牛顿提出了相对时空观吗？——与肖引同志商榷，本文主要内容关键词为：时空观论文,提出了论文,同志论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
内容提要 肖引同志认为：牛顿在提出绝对时空观的同时，又提出了相对时空观。这是值得商榷的。牛顿提出了相对时空的概念，但并未提出与绝对时空观并列的相对时空观。在牛顿看来绝对时空与相对时空这两个概念并不是并列的，相对时空是人们在日常生活中形成的关于时空可感知形式的认识，它没有反映时空的本质，所以他要在这种认识的基础上抽象出绝对时空观。因此牛顿的时空观是绝对时空观，而不是绝对时空观与相对时空观的统一。
《科学技术与辩证法》1994年第4期在首篇论文的位置上，发表了肖引同志的《牛顿的绝对时空观与相对时空观——兼对牛顿传统时空观评价的质疑》一文。肖引同志认为：“牛顿时空既有绝对时空观也有相对时空观，是绝对时空与相对时空的统一。”“我国哲学界在牛顿时空观上一直存在着极大的片面性，产生了一些误区。这些误区主要表现在：第一，在讲述牛顿时空观时只提他的绝对时空观，而不提他的相对时空观。”“第二，在讲述牛顿时空观时把他的时空观仅仅看作是绝对时空观，因而把对绝对时空观的批判当作是对牛顿的整个时空观的批判。”“第三，在讲述牛顿时空观时忽视牛顿时空观中绝对时空的合理性、科学性，而把他的绝对时空观的错误方面扩大化，误以为绝对时空观完全是主观的形而上学的无真理性可言的谬论。”①
我国一些哲学史与科学史著作在谈到牛顿时空观时，都在不同程度上涉及到了牛顿的相对时空观的概念和绝对时空观的历史作用，如李烈炎的《时空学说史》、林德宏的《科学思想史》等。我认为肖引同志提出的最重要的问题是牛顿是否提出了相对时空观的问题。我国学者也有类似的看法，如阎康年同志说：“牛顿总是将绝对时空和相对时空并论的，他的时空观应该正确地说是绝对时空和相对时空相结合的时空观。”“我们可以说牛顿的时空观是以绝对时空观和相对时空观相结合的时空观。”但是阎康年同志又说：“牛顿的时空观从总体上来说属于绝对时空观范畴。”②
牛顿是科学史上一个时代的代表，在科学思想史与哲学思想史占有重要的地位。正确地认识和评价牛顿的时空观，涉及到对牛顿思想和牛顿传统的理解、对爱因斯坦相对论意义的评价、关于时空的绝对性与相对性的认识等问题。如果牛顿时空观不是形而上学的绝对时空观，而是比较辩证的绝对时空观和相对时空观相统一、相结合的时空观，那科学史的一些章节就要重写。所以就这一问题开展学术研究和讨论是非常必要的。
一
牛顿关于时间与空间问题的结论性的叙述文字并不长，现将主要部分摘录如下。
牛顿写道：“……对时间、空间、位置和运动我并没有下过定义，因为它们已为人们所共知。只不过我必须看到，一般人不是在别的观念下，而是从这些量和可感知的事物的联系中来理解它们的。这样就产生了某些偏见；而为了消除这种偏见，最好是把它们区分为绝对的和相对的，真正的和表观的，数学的和通常的。”
“1.绝对的、真正的和数学的时间自身在流逝着，而且由于其本性而在均匀地，与任何其他外界事物无关地流逝着，它又可以名之为‘延续性’；相对的、表观的和通常的时间是延续性的一种可感觉的、外部的（无论是精确的或是不相等的）通过运动来进行的量度，我们通常就用诸如小时，日，月，年等这种量度以代替真正的时间。”
“2.绝对的空间，就其本性而言，是与外界任何事物无关而永远是相同的和不动的。相对空间是绝对空间的可动部分或者量度。我们的感官通过绝对空间对其他物体的位置而确定了它，并且通常把它当作不动的空间看待。如相对于地球而言的地下，大气，或天体等空间就都是这样来确定的。”③
牛顿这段话的内容包括以下几点：
1、牛顿在叙述绝对时空概念的同时，也叙述了相对时空的概念。相对时空是绝对时空可感知的量度。
2、绝对时空的绝对性在于时空同外界任何事物无关。例如牛顿在谈到绝对时间时说：“所有的运动可能都是加速的或减速的，但绝对时间的流逝却不会有所改变。不管其运动是快是慢，或者根本不运动，一切存在的事物的延续性或持久性总是一样的。”④
3、绝对时空与相对时空有本质的区别。绝对时空是真正的、科学意义上的时空，反映时空的本性或性质；相对时空是表观的、通常意义上的时空，是绝对时空可感知的量度。例如相对空间是通过绝对空间对其他物体的性质来确定的。
4、牛顿之所以要提出绝对时空和相对时空的概念，是因为在他看来，一般人不是在科学的观念下，而是从时空的量和可感知的同事物的联系中来认识时空的，并且用时空的量度来代替真正的时空，即只知道时空的量度，而不知道时空的本质。这就产生了误解，妨碍我们认识真正的时空。牛顿在谈到绝对处所、绝对运动和相对处所、相对运动时说：“我们就用相对的处所和运动来代替绝对的处所和运动，这在日常事务中并没有什么不便之处；但是在哲学探讨中，我们应该把它们从我们的感觉中抽出来，考虑事物本身，并把它们同只是对它们进行的可感知的量度区分开来。”⑤在牛顿看来，相对时空是人们在日常事务中形成的，对时空可感知的量度的认识，没有反映时空的本性或性质。因此，他要在这种认识的基础上抽象出反映时空本性或性质的绝对时空概念，并把这两个概念严格地区分开来。
从牛顿的这些观点，我们可以得出如下结论。
第一，牛顿的相对时空概念，只是人们在日常生活中对时空可感知量度的认识，并不含有我们今天所理解的时空相对性的意思，即时空形式对物质运动的依赖性。既然相对时空是绝对时空的量度，绝对时空同外界事物无关，那相对时空也同外界事物无关。因此牛顿的绝对时空概念讲的是时空属性的绝对性，而相对时空概念并不是关于时空属性相对性的概念。
第二，在牛顿的时空观中，绝对时空与相对时空两个概念的地位并不相同，不是一个层次上的概念。二者是真正的与表观的、科学的与非科学的关系，是量度对象与量度手段、确定者与被确定者的关系。相对时空是人们在日常生活中关于时空的量度和感性经验，绝对时空则是在此基础上的哲学与科学的抽象。因此唯有绝对时空是关于时空本质的概念，唯有绝对时空是牛顿时空观的核心概念。牛顿通过对这两个概念的分析所形成的时空观只能是绝对时空观，他并没有在相对时空概念基础上负提出相对时空观。所以他并没有提出与绝对时空观并列的相对时空观，他的时空观也不可能是绝对时空观与相对时空观的统一或结合。
第三，牛顿的绝对时空观也割裂了时空同物质运动的联系，是形而上学时空观，在这个问题上，不存在肖引同志所说的“误区”。
二
判断一位科学家所提出理论的性质并作出正确的评价，首先要看他的论述，同时还要看他的理论在科学实践中是怎样贯彻的，他的理论在科学发展过程中的作用以及学术界对他的理论的认定。肖引同志说：“要全面了解正确评价牛顿的时空观，最好的办法是看牛顿在他的著作中是怎么说的，而不是看后来的人怎么说，怎么评价。”肖引同志重视原著，这是完全正确的，但不能一概否定研究后人的理解和评价的必要，否则我和肖引同志一块来研讨这个问题就没有意义了。既然是了解和评价一个理论，当然要考虑别人是怎样了解和评价的。因此，我愿在这里提及有关材料，供大家参考。
1、牛顿的老师巴罗有绝对时空观的观点。他说：“正象世界创建以前已经有空间，甚至现在在这个世界之外也有无限的空间（上帝与之共存）一样……在这世界之前，以及和这个世界一起（也许在这个世界之外），也是过去和现在都有时间……就时间的绝对的和固有的本质而言，它根本不蕴涵运动……尽管我们分辨时间的数量，并必定借助运动作为我们据以判断时间数量和把它们相互比较的一种量度。”⑥“不论事物运动还是静止，不论我们睡去还是醒来，时间总是一成不变地走着自己的路。”⑦巴罗的思想对牛顿绝对时空观的形成有重要的影响。
2、牛顿的《原理》出版不久，莱布尼茨就批评了牛顿的绝对时空观。莱布尼茨称绝对时空是“某些当代英国人的一种偶象”。他说：“我曾经不止一次地说过，空间只是某种相对的东西，正如时间一样。”⑧
3、牛顿力学所采用的时空概念是绝对时空，而不是相对时空。牛顿指出，古人是从两个方面来研究力学的。一是理论性的研究，由科学家用精确的论证进行；二是实用性的研究，由艺匠用巧妙的技艺进行。他主张用数学的方法研究力学。因此他把他的主要著作叫作《自然哲学的数学原理》。由此我们可以认为，牛顿在力学研究中采用的是数学的时空概念即绝对时空概念，而不是通常的时空概念即相对时空概念。牛顿力学引入了绝对空间作为绝对参考系，绝对时空是牛顿力学体系中的一个不可缺少的因素。在伽利略变换中，无论参考系如何变换，时间与物体的长度不变，这就意味着牛顿力学需要同物质运动无关的绝对时空概念。牛顿力学描述的是物体的缓慢运动，而在这种运动中时空对物质运动的依赖性也不可能充分地体现出来。因此，牛顿在力学研究中可以抽象出绝对时空观，却不可能构建我们所理解的相对时空观。当时的科学还不能提出构建相对时空的基础。牛顿所说的相对时空，乃是人们在日常生活中关于时空度量单位的感受，他认为这不属于哲学或科学的研究范围。
4、后来马赫、爱因斯坦等人批评牛顿的绝对时空观，是有根据的。他们未提及牛顿的相对时空观，是完全可能理解的。这里也不存在肖引同志所说的“极大的片面性”。
以上意见不一定对，请肖引同志和读者指正。
责任编辑注：肖引同志的文章选入本刊1994年第11期。