作者：蔡立
出版社：上海交通大学出版社
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相对论之争与黑洞不存在的理由试读：
前言
本书是笔者所著的《相对论的悖论与爱因斯坦的失误》一书的后续，前者讨论了狭义相对论问题，本书则主要讨论广义相对论和黑洞。本书由两部分组成：第一部分是关于相对论争论的专题讨论，从爱因斯坦创立相对论以来，国际国内围绕相对论的争论就从未停止过，本书第一篇首先简要回顾了相对论争论的历史情况，进而重点讨论了由相对论争论引出的三个问题。
围绕相对论问题展开的争论，实际上反映了马克思主义哲学与爱因斯坦理论之间的矛盾。马克思主义哲学是一门科学，爱因斯坦相对论也是一门科学，两个科学理论出现了矛盾，表明在这两个理论中一定有一个出现了问题。那么，马克思主义与爱因斯坦相对论为什么存在矛盾，矛盾产生的根源是什么，是马克思主义正确，还是爱因斯坦理论正确？
本书的第一部分回答了这个问题，我们得出的结论是：只要马克思主义的对立统一规律成立，恩格斯关于能量守恒与转化规律的科学论断正确，爱因斯坦相对论就是一个不完善的理论，在这个理论中一定存在着错误。
这就是在相对论研究中马克思主义哲学给予我们的提示或指引。显然，哲学讨论不能代替物理研究，那么，具体地说，爱因斯坦相对论错在哪里呢？
在本书的第二篇，我们按照马克思主义哲学提示的方向，进一步论证黑洞就是广义相对论得出的一个错误结果。为什么宇宙中没有黑洞？本书给出了三个理由：（1）黑洞起源于牛顿力学的一个错误，当年拉普拉斯在不知道牛顿力学适用范围的情况下，把牛顿理论用到了速度大于光速的情况，由此得出了拉普拉斯黑洞这个错误的结果。1916年，施瓦西利用广义相对论又得到了一个与拉普拉斯黑洞完全相同的黑洞——施瓦西黑洞。为什么广义相对论的施瓦西黑洞与牛顿力学的拉普拉斯黑洞完全重合呢？在以往的广义相对论研究中，人们忽视了这个问题，在这本书中，我们详细地论证了施瓦西黑洞就是拉普拉斯黑洞，由于拉普拉斯黑洞是错误的，因此，广义相对论的施瓦西黑洞也是错误的。（2）黑洞与永动机一样，如果存在，必然违反能量守恒规律。
能量守恒规律告诉人们，物体运动过程中能量是守恒的，在自然界中不允许出现超越物体能量上限的事情发生。对于任意一台机器来说，它对外所做的功不可以超过它的输入能量，这就是为什么制造不出来永动机的原因。星球的引力场也具有能量，它可以把物体从远处吸引到星球的表面，但任一星球的引力场都不具有这样的能量，使物体下落到星球表面时的速度大于或等于光速，因此，任一星球的逃逸速度一定要小于光速，即任一星球都没有能力对光粒子进行约束，这就是为什么宇宙中没有黑洞的又一原因。（3）物理学不接受无穷大，黑洞如果存在，将违反热力学第二定律。
爱因斯坦广义相对论和欧拉的理想流体理论属于同一类型的理论，它们都不是真实的物理理论，而是理想化﹑数学化的理论。这种理论都有一个适用范围，在适用范围内使用可以得出正确的结果，例如，用欧拉方程研究升力问题可以给出与实验相符合的结果；在Cg＜0.3的情况下使用爱因斯坦广义相对论，也能得出正确的结果。但是，如果超出了适用范围就会得出错误结果，理想流体力学中的达朗贝尔疑难和广义相对论的黑洞，都属于这样的错误。理想流体理论之所以产生奇点，原因是在欧拉方程中把与雷诺数有关的黏性项丢失了；广义相对论之所以出现奇点，是因为在广义相对论场方程推导中使用了牛顿极限，从而把场方程中与引力场强度有关的项弄丢了。用闵可夫斯基极限代替牛顿极限后，广义相对论的奇点便可以消除。这个结果再次说明了黑洞理论是错误的，黑洞如果存在，将违反物理学的一个基本规律——热力学第二定律，即物理学不接受无穷大，这就是黑洞不存在的第三个理由。
本书最终的结论是：爱因斯坦相对论之所以会出现黑洞这样的错误，其根本原因在于，这个理论是按照形而上学的思想建立起来的。在相对论中，爱因斯坦片面强调了对称性，而完全忽略了非对称性（对称性破缺），从而使爱因斯坦的理论违背了辩证唯物主义的对立统一规律，这就是爱因斯坦相对论出现错误的主要原因。
这一结果表明，恩格斯在《自然辩证法》中的一段论述非常具有远见，恩格斯说：“不管自然科学家采取什么样的态度，他们还是得受哲学的支配。问题只在于，他们是愿意受某种坏的时髦哲学的支配，还是愿意受一种建立在通晓思维的历史和成就的基础上的理论思维的支配。
物理学，当心形而上学呵！——这是完全正确的。”
下面，谈一谈这本书的写作动机，大约在2000年前后发生的两件事情，触发了我的写作灵感。
一是世纪之交，在英国BBC、路透社等媒体所作的民意测验中，马克思被评为千年来最有影响的思想家之一，而且位居榜首；二是一位西方著名哲学家德里达出版了《马克思的幽灵》一书，这部书对马克思给予高度评价，称“未来不能没有马克思”，该书在西方思想界一度影响很大。
西方学者对马克思主义尚有如此高的评价，相比之下，国内科学界，对马克思主义“已经过时了，陈旧了”的观点，却从未进行过批驳。如此鲜明的对照，促使作者决定写一本书，从相对论的角度论证马克思主义正确，批驳国内某些相对论物理学家的观点。经过10多年的酝酿准备，现在终于将这本书呈现在读者面前。
最后，还需做一点说明，数学是科学的语言，正确的科学理论只有用数学才能给出准确的表述。然而，一本书中数学公式越多，读者就越少，正如霍金所说，每增加一个公式，就会使读者减少一半。
为了让更多的人能够了解本书的内容，在这本书中，尽量避免使用复杂的公式，而且所有公式都未做推导，这些推导在我先前出版的［1~5］几本书中可以找到。
本书适用范围较广，具有大学一、二年级知识水平的读者，均可阅读本书。蔡立2016年9月26日于北京第1篇对相对论争论的专题讨论
1977年，恢复高考后，我考入了北京航空学院，所学专业为空气动力学，恰好与钱学森的专业相同。在空气动力学里有一个著名问题，即“钱学森猜想”。1982年，在读研究生的时候，我开始思考这一问题，后来，把证明钱学森猜想作为博士论文的一项主要内容。由于这个原因，从研究生开始，我便对钱学森的工作进行研究，在阅读钱学森文章的时候，注意到当时钱学森与中国科技大学的一位教授正在进行一场争论，由这场争论引出三个问题：（1）这场争论是马克思主义哲学与爱因斯坦相对论之间长期争论的自然延续，它反映了马克思主义哲学与爱因斯坦相对论之间的矛盾。马克思主义是一门科学，爱因斯坦相对论也是一门科学，两个科学理论出现了矛盾，表明在这两个理论中一定有一个出现了问题，那么，马克思主义与爱因斯坦相对论为什么存在矛盾，矛盾产生的根源是什么，是马克思主义正确，还是爱因斯坦理论正确？这是今天摆在我们面前的一个重要理论问题。（2）这场围绕宇宙学展开的争论，反映了两种宇宙观的冲突，因此，弄清恩格斯《自然辨证法》中的宇宙观与爱因斯坦的宇宙观的主要分歧在哪里？这是我们需要解决的又一个问题。（3）这场争论反映了钱学森与霍金的分歧，那么，钱学森与霍金的主要分歧是什么？是钱学森的观点对，还是霍金的观点对？这是我们需要研究的第三个问题。
虽然这场争论已经过去了30多年，但是，今天重新讨论这场争论，仍有重要的现实意义。在本书的第一篇，我们将回顾这场争论的由来，详细介绍双方的观点，然后对这场争论进行讨论，主要讨论由这场争论引出的三个问题。第1章历史上围绕相对论展开的争论以及由此引出的三个问题
围绕相对论展开的争论，有其深刻的历史原因，了解这一争论的历史背景，对于今天我们学习研究相对论，正确地认识并理解这一理论是非常必要的。1.1 有关相对论争论的历史背景1）苏联对爱因斯坦理论的批判
相对论建立不久，人们便发现爱因斯坦的理论与马克思主义哲学之间存在矛盾，由于这个原因，在苏联和中国都曾发生过对相对论的批判，而且，苏联的批判对中国的影响很大。
1922年，在苏联刚创刊的杂志《在马克思主义旗帜下》，发表了莫斯科大学物理教授A.K.季米里亚捷夫的一篇书评，题目是：爱因斯坦“狭义与广义相对论”。这是一篇从马克思主义的角度批评爱因斯坦相对论的文章。
季米里亚捷夫认为，相对论在根本上可以归结为马赫主义，爱因斯坦只不过是赋予马赫的观点以数学的形式。从物理学的观点看，相对论也是健全的理智不能立即接受的。他的理由是：从爱因斯坦理论中得出的符合实际的全部结论，能够而且常常成功地借助其他理论用简单得多的方法得到，而且这些理论绝不包含任何不可理解的东西。
季米里亚捷夫在文章中还提出一个观点，爱因斯坦本人并没有对唯物主义原理进行任何积极的攻击，但爱因斯坦的学说已被各国资产阶级及其知识分子所利用。季米里亚捷夫的这一观点被列宁注意到了，列宁的《论战斗唯物主义的意义》一文就是读了季米里亚捷夫的文章之后写的。
从1922年开始，苏联学术界就评价爱因斯坦和相对论展开了争论，在《在马克思主义旗帜下》杂志为这一问题的公开争论提供园地持续达三年之久，几乎每一期上都刊载有关文章。其中的一些文章已有中译文，季米里亚捷夫的文章就刊登在国内出版的《自然科学哲学问题丛刊》1979年第1期上。
在苏联关于爱因斯坦和相对论的批判、争论几乎一直在进行，进行的方式类似波浪一样，其间时有高潮，如果说1922—1925年的这场争论是第一波浪潮，那么，第二波则出现在20世纪30年代。
1933年6月10日，爱因斯坦在英国牛津大学做了一次报告，题目是“关于理论物理学的方法”。爱因斯坦在这篇报告中说：“迄今为止，我们的经验已经使我们有理由相信，自然界是可以想象到的最简单的数学观念的实际体现。我坚信，我们能够用纯粹数学的构造来发现概念以及把这些概念联系起来的定律，这些概念和定律是理解自然现象的钥匙。经验可以提示合适的数学概念，但是数学概念无论如何却不能从经验中推导出来。当然，经验始终是数学构造的物理效用的唯一判据。但是这种创造的原理却存在于数学之中。因此，在某种意义上，我认为，像古代人所梦想的，纯粹思维能够把握实在，这种看[6]法是正确的。”
第二年，苏联《真理报》发表了瓦维诺夫的文章，文中引用了爱因斯坦上述这段话作为证据，批判了爱因斯坦的“唯心主义道路”和“数学唯心主义”。这次批判掀起的波浪更大，许多有名的苏联物理学家也抨击了爱因斯坦的马赫主义观点。
但总的来说，苏联物理学家对爱因斯坦相对论的批评还是沿着一条理智的路线进行的，他们主张把相对论和爱因斯坦分开。
对于相对论，他们一方面承认相对论是现代物理学的普遍可接受的基础，对科学有不可磨灭的贡献；另一方面也指责“其中与辩证唯物主义格格不入的东西”。关于后一方面，具体地说有以下内容：相对性原理导致否定运动的客观性；爱因斯坦假定光速是不可超越的最大速度；相对论否定了普遍的同时性；爱因斯坦试图把物理学变成几何学等。对于爱因斯坦，他们认为，爱因斯坦的思想是唯心主义的，所以应该受到批判。这场批判不仅批判了爱因斯坦，量子力学的哥本哈根学派也受到了批判。
以上两次批判都发生在新中国建立之前，因此对中国的影响不大，但随后开展的一场批判对中国产生了很大的影响。这场批判是由斯大林的助手，苏共中央主管意识形态的日丹诺夫发起的，1947年6月，日丹诺夫对爱因斯坦的宇宙学提出了批评：“由于不懂得辩证的认识途径，也不懂得绝对真理与相对真理的相互关系，许多爱因斯坦的跟随者，将研究有限、有边的局部宇宙的运动定律所得到的结果，转用于无限的宇宙整体，因而已开始谈论有限的宇宙、时空的边界。”[7]
日丹诺夫的讲话引发了关于相对论哲学基础的新辩论，这场争论持续到1955年。2）“文革”前国内对爱因斯坦理论的批判
1949年新中国成立后，苏联对中国有着广泛的影响，苏联开展的批判相对论的运动很快传到中国，由此引发了在中国展开对相对论的批判。1951年，在中国科学院主办的刊物《科学通报》上，翻译发表了卡尔波夫的“论爱因斯坦的哲学观点”一文。卡尔波夫在文中说爱因斯坦的哲学观点是一种物理学的唯心主义，同时，他还把爱因[8]斯坦说成是“一位大物理学家，但也是很小的哲学家”。
卡尔波夫的这句话来源于列宁，列宁在批评德国化学家奥斯特瓦尔特（W·Ostwald）时，使用了“伟大的化学家，渺小的哲学家”这句话。此后这句话成为经常被一些人引用的一个格言。卡尔波夫的文章发表后，爱因斯坦在中国的形象很快变成了：一位伟大的物理学家，但同时是一个渺小的唯心主义的哲学家。
1955年爱因斯坦去世，同年5月，周培源教授在《物理学报》上发表一篇纪念文章《阿·爱因斯坦在物理上的伟大成就》。周培源是中国物理学会的会长，他的文章反映了当时中国物理学界对爱因斯坦的评价。周培源概述了爱因斯坦在狭义相对论、广义相对论和物理学其他领域的重大贡献之后，在文章的最后一段写道：“我们也必须正视爱因斯坦的缺点……他是一位能发现物理规律的唯物主义者，可是他对他所发现的物理规律表示哲学意见时，经常从唯心主义的观点出发。错误的哲学观点不能不妨碍科学事业的前进。要能批判爱因斯坦的唯心论观点，深入地掌握他的学说，从而能更有效的学习近代物理学，我们物理学工作者必须加紧学习马克思列宁主义，建立和掌握辩[9]证唯物主义的世界观与思想方法。”
1957年，科学出版社出版了张宗燧教授所著的《电动力学和狭义相对论》一书，书中第37节的题目为“与相对论有关的唯心思想的批判”，在这一节里，对爱因斯坦相对论的唯心思想做了简单的叙述和批判。通过这本书，我们可以大致了解当年批判爱因斯坦相对论[10]的一些内容：“第一种唯心思想是：既然两件事情的时间间隔、空间距离对于不同的观察者是不同的，那么时空是带有‘主观’性质的。这一点的错误是极易看出的。”“第二种唯心思想是：既然时间间隔是相对的，而事情的先后对所有的观察者是一致的，因此，时间间隔的值没有绝对意义，而时刻的先后是有绝对意义的，因此时间只是‘事情的排列’。又因排列是‘感觉’的，因而时间存在于‘感觉’中。”“第三种唯心思想是：时间必须通过测量而才有意义。”
张宗燧文章中的主要观点均引自卡尔波夫等人的文章，由此可见，当时的中国学者是跟随苏联学者批判爱因斯坦。随着1956年中苏关系发生了微妙的变化，苏联对中国的影响也日益减弱。在1956年至1960年代中期，国内再没有出现对爱因斯坦相对论的集中批判。但这时爱因斯坦仍然被定格为“伟大的科学家和渺小的哲学家”。3）1966—1974年国内对相对论的批判
在20世纪60—70年代，国内出现了一场对爱因斯坦相对论的批判，批判主要集中在北京和上海两个地方。
当时在北京有两个“学习班”比较有名，一个是北京航空学院办的“相对论学习班”。还有一个就是中国科学院办的学习班。上海署名为“李柯的写作组”从四个方面对爱因斯坦相对论进行批判。文章的题目分别是：“评爱因斯坦的时空观”“评爱因斯坦的运动观”“评爱因斯坦的物质观”和“评爱因斯坦的世界观”。发表在《复旦学报（自然科学版）》以及《自然辩证法杂志》上。4）1974—1977年，国内围绕大爆炸宇宙学展开的争论
20世纪60年代，天体物理学取得了很大的进展，先后出现一些重要的发现，特别是中子星和微波背景辐射的发现，极大地促进了天文学、天体物理学和宇宙学的研究，黑洞和大爆炸宇宙学逐渐成为了物理学的热点。当时中国科技大学的几位教师注意到了国际物理学的变化，在20世纪70年代初，开始转向天体物理学的研究，其中的一位后来成为了科学界的“著名人物”。他和几个科技大学的同事成立了一个相对论天体物理研究小组。1972年，在新创刊的《物理》杂志上发表了一篇文章，题目是“关于标量-张量理论中含物质及黑体辐射的宇宙解”，此文是在国内发表的第一篇关于大爆炸宇宙学的论文。1974年，他又在《科学通报》上发表了“关于黑洞的一些物理[16, 17]问题”，这篇文章也是国内最早关于黑洞方面的论文。
在1972年之前，国内没有人发表过大爆炸宇宙学方面的文章，因为这个理论与恩格斯的论述相矛盾。由于这个原因，他的文章发表后，很快就有人提出了批判。1974年，柳树滋发表了《学习“唯物[18]主义和经验批判主义”》一文，文中对大爆炸宇宙学进行了批判。
由此引发了一场关于相对论及其宇宙学的争论。争论的一方以恩格斯的《反杜林论》《自然辩证法》和列宁的《唯物主义和经验批判主义》作为理论依据，对大爆炸宇宙学进行批判；而另一方则竭尽全力地为大爆炸宇宙学进行辩护。从1974—1977年，这场关于相对论及其宇宙学的争论持续了将近4年，期间一共发表了30多篇文章。随着“文革”的结束，这场对大爆炸宇宙学的批判也停止了。1.2 为爱因斯坦公开平反
1976年10月，中国进入了改革开放的新时期。1978年，全国科学大会在北京召开，会上提出了科学技术是生产力的论断。此后，科学工作得到了国家的高度重视。在这一历史背景下，相对论物理学家许良英提议，在爱因斯坦百年诞辰的时候举办一次纪念活动，为爱因斯坦公开平反，他的建议得到了采纳。
1979年2月20日，中国科学技术协会、中国物理学会和中国天文学会在北京联合举办了一场盛大的纪念集会，纪念爱因斯坦100周年诞辰。爱因斯坦的生日是3月14日，这次集会的组织者有意使中国的纪念活动早于其他国家，以表示更为重视。
中国科协代主席周培源在大会上做了主题演讲，周培源对爱因斯坦做了全面的重新评价，称赞爱因斯坦在科学史中的地位只有哥白尼、牛顿和达尔文可以与其相比，同时，周培源对“文革”期间对爱因斯坦和相对论的批判进行了谴责。
此次集会的主要目的是为爱因斯坦平反，“恢复他的伟大科学家的光辉形象”。显然，这一目的达到了，此后，国内的科学刊物上，再也看不到批评爱因斯坦的文章了。
总之，从20世纪20—70年代末，中国和苏联都曾发生了对爱因斯坦理论的批判，而且，批判的重点都是爱因斯坦的“唯心主义思想”。今天，我们重新对这场批判进行考察，不难发现当年的有些观点是站不住脚的。
首先，当年的许多批判文章不是针对相对论理论本身进行的，而是针对爱因斯坦的某次讲话，或从爱因斯坦的文章中摘录出一段话来进行批判，这种断章取义的做法，实际上扭曲了爱因斯坦的原意。
其次，当年一些文章中的观点，反映的并不是作者的本意，而是在当时政治压力下说了一些违心的话，后来，许多作者都修改了他们的观点。下面我们不妨以周培源为例，说明这一问题。
前面提到周培源在1955年的文章中，曾对爱因斯坦的“唯心主义思想”提出了批评。周培源写这篇文章时，苏联正在批判爱因斯坦的唯心主义哲学思想，而中国正在全面向苏联学习。在这一历史背景下，周培源才写了前面那段话。后来，在1979年在纪念爱因斯坦100周年诞辰的大会上，周培源特别强调，爱因斯坦的相对论不是“唯心论”，而是“自然科学唯物论”。周培源说：“他从自然科学唯物论的立场出发，认为实践是知识的唯一源泉。他说‘一切关于实在的知识，都是从经验开始，又终结于经验’‘唯有经验能够判定真理’。”
由此可见，周培源1955年文章中的观点，并不是他的真心话，关于这一点，从后来出版的《周培源文集》中也可以得到验证，在1980年出版的《周培源文集》中，虽然收录了他于1955年写的那篇文章，但文章中那段批评爱因斯坦唯心主义思想的话却被删掉了。
通过以上考察，我们可以得出这样的结论，长期以来，人们把马克思主义与爱因斯坦理论的分歧归结为唯物论与唯心论的分歧，这种观点是不正确的。为什么马克思主义与爱因斯坦相对论存在矛盾，从上面那些批判文章中也找不到答案，若想回答这一问题，我们必须重新对这两个理论进行研究。1.3 20世纪80年代围绕宇宙学展开的一场争论
这场争论的起因是，随着改革开放、国门打开，西方的一些思想、理论、学说涌入中国，随着国门的打开，受西方思想影响，国内科技界的某些人提出了马克思主义过时了的观点。前面提到，1972年，科技大学的一位教师最先把大爆炸宇宙学引入国内，其后宇宙学逐渐成为自然科学的一个热点，这位教师在国内的学术地位也迅速提高。随着地位的提高，他对当年那场对宇宙学的批判开始进行回击，同时，他还提出：恩格斯《自然辩证法》中的论断已经过时了，列宁不懂物理，进而得出建国以来所有（马克思主义）哲学对自然科学的指导都是错误的。当时担任中国科协主席的钱学森意识到这种言论的危害，于是明确提出：我们的一切科学技术研究都应以马克思主义哲学作为指导；钱学森认为，要么放弃马克思主义的科学论断，要么批判大爆炸宇宙学的谬误，“二者必居其一”。由此引发了两人之间的一场争[21]论。（《钱学森书信选》，第67页）
钱学森认为：“现在国外有的天文工作者，忽视这些物质结构的无穷层次，他们用爱因斯坦的广义相对论推导出所谓宇宙膨胀理论，说现在我们整个宇宙在膨胀，遥远的星系在离我们向外走，而且越远的星系走的越快。这种理论令人着急的是，居然算出来膨胀的起点大概在一百多亿年以前。如果要问一百多亿年以前怎么样？回答不出来了。我认为这样的理论是不符合马克思主义哲学的。一个是时间有了起点了，这不是笑话吗？再一个，认为物质的层次只限于星系，上面再没有物质的层次了，都是均匀的了，这也不合理。所以说，自然科学的研究如果撇开了马克思主义哲学的指导是危险的。”（《钱学森讲[20]谈录》，第232页）从上面这些论述中我们不难看出，钱学森对当时正在流行的霍金的理论，以及大爆炸宇宙理论是持批评态度的。
通过对相对论争论的历史考察，我们不难发现，由这一争论可以引出几个理论问题：（1）相对论争论反映了马克思主义理论与爱因斯坦相对论之间的矛盾。马克思主义是一门科学，爱因斯坦相对论也是一门科学，两个科学理论出现了矛盾，表明在这两个理论中一定有一个出现了问题。那么，马克思主义与爱因斯坦相对论为什么存在矛盾，矛盾产生的根源是什么，是马克思主义正确，还是爱因斯坦理论正确？这是今天摆在我们面前的一个重要理论问题。（2）围绕宇宙学展开的争论反映了两种宇宙观的冲突，因此，弄清马克思主义的宇宙观，即恩格斯《自然辩证法》中的宇宙观与爱因斯坦的宇宙观的主要分歧在哪里？这是我们需要解决的又一个问题。（3）钱学森与中国科技大学那位教师之间的争论，实际上反映了钱学森与霍金的分歧，那么，钱学森与霍金等宇宙学家的主要分歧是什么？究竟谁的观点对呢？这是我们需要研究的第三个问题。
以上就是由这场争论引出的三个问题，为了弄清这些问题，在过去的30年里，我反复研读爱因斯坦文集，重新推导了相对论的公式；同时，还阅读了亚里士多德、黑格尔、马克思、恩格斯、列宁的重要著作，以及霍金等人的文章，经过30年的不懈努力，终于找到了答案。本书将给出我对上述三个问题的研究结果。第2章马克思主义哲学与爱因斯坦相对论之间的矛盾产生的根源
30多年前，在中国科学界发生的一场争论，通过对这场争论的分析我们引出了几个问题，其中的一个问题是马克思主义与爱因斯坦相对论为什么存在矛盾，矛盾产生的根源是什么？本章我们就讨论这个问题。2.1 两个理论长期争论不休的原因以及解决这一问题的方法
在讨论这个问题之前，我们先讨论另外一个问题：为什么马克思主义与爱因斯坦相对论之间的争论长期僵持不下？
从1922年苏联开展对相对论的批判以来，马克思主义与爱因斯坦理论之间的争论从未停止过，时而马克思主义占据上风，时而爱因斯坦理论占据主动，双方的争论长期僵持不下，至今不分胜负。那么，造成这一状况的原因是什么呢？要弄清这个问题，我们需要对两个理论体系的逻辑结构进行分析。
目前，科学理论大都采用公理化的方法进行表述，欧几里得的《几何原本》是公理化的典范，在《几何原本》中，欧几里得首先给出了几何学的公理系统（包括5条公理和5个公设），然后通过逻辑推理和几何证明，最后得到几何定理。由此可以看出，一个公理化的理论体系由3部分构成：
公理系统一逻辑推理一结果即定理
爱因斯坦理论也是一个公理化的理论，以广义相对论为例，爱因斯坦首先给出几个基本原理，包括广义相对性原理、等效原理等，这些基本原理构成了广义相对论的公理系统，从这些原理出发可以建立爱因斯坦场方程，然后通过求解场方程，便可得到广义相对论的结果，因此，广义相对论也由3部分构成：
基本原理一场方程一相对论的结果
从公理化的角度看马克思主义，唯物辩证法的基本规律：对立统一规律、质量互变规律和否定之否定规律，是马克思理论的公理系统，从这些基本规律出发，利用辩证逻辑的分析方法，便可得出马克思主义哲学的重要结果（观点或论断）。因此，马克思主义哲学理论也由3部分组成：
基本规律一辩证逻辑分析一观点或论断
如果对历史上发生过的马克思主义与爱因斯坦相对论之间的争论进行考察，便不难发现，以往的争论都是以结果PK结果的方式进行的，即以马克思主义的某一论断为依据，对相对论的某个结果进行批判；或反过来，以相对论的某一结果为依据，指责马克思主义的某个观点有问题。
作者通过研究发现，这种以结果PK结果的方式展开的论战，是导致这两个理论长期争论不休的主要原因。
下面，通过一个例子来说明这个问题。
1917年，爱因斯坦把广义相对论用到宇宙学，建立了一个有限宇宙理论，此后人们又在爱因斯坦有限宇宙理论的基础上，建立了大爆炸宇宙理论，由于这个理论与恩格斯提出的宇宙在空间和时间上都是无限的论断相矛盾，因此，从20世纪40年代开始，马克思主义者与相对论物理学家围绕着“宇宙是有限的，还是无限的？”展开了争论，钱学森与中国科技大学一位教师的争论也涉及这个问题，这场争论持续到现在也没有结论。
为什么这场争论会僵持不下呢？原因很简单，目前人类刚能够脱离地球，连太阳系都飞不出去。我们知道，银河系里大概有上千亿个太阳，宇宙中有上千亿个银河系，太阳系对于浩瀚的宇宙来说只是沧海一粟。在目前的情况下，如果有人问宇宙的边界在哪里？宇宙是有限的，还是无限的？依据现有的科学水平，显然是无法回答这些问题的。因此，用结果PK结果的方法，人们无法判断究竟是马克思主义正确，还是爱因斯坦相对论正确。
若想解决马克思主义与爱因斯坦相对论究竟哪个理论是正确的，我们必须改变研究方法，不能再采用结果PK结果的方法，而应采用公理PK公理的方法，也就是说，我们应该从两个理论的源头开始进行分析，把马克思主义与爱因斯坦相对论结果之间的矛盾，转换成两个公理系统之间的矛盾，即马克思主义的基本原理与爱因斯坦相对论的基本原理之间的矛盾。2.2 马克思主义与爱因斯坦理论之间矛盾产生的根源
我们知道，任何理论的建立都离不开思想和逻辑，因此，若想弄清马克思主义和爱因斯坦理论之间为什么会产生矛盾，我们需要从这两个理论的思想起源及逻辑方法上进行分析。
马克思主义有两个思想来源，一个是费尔巴哈的唯物论，另一个是黑格尔的辩证法。马克思是采用辩证逻辑的思维方式，把黑格尔的辩证法与费尔巴哈的唯物论结合起来，建立了马克思主义哲学，即辩证唯物主义。
辩证唯物主义有3个基本规律：对立统一规律、质量互变规律和否定之否定规律。其中对立统一规律是马克思主义哲学理论中一个最重要的规律，也是辩证唯物主义的核心。
在哲学思想发展的初期，人们就已经有了关于对立面的斗争和转化的思想。古希腊哲学家赫拉克利特认为一切都是经过斗争产生的。中国古代儒家经典《易经》用阴和阳两种对立力量的相互作用来解释事物的发展变化。近代德国哲学家黑格尔以唯心主义的方式系统地表述了关于对立统一的思想。
黑格尔认为世界的本源是精神性的理念，整个世界不外是绝对理念自我认识、自我实现的过程。虽然黑格尔的哲学带有唯心主义的色彩，但其中也包含着一个内容丰富的辩证法纲要。这个辩证法纲要包括对立统一、质量互变、否定之否定三大规律；关于事物自身运动、普遍联系和相互转化；关于辩证法贯穿其中的本体论、认识论、逻辑的统一，以及事物发展中渐近过程的中断、飞跃和螺旋上升的圆圈形式等。黑格尔的辩证法纲要成为后来马克思主义哲学的一个直接来源。
马克思批判地改造和吸取了黑格尔的合理思想，并把它与费尔巴哈的唯物论思想结合起来，创立了马克思主义哲学，即辩证唯物主义，在辩证唯物主义中深入地揭示了对立统一规律，并给予科学的论述。对立统一规律告诉我们，任何事物都包含着内在的矛盾性，矛盾双方的又统一又斗争，即对立统一推动着事物的发展。
关于马克思主义的思想来源和对立统一规律，由于许多书中都有论述，这里就不再重复了，下面重点分析爱因斯坦相对论的思想来源。
爱因斯坦相对论属于公理化的理论，公理化的鼻祖是古希腊数学家欧几里得。欧几里得在科学上的重要贡献是他完成了一部划时代的巨著——《几何原本》，这部著作的意义在于它用公理化的方法建立了一个完整的理论体系。《几何原本》对后来科学的发展产生了巨大的影响，无论是牛顿的《自然哲学的数学原理》还是爱因斯坦的相对论都深受其影响。爱因斯坦曾说过：“我们推崇古代希腊是西方科学的摇篮，在那里，世界第一次目睹了一个逻辑体系的奇迹，这个逻辑体系如此精密地一步一步推进，以致它的每一个命题都绝对不容置疑——我这里说的是欧几里得几何学”。
欧几里得的公理化方法大概地说，首先给出一些基本原理（公设或公理），然后用演绎推理的方法建立其理论。1914年，爱因斯坦接受了普鲁士科学院授予他的院士职位，在接受院士职位的演讲中，爱因斯坦介绍了他的研究方法，爱因斯坦说：“理论家的方法，在于应用那些作为基础的普遍假设或者‘原理’，从而导出结论。他们的工作可分为两部分，他们必须首先发现原理，然后从这些原理推导出结［26］论。”
由此可见，一个公理化的理论是否正确，关键在于其基本原理是否正确。那么，怎样发现或提出基本原理呢？爱因斯坦在上述讲话中并没有提及，不过，对爱因斯坦的著作进行研究便不难找到答案。1953年4月23日，爱因斯坦在给斯威策的回信中写道：“西方科学的发展是以两个伟大的成就为基础的：希腊哲学家发明的形式逻辑体［27］系，以及发现通过系统的实验可能找出因果关系。”
从上面这段话可以看出，爱因斯坦认为西方科学的发展得益于两种方法，一种是伽利略开创的实验方法，另一种是古希腊人发明的形式逻辑方法。如果我们沿着这一思路对爱因斯坦的理论进行考察，便不难发现相对论中的基本原理就是根据这两种方法提出来的。
1905年，爱因斯坦建立了相对论，在相对论中他给出了两个基本原理，一个是光速不变原理，另一个是相对性原理。显然，光速不变原理的提出，爱因斯坦依据的是物理实验的结果，而相对性原理则受到了亚里士多德思想的影响。
亚里士多德是古希腊著名哲学家、逻辑学家和科学家，他还是形式逻辑的创始人。亚里士多德著有大量著作，是希腊古典文化的集大成者，他的著作对后来西方哲学和科学思想的发展产生了巨大的影响。在他的思想影响下，出现了欧几里得《几何原本》这样的传世名著。
亚里士多德有两部著作与物理学关系密切，一部叫“物理学”，另一部如果按照原文的意思应该翻译成“物理学之后”。亚里士多德把研究有形的、可感知实体的科学称为“第二哲学”；把研究无形的、超感性的东西（例如质料、形式、潜能、神和第一推动者等）的科学称为“第一哲学”。亚里士多德把“物理学”归属于“第二哲学”，主要研究无生命物质（可感知的实体）的构成形式、运动现象以及原因和目的。而“物理学之后”讨论的则是“第一哲学”。“物理学之后”这个名词不是亚里士多德给出的，而是由古希腊的一位哲学教师安德罗尼克给出的。亚里士多德的著作很多，许多著作在世时没有出版，他逝世300年后，安德罗尼克对其进行了编辑。安德罗尼克把亚里士多德论述超感知的，即经验以外对象的著作，安排在关于有形物体的学说即“物理学”的后面，并以此命名。“物理学之后”这本书传到中国后，由于《周易》中有“形而上者谓之道，形而下者谓之器”的说法，意思是，在有形体的东西之上的、凭感官感知不到的东西叫作道，有形体的、凭感官可以感知的东西叫作器，据此，严复把“物理学之后”翻译成“形而上学”。
这就是“形而上学”一词的本来意思，爱因斯坦的相对性原理反映的正是亚里士多德的这一思想。相对性原理本身不是物理规律，但爱因斯坦却把它放到所有物理规律之上，要求物理规律都应该满足相对性原理的要求，因此，可以说相对性原理是一个置身于所有物理规律之上的、形而上学的原理。
了解了以上情况，我们就不难理解为什么马克思主义与爱因斯坦相对论存在矛盾了。我们认为，马克思主义与爱因斯坦理论之间的争论，并不像苏联学者所说的（或1978年以前一些批判文章所说的），是唯物主义与唯心主义之间的争论，而是辩证法与形而上学的争论。
马克思主义是按照黑格尔的辩证法思想建立的理论，对立统一规律是其中的一个重要规律。而相对论则是按照形式逻辑的方法建立的理论，其中的相对性原理是根据亚里士多德的形而上学思想提出来的。
马克思主义与爱因斯坦相对论之所以存在矛盾，原因就在于这两个理论的思想来源存在着矛盾，即辩证法与形而上学之间存在矛盾。说得更具体些就是，对立统一规律与相对性原理的分歧是马克思主义与爱因斯坦相对论之间出现矛盾的根本原因。
找到了马克思主义与爱因斯坦相对论之间矛盾产生的原因，随之而来一个新的问题产生了：对立统一规律正确还是相对性原理正确呢？下面我们就来分析这个问题，首先讨论相对性原理。第3章对相对性原理的重新研究《爱因斯坦传》的作者亚伯拉罕在其书中写道：“如果要用一句话来写他的科学传记，我会写：‘同他以前和以后的任何人相比，他更好的发明了不变性原理’”。确实不变性原理，即相对性原理反映了爱因斯坦相对论的一个主要思想，这一思想贯穿了狭义相对论和广义相对论。因此，要想理解爱因斯坦理论，我们必须把握相对性原理的主要思想，了解这一思想的历史以及后来的发展。3.1 相对论是基于对称性的思想建立起来的理论
我们知道，相对性原理反映了物理规律的不变性，即对称性。对于对称性的研究在物理学上有相当长的历史，早在牛顿时代，物理学家就已经了解到对称性，但在牛顿力学里，对称定律仅是动力学定律的推论，对称的重要性并没得到普遍的认识。真正把对称的概念引入物理学是在19世纪40年代。
19世纪40年代，随着能量守恒定律的发现、哈密顿原理的提出和群论的诞生，物理学家和数学家开始对守恒规律、不变性和对称性进行了系统的研究。虽然能量守恒定律在19世纪40年代就已发现，但是，守恒律与对称性之间的关系直到20世纪才被认识，而首先把对称的概念引入物理学的应该归功于英国物理学家哈密顿。
哈密顿是19世纪英国著名物理学家，他在分析力学的研究中，发展了拉格朗日的思想，借助广义坐标和广义动量的概念，建立了一个具有对称性质的哈密顿正则方程：
哈密顿正则方程所呈现的优美的对称性，给人们留下了深刻的印象。
哈密顿不仅发展了牛顿力学中的对称性思想，而且他还通过正则方程把光学和力学联系起来。1834年，哈密顿曾说：“这套思想和方法也已应用到光学和力学，看来还有其他方面的应用，通过数学家的努力还将发展成为一门独立的学问。”哈密顿这里所说的“这套思想和方法”指的就是对称性的思想方法。
随着量子力学的发展，物理学中开始大量地使用对称观念，描述物理系统状态的量子数常常就是表示这系统对称性的量。哈密顿原理在量子力学中的作用之大，量子力学的创始人之一薛定谔是这样评价的：“哈密顿原理已经成为现代物理学的基石……如果你要用现代理论解决任何物理问题，首先得把它表示为哈密顿形式。”
在物理学的发展中我们常看到这样一种现象，物理学的许多重要思想首先都来源于数学。不论是牛顿还是爱因斯坦，他们的工作都深受数学的影响。牛顿的《自然哲学的数学原理》明显是按照《几何原本》的模式写成的：无论是定义、定理和格式，还是从牛顿三定律到万有引力定律，都是效仿欧几里得公理化的方法论述的。爱因斯坦广义相对论的思想则是来源于非欧几何学。
这里我们要说的是，物理学中有关守恒定律与对称性关系的研究，这一工作也是起源于数学。伽罗华创立群论后，数学家对不变量，即对称性进行了系统的研究。希尔伯特对19世纪不变量理论进行了总结，他把19世纪不变量理论的发展分成3个阶段：朴素阶段（naïve period）、形式阶段（formal period）、转折阶段（critical period）；这3个阶段的主要代表人物分别是布尔、果尔丹和希尔伯特。19世纪，果尔丹和希尔伯特等人关于数学不变量的研究，到20世纪初，终于在物理学上得到了应用，这就是著名的诺德定理：对称对应于守恒。直线运动产生的对称相当于动量守恒；转动的对称性相当于角动量守恒；而时间的对称性相当于能量守恒。换句话说，大千世界种种运动之所以产生守恒性，是因为事物内部存在着对称性。
总之，从19世纪40年代以来，人们对守恒、不变性和对称性进行了系统的研究。经过近百年的努力，到20世纪初，人们才最终认识物理规律的不变性、时间空间的对称性以及物理守恒定律三者之间的密切联系。按照现代物理学的观点，对称性、不变性和守恒律在本质上是同一个概念，只是侧重点不同而已。物理规律在一定的时空变换下的不变性，分别对应于时间和空间的不同对称性；而从时间的均匀性、空间的均匀性以及空间的各向同性这些对称性原理出发，经过严谨的推理，人们可以推导出能量守恒定律、动量守恒定律以及动量矩守恒定律，因此，可以说这些守恒定律就起源于时空的对称性。
回顾历史，我们不难发现，从19世纪40年代到1956年在这100多年间，关于对称性、不变性和守恒律的研究成为数学家和物理学家的一个主要方向，这期间人们取得了一系列的成果，其中包括群论的诞生、能量守恒定律的发现、哈密顿原理、克莱因的埃尔兰根纲领的提出，果尔丹和希尔伯特等人关于数学不变量理论的研究，以及由此导致的诺德定理的证明。
正是在这一历史背景下，爱因斯坦于1905年建立了狭义相对论。1921年，爱因斯坦在英国演讲时说相对论“不过是一条可以回溯几世纪的路线的自然继续。”爱因斯坦在这里所说的路线实际上是一条关于对称性的思想路线。这个思想就是“物理规律都是对称的”，爱因斯坦还把这一思想用公理的形式表述出来，这就是狭义相对性原理，这个原理和光速不变原理一起构成了狭义相对论的基石。
因此，对称性思想是相对论的一块基石，相对论本质上是关于对称性的理论，例如，狭义相对论的对称性的思想就体现在狭义相对性原理中：物理学的定律在所有惯性参考系中都是相同的。
在20世纪50年代中期之前，相对性原理所体现的这种不变性或对称性的思想，是物理学家普遍接受的。然而，在相对论建立50年后，人们在对称性研究方面却得出了一个出人意料的结果，这就是1956年杨振宁和李政道提出的弱作用下宇称不守恒，这一重大发现开创了对称性破缺的研究，同时，也改变了人们关于对称性的认识。［28~31］3.2 一个出人意料的结果——宇称不守恒
我们知道，物理学中有许多守恒定律，例如，动量守恒、角动量守恒和能量守恒等，由诺德定理可知，动量守恒对应于空间平移对称性，角动量守恒对应于空间转动对称性，能量守恒对应于时间平移对称性。除了这些人们熟知的守恒定律外，物理学中还有一个守恒定律，这就是宇称守恒，宇称守恒对应于空间反演对称性。
所谓空间反演指的是对于一个中心点的、空间坐标同时反过来的操作。例如，对于坐标原点，反演的坐标变换关系是将坐标（x, y, z）变成（-x, -y, -z）。数学上可以证明三维空间反演变换可以被分解为两个变换：一个是镜像反射，另一个是180°的旋转变换。镜像变换把左手变成了右手，因此镜像对称常说成左右对称。旋转变换不会使系统的状态发生改变，无论空间怎么旋转，左手仍然是左手，另外，空间转动变换下物理规律具有不变性，考察空间反演变换实际上和考察镜像变换是等价的，因此，有时也说宇称守恒对应于左右对称。
在20世纪50年代中期以前，通过对强相互作用、电磁相互作用的长期研究，大量的实验证明宇称守恒定律是正确的，即物理规律在上述相互作用下都是左右对称的。因此，这一观点很自然地被人们所接受并加以推广，当时，物理学家认为左右对称是物理学的普遍规律，在弱相互作用下也成立。
然而，有一个问题却困扰着物理学家，这就是“-τ疑难”。
20世纪40年代末，物理学发展了一个新的领域，这就是粒子物理学。我们知道，基本粒子是构成所有物质的基本单元。随着科学技术的不断发展，人们对基本粒子的认识是不断深化的。在古希腊时期，人们认为物质是由原子组成，原子的词义就是不可分的意思，所以，原子是古希腊人的基本粒子。1911年，卢瑟福做了著名的α粒子散射实验之后，科学家发现原子是可以分割的，原子是由中间大质量的、带正电荷的原子核和外层带负电荷的电子组成的。1932年，英国科学家查德威克发现了中子，使人们弄清了原子核也是可分的，是由质子和中子构成。至此，人们已经知道了5种基本粒子，它们是质子、中子、电子、正电子和光子。
第二次世界大战后，随着实验技术的不断改进，特别是大型加速器建造起来后，人们可以把粒子束加速到能够打击各种粒子，以产生新的粒子的程度。这样一大批新的粒子发现了。现在人们知道的基本粒子已有数百种，而且，这个数量还在增加。1947年，两位英国实验物理学家从宇宙线的实验中发现，当物质被高能量的粒子撞击的时候，在碎片中会产生新的粒子。科学家把这种非同寻常的粒子叫奇异粒子。
在这些奇异粒子中最使科学家大惑不解的，也使他们最感兴趣的是两个奇异粒子：介子和τ介子的奇怪特征。物理学家发现，介子和τ介子具有几乎完全一样的性质：相同的质量、相同的寿命、相同的电荷，以致人们不得不怀疑它们是否就是同一种粒子。然而，它们在宇称上的表现却又完全不同。介子和τ介子衰变时，表现出完全相反的宇称。介子和τ介子是不是同一种介子呢？研究基本粒子的物理学家把这个问题称为“-τ疑难”。图3-1 李政道和杨振宁
1956年，李政道和杨振宁（见图3-1）在研究物理学的一个难题——“-τ疑难”时发现，在电磁相互作用和强相互作用中，宇称守恒是有大量实验证明的；但是，在有关和τ介子衰变和β衰变等弱相互作用的实验中，却没有任何实验能够说明宇称守恒或者不守恒，也没有专门的实验检验这一问题。他们认为，弱相互作用中宇称也守恒只不过是人们的一种推想，而被大家接受下来。于是，李政道和杨振宁把一个关于-τ介子的孤立问题演变成一个具有广泛意义的重要问题，即在所有弱相互作用中宇称是否守恒。
1956年6月，李政道和杨振宁向美国《物理评论》提交了《弱相互作用中的宇称守恒问题》的论文，文章中写道：“宇称守恒至今仍然只是一个外推性的假设……为了毫不含混地确定在弱相互作用中宇称是否守恒，我们必须完成一个实验来确定在弱相互作用中左右是否不相同。下面我们讨论一些可能达到这一目的的实验。”图3-2 吴健雄
接着文中具体建议在原子核的β衰变和基本粒子衰变中可以通过哪些实验来检验宇称是否守恒，他们一共提出五个实验，其中一个就60是极化Co原子核的β衰变实验。1957年吴健雄（见图3-2）等人进60行了这一实验，她以两套装置中的Co互为镜像，一套装置中的6060Co原子核自旋方向为左旋，另一套装置中的Co原子核自旋方向为右旋，结果发现在极低温情况下，放射出来的电子数有很大的差异，吴健雄等人第一个用实验证实了弱相互作用过程中宇称的确是不守恒的。
吴健雄在实验完成后，有两个星期兴奋得无法入睡，再三问自己：为什么老天让她来揭示这个奥秘呢？她还深有体会地说：“这件事给我一个教训，就是永远不要把所谓‘不验自明’的定律视为是必然［31］的。”3.3 相对性原理与后来物理学的重大发现相矛盾
前面提到，爱因斯坦的相对论本质上是一个关于对称性的理论，它要求物理学的规律都满足对称性，即物理规律从一个坐标系变换到另一个坐标系时，其数学形式（描述物理规律的数学方程）保持不变。然而，随着物理学的发展，“物理规律都是对称的”观念受到了挑战。1956年，杨振宁和李政道首先对这一观念进行了挑战，他们提出在弱相互作用中“宇称不守恒，左右不对称”。杨振宁和李政道的工作被证实后，物理学家们就面临一个重大难题，那就是为什么宇称守恒会破缺，是什么机制促使它发生的，1957年，美籍日本学者南部阳一郎提出了“对称性自发破缺”的观点，对此进行了理论解释。
1964年，两位美国物理学家克罗宁和菲奇对弱相互作用进行了更加深入细致的研究，他们发现除了P不对称外，CP也不对称，即CP对称也被破缺了。1972年，两位日本物理学家小林和益川，对CP对称性破缺的机理进行了研究，他们提出宇宙中存在6种夸克，在此之前，人们只知道3种夸克。他们的预言很快得到了证实，1974年发现了第4种夸克，1977年又发现了第5种夸克，最后1个夸克也于1995年被确认，至此，CP对称性破缺的机理得到了很好的解释。
上述这些工作都获得了诺贝尔物理奖，李政道和杨振宁的工作获得了1957年的诺贝尔奖，克罗宁和菲奇等人的工作获得了1980年的诺贝尔奖，南部阳一郎和另外两位日本学者则分享了2008年的诺贝尔物理奖。另外，他们的工作还给物理学带来一种新的观念，这就是物理学不是完全对称的。关于这个问题，2003年李政道在接受记者采访时，对此是这样论述的：“在1956年以前，从经典物理到近代物理，都是对称的物理。1956年以后，大部分的物理现象都发现有不对称性。不仅是宇称不守恒和左右不对称，电荷的正负也不对称，时间反演也不对称，真空也不对称，因而夸克可以被禁闭，不同的中微子间可以互相转换变化，连质子也可能不稳定……当然，并不是1956年忽然改变了外界的宇宙，而是1956年我和杨振宁发表的宇称不守恒的文章，改变了整个物理学界以前在‘对称’观念上的一切传统的、根深的、错误的、盲目的陈旧见解。”
换句话说，在1956年以前，物理学还处于对称性的时代，然而，随着宇称不守恒的发现，物理学开始进入了一个新的时代——对称性破缺的时代。“对称性破缺”这个名词对许多人来说还很陌生，那么，什么是“对称性破缺”呢？2008年，瑞典科学院决定授予南部阳一郎等3人诺贝尔物理奖时，为了让公众能够理解这个概念，瑞典皇家科学院的拉斯·布林克给出了一个通俗的例子。
他说“地球是圆的”这句话粗略地看是没有问题的，但是如果把“地球是圆的”作为一个公设提出来，作为所有研究工作的出发点就有问题了，因为“地球并不是严格的球形，地球的赤道直径比起联结地球南北极的直径略大一些。”另外，“地球上还有山川、盆地，因此，物理学家会说：‘地球的对称性有微弱的破缺’，这就是说，物理定律中包含着类似地球形状一样的决定对称性被破缺的原理。”［32］
拉斯·布林克通过上面这个例子形象地阐述了一个思想：地球是对称的（圆的），但又不是完全准确的球体，存在一些小小的偏差。这就是对称性破缺的基本思想，把这一思想用更准确的语言来表述，就是著名物理学家费曼的一句话：“物理学几乎都是对称的，但又不完全对称，总存在一个小小的例外或破缺。”这就是目前物理学家们关于对称性的一个基本观点。
今天，如果我们用这一观点对爱因斯坦理论进行重新考察，便不难发现爱因斯坦建立相对论时的指导——对称性思想，以及他所提出的一个基本原理——相对性原理，并非完全正确，因此，建立在相对性原理基础上的爱因斯坦理论，不可能是一个完整、准确的理论，这个理论一定存在问题。
那么，爱因斯坦相对论存在什么问题呢？下面，我们再换一个角度，把它上升到哲学的层面，看一看爱因斯坦理论究竟存在什么问题。第4章从马克思主义哲学角度看爱因斯坦理论存在的问题4.1 对立统一规律的正确性需要用数学方法进行证明
在辩证唯物主义哲学中有一个规律叫对立统一规律。对立统一规律认为，在自然界、人类社会和人类思维等领域的任何事物中，都包含着内在的矛盾性，事物内部的矛盾推动了事物的发展。如果用对立统一规律来分析物理学，我们不难发现，对称性和非对称性是一对矛盾，如果一个理论仅考虑了矛盾的一个方面，而完全忽视了矛盾的另一方面，那么，这个理论就不可能是一个完善的理论。爱因斯坦相对论恰好就是这样的理论。在相对论中爱因斯坦仅考虑了对称性，而完全忽略了矛盾的另一方面——对称性破缺，这就是爱因斯坦相对论存在的问题。
在1978年之前，如果得出爱因斯坦的理论与马克思主义哲学的对立统一规律相矛盾，我们就可以根据对立统一规律说爱因斯坦的理论有错误。然而，今天再用这种方法论述问题就没有说服力了。毕竟
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