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能否用常识理性来质疑相对论?

已有 1258 次阅读 2021-6-23 17:50 |系统分类:观点评述

能否用常识理性来质疑相对论?

曾纪晴

之前我们讨论了如何检验科学理论的正确性?”得出的结论是:先用常识理性来检验,最后才用科学实验来检验。如果我们撇开相对论和量子力学,估计大家都会同意我的观点。但如果我们需要检验的对象是相对论或量子力学呢,估计许多人就不淡定了。比如相对论认为,物体会随着它的运动速度的变化而改变时间、改变大小、改变质量;有质量的物体没有引力,它只是把空间弯曲了。只要稍微有常识理性的人,都会觉得相对论的这些结论完全离经叛道,颠覆了人类的常识认知。但相对论却被“公认”为一百年来最伟大的科学理论。  

当爱因斯坦最早提出相对论的时候,物理学界就有大批的物理学家,包括物理学诺贝尔奖获得者极力反对和批评。当时全世界几乎没有人懂爱因斯坦的相对论,原因显然是相对论颠覆了人们的常识理性,人们无法理解。但由于得到大科学家普朗克等人大力支持,爱因斯坦的相对论反而因其难以理解而显得“高大上”。当时科学界流行这样的说法,全世界只有3个人懂爱因斯坦的相对论。英国的爱丁顿爵士以懂相对论自居,听人说只有3个人懂相对论,他说:“除了爱因斯坦本人和我之外,谁是第三个人呢?”他非常积极地支持爱因斯坦相对论,他后来组织了一个验证爱因斯坦相对论的“光线弯曲”的日全食观测,声称“验证了”爱因斯坦的相对论,轰动全球。从此爱因斯坦成为继牛顿之后最伟大的科学家,相对论成为了颠覆牛顿力学和牛顿时空观的最伟大的科学理论。一百年来,相对论早已走进教科书,成为了现代物理学两大支柱之一,得到了物理学界广泛的认同。然而,英国物理学家艾森说:“物理学家对相对论的态度普遍是:并不理解它,但它既然获得公认想必不会错。必须承认直至近年来我也一直这样。”也就是说,不能排除大部分物理学家是随大流,正如《皇帝的新衣》描述的那样,害怕如果自己说不懂或反对的话,将遭到学术界的鄙视和孤立,而假装自己懂相对论,则可以显得自己高水平,如同爱丁顿当时炫耀的那样。尽管相对论被认为已经“验证”过无数次,但它始终无法摆脱人们常识理性的质疑。然而,这些常识理性的质疑,在物理学专业人士看来却显得不值一提。

那么,是否真的不能用常识理性来质疑(检验)相对论呢?相对论具有何种“特殊性”让它具有了超越一般理论的“特权”呢?好像除了它违反常识理性之外,并没有什么别的“特殊性”,显然它不是神谕,不是圣经,它就是一个普通的科学假说。既然如何,为何偏偏是它要免于常识理性的检验呢?

实践是检验真理的唯一标准,而常识理性是科学理论通过实践检验的最低标准,是进行新的科学实验检验的前提条件。相对论跟其它一切科学理论一样,都必须接受实践的检验,没有例外。

当然,物理学家们比我们普通人更懂得这个道理。但为什么他们都愿意给相对论这样一个免于常识理性检验的“特权”呢?仅仅因为爱因斯坦是伟大的科学家吗?当然不是。因为物理学家们在面对相对论的直接实验结果时,其看起来高度的与理论吻合,让他们忘记了它还没有通过常识理性检验的事,或者觉得既然实验已经验证了,那就说明相对论是对的了,至于不符合常识理性,那可能就是相对论的特殊性使然。

前面已经说了,爱因斯坦刚刚提出相对论的时候,就已经因为该理论严重违反常识理性而遭受到大量的质疑、批评和反对,这就是在接受常识理性的检验呀。可见,实际上爱因斯坦相对论并没有躲过常识理性的检验。遗憾的是,它一百年来一直没有通过常识理性的检验,直到现在仍然不断遭受来自常识理性的质疑。但它却幸运地跳过了常识理性的检验,而直接采用实验验证的手段逃过了一劫。帮助爱因斯坦相对论逃过这一劫的正是爱丁顿,但他的日全食观测实验却遭受到了质疑,被人发现故意剔除了不利于相对论预言的观测数据,涉嫌学术造假。由于相对论的预言往往要求物体接近光速的高速运动条件,或者遥远宇宙深空的特殊宇宙现象,实验或观察条件通常都不具备,实验检验也就难以展开或重复。有人言之凿凿地说,卫星导航GPS”应用了相对论原理、原子弹、核能源利用等有相对论的功劳等等,但也都被专业人士指出是纯属误解。相反,很多实验却证明,相对论的基本假设“光速不变原理被证伪(林金, 李志刚, 费景高, et al. 爱因斯坦光速不变假设的判决性实验检验[J]. 宇航学报, 2009, 30(1):25-32),类星体被观察到超光速现象(黄志洵. 超光速研究的40--回顾与展望[J]. 中国工程科学, 2004, 6(10):6-23.)。相对论预言的暗物质、暗能量至今没有被找到。前几年报道黑洞和引力波被发现,甚至获得了诺贝尔奖,但依然引来大量质疑。

尽管爱丁顿的日全食观测“验证”了爱因斯坦相对论的光线弯曲预言,让相对论逃脱了常识理性的检验,直接进入到实验观测终极检验程序,但之后所有的实验检验几乎都存在着争议和质疑。可见,即便暂时躲避了常识理性的检验,相对论也始终无法逃脱接受终极检验的宿命。

 

    



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