引  言

    众所周知，爱因斯坦的整个相对论理论体系，是建立在两条假设基础之上的。也就是说，狭义相对论以相对性原理和光速不变原理这两条假设条件作为公理，从而进行严密的论证，最终建立起狭义相对论理论体系，并被人们理解和接受，进而指导人类的一系列科技实践和科技理论的进步与发展。

    在相对论诞生近一百周年之际，在知识爆炸和科技日新月异的新世纪里，当人类的科技理念已经一次又一次地更新之际，当人们再一次回过头来从新冷静地反思爱因斯坦的相对论之际，当人类首先充分认识到建立狭义相对论的两条基本假设条件并非完备且矛盾重重之际，因此，相对论的两条基本假设显然不能作为公设和公理，随后的一切论证和结论必将是谬论无疑。

    为此，笔者今从狭义相对论的两条假设理应直接和间接肯定的知识点以及理论框架着手，对两条基本假设条件的不完备性和彼此必然矛盾的焦点，进行系统地、深刻地、由浅入深地、由表及里地透切分析：

    1、回顾两条假设的内容

    1.1相对性原理回顾
    相对性原理可以表述为：一切物理定理在所有惯性系中保持不变。显然，这个原理是力学中的伽利略相对性原理的推广。如果人们知道了物理现象在某一惯性系中的运动规律，那么很容易根据相对性原理写出在其余一切惯性系中的运动规律。[1]
    相对性原理又可以表述为：物理定理在一切惯性系中都具有相同的表达形式。也就是说，所有惯性系对于描述物理现象都是等价的。不难看出，狭义相对论的相对性原理，它是伽利略相对性原理的推广。伽利略相对性原理说明了一切惯性系对于力学规律的等价性，而狭义相对论的相对性原理却把这种等价性推广到包括力学定律和电磁学定律在内的一切自然规律上去。于是，“以太”假说就是不需要的了。[2]

    1.2光速不变原理回顾
    光速不变原理的一种表述是：光在真空中总是以确定的速度c传播，这个速度的大小同光源的运动状态无关。更详细地说，光速不变原理包含着下面这样一些内容：在真空中的各个方向上，光信号传播速度（即单向光速）的大小均相同（即光速各向同性）；光速同观察者所处的惯性无关。十分明显，这个原理同经典力学不相容，但是如前所说有了这个原理，才能够准确地定义不同地点的同时性。[1]

    光速不变原理另一种表述是：在彼此相对作匀速直线运动的任一惯性参考系中，所测得的光在真空中的传播速度都是相等的。这个原理说明真空中的光速是个恒量，它和惯性系的运动状态没有关系。[2]

    总之，对于狭义相对论的相对性原理和光速不变原理，无论其表述方式怎样，其本质都是一样的。

    2、相对性原理肯定了哪些知识点

    2.1直接肯定的知识点
    a：惯性、惯性系、地球是惯性系。
    b：关于力学的一切物理定律、定理、公式，是在地球惯性系上对其总结的。

    其中，需要在此重温与明确的是：
    牛顿惯性定律：任何物体都保持静止或匀速直线运动的状态，直到其它物体的作用迫使它改变这种状态为止[1]。人们把牛顿惯性定律，也简称为惯性。

    惯性系，保持惯性物理特征的质点或者是站在宇宙角度上观察的物体或天体。

    伽利略（ Galilro Galilre  1564-1642 ）第一次提出了“惯性”的概念，得出这样的结论：“一个运动的物体，假如有了某种速度以后，只要没有增加或减少速度的外部原因，便会始终保持这种速度??这个条件只有在水平的平面上才有可能。因为，在斜面的情况下，朝下的斜面提供了加速的起因，而朝上的斜面提供了减速的起因；由此可见，只有在水平面上运动才是不变的”（《两门新科学的对话》第三天，问题9，假设23注，1632年出版 ）。这样，伽利略便第一次把外力和“引起加速或减速的外部原因”与运动的改变联系起来。与匀加速运动实验结合在一起，伽利略提出了惯性和加速运动这个全新的概念，以及在重力作用下物体作匀加速运动的全新的运动规律，为牛顿力学理论体系的建立奠定了基础。[1]

    在此，我们需要强调三点：

    第一方面，伽利略充分肯定了惯性的四大特征：一是对于地表上的运动物体而言，大地是一个静止的参照体系。二是地球重力对水平面上物体运动速度的综合作用为零，即直接的效果上表现为不受外力作用是物体惯性的必备条件。三是尽管他并未肯定地球引力场的重力作用机制（加速度）是惯性的必备条件，但是他已经肯定了地表上的物体必然有重量，或者是必受重力作用。

    第二方面，牛顿的惯性定律，是在伽利略惯性思想的基础上，把惯性的原理推广于整个宇宙空间。其中，肯定了惯性系是直线匀速运动或者是静止的（针对以太参照系而言）。同时，牛顿没有肯定或者是否定惯性系必然具有引力的特征，但绝不包括转动的特征；他也不曾明确地表明地球是一个惯性系统，只是说是继承了伽利略的惯性思想。但是，人们自始至终往往都把地球系统理解为一个惯性系统，爱因斯坦就是这样的最典型的代表。

    第三方面，爱因斯坦的惯性思想，显然完全是继承了牛顿在伽利略惯性思想基础上已经拓展了的惯性思想。一方面，他毫不含糊地在狭义相对论的第一假设中表白地球是一个惯性系；另一方面，他又毫不含糊地在广义相对论的等效性原理中认为，地球不仅是惯性系，引力（重力加速度）是地球惯性系的必备要素，因此而展开等效性的思维。

    地球惯性系：地球是惯性系，地球是一个保持惯性特征（静止或匀速直线运动）的天体，这是人们的普遍认识。但是，地球惯性系究竟是保持静止还是匀速直线运动特征的其中哪一个特征呢？还是同时保持两个特征的呢？无论是对惯性的第一发现与总结者??伽利略，还是第二总结者——牛顿，乃至发扬光大的第三者——爱因斯坦，他们都没有对此予以明确地肯定。

    可是，这个定义隐含的并被人类一直接受并沿袭至今的直接意义是：站在地表上看（伽利略、牛顿、爱因斯坦），地球是静止的惯性系。站在宇宙太空的角度看（牛顿、爱因斯坦），地球是一个匀速直线运动的惯性系。总之，直到已经迈进21世纪的今天，人们仍然始终坚信地球是一个惯性系统。其中，相对论就是为首的典型代表。

    2.2、间接肯定的知识点

    c：爱因斯坦肯定了牛顿的惯性思想，则必然肯定了牛顿的以太思想。因为，牛顿在宇宙空间的惯性思想，是以宇宙中绝对静止的“以太”为参照体系的。
    d：所说的“数学表达式”，必然是包含一切定性与定量的表达式。
    （1）定性的如：牛顿第三定律、惯性定律，左手定理（电磁）、右手定理（电磁）、浮力定理、帕斯卡定理。
    （2）定量的定理包括标量与矢量定理两部分：
标量定理，如：
        W=mvv                       （功能原理）
           I=V/R                              (欧母定理)
  矢量定理，如：  
       F=ma                                         (牛顿第二定理)
         F合=F1+F2                                   （力的矢量和） 
       V合=V1+V2                                 （速度的矢量和）
       m1v1+m2v2=m1v1`+m2v2`            （动量守恒定理）
    e：肯定了所有的惯性系描写的物理现象是等价的。

    2.3、相对性原理不能肯定和说明哪些知识点

    a：不能说明有直线加速度的运动是惯性系。
    b：不能说明有向心加速度的系统是惯性系。
    c：不能说明向心加速度与直线加速度是等价的（与经典力学的观点一样）。
    d：不能说明作曲线运动的系统是惯性系统（与经典力学的观点一样）。
    e：不能说明具有螺旋推进特征的运动系统是惯性系。
    f：不能说明地表上任意一点在太阳系中的运动轨迹在正弦波曲线运动特征下，地球实际上不是惯性系（相对论如果明确说明或肯定此点，那么，在惯性系条件下的相对性原理则自然不能提出）。

    3、光速不变原理肯定了哪些知识点

    3.1直接肯定的：
    a：肯定了光速是最高并恒定的的速度。
    b：肯定了恒定光速的各向同性。也即，光速与光源的速度无关。

    3.2、间接肯定的：
    c：肯定了光速是矢量，具方向性。
    d：肯定了以太被否定的判定，即以太不存在。因为，光速不变原理是根据否定以太存在的那个著名的“迈克尔逊、莫雷”光学实验。（但与上述 “ 2.2、c ”间接肯定的知识点矛盾）
    e：肯定了光速是粒子的速度，且是直线（或者说可以在一个很大的范围内可以有微小的弯曲，这是广义相对论后来补充的）。同时也肯定了光的速度不是波动特性体现出来的速度。
    f：肯定了恒定的光速是矢量，但又不遵守第一条假设（相对性原理）规定“物理定律在一切惯性系中都有同样的数学表达形式”中的矢量合规律。
    g：肯定了光是电磁波的一种，因为以太已经否定。
    h：肯定了具有波动特性的光量子在运动中有波长、频率，但无振幅（如果有振幅的话，那么不同频率的光则必然有不同的振幅，因此，光速则必然不可恒定）。
    i：肯定了光速的基本物理单位量纲“千米/每秒”。也就是说，一方面肯定了衡量光速的时间单位是地球秒时间单位；另一方面又同时肯定了衡量光速在单位时间内所经过路程的长度单位，是国际标准计量单位的千米。也就是说，恒定的光速实际上就已经直接地、明确地肯定了绝对的时间和绝对的空间。 

    3.3、光速不变原理不能肯定和说明哪些知识点
    a：不能肯定光量子是否存在静止的状态。
    b：不能肯定光量子是否具有静止的质量。
    c：不能肯定光量子是否具有运动的质量。
    d：不能肯定光量子是否具有能量。
    e：不能肯定可见光之外的一切红外线、紫外线、阿尔法、伯塔、嘎玛等射线、以及激光等光量子的速度、质量、能量、各向同性的特征。因为，光速不变原理的理论依据，是“迈克尔、莫雷”否定以太的那个著名实验，是用日光来进行检测的。
    f：不能肯定在超越了地表磁力线条件下的所谓真空中，所有波长的光量子的速度、能量、质量、各向同性等基本特征。

    4、两条假设的矛盾之处

    通过上述对相对论两条假设几乎应该或不应该涵盖的知识点或理论框架的归纳整理，显然，两条基本假设中隐藏的矛盾点暴露无遗。

    4.1  假设二中的“光速恒定并与光源的运动无关”不满足假设一中“物理定理在一切惯性系中都具有相同的表达形式”应该包括的“矢量合定理”的条件限定。由于假设一与假设二应该是同时且并列的，当彼此之间不能完全充分地包容之际，哪怕这仅仅只是一项具有排斥性的特征，但也已经显露出矛盾。

    4.2 在第一假设条件中，爱因斯坦肯定了惯性系的存在。可是，众所周知，牛顿在宇宙空间中的惯性思想，所指的物体保持匀速直线运动或静止的状态，是针对宇宙中绝对静止的以太而言的。因此，既然爱因斯坦接受了牛顿的惯性思想，那么，他在第一假设中就自然地接受并保留了牛顿的“以太”观念。然而，相对论的第二条假设“光速不变原理”，却是在“迈克尔逊、莫雷”著名的否定以太的光学实验基础上建立的。

    显然，爱因斯坦在第一假设中肯定了“以太”的存在，在第二条假设中却又明确地否定了“以太”的存在。因此，这是不可否认的又一矛盾的暴露。

    通过这一矛盾的揭露，实际上已经间接地告诉人们，爱因斯坦在其论证中存在一个显著的思维特点：如果他需要什么理论前提，就可以想方设法获取这个理论前提，进而为论证服务。

    4.3  第一假设中的“惯性”，包含静止和匀速直线运动两种状态特征。可是地球上的一切物理定律究竟是在静止的地球惯性系中表现出来的呢，还是在匀速直线运动的地球惯性系中表现出来的呢？可是，地球仅仅在太阳系中的运动状态，就是既非静止又非匀速直线的。因此，这是显然的另一矛盾。尽管这是牛顿惯性定律遗留下来的矛盾（另文再详细论证），但是爱因斯坦是全面继承的。不仅如此，人们往往把恒定的光速也可以看作是一个惯性系，爱因斯坦就是这样认为的。

    显而易见，当我们用惯性定律的标准，已经清楚地判定地球不是一个惯性系统之际，那么，相对论的第一条假设自然不能成立，同时，也就没有建立第二条假设的必要。进一步地，相对论的后续论证，显然不仅没有根基，而且必是谬论无疑。

    需要在此说明的是，地球显然不是一个惯性系统。一切关于力学的规律，包括牛顿的四大定律，都不是在惯性系上总结的，而是在地球的引力场条件下总结出来的物理规律。

    5、结论

    当一个或一组公设、公理在不完备的情况下，当一组必须同时成立的公设、公理中存在显然的或者说是隐含的矛盾的时候，显然，这样的公设、公理不能成之为公设或公理而进行一切论证。

    当人们不知道那些不完备并具有矛盾的公设、公理之际，承认这种公设公理及其随后的论证，是正常的，是可以理解的。

    当人们已经明确地知道某一组公设、公理显然存在矛盾之际，无论如何是不能再把这类不完备的公设、公理继续作为公设、公理，而将其运用于论证以及其它的实践和探索活动之中。进一步地，一个建立在不完备的、矛盾的公设、公理基础上的一切证明、论证、以及随之而来的结论，皆是不正确的，更不能构成什么科学理论。

    相对论的论证及结论就是这样的理论，是我们今天终于彻底地深刻地认识到的，一个没有正确理论前提的不正确理论，尽管它曾经正确并辉煌了近百年。

    后  语

    总而言之，通过对狭义相对论两个基本假设前提的不完备性和彼此之间的矛盾性的揭露，显而易见，狭义相对论的基础无疑已经彻底地动摇；不久后，相对论大厦在全世界的目光中彻底地坍塌之日必将到来。

    对于这一天的如期而至，爱因斯坦可能并不会感到意外或遗憾。因为正如他本人在自己70周岁生日时写给老友索洛文的信中，对自己理论中可能存在的问题，是有清醒认识的。他写到：“你一定想象我在此时此刻以满意的心情来回顾我的一生的成就。但是，仔细分析一下，却完全不是这么回事。我感到在我的工作中没有任何一个概念会很牢固地站得住的，我也不能肯定我所走过的道路一般是正确的。……  但是确实有一种不满足的心情发自我自己的内心，这种心情是很自然的，只要一个人是诚实的，是有批判精神的；……”。[3]

    可见，爱因斯坦对自己的一些概念、理论的正确性，是有一个非常清醒的认识与预感的。如果有一天，人们彻底地推翻他一手建立起来的、看似牢固和光芒万丈的相对论大厦，作为爱因斯坦本人，他一定不会感到惊奇。如果爱因斯坦真的会感到有什么惊奇的话，笔者认为，他一定会为那些在“没有任何一个概念会很牢固地站得住的……”基础上建立起来的相对论，竟然无比正确和伟大地在人类的科技与文化领域里闪耀光芒并昂首挺立了将近一百周年而惊奇无比。

    显而易见，对于21世纪的科学家、科技人员、以及普通大众而言，当相对论大厦终于倒下之际，我们都不要震惊或悲哀。另一方面，我们也不要以相对论的不真而否定爱因斯坦的其它理论成果和工作成就。同时，我们也不要对人类的整个科学事业因此而彻底地怀疑。恰恰相反，在科技发展的道路上，我们更应该以实事求是的朴实学风和探索精神，脚踏实地地勇往直前！ 

主要参考资料：
    [1]、《中国大百科全书》物理卷，中国大百科全书出版社，2000年10月，1.1光盘版
    [2]、程守洙、江之永，《普通物理学》，高等教育出版社，1998年6月第五版
    [3]、《爱因斯坦文集》第1卷，商务印书馆1976年，许良英、范岱年编译，第485页

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