Page 9 - 物质的绝对运动——相对论和量子力学的物理起源

动是彼此分离的、互不相关的，空间就是一个“大容器”，物质在这个容器中运动，时间不
过是物质运动过程中某些属性“流逝”的表现而已，空间的延伸和时间的流逝都是绝对的，
与任何“外在的情况”无关。第三，这两种绝对运动的运动主体也有所不同，辩证法的绝对
运动泛指一切事物的运动和变化，运动的主体可以是物质的，也可以是精神的或社会的，表
现为事物的产生和消灭、数量增减、性质变化和位置移动；牛顿的绝对运动的运动主体是物
理实体，包括物体的机械运动以及后来发展起来的分子热运动和电磁运动。由此可见，辩证
法揭示的绝对运动和牛顿的绝对运动实际上是有本质区别的。
在科学领域，牛顿的绝对时空观和运动观长期居于统治地位，直到二十世纪初相对论时
空观建立之后，局面才发生改观。事实上，牛顿时空观中的绝对时间、绝对空间和绝对运动
毕竟是人为的假设，经不起实践的检验和严密的审查。19 世纪末，奥地利物理学家马赫（Ernst
Mach）在他的《力学史评》中对牛顿的绝对时空观以及由其反映的机械自然观进行了深入
的分析和批判。例如，马赫不同意把惯性看成是物体固有的性质，认为在一个孤立的空间里
谈论物体的惯性是毫无意义的，提出惯性来源于宇宙间物质的相互作用。针对牛顿的绝对时
间和绝对空间，他批判道：“我们不应该忘记，世界上的一切事物都是互相联系、互相依赖
的，我们本身和我们所有的思想也是自然界的一部分。”“绝对时间可通过与没有任何运动相
比较而测量。所以它既无实践价值，也无科学价值，没人敢声称知道关于它的任何事情。这
是一个无根据的形而上学的观点”。他还指出，一切运动都是相对的，惯性也产生于物体间
的相互作用，惯性力本质上就是一种引力。爱因斯坦高度评价马赫对牛顿时空观的批判精神，
把他誉为“相对论的先驱”。在悼念马赫的文章中，爱因斯坦写道：“是恩斯特·马赫，在它
的《力学史评》中冲击了这种教条式的信念，当我是一名学生的时候，这本书正是在这方面
给了我深刻的影响。”然而令人费解的是，这位“相对论的先驱”至死都拒绝接受这顶桂冠，
也拒绝接受爱因斯坦的相对论。
爱因斯坦的相对论时空观和运动观在某种程度上与唯物辩证法的时空观和运动观是一
致的。首先，按照相对论时空观，一切运动都是相对的，空间和时间也是相对的，不存在绝
对静止不动的绝对空间和绝对均匀流逝的绝对时间。应该说，相对论时空观对绝对静止的否
定，实际上是对绝对运动的肯定，既然不存在绝对静止不动的物质，那么，物质的运动就必
然是绝对的和永恒的。所以，相对论否定的绝对运动实际上只是牛顿的绝对运动，而非辩证
法意义上的绝对运动。空间的相对性和时间的相对性与惯性参考系的选择有关，根据相对性
原理和光速不变原理，可以得出，时间 t 和空间坐标（x，y，z）从一个惯性系 S 变换到另一
个惯性系 S 应满足洛仑兹变换
x  Vt
x 

V 2
1
c 2


y  y （1.1）

z  z
Vx
t  2

t  c 2
1 V
c 2

V 是两个惯性系的相对速度，c 是光速。当 V<<c 的情况下，洛仑兹变换式将过渡到伽利略
变换式

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