眼瞎”，這是學術理論研究中一種可怕的“負能量”。而那種胡拼亂湊和瞎闖瞎撞的“數術家”，同樣不可能在學術上有積極的創建，反而會因他的“發現和發明成果”誤導世人。

魔法：一盤永遠下不完的棋？
    愛因斯坦從1914年開始創建 “廣義相對論”，並且一開始就將之與其先頭所創建的“狹義相對論”捆綁在一起統稱為“相對論”（稱“狹義”適用於“慣性系”、“廣義”適用於“非慣性系”云云）。此外，他通過別的論文所拋出的“質能方程”的“重大發現”也在有力地維護著他的光環……近百年來，正是他的這一系列的“怪招”框住了物理學界莘莘學子們的頭腦，並有效地抵制住了學界中的狹義相對論懷疑派所發起的一股股挑戰浪潮。由於愛氏所謂的“廣義相對論”，其所涉及的都是“遠在天邊”的話題，而且其所用的數學方程式非常複雜、高深和離奇（諸如所謂的“等效原理”和“時空彎曲”，以及“黎曼幾何”、“張量分析”等等），已足以讓世世代代的理論物理學研究和教育工作者以及科學愛好者們無休無止地學習、討論和爭論下去……
    稍有下圍棋經歷和常識者，都知道決不能讓對方將一片死棋同另外一片“未定之秋的棋局”通過一個或幾個棋子（特別是邊子）連接起來。那麼，今天當我們已有充足的理由徹底證偽狹義相對論時，若學界仍誤以為狹義與廣義相對論是不可分割的整體的兩個相關部分，那樣就必然會由於繼續討論“廣義相對論”（無論是深化研究或是破解否證）有著“理論黑洞”般的無窮話題，“挑戰相對論”豈不就要成為一盤永遠下不完的棋了麼？

感懷結語
宇宙萬物藏奧秘，理論探索真諦尋；
學科重鎮推物理，力熱光電皆有成。
未料乙太測未果，名流學者慌了神；
引出一位民科士，初生牛犢猛發聲。
卻如盲人騎瞎馬，胡闖亂撞攀金頂；
狹義廣義相對論，攪得科壇亂紛紛。
百年混戰失和諧，學科殿堂出悲音；
願得智者同心力，撥亂反正掃氤氳！

參考文獻
【1】馬青平．相對論邏輯自洽性探疑【M】．上海科學技術文獻出版社，2004: 4-5．
【2】顧孟潔．走出迷霧——顧孟潔挑戰相對論文集【M】．科榮出版社，2013：76-88．
【3】顧孟潔．走出迷霧——顧孟潔挑戰相對論文集【M】．科榮出版社，2013：105-111．