《哲学小辞典·辩证唯物主义和历史唯物主义部分》3.105 相对论

【本文转载自上海人民出版社1975年 仅供学习参考】

105、相对论

  近代物理学基础理论之一，是关于时间、空间、物质、运动相互联系的理论。由于历史的原因，相对论分为狭义相对论和广义相对论两部分。

  十九世纪末，由于生产的发展，人们在电磁学、光学等宏观高速运动的领域内发现了一系列新的实验事实，这些事实都和当时在物理学中占统治地位的牛顿力学发生了尖锐的矛盾。正是在这种情况下，德国年青的物理学家爱因斯坦总结了当时新的实验事实，于一九〇五年提出了突破牛顿力学的狭义相对论。他从光速不变原理[1]和相对性原理[2]出发，导出了不同惯性系之间时间、空间的变换关系。根据这个时空变换关系，运动的钟和静止的钟相比要变慢，运动的尺和静止的尺相比要变短，即时间、空间的量度是相对的；在一个系统中不同地点同时发生的两件事，在相对运动的另一个系统上来看就是不同时的，即“同时”具有相对性。狭义相对论的这些结论，大大突破了牛顿力学中的绝对时空观。根据相对论的时空观又进一步改造了牛顿力学，得出了物体的质量随运动速度变化的公式，质量和能量互相联系转换的公式。这样，狭义相对论就能解释牛顿力学所不能解释的许多实验新事实。

  狭义相对论获得成功之后，爱因斯坦又想把这一理论推广到在引力作用下作变速运动的系统中，进一步解决万有引力问题。他于一九一六年提出的广义相对论，主要就是关于万有引力的理论。他从惯性质量和引力质量相等这一简单的实验事实出发，认为惯性和引力本质上是一个东西[3]，并认为万有引力的产生是由于物质的存在和一定的分布状况使时间和空间的性质呈现出各处不同的结果，即所谓的时空弯曲的结果，物质的能量、动量越大，时空就弯曲得越厉害。这样，广义相对论就进一步把时间、空间和物质、运动联系了起来。从广义相对论可以导出一些重要的结论，如关于水星轨道近日点要进动，光线经过太阳附近会弯曲，光谱线在引力作用下会向红端移动等等。这些结论和以后进行的天文观测基本一致，这就是所谓的广义相对论在实验上的“三大验证”。

  相对论作为自然科学的基础理论，第一次把物质、运动、时间、空间结合起来考虑，实现了自然科学在时空观上的一次重大变革。它关于时间、空间是彼此联系的，时间、空间的量度又是和物质、运动紧密相关的结论，丰富和论证了辩证唯物主义的时空观，这是有重大进步意义的。但是，提出相对论的爱因斯坦，是一个深受马赫主义影响的资产阶级科学家，在他的理论中就不可避免地渗入了许多唯心主义和形而上学的东西。如他在强调时空相对性的同时，就把时空纯粹地归结为事物之间的相互关系，否认时空是物质的属性，取消时间和空间的差别，最后甚至把时空完全归结为人的主观感觉；他还从广义相对论出发，提出了一些所谓的“宇宙模型”，得出宇宙无论在时间或空间上都是有限的荒谬结论。所有这些都是应该深刻批判而加以剔除的。许多反动哲学流派都想利用相对论，贩卖唯心主义、形而上学的黑货。因此，围绕着相对论问题，辩证唯物主义与形形色色的反动哲学流派始终存在着尖锐的斗争。

注：

[1] 在相互作匀速直线运动的不同系统即不同惯性系中测量光速所得的结果一样。

[2] 各惯性系中做任何物理实验结果一样。

[3] 等价原理。