科学与反科学
第二章 再论马赫和爱因斯坦
上一章我已根据文件阐明了马赫的著作和观点对许多科学家和知识分子的深刻影响。奥 托·纽拉特在写给马赫的一封信中，典型地宣称：自从我首次阅读您的著作《力学》以来，该书中的这一观点（马赫原理）就从来没有离 开过 我，并且以一种奇特的迂回方式，对我自己思想的发展……产生影响。这是一种从整体导出 个体意义、观念的倾向，而不是把整体看作是个体的总和……。对于您的工作我总是深怀感 激之情。通过您在物理学中的思考过程，我不仅学到物理学领域之内的进展，而且甚至还得 到其他方向的更多的进步。 正如我们在第一章中所看到的那样，反过来，马赫不仅喜欢同他的仰慕者和通信者保持接触 ，而且还鼓励、甚至寻求同情的读者，在他同更有地位的对手的战斗中，时常把他的同情 者列入他的队伍。在欧洲的传统中，他是一个思想体系以及一个追随者的网络的缔造者。确 实，正是这两者的结合，使他成为现代思想中如此重要的一个人物。 在阿耳伯特·爱因斯坦作出最重大发明时期，马赫对爱因斯坦的影响和他对爱因斯坦的 期望正是这类故事的一部分。在这一点上没有什么争论，现在的文献是大量的，不仅通过对 爱因斯坦早期工作的分析，而且，例如，在现存的从1909年开始的爱因斯坦给马赫的信中， 在爱因斯坦给米歇尔·贝索（1948年1 月6日）、卡尔·塞利希（1952年4月8日）、莫里茨 ·石里克（1915年12月14日）和米列娃·玛丽琦（1899年9月10日）的信中的评语，以及在 爱因斯坦的《自述》和其他著作中，都证明了这一点。 尤其是，在某些基本的宗旨性概念中，马赫和爱因斯坦之间有牢不可破的一致——这 些一致的基旨概念包括：追求科学概念的统一性，追求各门科学之间的统一性，以及科学进 展的进化模型而不是革命的模型。2因此，甚至当爱因斯首次认真地号召对力学和电动力 学 的基础作深刻修正时，他仍说：“这仅仅是对我们现有理论的一种修正，而不是完全抛弃它 们。”3 在1916年马赫逝世前发表的全部出版物中，马赫似乎回应了爱因斯坦表达的他们二人在 科学观点上的一致，而且看来，特别对爱因斯坦的相对论作了妥善处理。确实，马赫的朋友 和仰慕者往往认为马赫在某种程度上是相对论之父，例如在第一章开始时指出的费迪南德· 布朗提名马赫为诺贝尔奖候选人的信中所表示的那样。确实，通过回顾，人们认识到有记载 的、马赫自己对相对论的评论很少，很简略，而且多少是含义模糊的。在马赫死后五年，在 马赫死后出版的《物理光学原理》（Die Prinzipien der physikalischen Optik）4 中以 马赫名义发表的前言中，表示了他对相对论的强烈反对，这就难怪爱因斯坦（和其他人）对 此感到失望和震惊。前言的最重要的部分如下：也许这是我最后一次机会，我不得不否定我关于相对论的观点［Anschauungen］。 我从我收 到的出版物中，特别是从我的通信中，我感到我逐渐地被认为是相对论的先驱。我现在甚至 能 够大致描绘，在我的有关力学的著作中表达的许多思想的新说明和诠释将在未来用这种［相 对论的］观点来加以接受。可以预期，哲学家和物理学家将向我进行一次十字军式的讨伐， 因为我一再表达过，在各个知识领域，我仅仅是一个具有创造性思想的无偏见的漫步者。可 是，我必须明确地否认我是相对论者的先驱，正如我个人拒绝当今学派的原子论学说，或拒 绝教会一样。我拒绝［ablehne］当今相对论的理由和程度是，我感到它变得愈来愈独 断，使 我形成这样的见解还有特殊的理由——基于感觉生理学和认识论怀疑的考虑，而首先是由我 的实验得到洞察——仍必须作继续的探讨［这个继续的探讨从未发表］。科学史家在这儿面对着一个有趣的疑难。从爱因斯坦（在他1909年8月17日的一封信中 ）宣称自己是马赫的一个“学生”——马赫为了答谢他的忠诚的宣称，送了一本书并给予 了赞美的评论——到马赫在1913年的文章中强烈地否认他以前的观点，在这段时间内究竟发 生了什么事呢？这个问题之所以敦促我们作出回答，不仅是因为这两个人的分歧可能会阐明 关于好的科学实践标准的两种相互竞争的方案，而且也因为他们意见分歧的故事能够例示在 物理学现代化的初期科学家们对相对论理解的状况。 以前我曾试图找到有助于说明马赫的转变的可信的因果联系。6我现在的目的则是重 新考察并推广以同时得到的材料为根据的说明，这些材料包括具有很不同的、确实根本对立 的观点的两本书。这两本书是：格利昂·沃尔特斯的《马赫Ⅰ，马赫Ⅱ，爱因斯坦和相对论 ：一次伪造及其后果》（Mach I, Mach II,Einstein und die Relativittstheorie:Eine lschu n g und ihre Folgen）7 ，和一本由约翰·布莱克默和克劳斯·亨切尔编的论文 集。《作为一个局外人的马赫：马赫和他同时代人有关哲学和相对论的通信》（Ernst Ma ch als Aussenseiter: Machs Briefwechselnlichkeiten seiner Zeit）。8 第一 本书是进攻性的修正主义类型，缺乏某些最关键性的文件；另一本主要是老式的实际文件的汇编，只有极少量的编辑加工。沃尔特斯的 474页的书，原来是一篇求职的学术论文，中心议题是惊人地宣称马赫强烈地拒斥相对论是 马赫的儿子路德维希的一次作伪。这种新奇的解释需要详细地抨击几乎所有研究马赫和爱因 斯坦的关系的学者以前所写许多论著（虽然附带地对修正某些细节，例如爱因斯坦单独访问 马赫的可能日期，或者他们之间的某封通信的日期，作了某些可信和有用的论证）。我们将 看到，读到本书的最后几页，对这部蓄意的争论性著作的作者的主要写作动机仍不清楚。 沃尔特斯从人们熟悉的论据开始。在他的有意思的论文“研究的主题”（“Topik der Forschung”）9中他采纳了科学思想及其发展的分析的基旨概念，以此为基础，他的第一 章 致力于证明，“马赫对爱因斯坦发展相对论的影响可以描述为一阶的基旨影响”（p.14）。 但是书的其余部分和它的主要新颖部分是论证马赫，到他生命的终结，决不是拒斥相对论， 而是“友好地和抱有希望地”对待它，而且“没有丁点儿理由”有别的行动（同上）。 乍看起来，罗罗嗦嗦地关心马赫晚年对 相对论的否定似乎是一种奇怪的成见。在某种意义上说，是否这位永远抱怀疑态度但又永远 是令人出奇不意的巨人在他的晚年赞成或反对相对论，对科学史和科学哲学确实没有多大差 异，尽管他早期对相对论有所赞扬。除了引起失 望，归根结蒂这种否定对爱因斯坦本人也没有引起多大差异，因为当这种意见在1921年发表 时，马赫已逝世5年了，而爱因斯坦早已经历过了他的认识论的演化阶段，只有在这个演化 阶段中，马赫的兴趣或赞同对爱因斯或任何其他人才有实际意义。 还有，所谓作伪所要求的环境一贯的耸人听闻——1988年沃尔特斯在布拉格举行的马 赫诞辰150 周年纪念会上，称这种作伪是一种“诽谤行为”（“Schmutzwerk”）和一部“ 肥 皂剧”，并且指控被指定的被告路德维希（被称为马赫Ⅱ）过着一种表里不一的秘密生活， 转移研究经费，冒充自己是一个博士，心理上不稳定，吸毒等等10——可能有一种 需要恢复名誉的方面。也许可以注意一些更大的问题，即关于接受和拒绝新理论的历史环 境的问题。 因为如此，像布莱克默－亨切尔的书（它包含本文所引的许多信件）那样的资料来源 就变得特别有价值了。因为马赫和他的通信者之间的来往信件允许我们追溯他怎样开始对相 对论的含义感到忧虑。11从这些信中,人们看到马赫从1909年开始，日益关心对急剧 变化的 观念的理解。人们广泛讨论的、赫尔曼·闵可夫斯基1908年的讲演《空间和时间》在闵可夫 斯基(1909年1月)逝世以后不久就印刷出版了。我们知道，马赫曾被早期相对论的某些特征 所吸引；但在闵可夫斯基的论文（该文用四维几何重新诠译了相对论）出版之后，马赫清楚 地感到需要从数学上更好地理解成长中的理论的复杂的发展。他当时年已71岁 ,多年右侧瘫痪，并患有多种其他疾病；但仍试图保持与大量通信者通信,并参与其他一些事件 ——更不 用说同马克斯·普朗克的痛苦的战斗，这是由普朗克1908年12月的一篇讲演发动的，很快发 展为在出版物上猛烈地攻击马赫的思想，甚至对马赫是否有能力为世界图像的统一服务都提 出了疑问。 1909年3月28日，马赫写信给弗里德里克·阿德勒（他也是爱因斯坦的朋友），指出 他 曾试图得到一份闵可夫斯基的讲稿。马赫学派的其他人也被相当紧急地动员了起来；1909年 11月16日马赫又写信给阿德勒说，他的多年来的学生约瑟夫·佩佐尔特“正试图找一个人， 他能够以简单的方式，甚至向不懂数学的人表达爱因斯坦－闵可夫斯基的观念。迄今为止， 他还未能找到一个能够胜任的人。或许您能指引他去找某个人”。马赫自己显然找不到这样 的人。 这里我们必须停下来，指出还很少讨论过的很重要的一点。这就是恩斯特·马赫知道并 承认他只有颇为粗浅的数学知识。在那些年代，这个问题比其他任何时候更沉重地压在马赫 的心头。他在1911年7月25日给雨果·丁格勒的信中提到了这一点，而在1912年11月20日的 信中再次写道：“我在青年时期受的数学教育很薄弱，不幸我未曾找到机会来加以弥补。” 到1910年9月马赫才通过佩佐尔特收到J·克拉森的一篇关于相对论的文章，12人们以 为 它对马赫会有某种用处。可是，读过之后，人们发现它甚至没有提到闵可夫斯基的工作。更 坏的是，他着重地详细论述了众所周知的普朗克赞赏地接受了爱因斯坦的思想（将在第三章 中讨论），并且甚至把两个人结合在如下的短语中：“在爱因斯坦－普朗克陈述中的革命性 的新思想。”此外，佩佐尔特，马赫所信任的学生，在送这篇文章给马赫时，没有表示任何 赞同，而且他补充说，尽管他认为爱因斯坦的“基本思想是十分杰出的”，但他怀疑“他是 否使他自己彻底地摆脱了绝对”。例如，佩佐尔特说，他不理解为什么c 和c'应当相等。（ 佩佐尔特和其他人，声称要按照马赫的精神来行动，反对这种通过公设光速的普遍不变性把 一种“绝对”又偷运回物理学中的思想。）在1911年6月1日的一封信中，佩佐尔特仍然持怀疑态度，他在信中提出了一个很说明问 题的评语：“您在上信［这封信没有找到］中写给我说，对您来说，从批判的认识论观点看 来 相对性原理还有许多欠缺。我也相信这一点。”至少，我们必须作出推论，马赫已经认识到 ，他对相对论有某些真正的保留。 与此同时，阿德勒又试图作出帮助。1909年11月28日，他通知马赫说，爱因斯坦本人将 很快发表13“一个广泛的解释，其中数学不是主要的［unwesentlich］”。马赫立即 衷心地感谢他送来这个消息（1909年12月3日），而在1910年2 月21日他又问到这个消息的准确出 处。稍早几天，1910年1月11日奥古斯特·弗普尔（他也是一个助手）写信给马赫，显然也 是回答关于爱因斯坦－闵可夫斯基命题的询问；弗普尔谨慎地说，他对此还未形成一个判断 ，但认为它是一个未经证实的假说，而且他甚至怀疑，它是否在原则上可以证实——准确 地说，这是经验论者和实证论者的一个标准，在好科学中用来避免可厌的“形而上学”观念 的标尺。马赫的学派显然对相对论持怀疑和担心的态度，而他自己试图作出权威性的阐明， 又进行得并不顺利。 在这种情况下，正如我们在第一章中所指出的那样，马赫同一位有知识的、熟悉情况 的人，年轻的菲利普·弗兰克之间的首次个人会晤发生了。在马赫的传记中，布莱克默表明，14在物理学家古斯塔夫·耶格尔（Gustav Jaeger）1910年6月5日的回信中，弗兰 克，维也 纳大学的无公薪讲师，首次被推荐去会见马赫。对于耶格尔，马赫说他还对物理学中另一个 成问题的理论感到困惑（一个由保罗·格尔贝［Paul Gerber］提出的理论）。弗兰克被表 扬 为“在维也纳的物理学家中，我认为，最有资格对该问题作出判断的一个人”。8天以后， 菲 利普·弗兰克在信中把他的意见告诉马赫（未提及格尔贝的工作），然后又去拜访马赫。弗 兰克后来报道说，马赫“特别需要有关四维几何应用的更明确的信息……他要求我提供他已 刊印的或手写的有关我的想法的陈述。我这样做了……”15 最后，马赫终于找到了他想找的人。另一封由弗兰克寄给马赫的信16向我们显示了他 们 之间日益增进的关系的细节。弗兰克有礼貌地写道：“我想进一步指出，我现在正在研究相 对论的一种表示，它是一些不是数学家的人也可以理解的，正如您在您的信件中所要求的样 ，霍夫拉特（Hofrat）先生和兰姆帕（Lampa）教授先生［马赫在布拉格大学的另一个同事 ］ 也曾有这种要求。我特别想用一种可以理解的方式把闵可夫斯基有关空间和时间的思想表达 出来。” 是否马赫的犹豫不安在那时得到了有利于爱因斯坦－闵可夫斯基的解决，如果是这样， 那么又解决得多么充分、并用了多长时间，对于这些问题我们不能直接从马赫那里得到答案 。弗兰克自己告诉弗里德里希·赫尔内克17，他“当时有这样的印象”，马赫接受了 爱因斯 坦的狭义相对论及其哲学根据，甚至“马赫还同意了弗兰克本人的解释”。确实，如果我们 看一看弗兰克在那个时候发表的有关相对论的论文，18我们看到他是狭义相对论原理 的一个 巧妙的介绍者——但也是一个调停者，因为弗兰克强调了同闵可夫斯基以前的可感知性的 连续性，例如，他避免使用那难以说清的涉及时间 t的负数的平方根，它曾使这么多直接遇 到闵可夫斯基的工作的人大吃一惊。19此外，弗兰克强调指出，他使这篇文章适合于“不掌握现代数学方法的那些人”，以表 明闵可夫斯基的工作“通过使用四维空间线更为清晰得多地”揭示出“经验事实”。这样， 弗兰克想表明闵可夫斯基的处理方法保持了科学的特点，即它本身不仅奠基于时间和空间之 间的一种函数的和运算的关联，而且，完全符合马赫本人的观点，也奠基于现象描述中通常 的“经验的”空间和时间的优先地位。因此，他试图消散闵可夫斯基的威胁，因为闵可夫斯 基本人在他的论文的第一节中曾这样说，“空间本身，时间本身，都注定要逐渐消失到阴影 之中，只有时空的一种结合将保持一种独立的实在性”。对于闵可夫斯基的文章结尾的露骨 的唯心论自夸，即说他的观点将“甚至通过先建立纯数学与物理学的和谐，来抚慰那些对于 放弃长期确立的观念感到难以赞同或痛苦的人”20，弗兰克的文章对此也表示缄默。 或许由于菲利普·弗兰克介绍的结果，马赫在1910年回答普朗克的攻击时，提到了洛伦 兹、爱因斯坦和闵可夫斯基的名字。但在马赫发表的任何有关相对论和那些使它时兴的人的 评 语中，典型的方式是审慎地简短、含糊而且决不是一种赞许，这次也是如此。他仅仅是顺便 提到这三个人的名字，认为他们是“一个接一个地日益接近”物质和时空问题的“物理学家 ”21与此相仿，在1909年重印的他的1872年的著作《能量守恒定律的历史和根源》 （History andRoot of the Law of Conservation of Energy）中，马赫加上了闵可 夫斯基1908年的讲演作为参考文献，但对它没有任何评论，而且从上下文看来，在物理学上也没有什么 意义，似乎只是为了申明优先权；马赫的补充提到他的1872年著作中一般性的、认识论的段 落，他这时解释说，在其中“空间和时间不被设想为分立的实体，而是在现象中相互关联的 形式。因此，我在相对性原理方面是带头人，在《力学》和《热学》（Theory of Heat） 中 我也坚持了这种观点……”22这种简单地援引闵可夫斯基也可解读作一种告诫；因 为在他的1 909年的少数补充之一当中，马赫写道：“在我看来，多维空间物理学中并不是那么必 不可少的，只有当原子这样的思想物被认为是必需时，我才支持多维时空，如果是这样，我 也坚持工作假说的自由。”23 可是，沃尔特斯从来毫不犹豫地把每句话解读为赞许。例如，他系统地试图怀疑任何认 为马赫在他的一生的最后几年终究没有因相对论而高兴的想法。作为这种系统尝试的一部分 ，沃尔特斯详细地论证说，马赫能够很容易地接受由闵可夫斯基提出的那种形式的爱因斯坦 相对论，因为即使在闵可夫斯基的形式体系中，分别截取的时间和空间间隔的基本操作意义 同常规力学的那些没有什么不同。可是，这种解释忽略了物理学和历史的基本事实。 首先，尽管弗兰克审慎地没有强调，但闵可夫斯基的论文的读者最终都会认识到：基本 的不变间隔、“类时矢量元”ds，闵可夫斯基把它定义为同通常的米尺和时钟的世界中定义的空间间隔和时间间隔决不是在同一个操作层次上。平方 根号下的负号意味着ds包含了虚分量。闵可夫斯基在他的1908年的论文中在通常时间t的地 方引入了一个新的量，即，表达式〖KF(〗－1〖KF)〗×t，这是他的主要洞察。闵可夫斯 基用下面一句话甚至在当时就阐明了其惊人的含义：“因此这一公式的本质可以以一种很含 蓄的方式在数学上用一个神秘的公式3×105 千米＝〖KF(〗－1〖KF)〗秒来表达。” 如果一贯持怀疑态度的马赫并没有或早或晚地在闵查夫斯基的论文中察觉到闵可夫斯基 的空间－时间观确实是对一种以感觉为基础的物理学的根基的一种攻击，爱因斯坦个人却看 到了这一点。爱因斯坦在1913年6月25日前不久寄给马赫的一封信，他在信中说：“我的有 关相对论和引力的工作，在经过无穷的劳动和痛苦的怀疑之后，终于完成了。”这是爱因斯 坦于1908年开始的有关广义相对论的第一篇大文章，他在布拉格的年代（1911-1912）继续 从事这项工作，这时通过同数学家马塞尔·格罗斯曼的合作取得了进展。24这是一 篇复杂 、冗长、数学上高深的、以张量演算为基础的文章。读了这篇文章会很快迫使人们得出这样 的结论：马赫曾认为自己是力学中的“相对论性”路线的开创者，但他又哀叹他在数学上的 弱点，看到这篇文章，在最好的状态下也只好敬而远之，对这一快速成长的理论日益产生无 可奈何的感情。25如果他从这文章中理解了一点东西，这可能就是，在爱因斯坦190 5年的第一篇论文中，理论同感觉经验的联系是如此明确，现在已变得十分脆弱了。2 6 这当然是疑难的关键之点，因为用恩斯特·马赫的名字愤怒拒绝相对论的日期是“1913 年7月”，是爱因斯坦邮寄他的论文的几星期之后。在爱因斯坦－格罗斯曼论文中，相对论 原理被扩展到应用于作非匀速运动的坐标系，因此引入非线性变换就成为必要的了。正如爱 因斯坦自己承认的那样，这一步 “对于坐标的诠释不可避免地是性命攸关的……它不再要求坐标差应当表明用理想的标尺或时钟量度的直接结果。我为这方面的知识感到十分烦恼”。 27用现代的话来说，爱因斯坦不得不察觉“物理意义不能附加在坐标的微分上，而 只能附 加在对应于它们的黎曼度规上”。28 在爱因斯坦向他所谓的“理性论”朝圣过程中 ，这一部 分对他来说是一种折磨人的经历。爱因斯坦后来告诉他的老朋友科尼利厄斯·兰佐斯说（19 38年1月24日的信）：“从有点像马赫的那种怀疑的经验论出发，通过引力问题，我被转变 成一个信仰理性论的人，也就是说，成为一个到数学的简单性中去寻求真理的唯一可靠源泉 的人。” 从这些背景看来，“1913年7月”马赫的《光学原理》前言的内容就变得十分可信了。 可是，在沃尔特斯看来，把这种对相对论的拒斥加到恩斯特·马赫头上是一种谎言，他指责 这是60年代开始的反实证论运动的发明，目的是要不公正地把马赫描绘成为一个“哲学上的 笨蛋”（philosophiche Dummkopf）（p.403）。马赫的前言必定是“马赫人格在病理 上 的断裂”（p.405），或者更可能是一种伪造。沃尔特斯的指头指向了路德维希，即使沃尔 特斯自己承认路德维希并没有供认这一点，而且他也没有明显的作案动机，虽然沃尔特斯还 可以猜想他是受了一个朋友、哲学家雨果·丁格勒的影响。沃尔特斯说，丁格勒是一个“盲 目憎恨”相对论的人（p.402）。而且，对于沃尔特斯的猜想，似乎没有提供出任何文件以 作独立的学术研究之用。虽然，路德维希后来一再说（如他1920年6月29日给佩佐尔特的信中所说），公开声明 断绝同相对论的联系是他父亲的意思，从技术上讲，路德维希在他父亲于1916年逝世之后， 有机会来写或重写用他父亲名义发表的前言的某些部分或全部；在其中加进违背他父亲的观 点的未授权的发明创造；并把他的不端行为的秘密带到他的坟墓中去。另一方面，沃尔特斯 在他的书的末尾承认，归根到底，“光学（Optik）前言可能是恩斯特·马赫写的， 或者 ，至少……符合他的原意［in seinem Sinne］……确实，在这个世界上什么事情都可 能发生”（ p.405）。29无论如何，深信恩斯特·马赫的哲学声誉多少在很大程度上依赖于他是 否写过 这些段落的话，沃尔特斯辩解说，曾经毒害过马赫的“反实证论”从今以后会把目标转移到 马赫的儿子身上。沃尔特斯的这本书就这样结束了。 在这里沃尔特斯或许会提出反对，认为没有提到两个重要文件：爱因斯坦给马赫的未注 明日期的信（或许写于1913年末或1914年初）和1914年4月马赫给佩佐尔特的信。在这两封 信中不多的几句话，是沃尔特斯认为马赫在1913年7月不可能对爱因斯坦工作抱敌对态度的 证据的中心部分。（在马赫于1914年5月1日给佩佐尔特的另一封信中,有些段落也许可以引 伸为朝那个方向的暗示，但至少其他三个文件说的却是很相反的意见。）因此，让我们最后 依次看一看这两封信件。 在爱因斯坦未注明日期（可能是1913年末或1914年初）的回信中，第一句话仅仅说：“ 我为您友好地对新理论感兴趣很为高兴。”这句话所指的马赫自己的信还没有找到。但是让 我们假设，马赫对这颗上升中的明星，一度自称是他的“敬慕您的学生”，说过几句明显的 合意的话，甚至进一步假设这话是指的爱因斯坦－格罗斯曼论文。一位学者，对一个他确实 既不详细了解、又不一般赞同的邮件作出礼节性的评语，这并不少见。事实上，人们也在马 赫给其他人的信件中找到这种例子，特别是对那些显然有水平的、自称为仰慕者的更年轻的 科学家。例如，我们在第一章中已经指出过，马赫在和威廉·詹姆斯的直接通信中一般是支 持詹姆斯的，但他并不介意在给别人的信中批评詹姆斯的工作。30因此,仅仅根据爱 因斯坦的两个词“友好地感兴趣”就对如此复杂的情况作出判断是很危险的。 当人们继续看引文时，这种论证就显得更为牵强了。因为爱因斯坦在他给马赫的信中补 充说：“不幸的是，在追随这些思想时所面对的数学困难，对我也是很大的。”看来马赫曾 对这项工作严重的数学复杂性作过评论，事实上这种复杂性也已迫使爱因斯坦不得不寻求数 学家格罗斯曼的帮助。 沃尔特斯的证据的其他部分是在马赫于1914年4月回答佩佐尔特的信中。至少在那里我 们是讨论马赫自己的话。但在那里人们也不能把它们解读为接受爱因斯坦的相对论。马赫写 道，他为佩佐尔特的文章（佩佐尔特送给他的）感到高兴，31首先是因为，“您高度 评价了 我对有关这个主题的有限贡献”。（事实上，佩佐尔特的论文页继一页地以谄媚的方式奉承 马赫，而马赫也予以认可并希望他的其他追随者也这样做。）于是马赫补充了模糊和无力的 短句，例如，马赫说（“auch sonst”）［而且否则，或一般讲］他喜欢这篇论文， 32而沃尔 特斯却把这当成接受的决定性的表示。这样，人们认为显然该做的事情是要找出短语auch sonst后面的东西 —— 就是说，去读一读佩佐尔特的文章，为的是了解佩佐尔特在1914年所读的是哪一种相对论。确实，任何人轻率地把马赫的模棱两可的词当作赞许相对论，他就 应该实际地研究一下佩佐尔特的那篇文章，该文共有56页，发表在刚建立不久的实证哲学学 会的正式刊物上，作者是该刊物的主要创建人并且是它的编委会成员。 这篇文章进一步揭示了当时在马赫学派中流行的接受科学的标准，也揭示了他们对物理 学理解的水平，事实上，佩佐尔特的文章并不是一篇关于具有当时所达到的形式的相对论， 而是一篇准哲学的、试图显示佩佐尔特自己的粗浅的和特有的相对论版本，它适合于“E· 马赫和R·阿芬那留斯创立的相对主义的实证论”。佩佐尔特讨论的主要问题是经验的物理 基础 和心理基础的关系，主要根据马赫的观点。文章突出了马赫和爱因斯坦对绝对空间的否决， 并表扬了爱因斯坦的工作，因为他证明了洛伦兹－斐兹杰惹收缩不是一种需要作物理“解释 ”的现象，而仅仅是从一种适当的描述所导出。 佩佐尔特要在这里说明的重要之点是“物理学最终所能做的不过是事件的描述；完全的 描述就是完全的说明；归根到底，物理学没有做过别的任何事情”（p.16 ，黑体字是原有的 ）。在这里，闵可夫斯基的论文被简略地说成是指向同样的结论。后来有时又提到了闵可夫 斯基，但提到他的工作是由这样的意见得出来的，就是这个“奇异的”理论完全依赖于（正 如爱因斯坦所做的那样）光速不变的预设，而且同以往的理论一样，随着这个预设的最终失 败而失败。那时，还能站得住脚的是马赫的反绝对主义理论，“因为它立足于感觉生理学 基 础之上”。此外，佩佐尔特警告说，爱因斯坦－闵可夫斯基的相对论必须放在更形 象直观的 (“anschauliche”)基地之上。而且既然爱因斯坦－闵可夫斯基的四维世界只有当他被认为 “ 仅仅是一个概念系统”时，才是可接受的，所以，佩佐尔特不能同意闵可夫斯基的结论，即 四维世界是通过在其中发生的事件所给出。 佩佐尔特还指出了其他的“缺陷”。举出其中少数几项就足以看出他的一般调子。爱因 斯坦本人关于相对原理的表述被指责为是在 “朴素的假设而不是在经过批判考察之后的假 设”的层次上。爱因斯坦关于“自然律”的观念也有独断的因素；时空测定和自然律之间的 差别是不能容忍的。因此“我们看到认识论研究对于一个理论物理学家和数学家是多么重要 ”。正确地理解，相对论可以告诉我们“真实的变化”相对于“表观的变化”意味着什么。 所谓表观的变化就像当我们特优地位改变时，很快地运动着的物体的长度或者观测到的物体 的形状。因此观测到的形状不是基于隐秘的“物自体”的外观，而“仅仅是心理－生理学功能”。在它的最深的层次上，理解本身是“一切现实性的相对性和它的无实体性”（p.46） 。 突然，在这儿出现了有关新近流行的相对论时钟佯谬的讨论（又仅仅是以最粗浅的方 式）。这里佩佐尔特显示了他的无知（用最简明的说法）；因为他声称，当一个旅行者回到 留在家中的同伴身边，旅行者似乎比留在家中的同伴显得年轻，而旅行者本人将有一种对称 的经验并感到留在家中的同伴比他自己更年轻！佩佐尔特以最庄重的权威声调说，不这样想 ，将是“一个错误并且倒退到绝对主义思考中去了”（p.50）。33 在佩佐尔特的论文中还有一点值得注意，正好在他关于时钟佯谬的注定失败的讨论前面 ，插进了一个没有明确上下文的注。注中援引了爱因斯坦的两篇文章，它们把相对论推广到 包含“引力问题”在内，其中一篇就是爱因斯坦和格罗斯曼的论文。佩佐尔特的文章并未说 明白为什么要引这两篇文章；因为他既未试图讨论也未描述这两篇文章，他仅仅是以一种或 许意味着表示他的不赞同的那种方式说：“通常物理学家在他的直观（Anschauungen）中并 不开出一条接近他的公式的路，而是围绕这些公式有多种考虑，而并没有把握这些公式本身 。” 佩佐尔特还补充说：“像马赫作出的那种认识论批判的功能，就是要发现这些附加物 和它们为什么站不住脚的理由。” 人们只能作出这样的结论，如果马赫——完全撇开被恭维这一点——确实对佩佐尔特1 914年的文章感到高兴并表示赞同，正如他给佩佐尔特的信所表示的那样，那就必然愉快地 赞同佩佐尔特对爱因斯坦的相对论多方面的反对。更重要的是，马赫对佩佐尔特关于相对论 的说法的赞同，表明了马赫对当时相对论的状况的无知。总之，根据这种累积的论据——唉 ！—— 谁写了1913年7月马赫的不赞同相对论的声明就不再有多大关系了，当时的马赫已 不再理解相对论是怎么一回事了。 注释 1.O·纽拉特给E·马赫的信，无日期［大概在1915年］，载Joachim
Thiele的Wi s senschaftliche Kommunikation:Die Korrespondenz Ernst Machs(Kastellaun:
A. Henn Verlag, 1978), p.100. 3.Einstein, “Zum gegenwrtigen Stand”,p. 192. 着重号是原有的。 4.Leipzig, 1921. 1926年的英译本为E. Mach,The Principles of Physi cal Optics(New York:DoverPublications, Inc., 无日期), pp.vii—viii. 爱因斯坦和其他人很快就原谅了马赫，不介意他尖锐地拒斥相对论，考虑到这是他年 迈或有病的缘故。 5.引自1926年Dover的英文版；本书作者改正了若干误译之处。 6.见G. Holton,Thematic Origins of Scientific Thought: From Kepler to Einstein (Cambridge, Mass.: Harvard University Press, 1973), 第8章，和1988年修订 版，第7章。 7.Berlin, New York: Walter de Gruyter, 1987. 8.Vienna: Wilhelm Braunmüller,Universitts-Verlagsbuchhandlung GmbH, 1985. 9.Gereon Wolters, “Topik derForschung”,载C.Burrichter, R. Inhertvee n, 和R. Kter编，Technische Rationalitt undrationale Heuristik(Paderborn: Schoningh, 1986) , pp.123—154. 10.有关这几点的详细阐述，见Gereon Wolters,“Atome und Relativit——Was meinte Mach”,载R.Haller和F.Stadler编，ErnstMach——Werk und Wirkung(Vienn a: Verlag HolderPichlerTemsky,1988). 11.因此，自1981年以来，布莱克默和亨切尔得到的128封信是注1中所引Joachim
Th iele的书的补充。近来，另外的一组文件已经发表，作为注10中所引的Haller
和Stadler的 书的第2部分(pp.167—305)。 13.A. Einstein, “Le principle de relativité et ses conséquences dans l a physique moderne”,Archives des Sciences Physiques et Naturelles, 29, no.1 (1910): 5—28, 125—144. 文章的程度确实很浅；而闵可夫斯基的工作只是在三个段落中 稍稍触及。 14.John T. Blackmore,Ernst Mach, His Work, Life, and Influence(Berkel ey, Calif.: University of California Press, 1972), p.263. 15.Friedrich Herneck,“Die Beziehungen zwischen Einstein und Mach dokumen tarisch dargestellt”,Wissenschaftliche Zeitschrift der FriedrichSchiller Universit at Jena, mathematischnaturwissenscha ftl iche Reihe, 15 (1966): 7. 关 于“恩斯特·马赫在1910年给弗兰克的两封信，至少有一部分是希望弗兰克能帮助他阐明爱 因斯 坦和闵可夫斯基的思想”的评论，还可参见Blackmore,Ernst Mach, p.183. 16.见Blackmore,Ernst Mach, p.264, 未注明日期“但又明确在1910年”。 17.Herneck, “Beziehungen zwischen Einstein und Mach”,p.7. 18.例如，在Zeitschrift fr Physikalische Chemie, 74 (1910): 466—495 中，赫尔内克（同上，pp. 7, 13）说这是最切题的，弗兰克把此文的一份抽印本送给了马 赫。 19.弗兰克有一次跟我讲，这样做是他的得意之点。而且，在这方面，他是追随爱因 斯坦1913 年的综述文章（注13所引）。 20.关于闵可夫斯基的论文中本质上是柏拉图式的暗流的讨论，参见Peter L. Gali son, “Minkowski's SpaceTime: From Visual Thinking to the Absolute World”,H istorical Studies in Physical Science, 10 (1979): 85—121. 21.E. Mach,“Die Leitgedanken meiner naturwissenschaftlichen Erkenntnisle hre und ihre Aufnahme durch die Zeitgenossen”,Physikalische Zeitschrift, 11 (1910): 605. 22.译自Joachim Thiele编，Ernst Mach (Amsterdam: E. J. Bonset, 1969), p.60. 本书包括马赫的Die Geschichte und die Wurzel des Satzes von der Erhaltung der Arbeit (1872) 的德文原版的重印本和马赫对第二次重印本(1909)的简要补遗。 23.引自Thiele,Mach, p.59. 24.A. Einstein 和 M. Grossmann,“Entwurf einer verallgemeinerten Relativ it atstheorie und einer Theorie der Gravitation”, Zeitschrift fr Mathematik u nd Physik,62 (1914): 225—261. 该刊的封面页说“1914年1月30日发表”；但是文章的 38页的单行本出版得更早(Leipzig: B. G. Teubner, 1913). 沃尔特斯同意这篇文章是爱 因斯坦在他1913年6月25日给马赫的信中提到的那一篇。 25.爱因斯坦曾在维也纳的第85届维也纳自然研究者协会的讲演中预先报告过该文的 部分内容。参见Physikalische Zeitschrift, 14 (1913): 1249—1266。 这次讲演也是爱因斯坦访问马赫的时机，在这次会见中，讨论的主题显然是他们有关 原子存在假设的分歧。关于这次访问的描述，见Philipp Frank,Einstein,His Life and Times（New York: Alfred A.Knopf, 1947), pp.103—105。 26.此外，现在积累起来的更多证据表明，爱因斯坦——属于全人类的！——当时正 被马克斯·普朗克所笼络，尽管爱因斯坦在他两封给马赫的信中私下表示反对普朗克对马赫 的攻击。爱因斯坦－格罗斯曼的论文引用一篇普朗克的论著，似乎它是“通常的相对论”的 模范的阐述(p.226)；爱因斯坦在1913年新的Naturwissenschaften第一卷上发表了一篇 热情的有关普朗克的文章；爱因斯坦正同普朗克协商离开布拉格到柏林与他共事；这些都无 助于改善爱因斯坦同马赫的关系。 27.A. Einstein, “Notes on the Origin of the General Theory of Relativity ”,1933年6月20日在格拉斯哥大学的演讲，重印多次，例如，载 Albert Einstein, Idea s and Opinions (New York: Dell Publishing Co., 1954), p.281; 又参见Einstein的 Autobiographical Notes, p.67. 28.Einstein,Ideas and Opinions, p.282. 29.他可能又补充说，犹如别人已经指明的那样，前言中的用词和其他内部证据表明 它同恩斯特·马赫特有的表达方式、风格和思想是一致的。参见John Blackmore, “Mach C o mpetes with Planck for Einstein's Favor”,Historia Scientarium, 35 (1988): 4 5 —89,和John Blackmore,“Mach über Atome und Relativita¨t——Neueste Forschungse rgebnisse”,载R. Haller 和 F. Stadler，Ernst Mach(同注10). 30.马赫1909年9月4日给Anton Thomsen的信。马赫写道，他很喜欢詹姆斯的《心理学原理》，但又批评詹姆斯的浪漫主义和唯灵论倾向。与此相仿，马赫1911年1月21日给Tho msen的信提到詹姆斯的“危险的论证”。 31.Joseph Petzoldt,“Die Relativit¨tstheor ie d er Physik”, Zeitschrift fr positivistische Philosophie, 2 (1914): 1—56. 32.佩佐尔特是另一个例子，表明马赫很少当面直接提出反对意见，而是在信中向 别人提出，例如，1909 年8月20日和1910年1月23日给Friedrich Adler的信。 33.Klaus Hentschel,Interpretation und Fehlinterpretation der spe ziellen und der allgemeinen Relativatstheorie d urch Ze itgenossen Albert Einsteins (Boston, Berlin: Birkhaeuser Verlag, 1990), pp.101 —420, 讨论了佩佐尔特以后的更不成功的试图理解狭义和广义相对论的尝试；该书包括和 爱因斯坦的通信。爱因斯坦最后以如下评语作为结论，“你的误解是十分基本性的”(p.416 )。 |