《自然哲学》

莫里茨·石里克著 陈维杭译

 

第九章 狭义相对论的基本思想

 

 


  空间性和时间性量值的概念还没有被包括在重合概念之中,它们仅仅是从重合概念中构造出来的。因此之故。就象我们已看到的那样,对于空间性量值及对于时间相等性都需要新的定义。那时所假定的不同点上的同时概念则仅仅是从一个点上的同时概念引伸出来的。 

  对后者将不作更进一步的说明,它是某一类经验的一个名称。对于遥远事件的时间次序只能借助于信号来决定。爱因斯但意识到这种决定所依据的原理相当于同时性的定义。下列两种经验材料导致了相对的同时概念:第一,不存在信号的无限大速度;第二,狭义相对性原理是真实的。当然,相对的同时概念是绝对无矛盾的。如果根据具体定义,任意选定某一物体作为参考架,并断言一切参照该物体的测量乃是“正确的”测量,那么就有可能保留一个绝对的同时概念。但是,(1)这种做法将是完全任意的,它不可能重演;(2)它将不得不引进新的假设(例如,不得不引入洛伦兹收缩的假设)以说明该参考系为什么不具有可在实验上加以鉴别的特征。 

  另一方面,相对同时性的引入则远为简单,而且还符合下述原则,即自然律的构述中只包含可观察量。这样,就有可能在自然中认出一种绝对的次序并从中鉴别出那些依赖于描述(测量)方法的东西。类空差别和类时差别的某种重合次序是绝对的。另一方面,这一次序怎样再细分为空间间隔和时间间隔则取决于参考系,亦即取决于描述的方法。 

  由于不可能找到一个优先的参考系,我们也就同样不能把“以大”当作一个参考系,或赋予它某一运动状态。因此以太就丧失了实体的特性。世界不是由实体、而是由有次序的事件体系组成的。在四维表示中,相邻两事件之间的间隔ds²=dr²-c²dt²作为不受引力作用的位置实例,其中dr为两事件间的空间间隔,dt为时间间隔)体现了世界的客观的或绝对的次序。这样,光速c对于时空次序来说是根本性的;它使世界的一致关系成为可能,从而在它(光速)之上建立起全部因果次序。  

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