1.1 有关相对论争论的历史背景
1)苏联对爱因斯坦理论的批判
相对论建立不久,人们便发现爱因斯坦的理论与马克思主义哲学之间存在矛盾,由于这个原因,在苏联和中国都曾发生过对相对论的批判,而且,苏联的批判对中国的影响很大。
1922年,在苏联刚创刊的杂志《在马克思主义旗帜下》,发表了莫斯科大学物理教授A.K.季米里亚捷夫的一篇书评,题目是:爱因斯坦“狭义与广义相对论”。这是一篇从马克思主义的角度批评爱因斯坦相对论的文章。
季米里亚捷夫认为,相对论在根本上可以归结为马赫主义,爱因斯坦只不过是赋予马赫的观点以数学的形式。从物理学的观点看,相对论也是健全的理智不能立即接受的。他的理由是:从爱因斯坦理论中得出的符合实际的全部结论,能够而且常常成功地借助其他理论用简单得多的方法得到,而且这些理论绝不包含任何不可理解的东西。
季米里亚捷夫在文章中还提出一个观点,爱因斯坦本人并没有对唯物主义原理进行任何积极的攻击,但爱因斯坦的学说已被各国资产阶级及其知识分子所利用。季米里亚捷夫的这一观点被列宁注意到了,列宁的《论战斗唯物主义的意义》一文就是读了季米里亚捷夫的文章之后写的。
从1922年开始,苏联学术界就评价爱因斯坦和相对论展开了争论,在《在马克思主义旗帜下》杂志为这一问题的公开争论提供园地持续达三年之久,几乎每一期上都刊载有关文章。其中的一些文章已有中译文,季米里亚捷夫的文章就刊登在国内出版的《自然科学哲学问题丛刊》1979年第1期上。
在苏联关于爱因斯坦和相对论的批判、争论几乎一直在进行,进行的方式类似波浪一样,其间时有高潮,如果说1922—1925年的这场争论是第一波浪潮,那么,第二波则出现在20世纪30年代。
1933年6月10日,爱因斯坦在英国牛津大学做了一次报告,题目是“关于理论物理学的方法”。爱因斯坦在这篇报告中说:“迄今为止,我们的经验已经使我们有理由相信,自然界是可以想象到的最简单的数学观念的实际体现。我坚信,我们能够用纯粹数学的构造来发现概念以及把这些概念联系起来的定律,这些概念和定律是理解自然现象的钥匙。经验可以提示合适的数学概念,但是数学概念无论如何却不能从经验中推导出来。当然,经验始终是数学构造的物理效用的唯一判据。但是这种创造的原理却存在于数学之中。因此,在某种意义上,我认为,像古代人所梦想的,纯粹思维能够把握实在,这种看法是正确的。”[6]
第二年,苏联《真理报》发表了瓦维诺夫的文章,文中引用了爱因斯坦上述这段话作为证据,批判了爱因斯坦的“唯心主义道路”和“数学唯心主义”。这次批判掀起的波浪更大,许多有名的苏联物理学家也抨击了爱因斯坦的马赫主义观点。
但总的来说,苏联物理学家对爱因斯坦相对论的批评还是沿着一条理智的路线进行的,他们主张把相对论和爱因斯坦分开。
对于相对论,他们一方面承认相对论是现代物理学的普遍可接受的基础,对科学有不可磨灭的贡献;另一方面也指责“其中与辩证唯物主义格格不入的东西”。关于后一方面,具体地说有以下内容:相对性原理导致否定运动的客观性;爱因斯坦假定光速是不可超越的最大速度;相对论否定了普遍的同时性;爱因斯坦试图把物理学变成几何学等。对于爱因斯坦,他们认为,爱因斯坦的思想是唯心主义的,所以应该受到批判。这场批判不仅批判了爱因斯坦,量子力学的哥本哈根学派也受到了批判。
以上两次批判都发生在新中国建立之前,因此对中国的影响不大,但随后开展的一场批判对中国产生了很大的影响。这场批判是由斯大林的助手,苏共中央主管意识形态的日丹诺夫发起的,1947年6月,日丹诺夫对爱因斯坦的宇宙学提出了批评:“由于不懂得辩证的认识途径,也不懂得绝对真理与相对真理的相互关系,许多爱因斯坦的跟随者,将研究有限、有边的局部宇宙的运动定律所得到的结果,转用于无限的宇宙整体,因而已开始谈论有限的宇宙、时空的边界。”[7]
日丹诺夫的讲话引发了关于相对论哲学基础的新辩论,这场争论持续到1955年。
2)“文革”前国内对爱因斯坦理论的批判
1949年新中国成立后,苏联对中国有着广泛的影响,苏联开展的批判相对论的运动很快传到中国,由此引发了在中国展开对相对论的批判。1951年,在中国科学院主办的刊物《科学通报》上,翻译发表了卡尔波夫的“论爱因斯坦的哲学观点”一文。卡尔波夫在文中说爱因斯坦的哲学观点是一种物理学的唯心主义,同时,他还把爱因斯坦说成是“一位大物理学家,但也是很小的哲学家[8]”。
卡尔波夫的这句话来源于列宁,列宁在批评德国化学家奥斯特瓦尔特(W·Ostwald)时,使用了“伟大的化学家,渺小的哲学家”这句话。此后这句话成为经常被一些人引用的一个格言。卡尔波夫的文章发表后,爱因斯坦在中国的形象很快变成了:一位伟大的物理学家,但同时是一个渺小的唯心主义的哲学家。
1955年爱因斯坦去世,同年5月,周培源教授在《物理学报》上发表一篇纪念文章《阿·爱因斯坦在物理上的伟大成就》。周培源是中国物理学会的会长,他的文章反映了当时中国物理学界对爱因斯坦的评价。周培源概述了爱因斯坦在狭义相对论、广义相对论和物理学其他领域的重大贡献之后,在文章的最后一段写道:“我们也必须正视爱因斯坦的缺点……他是一位能发现物理规律的唯物主义者,可是他对他所发现的物理规律表示哲学意见时,经常从唯心主义的观点出发。错误的哲学观点不能不妨碍科学事业的前进。要能批判爱因斯坦的唯心论观点,深入地掌握他的学说,从而能更有效的学习近代物理学,我们物理学工作者必须加紧学习马克思列宁主义,建立和掌握辩证唯物主义的世界观与思想方法[9]。”
1957年,科学出版社出版了张宗燧教授所著的《电动力学和狭义相对论》一书,书中第37节的题目为“与相对论有关的唯心思想的批判”,在这一节里,对爱因斯坦相对论的唯心思想做了简单的叙述和批判。通过这本书,我们可以大致了解当年批判爱因斯坦相对论的一些内容[10]:
“第一种唯心思想是:既然两件事情的时间间隔、空间距离对于不同的观察者是不同的,那么时空是带有‘主观’性质的。这一点的错误是极易看出的。”
“第二种唯心思想是:既然时间间隔是相对的,而事情的先后对所有的观察者是一致的,因此,时间间隔的值没有绝对意义,而时刻的先后是有绝对意义的,因此时间只是‘事情的排列’。又因排列是‘感觉’的,因而时间存在于‘感觉’中。”
“第三种唯心思想是:时间必须通过测量而才有意义。”
张宗燧文章中的主要观点均引自卡尔波夫等人的文章,由此可见,当时的中国学者是跟随苏联学者批判爱因斯坦。随着1956年中苏关系发生了微妙的变化,苏联对中国的影响也日益减弱。在1956年至1960年代中期,国内再没有出现对爱因斯坦相对论的集中批判。但这时爱因斯坦仍然被定格为“伟大的科学家和渺小的哲学家”。
3)1966—1974年国内对相对论的批判
在20世纪60—70年代,国内出现了一场对爱因斯坦相对论的批判,批判主要集中在北京和上海两个地方。
当时在北京有两个“学习班”比较有名,一个是北京航空学院办的“相对论学习班”。还有一个就是中国科学院办的学习班。上海署名为“李柯的写作组”从四个方面对爱因斯坦相对论进行批判。文章的题目分别是:“评爱因斯坦的时空观”“评爱因斯坦的运动观”“评爱因斯坦的物质观”和“评爱因斯坦的世界观”。发表在《复旦学报(自然科学版)》以及《自然辩证法杂志》上。
4)1974—1977年,国内围绕大爆炸宇宙学展开的争论
20世纪60年代,天体物理学取得了很大的进展,先后出现一些重要的发现,特别是中子星和微波背景辐射的发现,极大地促进了天文学、天体物理学和宇宙学的研究,黑洞和大爆炸宇宙学逐渐成为了物理学的热点。当时中国科技大学的几位教师注意到了国际物理学的变化,在20世纪70年代初,开始转向天体物理学的研究,其中的一位后来成为了科学界的 “著名人物”。他和几个科技大学的同事成立了一个相对论天体物理研究小组。1972年,在新创刊的《物理》杂志上发表了一篇文章,题目是“关于标量-张量理论中含物质及黑体辐射的宇宙解”,此文是在国内发表的第一篇关于大爆炸宇宙学的论文。1974年,他又在《科学通报》上发表了“关于黑洞的一些物理问题”,这篇文章也是国内最早关于黑洞方面的论文[16][17]。
在1972年之前,国内没有人发表过大爆炸宇宙学方面的文章,因为这个理论与恩格斯的论述相矛盾。由于这个原因,他的文章发表后,很快就有人提出了批判。1974年,柳树滋发表了《学习“唯物主义和经验批判主义”》一文,文中对大爆炸宇宙学进行了批判[18]。
由此引发了一场关于相对论及其宇宙学的争论。争论的一方以恩格斯的《反杜林论》《自然辩证法》和列宁的《唯物主义和经验批判主义》作为理论依据,对大爆炸宇宙学进行批判;而另一方则竭尽全力地为大爆炸宇宙学进行辩护。从1974—1977年,这场关于相对论及其宇宙学的争论持续了将近4年,期间一共发表了30多篇文章。随着“文革”的结束,这场对大爆炸宇宙学的批判也停止了。