狹義與廣義相對論淺說

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跡課蘼廴綰危��蛩固咕馱詡感星案嶄沼昧恕案錈�模╮evolutionary）”一詞，從上下文的意思來看，其用意是毫不含糊的。四年前，愛因斯坦在他的“自傳註釋”（1949，53）中，在敘述曾朗克之後的時期也使用了同樣的詞：在普朗克的開創性工作之後（nach　Plancks　bahnbmehender　Arbeit），但這一次和他提到伽利略不同，他沒有將普朗克的工作說成是“革命的”。他討論了“根本危機——這場危機的嚴重是由於普朗克深入研究了熱輻射而突然被人們認識到的”（1900，37）。

愛因斯坦在他的“自傳註釋”（1949，32…35）中討論了麥克斯韋理論的革命性，他用“伽利略…牛頓組合”對比“法拉第…麥克斯韋組合”，其中每一組合中的第一人都抓住了“定性的聯絡”，第二個人則都是把這種聯絡用精確的公式表達了出來，並且使它們可以定量地運用。我們相信，凡是對照讀過“自傳註釋”和“對話”序言的人都不能不得出這樣的結論：愛因斯坦承認有兩次偉大的革命。第一次是以伽利略革命為先導的牛頓革命，在他們那裡質量和加速度的概念同力的新觀念聯絡了起來，這是一種超距作用力。第二次是在一定程度上基於法拉第電磁感應觀念上的麥克斯韋革命，他們引進了場的概念來代替牛頓的“超距作用”——愛因斯坦非常確切地強調說“場同樣也描述了輻射”（1949，35）。

1927年《自然科學》上發表了一篇愛因斯坦撰寫的紀念牛頓的文章，他寫道：“由法拉第和麥克斯韋發動了電磁學和光學革命……這一革命是牛頓革命以後理論物理學的第一次重大的根本性的進展”。從上下文可以看出，愛因斯坦在這裡似乎也隱含著承認了牛頓革命。這裡愛因斯坦沒有像在其它文章中那樣使用“revolution”一詞，而是使用了“法拉第…麥克斯韋的電磁和光學革命（umwalzung）”。我們知道，umwalzung一般被視為revolution的同義語。

愛因斯坦在後來評述牛頓的文章（1927；1954，260）中表達了他自己的看法。他提出：“廣義相對論是場論研究規劃的最後一步”。然後他說：“從量上看來，他自己對牛頓的學說只作了很小的修改，但從質的方面說來，他的改進則是深刻的”。這是愛因斯坦對廣義相對論進化的特性的經典論述。“修正了的牛頓理論”這句話表達了愛因斯坦的內心思想：他的工作只是一種改進（transformaion），而不是全新的創造。我們知道，認識到這是一場改進絕不會貶低我們對新的觀念可能帶來的革命性變化的估價。在這篇文章中，愛因斯坦說：“麥克斯韋和洛倫茲的理論不可避免地會匯出狹義相對論，狹義相對論既然放棄了絕對同時性觀念，也就排除了超距作用力的存在”。他希望讀者認識到狹義相對論是進化的臺階，儘管我們也許看到了這樣一種改進的意義是如此重大，因而不論其進化特性如何突出，它也能被看作是革命性的。在文章中，愛因斯坦深刻地如實地揭示了狹義相對論和廣義相對論的意義。而對大多數歷史觀察家來說湘對論似乎不僅是革命的，而且是最高層次上的革命。

進化這一主題在愛因斯坦的許多文章裡都作了闡述。他在倫敦《泰晤士報》（1919．11．28愛因斯坦，230）上的一篇通俗文章中寫道：“狹義相對論”只是“麥克斯韋和洛倫茲電動力學的一個系統發展”。1921年在倫敦皇家學院所作的一次演講中，愛因斯坦進一步發揮了這一思想，他說：“相對論……可以說是完成了麥克斯韋和洛倫茲建造的巨大的智慧大廈”，他試圖把“場物理學推廣到各種現象，包括引力在內”（同上，246）。然後他毫不含糊地宣告：“這裡我們並沒有革命的行動，它只是一條可以追溯到幾個世紀前的發展路線的自然延續”。下面我們即將考察愛因斯坦的這一宣告是否是對新聞媒介的誇張所做出的反應。但我們應當注意到，進化的主題同樣在他的其它演講中以及後來的文章中出現，例如在評價牛頓的文章（p．261）中，愛因斯坦討論了“我們關於自然過程的觀念的進化”。然而，試圖把愛因斯坦的見解納入一個簡單的模式所面臨的困難是，事實上，即使在同一篇文章裡，愛因斯坦所描述的科學發展的圖景也是十分不同的：“我們的基本觀念的革命自19世紀末已開始發生了”，德文原文是這樣寫的：“ein　umschwungder　grandanschauungen”，由巴格曼（愛因斯坦1954，257）翻譯成英