第四节 科学相对论的启示
当我们陷于如何使用形式逻辑和辩证逻辑的两难境地时，有一种思维现象，虽然几乎所有高中以上文化程度者都知道，但谁也没有在意它。然而，它的确值得我们给予高度关注。那就是哲学中有相对论（辨证逻辑的别称），科学中也有相对论，两者一样吗？如果一样，既然科学的相对论能有效地预示未知世界，那么哲学的相对论就应该在生活中被有效地使用；哲学相对论在生活中之所以显得华而不实，要么是我们在使用中出了错；要么是辩证逻辑本身也存有缺陷。
为了解爱因斯坦科学相对论的本意，我们需要先了解牛顿经典物理学的时空观。经典物理学认为：世界是由两个完全独立的、互不干扰的系统组成的。一个是具有三维性质的“空间”，另一个是具有一维（一去不复返）性质的“时间”。然而，时间和空间并不是存在于两个浑身无关的宇宙里，而是完完全全在同一个宇宙里，因此，它们给人以清晰的“对立统一”的感觉。但感觉毕竟是感觉，如何才能使他们的“对立统一”上升到可以被人们反复验证的理性高度呢？
现在，我们来研究一下爱因斯坦所提出的时空观。爱因斯坦认为：
一辆车子的运动，（对人的感觉来说，笔者注）是参照地面而言的；一颗行星的运动，是对可见恒星的全体而说的。在物理学中，那种为事件在空间上所参照的物体就叫做坐标系。比如，伽利略和牛顿的力学定律，只有借助于坐标系才能用公式列出来。
但是，如果要使力学定律有效，坐标系的运动状态就不可任意选取（它必须没有转动和加速度）。力学中容许的坐标系叫做“惯性系”。按照力学，惯性系的运动状态不是由自然界唯一地确定的，相反地，下面的定义是成立的：一个对惯性系作匀速直线运动的坐标系，也同样是一个惯性系。所谓“狭义相对性原理”就意味着这个原理的推广，用以包括无论哪种自然界事件；这样，凡是对坐标系C有效的自然界普遍规律，对于一个相对于C作匀速平移运动的坐标系C’也必定同样有效。
狭义相对论所根据的第二条原理是“真空中光速不变原理”。这原理断言：光在真空里总有一个确定的传播速度（同观测者或者光源的运动状态无关）。物理学家之所以信赖这条原理，是由于麦克斯韦和洛伦兹的电动力学所得到的成就。
上述两条原理都为经验强有力地支持着，但它们在逻辑上却好像是相互矛盾的。狭义相对论终于成功地把它们在逻辑上调和了起来。这是由于它（狭义相对论，笔者注）修改了运动力学——即（从物理学的观点）论述空间和时间的规律的学说。这样就弄清楚了：说两个事件是同时的，除非指明这是对某一坐标系而说的，否则就毫无意义（下标圆点为笔者所加）；量度工具的形状和时钟运行的快慢，都同它们对于坐标系的运动状态有关。
……狭义相对论最重要的结果，是关于物质体系的惯性质量。这个结果是：一个体系的惯性必然同它的能量含量有关。由此又直接导致这样的观念：惯性质量就是潜在的能量。质量守恒原理失去了它的独立性，而同能量守恒原理融合在一起了。[1]
粗看起来，爱因斯坦狭义相对论所揭示的事实，似乎与哲学的相对论所讲的“对立统一律”完全一致。因为哲学相对论者早就承认时间和空间是对立统一的关系，质量和能量也是对立统一的关系。这些对于辨证逻辑来说，实在不是什么新鲜的事。在哲学相对论看来，宇宙中一切事物之间都是对立统一的，又何况时间和空间、质量和能量呢？
然而，当我们仔细剖析狭义相对论所依据的两条基本原理后便会发现，只有第一个“狭义相对性原理”所描述的客观现象与哲学的相对论比较接近，而第二条“真空中光速不变原理”则似乎与哲学的相对论毫不相干。既然这样，为什么狭义相对论一定要把“真空中光速不变原理”也作为自己的理论基础呢？理由只有一个，那就是为了使该理论的推演结果能够“经得起客观实验”的检验。反过来讲，如果没有“真空中光速不变原理”，狭义相对论对时间和空间、质量和能量的一切推断，都将无法必然符合客观事实。从逻辑学角度来讲，如果某种推断无法与事实演化相符，那么这种推断就是无意义的。
我们是否可以这样认为，哲学的相对论之所以在面对事物未来的推断上表现出极大的不确定性，就是因为其中缺少了类似“真空中光速不变原理”这类因素呢？不妨让我们再来看看“真空中光速不变原理”在狭义相对论中扮演的是怎样一种角色。
我们是否可以这样认为，哲学的相对论之所以在面对事物未来的推断上表现出极大的不确定性，就是因为其中缺少了类似“真空中光速不变原理”这类因素呢？不妨让我们再来看看“真空中光速不变原理”在狭义相对论中扮演的是怎样一种角色。
首先，我们来了解一下速度是什么？速度就是物体在单位时间里所移动的空间距离。原来，速度是这样一种东西，时间和空间在它那里只是两种属性而已！如果我们抛弃了速度去看空间，那个空间似乎与时间完全没有关系；同样，如果我们抛开了速度去看时间，时间也好像与空间完全没有关系。这不就是经典物理学所默认的时间和空间彼此孤立相对的关系吗？
我们再来看，什么是光速？它的属性又是怎样的？光速是我们人类已知所有物质运动的最快速度；按照爱因斯坦的话说：“麦克斯韦-洛伦兹理论的成就，使人们对空虚空间电磁场方程的有效性深信不疑，因此，也特别相信这样的断言：光是以某一不变的速率C‘在空间里’行进的。” [1]这也就是说，光速不仅兼有所有“速度”所具有的凝结时、空的性质，同时，当它在真空中运行时，还具有固定不变且对任何惯性系都有效的特性。
我们在这里可能要解释一下，什么叫“参考系”？当许多惯性系混杂在一起的时候，如果没有一个可以作为所有惯性系共同比照的标志，就无法说清各惯性系之间是怎样一种运动关系，更无法说清某一惯性系内部的运动与另一些惯性系内部运动的关系了。这个用来给各惯性系比照的标志，就是所谓的“参考系”。比如，假设我们要说明十辆乃至百辆运动着的汽车彼此间的关系是怎样的，就必须将与所有这些汽车都有同样效果的“地面”作为参考系；同样，我们若要说明某些行星间的运动关系，单靠某个行星表面（如地球表面）已经无法说明问题了，而必须以对那些行星都有关的恒星作为参考系（如太阳对太阳系中的所有行星有着同样的固定关系，因而可以用来作为它们的参考系）。由此，我们可以认定，爱因斯坦所谓的参考系，就是在客观上对所有被参考的事物皆有固定效应的东西。而这样的东西，也就是那些被参考事物的“中介”物。
我们是否可以这样认为，在科学的相对论里，一个有效的相对关系（如相对性原理），必须有一个有效的中介（如真空中光速不变原理）为基础呢？为解答这个问题，我们不妨再把爱因斯坦的广义相对论也拿来剖析一下。
[1]《爱因斯坦文集》第一卷，商务印书馆1976年1月版，p358。
我们是否可以这样认为，在科学的相对论里，一个有效的相对关系（如相对性原理），必须有一个有效的中介（如真空中光速不变原理）为基础呢？为解答这个问题，我们不妨再把爱因斯坦的广义相对论也拿来剖析一下。
广义相对论的出发点是针对狭义相对论中的一个瑕疵。狭义相对论成于“光速不变”，但它的瑕疵同样也在“光速不变”。因为，“光速不变”是建立在一个假设之上的，即“在真空之中”。而客观世界中有没有脱离物质而存在的真空呢？爱因斯坦明确地予以否定了。他认为，经典物理学所谓没有物质的空间（真空），其实是建立在一种经验的无限推广上。他用箱子作比喻，当整齐排列在箱子里的物块被一一搬走后，我看到箱子里空荡的范围并没有因物块被搬走而消失，于是人们相信空间的存在与物块无关；并将这一结论无限扩大，设想箱子外还会有更大箱子……直到无限。但事实上是怎样呢？虽然箱子里是没有了东西，但其中依然存在着各种场的效力，如电磁场、引力场等等。并且，麦克斯韦的“光速不变”原理，正是在其研究电场现象时提出的。
既然光不可能在所谓的“真空”中穿行，而只能是在某种“场”空间里穿行，那么物质在空间中运动的另一个相对现象就变的无法回避了，即物质的重力和它的加速度是彼此相对的。经验告诉我们，一件物体越重，要想改变它的速度就越困难；反之，该物体越轻，也就越容易改变它原有的运动速度。那么，重力和加速度究竟是无缘无故地相对着呢，还是有某种“第三者”导致了它们相对的必然性？
广义相对论的研究，发现了这样一种现象：人们已知的“惯性质量”和“能量质量”是等效的，换言之，即它们只是从我们不同的感觉神经传输到大脑的，因而在大脑那里长期错误地认为它们是两种东西，但实际上它们原本就是一个整体，亦即我们早已熟悉的引力。于是，一个全新的观点产生了——事物的重力和加速度之相对性是受到引力制约的。请注意，“引力”天然地具有重压作用和阻碍推动作用。
在广义相对论里，我们再次看到了具有中介作用的“第三者”。“引力”虽然完全不同于“光速不变”，但是它在广义相对论中所起的作用，却与后者在狭义相对论中的作用是一样的。
我们现在于科学相对论中看到了这样一种现象：在时间和空间的相对关系中，速度（光速不变）起到了中介的作用；而在加速度（动力、惯性质量）和重力（能量质量）的相对关系中，引力又起到了中介作用。
广义相对论的伟大意义在于：原本在狭义相对论中具有无限绝对意义的“四维时空”，此时受到了局限。因为，空间其实是所有物质间的引力关系。用爱因斯坦的话说：
根据广义相对论，抽掉任何物理内容的空间概念是不存在的。空间的物理实在表现为场，场的分量是四个独立的变数——空间和时间的坐标——的连续函数。表示物理存在的空间特征的，正是这种特殊的依存关系。
既然广义相对论意味着用连续的场来表示物理实在，粒子或质点概念就不能起基本作用，运动概念也不能起这种作用。粒子只能表现为空间中场强度或者能量密度特别大的有限区域。[1]
由此可见，当光在引力场中穿过时，一定会受到其他物质引力场强度的影响，从而在一定程度上改变其已有的运动方向或速度。试想，如果我们赖以计算年、月、日、时的地球自转和绕日公转，受到引力的变化而越来越慢（或越来越快），我们所拥有的时间岂非失去了过去一往直前的“天性”而发生了弯曲？这也正是广义相对论给予人类之最伟大的启示。
有效中介，这个在科学相对论中起到至关重要作用的现象，在逻辑的“相对论”中无疑被缺失了！
为此，我们不得不重新审视人类逻辑学的宏观构架。一方面，既然我们相信，宇宙万物乃相处于一个整体之中，那我们就没有理由默认，我们的逻辑学可以被“隔离”为互不兼容的两大块。另一方面，相对于人类文化的建立，人类思维最具动力的部分是“创造性”。而有效的创造性思维却至今未能进入“逻辑学”的大雅之堂，其在逻辑学上应具有怎样的形态？在全部逻辑中应处在怎样的位置？凡此种种，都将是我们接下来即将展开讨论的话题。
[1]《爱因斯坦文集》第一卷，商务印书馆1976年版，1982年第3次印刷，p501。