谈相对论的理论基础

摘 要：  通过形式逻辑证明，相对论的火车思想实验结论是错误的。在逻辑论证过程中，讨论和厘清了时间的逻辑概念。强调时间概念是形式逻辑中的一个元概念，时间可以绝对同时。得出运动座标系中和静止座标系中对时间的观测没有区别，相对运动速度完全没有联系的结论。在逻辑上构成对相对论理论基础的质疑。

关键词：形式逻辑，元逻辑概念，绝对同时性

0 引 言

相对论在100多年前已经建立，这一个多世纪以来相对论理论逐步变成为物理学科的必修理论，而且事实上还成为了宇宙学等近代科学理论的基础性理论。科学理论界的绝大多数人对相对论的正确性可以说已经是坚信不疑，完全把它视作科学圣典或科学元理论来研读和对待。

理解相对论会是件很不容易的事。首先我们必须要放弃自己的常规性思维，甚至我们要不相信自己的身躯是以物质形式存在于这个世界。因为相对论理论告诉我们，时间和空间都是相对的，这个世界也没有所谓的物质，存在都是由一种叫能量的东西构成（质能关系）。可是脱离了物质概念，能量会是什么呢？能量或没有宿体吗？能量和物质谁是主体，谁是属性？难道我们的意识真的可以脱离躯体存在？现代一些科学理论已经和神学融合了。

正是有了相对论的理论框架，某些学说就找到了生存的环境。比如宇宙学中的某些概念几乎就是臆想一般地存在和正被热烈讨论着，科学就像荒诞的舞台神剧一样在上演。可神剧毕竟是不符合实际的东西，我们的身躯只能来自物质，还要回归到物质。物质是永恒的，我们也是永恒的，我们终究要返璞归真。

历史上和现代并不是所有人都相信相对论。反对这个理论的人也有很多，质疑声也很强。既然有不少人认为相对论是错误的理论，但这100多年来为什么相对论会屹立不倒呢？这是个非常困惑人的问题。稍研究一下这个问题就知道，一般人要验证这个理论会很困难，普通人根本没有条件和机会通过实验来检验它。另外，除了会有人要把相对论作为某些学科的理论根据之外，相对论在实际工程上没有用途，当然也就没有实践检验的机会。凡是有点条件研究相对论的人也多数是在形式逻辑上来论证它。比如，反对相对论的学者们总想设计一些思想实验或悖论来验证它，但这些都相当于是在承认（或干脆不考虑）相对论的理论根据正确的前提下进行的，都是些在形式逻辑层面的思辨。很快我们就会论述到，在逻辑元概念不真实的情况下，形式逻辑的保真特性也是不能保证结论的正确性。在逻辑元概念不正确的前提下，通过形式逻辑结论来检验相对论，相当于是在以错误结论对决错误结论，是不可能获胜的。自然真相只会有一个，如果看不到唯一的真相，拿出来思辨的也只是个经不起反辩的东西，这样质疑相对论毫无效果。……..

1相对论的火车思想实验存在逻辑错误

长期以来，对爱因斯坦这个著名火车思想实验的结论很少有人会怀疑它，但如果你仔细研究一下就会发现这个结论是完全错误的。

正确的火车思想实验的一般性结论是什么呢？我们只要清楚地指出：当 A、B方向的光同时刻到达M点时，M’观测者也是同刻运动到M位置，这样他和路基上的观测者才是在同一个空间点观测，他和路基观测者完全会是一样的同时性结论，与他的运动速度没有任何关系。

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我们完全可以肯定地说，爱因斯坦用这个思想实验来说明时间同时性是相对的是没有逻辑根据的，也是错误的。对于这个火车思想实验，设想如图4.表示的那样，以任意方向、以任意速度来的火车上的观测者M’，和静止观测者M都是一样的观测结论。这才是这个火车思想实验正确的一般性结论。

2时间相对性和同时绝对性

我们可以进一步用形式逻辑论证，各相对运动的座标系不存在同时的相对性的命题；相对运动座标系（或参考系）下对时间的观测和静止座标系下对时间的观测完全是一致的；全宇宙只会有一个时间。这些结论不是只适用在爱因斯坦的火车思想这类简单实验中，而是个普适结论。

我们需要先厘清时间概念。我们一般都会认为时间是一个物理量。物理量是指可计量的物质属性和采用某种计量方法对其计量的结果。很明显，我们所说的物理量要包含有两层含义，但都是要与物质存在相关的概念。人们意识到可对物质的多少和大小进行比较，就形成了质量、体积（尺度）等基本概念，我们这里把这种概念称作是逻辑元概念。所谓元概念是指概念要直接来自我们感知到的物质存在属性。如果没有物质存在，这些元概念都不会形成，逻辑元概念必须直接来自物质存在。没有物质存在要定义元概念是没有根据的，只能是唯心的。

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时间作为一个物理量是不是元概念，和物质存在有什么关系？人们最早形成时间的意识先是来自对天体周期运动的观察，所谓年复一年，日复一日都是对天体运动观测所形成的意识。由于人类有记忆，所以会有人说时间是和记忆有关，时间是由人们的意识形成的概念。这不完全正确，记忆只是人们意识类型的一种，它不能直接产生时间概念。试想，只有人的意识和思维，没有物质存在和运动变化，我们会根据什么来形成时间的概念呢？反过来，不管一个人有没有意识，也不管人类是否已形成了时间概念，有了物质运动和物质运动带来的相互作用，植物和动物都会在目前人类形成的时间概念下生长，衰变，进化。这里所说的生长，衰变，进化的现象都是物质运动的各种形式。所以时间一定是和物质运动有密切关系的概念或物理量。

2.1 时间概念

人们对时间的概念常常会是模糊的，看不清其本质。时间的粗浅概念我们从小就会有，只要是精神健康的人都会经常提到时间这个词。但我们平时很少会去把时间与实际物质联系起来思考问题，我们会更多地把时间和意识联系到一块。在研究和讨论科学问题时，我们常常提及时间，但我们可能把它当成是理所当然存在的物理量看待。一旦要想认真定义时间概念时，我们还是会显得有些困难。

唯物主义认为，宇宙中自然存在的特征就是物质。运动是物质的一种属性，没有不运动的物质，也没有无物质的运动，人们观察到的运动就只能是物质的运动。各种物质运动形式会不同，但运动总是物质在运动。离开了物质运动就不存在，这和物质的质量概念一样，离开物质就没质量可言。所以运动也是物质具有的属性。物质量的多少我们用质量来描述，那么物质的运动属性我们用什么来描述？

人们通过对运动的观测会形成对运动快慢的比较意识。物质运动属性具有可比较性，我们看到快、慢、先、后就是一种最粗略的比较，把对运动属性进行比较的概念抽象化就自然形成了时间的概念。运动快的物体在运动过程中花的时间短，运动慢的花的时间长，先到的比后到的花的时间短。物质运动的属性被我们用时间来描述，可见时间是逻辑元概念。

爱因斯坦忽视了形式逻辑思维要从逻辑元概念开始的要求。他也不清楚一个唯物论原理：科学上的元概念都要来自存在。他对时间概念没有一个清楚的认识，是他会提出相对论的一个主要原因。

物质运动包括宇宙中所有诸如天体、分子、原子、生物细胞等等一切物质的、各种形式的运动。时间概念是宇宙一切物质的运动属性。时间是全宇宙物质运动属性，是基于客观存在的元概念。时间没法用物质属性以外的其它概念来定义或说明。没有物质和物质属性，质量、长度和时间等元概念都不会存在，这些元概念都来自物质，物质是它们之间的内在联系，确定这些逻辑元概念和概念间的关系是辩证逻辑思维过程。

我们不能用速度来作为物质的运动属性，是因为时间是构成速度的因素，速度就不是逻辑的元概念。

2.2 时基概念

时间概念和物质的关系与质量概念和物质的关系，或者空间概念和物质的关系是一样的。时间、质量、空间这些概念都是元概念，都是物质的属性，也都具有唯一性。不存在有两种时间、两种质量或两种空间概念的说法。既然时间、质量、空间都是物质属性，都是可以计量的属性，那么计量的方法也是一样的，都需要有一个绝对的参考量，这个参考量也是来自物质本身。时间测量的参考量就是时。………

2.3 时钟概念和时间测量

时间的计量和质量、长度、电量的计量一样，这些基本物理量的计量都是和它们的原器作相对测量。时间的相对测量器具就是时钟。时钟和天平、米尺是一样的，都是对物质属性进行计量的工具。时钟、天平、米尺的不准确，只表示这些器具和相应的原器间有校准误差，产生这些误差不表示物质属性变了。

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